加工中心教案

单元 5 CAD/CAM技术应用
[导入]随着生产技术的发展和人们对产品品质的要求也越来越高，越来越的产品在追求性 能的同时也在追求产品的外观和附加功能，对此普通的手工编程已难以适应发展要求，而 CAD/CAM技术就能够很好的解决这一问题。
[讲解]CAD/CAM技术是数控技术发展到一定阶段的必然产物，它解决了在过去看来难以实现 的一些问题，是计算机技术，传感器，自动控制技术等技术与机械制造技术的完美结合， 对于复杂零件我们首先建立模型，然后通过刀具选择、轨迹生成、仿真加工、后置处理、 程序生成、程序传输、实体加工等过程，最终得到我们需要的产品 。如今CAD/CAM技术已 越来越受到企业的重视，广泛应用于机械、航天、汽车、船舶等领域。因此，作为一名工 科学生我们必须掌握这项技术。
［教学计划设计说明］
本教学计划依据教学大纲要求，遵循理论联系实际的原则，本着够用能用的教学目标循序 渐进的安排教学内容，说明如下：
１．通过入门讲解，使学生对加工中心有一个感性认识。
２．在讲解加工程序编制时依据图纸进行编程，具有很强的针对性。 ３．教师的示范操作给了学生规范化的操作概念，通过示范讲解还解决了学生一些理论上 疑惑。
加工中心实习教学方案 一、教学目标 加工中心实训是机电类专业的主要实训课程。通过学习本课程使学生获得对数控加工的感 性认识，了解数控加工特点。基本掌握数控机床的操作技能、典型零件的加工工艺及手工 编程的方法等使学生更加适应现代社会的发展。 （一）知识掌握点 1. 熟悉加工中心结构及各部分功能。 2. 熟悉数控机床操作面板。 3．掌握零件工艺分析、手工编程等方法及各种加工参数。 4．了解CAD/CAM技术概况 （二）能力训练点 1．掌握数控机床的加工工艺分析、手工编程的方法。 2．掌握刀具长度、直径的测量和输入。 3．掌握工件、刀具的装夹。
4、FEEDRATE OVERRIDE 进给速率修调开关 以给定的F指令进给时，可在0~150%的范围内修改进给速率。JOG方式时，亦可用其改变JOG 速率。
5、BDT程序段跳频频步功能按钮（带灯） 自动操作时此按钮接通，程序中有“\”的程序段将不执行。
6、SBK单程序段执行按钮（带灯） 自动操作执行程序时，每按一下CYCLE START按钮，只执行一个程序段。
［提问］请同学们思考一下，如果我们不采用刀具半径补偿指令又如何编写加工程序，大 家可以根据提供的图纸，试着编写。
［提问目的］通过这一过程使学生明白刀具半径补偿在数控编程中的重要性以及如何使用 半径补偿进行编程，
［操作示范］利用仪器测量刀具长度补偿，以利于学生理解。
［板书］Ｇ９０绝对编程指令
Ｇ９１相对编程指令
此开关处于“0”的位置可保护内存程序及参数不被修改，需要执行存入或修改操作时，此开 关应置于“1”。
14、TOOL UNCLAMP 刀具松放按钮
手动工作方式下，按此按钮可卸下装于主轴的刀柄。
15、WORK LAMP 工作灯开关
16、RPM OVERRIDE 主轴转速修调开关 可在50-120%的范围内修调以S指令给定的主轴转速。
４．学生通过亲自操作机床，真正掌握加工中心的操作技能。
５．为了扩展学生视野，增强学生的学习兴趣，教师给学生讲解了如何使用ＣＡＤ／ＣＡ Ｍ技术进行加工。
总之，本计划安排得当，既符合教学大纲要求，又符合我校教学实际。
四、物质准备 1． 设备： XH774 立式加工中心、空压机、电子对刀仪、电子找正器等
2． 工具：刀具、卡尺、螺旋测微器、高度尺、毛刷、铜锤、棉纱等
10、OPS程序段选择停功能按钮（带灯） 此按钮接通，所执行的程序在遇有M01指令处，自动停止执行。
