數(shù)控設(shè)備與編程電子教案

臨安市職業(yè)教育中心

2013至2014學(xué)年第二學(xué)期

教師學(xué)期授課計劃

課程名稱數(shù)控設(shè)備與編程

任教專業(yè)班級12

教研組數(shù)控

教師名稱

授課計劃

數(shù)控設(shè)備與編程學(xué)科

本學(xué)期課時64每周具體上課時間教材名稱數(shù)控設(shè)備與編程

教學(xué)目標掌握數(shù)控設(shè)備基本結(jié)構(gòu)與編程基礎(chǔ)知識教材版本高等教育出版社

周次月日一月日課時教學(xué)內(nèi)容

13.1—3.416參觀實習(xí)

23.7—3.1116參觀實習(xí)

33.14—3.1816第一章數(shù)控設(shè)備的基礎(chǔ)知識

43.21—3.2516第二章數(shù)控加工設(shè)備的典型機械機構(gòu)

53.28—4.116第二章數(shù)控加工設(shè)備的典型機械機構(gòu)

64.4—4.816第二章數(shù)控加工設(shè)備的典型機械機構(gòu)

74.11—4.1516第三章數(shù)控加工程序編制的基本知識

84.18—4.2216第三章數(shù)控加工程序編制的基本知識

94.25—4.2916第三章數(shù)控加工程序編制的基本知識

105.2—5.616第四章數(shù)控車床的編程與操作

115.9—5.1316第四章數(shù)控車床的編程與操作

125.16—5.2016第四章數(shù)控車床的編程與操作

135.23—5.2716第四章數(shù)控車床的編程與操作

145.30—6.316第五章數(shù)控銃床的編程與操作

156.6—6.1016第五章數(shù)控銃床的編程與操作

166.13—6.1716第五章數(shù)控銃床的編程與操作

176.20—6.2416CAXA編程實訓(xùn)

186.27—7.116CAXA編程實訓(xùn)

課時計劃

授課班級授課時間課型新授課第1課

課題第一章數(shù)控設(shè)備的基本知識第一節(jié)概述教學(xué)方法講授法

教

認知什么是數(shù)控技術(shù)與數(shù)控設(shè)備以及數(shù)控設(shè)備的特點

學(xué)

目技能明確數(shù)控技術(shù)與數(shù)控設(shè)備以及數(shù)控設(shè)備的特點

標

情感提高學(xué)生專業(yè)素質(zhì)

教

重點明確數(shù)控技術(shù)與數(shù)控設(shè)備以及數(shù)控設(shè)備的特點

材

分難點明確數(shù)控技術(shù)與數(shù)控設(shè)備以及數(shù)控設(shè)備的特點

析

關(guān)鍵明確數(shù)控技術(shù)與數(shù)控設(shè)備以及數(shù)控設(shè)備的特點

教具資料

教學(xué)環(huán)節(jié)教師講授指導(dǎo)內(nèi)容學(xué)生活動時間

組織教學(xué)

課程導(dǎo)入導(dǎo)語：由機床發(fā)展歷史導(dǎo)入正文

新授內(nèi)容正文：第一章數(shù)控設(shè)備的基本知識

第?節(jié)概述

一、什么是數(shù)控機床

數(shù)控制機床(NUMERICALCONTROLMACHINE認真聽講

TOOLS)簡稱數(shù)控機床，這是一種將數(shù)字計算技

術(shù)應(yīng)用于機床的控制技術(shù)。它把機械加工過程

中的各種控制信息用代碼化的數(shù)字表示，通過

信息載體輸入數(shù)控裝置。經(jīng)運算處理由數(shù)控裝

置發(fā)出各種控制信號，控制機床的動作，按圖

紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出

來。數(shù)控機床較好地解決了復(fù)雜、精密、小批

量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、

高效能的自動化機床，代表了現(xiàn)代機床控制技

術(shù)的發(fā)展方向，是一種典型的機電一體化產(chǎn)

品o

二、數(shù)控機床的特點

與通用機床和專用機床相比，數(shù)控機床具

有以下主要特點：

（1）加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定。

（2）能完成普通機床難以完成或根本不

能加工的復(fù)雜零件加工。

（3）生產(chǎn)效率高。

（4）對產(chǎn)品改型設(shè)計的適應(yīng)性強。

（5）有利于制造技術(shù)向綜合自動化方向

發(fā)展。

（6）監(jiān)控功能強，具有故障診斷的能力。

（7）減輕工人勞動強度、改善勞動條件。

課題

板

書

設(shè)1

計

2

3

教學(xué)總結(jié)

課時計劃

授課班級授課時間課型新授課第2課

課題第二節(jié)數(shù)控設(shè)備的組成及工作原理教學(xué)方法講授法

教

認知了解數(shù)控設(shè)備的組成及其主要功能

學(xué)

目技能掌握數(shù)控設(shè)備的組成及其主要功能

標

情感提高學(xué)生專業(yè)素質(zhì)

教

重點掌握數(shù)控設(shè)備的組成及其主要功能

材

分難點掌握數(shù)控設(shè)備的組成及其主要功能

析

關(guān)鍵掌握數(shù)控設(shè)備的組成及其主要功能

教具資料

教學(xué)環(huán)節(jié)教師講授指導(dǎo)內(nèi)容學(xué)生活動時間

組織教學(xué)什么是數(shù)控機床？思考回答

復(fù)習(xí)提問數(shù)控機床有什么特點？

新授內(nèi)容第二節(jié)數(shù)控設(shè)備的組成及工作原理

1）在數(shù)控機床上加工工件時，首先要根認真聽講

據(jù)加工零件的圖樣與工藝方案，用規(guī)定的格式

編寫程序單，并且記錄在程序載體上；

2）把程序載體上的程序通過輸入裝置輸

入到數(shù)控裝置中去；

3）數(shù)控裝置將輸入的程序經(jīng)過運算處理

后，向機床各個坐標的伺服系統(tǒng)發(fā)出信號；

4）伺服系統(tǒng)根據(jù)數(shù)控裝置發(fā)出的信號，

通過伺服執(zhí)行機構(gòu)（如步進電動機、直流伺服

電動機、交流伺服電動機），經(jīng)傳動裝置（如滾

珠絲杠螺母副等），驅(qū)動機床各運動部件，使

機床按規(guī)定的動作順序、速度和位移量進行工

作，從而制造出符合圖樣要求的零件。

由上述數(shù)控機床的工作過程可知，數(shù)控機

床的基本組成包括加工程序載體、數(shù)捽裝置、

伺服驅(qū)動裝置、機床主體和其他輔助裝置。下

面分別對各組成部分的基本工作原理進行概

要說明。

1.加工程序載體

2.數(shù)控裝置

（1）輸入裝置

1）紙帶輸入方式。

2）MDI手動數(shù)據(jù)輸入方式。

3）采用DNC直接數(shù)控輸入方式。

（2）信息處理

（3）輸出裝置

3.伺服系統(tǒng)和測量反饋系統(tǒng)

4.機床主體

5.數(shù)控機床的輔助裝置

機床主機是數(shù)控機床的主體。它包括床

身、底座、立柱、橫梁、滑座、工作臺、主軸

箱、進給機構(gòu)、刀架及自動換刀裝置等機械部

件。

課題

板

書

設(shè)1

計

2

3

教學(xué)總結(jié)

課時計劃

授課班級授課時間課型新授課第3課

課題第三節(jié)數(shù)控加工設(shè)備的分類教學(xué)方法講授法

教

認知了解數(shù)控加工設(shè)備的分類

學(xué)

目技能掌握數(shù)控加工設(shè)備分類的依據(jù)

標

情感提高學(xué)生專業(yè)素質(zhì)

教

重點掌握數(shù)控加工設(shè)備分類的依據(jù)

材

分難點掌握數(shù)控加工設(shè)備分類的依據(jù)

析

關(guān)鍵掌握數(shù)控加工設(shè)備分類的依據(jù)

教具資料

教學(xué)環(huán)節(jié)教師講授指導(dǎo)內(nèi)容學(xué)生活動時間

組織教學(xué)

復(fù)習(xí)提問數(shù)控機床的基本組成有哪些？思考回答

新授內(nèi)容第三節(jié)數(shù)控加工設(shè)備的分類

數(shù)控機床的種類繁多，根據(jù)數(shù)控機床的功

能和組成的不同，可以從多種角度對數(shù)控機床

進行分類。

1.按運動軌跡分類

(1)點位控制系統(tǒng)認真聽講

(2)直線控制系統(tǒng)

(3)輪廓控制系統(tǒng)

2.按伺服系統(tǒng)控制方式分類

(1)開環(huán)伺服系統(tǒng)