ห้องสมุดไป่ตู้
11、E-STOP 急停按钮
机床操作过程中，出现紧急情况时按下此按钮伺服进给及主轴运动立即停止，CNC进入急停 状态。
12、MACHINE RESET 机床复位按钮
机床通电后，释放急停按钮，如机床正常运行的条件均以具备，按下按钮，强电复位并接 通伺服。 13、PROGRAM PROTECT 程序保护开关（带锁）
重点讲解以下几点：
1、 结合实例介绍Pro/Engineer、MasterCAM8.0等CAD/CAM软件。
2、 程序传输。
3、 CAD/CAM加工过程。
[小结]拓宽学生视野和知识面，增强学生对现代制造技术的兴趣，为就业和从事先关工作 创造条件。
六、总结、拓展（根据具体情况进行）
七、板书设计（略）
17、CW 主轴手动正转按钮（带灯） 18、STOP主轴手动停止按钮（带灯） 机床处于手动工作方式，并已有S指令输入的条件下，可使用以上3只按钮，主轴进行启， 停操作。 19、COOL ON 冷却泵启动按钮（带灯） 20、COOL OFF 冷却泵停止按钮（带灯） 不论处于何种工作方式都可控制冷泵的启停。 21、MAGAZINE CW 刀库正转按钮（带灯） 22、MAGAZINE CCW 刀库反转按钮（带灯） 手动方式下，以上按钮每按一下可使刀库转过一个刀位。 23、AXIS SELECT 手动进给轴选择开关 24、HANDLE MULTIPLIER 手轮进给倍率开关 用于选择手轮进给的每格位置当量。
3． 材料：铝、45#钢等 4． 教具：计算机 五、教学过程 单元 1 数控技术的基本知识 ［讲解］ 加工中心是一种一次装夹可自动完成镗、铣、钻、铰等工序加工的数控设备。是制造技术 与计算机、自动控制、传感器等学科完美结合的一种现代加工设备。 1、 用途： 可加工中小批量的复杂零件，适用于在复杂型腔腔和特殊表面的加工 2、 机床的特点：
品精度 3、 加工中心程序格式 我们以日本 FANUC Oi-MA 系统为例介绍 ISO 国际代码。
所谓程序格式，就是指程序段书写的规则，它包括程序名、程序段号等，每个程序都由 以下几部分组成： O####程序名以 O 开头，####代表程序号，通常为四位数，范围为 0000 ～ 9999 。 N##程序顺序号以 N 开头，##代表顺序号 G 准备功能 X,Z 绝对坐标运动指令 U,W 相对坐标运动指令 S 主轴功能，指定主轴转速 T 刀具功能，指定刀具 M 辅助功能，指定机床辅助性动作，例如换刀，工作液的开关等。
25、JOG+ 点动正向按钮
26、JOG- 点动负向按钮
点动方式下，以上两只按钮与轴选择开关配合可点动移动各轴，ZRN方式下，JOG+。
［小结］通过我的操作及讲解，同学们熟悉了机床操作面板和刀具补偿值的测量，下去同 学们仔细回顾一下我示范的内容。
单元 4 学生编程与加工
[导入]上节我们讲了很多，很多同学说总是在听老师讲解和示范什么时候我们能亲自操作 啊，这节我们将有机会亲自来操作机床。
4．掌握工作坐标系的设定。 （三）素质培养点 1．培养学生职业道德。 2．培养学生的创新精神。 二、大纲重点、学习难点及化解办法 （一）大纲重点 1．掌握加工中心的工作原理和有关组成部分的作用。 2．掌握零件数控程序的编制方法。 3．了解加工中心加工工艺及机床操作要领。 （二）大纲难点 1． 数控程序编制中常用指令的使用及区别。 2. 半径补偿和长度补偿的测量和输入。
［学生操作］在教师的指导下，学生独立操作机床。
［注意事项］操作中有几点要求：
1、 没有得到教师同意，不允许私自操作机床
2、 操作时特别注意安全。这里的安全不仅指学生人身安全还指机床的安全，也就是说在 操作过程中既不能到伤害自己也不能损坏机床。