(2)閉環(huán)伺服系統(tǒng)

(3)半閉環(huán)伺服系統(tǒng)

3.按功能水平分類

數(shù)控機床按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平可分為

低、中、高三檔。

4.按工藝用途分類

數(shù)控機床按不同工藝用途分類有數(shù)控的

車床、銃床、磨床與齒輪加工機床等。

在數(shù)控金屬成型機床中，有數(shù)控的沖壓

機、彎管機、裁剪機等。在特種加工機床中有

數(shù)控的電火花切割機、火焰切割機、點焊機、

激光加工機等。近年來在非加工設(shè)備中也大量

采用數(shù)控技術(shù)，如數(shù)控測量機、自動繪圖機、

裝配機、工業(yè)機器人等。

加工中心是一種帶有自動換刀裝置的數(shù)

控機床，它的出現(xiàn)突破了一臺機床只能進行一

種工藝加工的傳統(tǒng)模式。它是以工件為中心，

能實現(xiàn)工件在一次裝夾后自動地完成多種工

序的加工。常見的有以加工箱體類零件為主的

鎮(zhèn)銃類加工中心和幾乎能夠完成各種回轉(zhuǎn)體

類零件所有工序加工的車削中心。

近年來一些復(fù)合加工的數(shù)控機床也開始出現(xiàn)，

其基本特點是集中多工序、多刀刃、復(fù)合工藝

加工在一臺設(shè)備中完成。

板課題

書

設(shè)1

計2

3

教學(xué)總結(jié)

課時計劃

授課班級授課時間課型新授課第4課

課題第四節(jié)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展教學(xué)方法講授法

教

認知了解數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

學(xué)

目技能了解數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

標

情感培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)

教

重點了解數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

材

分難點了解數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

析

關(guān)鍵了解數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

教具資料

教學(xué)環(huán)節(jié)教師講授指導(dǎo)內(nèi)容學(xué)生活動時間

組織教學(xué)

課程導(dǎo)入隨著電子、信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展，

隨著市場需求個性化與多樣化，未來先進制造

技術(shù)發(fā)展的總趨勢是向精密化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)

化、虛擬化、智能化、清潔化、集成化、全球

化的方向發(fā)展。數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)實現(xiàn)這些先

進制造技術(shù)的基礎(chǔ)，而數(shù)控技術(shù)水平高低和數(shù)

控設(shè)備擁有量是體現(xiàn)國家綜合國力水平、衡量

國家工業(yè)現(xiàn)代化的重要標志之一。

第四節(jié)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

一、現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢

21世紀是知識經(jīng)濟新時代，制造業(yè)作為

新授內(nèi)容我國新世紀的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)將面臨著劇烈的挑戰(zhàn)認真聽講

和經(jīng)歷一場深刻的技術(shù)變革。在傳統(tǒng)制造技術(shù)

基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的先進制造技術(shù)代表了制

造技術(shù)發(fā)展的前沿，對制造業(yè)的發(fā)展將產(chǎn)生巨

大影響。當前先進制造技術(shù)的發(fā)展大致有以下

特點：

1.信息技術(shù)、管理技術(shù)與工藝技術(shù)緊密

結(jié)合

2.計算機輔助設(shè)計、輔助制造、輔助工

程分析(CAD/CAM/CAE)

3.加工制造技術(shù)向著超精密、超高速以

及發(fā)展新一代制造裝備的方向發(fā)展

4.工藝研究由“經(jīng)驗”走向“定量分析”

5.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在制造業(yè)中獲得越來越

多的應(yīng)用

二、數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展

隨著先進生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，要求現(xiàn)代數(shù)控

機床向高速度、高精度、高可靠性、智能化和

更完善的功能方向發(fā)展。

1.高速度、高精度化

2.“開放式”

3.智能化

4.復(fù)合化

5.高可靠性

6.多種插補功能

7.人機界面的友好

板

書

設(shè)

計

教學(xué)總結(jié)

課時計劃

授課班級09數(shù)控2授課時間課型新授課第5課

課題第四節(jié)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展教學(xué)方法講授法

教

認知了解數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

學(xué)

目技能了解數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

標

情感培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)

教

重點了解數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

材

分難點了解數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

析

關(guān)鍵了解數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

教具資料

教學(xué)環(huán)節(jié)教師講授指導(dǎo)內(nèi)容學(xué)生活動時間

組織教學(xué)

新授內(nèi)容三、數(shù)控技術(shù)與計算機集成制造系統(tǒng)

1.性制造單元(FLEXIBLEMANUFACTURING

CELL)

FMC在早期是作為簡單和初級的柔性制認真聽講

造技術(shù)而發(fā)展起來的。它在MC的基礎(chǔ)上增加

了托盤自動交換裝置或機器人、刀具和工件的

自動測量裝置、加工過程的監(jiān)控功能等，它和

MC相比具有更高的制造柔性和生產(chǎn)效率。

2.柔制造系統(tǒng)(FLEXIBLEMANUFACTURING

SYSTEM)

FMS是集自動化加工設(shè)備、物流和信息流

自動處理為一體的智能化加工系統(tǒng)。FMS由一

組CNC機床組成，它能隨機地加工一組具有不

同加工順序及加工循環(huán)的零件。實行自動運送

材料及計算機控制，以便動態(tài)地平衡資源的供

應(yīng)，從而使系統(tǒng)自動地適應(yīng)零件生產(chǎn)混合的變

化及生產(chǎn)量的變化。

(1)加工系統(tǒng)

(2)物料運貯系統(tǒng)

(3)信息系統(tǒng)

3.DNC

DNC是DIRECTNUMERICALCONTROL或

DISTRIBUTEDNUMERICALCONTROL的簡稱，意

為直接數(shù)字控制或分布數(shù)字控制。

4.計算機集成制造系統(tǒng)(COMPUTER

INTEGRATEDMANUFACTURINGSYSTEM)簡介

CIMS是用于制造業(yè)工廠的綜合自動化大

系統(tǒng)。它在計算機網(wǎng)絡(luò)和分布式數(shù)據(jù)庫的支持

下，把各種局部的自動化子系統(tǒng)集成起來，實

現(xiàn)信息集成和功能集成，走向全面自動化，從

而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高質(zhì)量、降低成本。

它是工廠自動化的發(fā)展方向，未來制造業(yè)工廠

的模式。

(1)CIMS的概念

(2)CIMS的構(gòu)成

板

課題

書

設(shè)1

計2

3

教學(xué)總結(jié)

課時計劃

授課班級09數(shù)控2授課時間課型新授課第6課

課題第二章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)第一節(jié)概述教學(xué)方法講授法

教

認知了解數(shù)控機床結(jié)構(gòu)要求和特點

學(xué)

目技能了解數(shù)控機床結(jié)構(gòu)要求和特點

標

情感培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)

教

重點了解數(shù)控機床結(jié)構(gòu)要求和特點

材

分難點了解數(shù)控機床結(jié)構(gòu)要求和特點

析

關(guān)鍵了解數(shù)控機床結(jié)構(gòu)要求和特點

教具資料

教學(xué)環(huán)節(jié)教師講授指導(dǎo)內(nèi)容學(xué)生活動時間

組織教學(xué)

課程導(dǎo)入數(shù)控機床是高精度和高生產(chǎn)率的自動化

機床，其加工過程中的動作順序、運動部件的

坐標位置及輔助功能，都是通過數(shù)字信息自動思考回答

控制的，操作者在加工過程中無法干預(yù)，不能

像在普通機床上加工零件那樣，對機床本身的

結(jié)構(gòu)和裝配的薄弱環(huán)節(jié)進行人為補償，所以數(shù)

控機床兒乎在任何方面均要求比普通機床設(shè)認真聽講

計得更為完善，制造得更為精密。為滿足高精

度、高效率、高自動化程度的要求，數(shù)控機床

的結(jié)構(gòu)設(shè)計已形成自己的獨立體系，在這一結(jié)

構(gòu)的完善過程中，數(shù)控機床出現(xiàn)了不少完全新

穎的結(jié)構(gòu)及元件。

第二章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)

第一節(jié)概述

與普通機床相比，數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)有許

多特點。

(1)目前數(shù)控機床的主傳動電機已不再采

用普通的交流異步電機或傳統(tǒng)的直流調(diào)速電

新授內(nèi)容機，它們已逐步被新型的交流調(diào)速電機和直流

調(diào)速電機所代替。

(2)轉(zhuǎn)速高，功率大。

(3)變速范圍大。

(4)主軸速度的變換迅速可靠。

在進給傳動系統(tǒng)方面，具有下列特點：

(1)盡量采用低摩擦的傳動副。如采用

靜壓導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)滾和滾珠絲杠等，以減小摩

擦力。

(2)選用最佳的降速比，以達到提高機

床分辨率，使工作臺盡可能大地加速以達到跟

蹤指令、系統(tǒng)折算到驅(qū)動軸上的慣量盡量小的

要求。

板

書

設(shè)