［讲评］考评的内容包括纪律情况、技术熟练程度、实训报告成绩、出勤情况和工作态度 等，讲评的目的是对与学生在训练过程中所表现的态度、技术熟练程度和对训练内容的掌 握程度等做出合理的评价。
7、DRN空运行功能按钮（带灯） 自动或MDI方式时，此按钮接通，机床按空运行方式执行程序。
8、Z AXIS LOCK Z轴锁定功能按钮（带灯） 自动执行程序时此按钮接通，可禁止Z轴方向的移动。
9、MLK 机床锁定按钮（带灯） 自动，MDI或JOG操作时，此按钮接通，即禁止所有轴向运动已（进给的轴将减速停止）但 位置显示仍将更新M，S，T功能不受影响。
F 进给速度
单元 2 数控程序的编制
［导入］手工数控编程好坏关键在于对数控指令掌握的熟练程度，因此，本节我们着重讲 解编程指令。
［学法提示］注意各指令在用法上的差别。
［讲解］教师在讲解程序时要重点讲解刀具长度补偿指令G43、G40、G49，刀具半径补偿指 令G40 ， G41 ， G42 和固定循环指令的使用方法，通过对程序分析帮助学生掌握编程的 基本方法和技巧。
（三）难点化解方法
1．通过具体程序分析各种指令的差别。
2． 通过观看教师示范并结合学生自身实践掌握刀具半径补偿和长度补偿的测量及使用方 法。
三、教学计划
单元 教学形式 主要内容 目标 计划用时 备注
1 课堂讲授 了解加工中心加工技术的特点 对加工中心有感性认识认识 2课时 机床介绍应注意深入浅出
2
Ｇ４３＼Ｇ４４刀具长度补偿指令．．．．．．．．
Ｇ４１＼Ｇ４２刀具半径补偿指令．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．． ［小结］通过程序讲解、提问及示范，使学生熟悉了各种编程指令，为进一步学习编程和 操作奠定了坚实的基础。
图一 单元 3加工中心的操作 [导入]加工中心操作技术要求较高，因此在操作时一定要小心谨慎。 [学法提示]在教师示范中，要求学生一定要集中精力，仔细观察，尤其是在做刀具补偿时。 [操作示范] 教师按照功能类别依次操作各种按钮、指示灯及操作部件。 [板书] 1、CYCLE START 程序执行启动按钮（带灯） 自动操作方式时，选择所要执行的程序，按下此按钮自动操作开始，执行自动操作执行期
（1）高速定位。尤其是直线伺服电机的采用，使加工中心的定位精度达到微米级。 （2）自动换刀。直流电机经蜗轮副使刀库自动回转，机械手取刀、装刀机构均由液压 系统驱动。自动换刀机构结构简单，换刀可靠。由于它安装在立柱上，故不能影响主轴箱 移动精度。 （3）CAD/CAM软件。机床采用CAD/CAM软件辅助人工进行设计和加工，提高了效率和产
课堂讲授 依据图纸编制数控加工程序 通过具体程序的编制掌握程序编制方法。 4课时
3 操作示范 示范并讲解加工中心的操作要点。 使学生对操作过程有一个全面的认识。 2课时 注重实践与理论的结合
4 学生操作 学生独立编制程序并操作数控机床。 通过亲自操作掌握数控操作技能。 3课时
5 操作示范 CAD/CAM应用 扩展学生视野，增强学生对现代制造技术的兴趣。 2课时
间，按钮内指示灯点亮。 2、FEED HOLD 进给保持按钮（带灯） 自动执行程序期间，按下此按钮，机床运动轴即减速停止。 3、MODE SELECT 方式选择开关，选择机床的工作方式
1）EDIT：编辑方式 2）AUTO：自动方式 3）MDI：手动数据输入方式 4）JOG：点动进给方式 5）HANDLE：手摇脉冲发生器进给方式 6）RAPID：手动快速进给方式 7）ZRN：手动返回机床参考零点方式