計

教學(xué)總結(jié)

課時計劃

授課班級09數(shù)控2授課時間課型新授課第7課

課題第二節(jié)數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)教學(xué)方法講授法

教

認知了解對主傳動系統(tǒng)的要求和主傳動的變速方式

學(xué)

目技能了解對主傳動系統(tǒng)的要求和主傳動的變速方式

標

情感培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)

教

重點了解對主傳動系統(tǒng)的要求和主傳動的變速方式

材

分難點了解對主傳動系統(tǒng)的要求和主傳動的變速方式

析

關(guān)鍵了解對主傳動系統(tǒng)的要求和主傳動的變速方式

教具資料

教學(xué)環(huán)節(jié)教師講授指導(dǎo)內(nèi)容學(xué)生活動時間

組織教學(xué)

復(fù)習(xí)提問傳動系統(tǒng)具有特點有那些？

思考回答

新授內(nèi)容

第二節(jié)數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)

一、對主傳動系統(tǒng)的要求認真聽講

1.具有更大的調(diào)速范圍，并能實現(xiàn)無級

調(diào)速。

2.有較高的精度和剛度，傳動平穩(wěn)，噪

聲低。

3.良好的抗振性和熱穩(wěn)定性。

二、主傳動的變速方式

數(shù)控機床主軸的變速方法有無級變速、分

段無級變速和內(nèi)置電動機變速等兒種。

1.無級變速

(1)調(diào)速電動機無級變速

(2)機械無級變速

2.分段無級變速

(1)液壓撥叉操縱機構(gòu)

(2)電磁離合器操縱機構(gòu)

2.內(nèi)置式調(diào)速電動機無級變速

板

書

設(shè)

計

教學(xué)總結(jié)

課時計劃

授課班級09數(shù)控2授課時間課型新授課第8課

課題第二節(jié)數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)教學(xué)方法講授法

教

認知主軸箱與主軸組件

學(xué)

目技能了解主軸箱與主軸組件

標

情感培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)

教

重點了解主軸箱與主軸組件

材

分難點了解主軸箱與主軸組件

析

關(guān)鍵了解主軸箱與主軸組件

教具資料

教學(xué)環(huán)節(jié)教師講授指導(dǎo)內(nèi)容學(xué)生活動時間

組織教學(xué)

復(fù)習(xí)提問對主傳動系統(tǒng)的要求和主傳動的變速方

式是什么？

思考回答

三、主軸箱與主軸組件

新授內(nèi)容1.主軸箱

數(shù)控機床的主軸部件主要指主軸及其支

承，此外根據(jù)主軸上裝夾刀具或工件的區(qū)別還認真聽講

包括一些相應(yīng)的其他裝置，如動力刀架、C軸

控制裝置、刀具自動裝卸裝置、準停裝置、吹

屑裝置等。

2.主軸組件

數(shù)控機床主軸組件的精度、剛度和熱變形

對加工質(zhì)量有著直接的影響，由于數(shù)控機床在

加工過程中不進行人工調(diào)整，這些影響就更為

嚴重。

(1)主軸軸承的配置形式

(2)主軸內(nèi)刀具的自動夾緊和切屑清除裝

置

3.主軸準停裝置

在自動換刀數(shù)控銃像床上，切削扭矩通常

是通過刀桿的端面鍵來傳遞的，因此在每一次

自動裝卸刀桿時，都必須使刀柄上的鍵槽對準

主軸上的端面鍵，這就要求主軸具有準確周向

定位的功能。在加工精密坐標孔時，由于每次

都能在主軸固定的圓周位置上裝刀，就能保證

刀尖與主軸相對位置的一致性，從而提高孔徑

的正確性，這是主軸準停裝置帶來的另一個好

處。

板

書

設(shè)

計

教學(xué)總結(jié)

課時計劃

授課班級09數(shù)控2授課時間課型新授課第9課

課題第三節(jié)數(shù)控機床的進給傳動系統(tǒng)教學(xué)方法講授法

教

認知進給傳動系統(tǒng)

學(xué)

目技能了解進給傳動系統(tǒng)

標

情感培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)

教

重點了解進給傳動系統(tǒng)

材

分難點了解進給傳動系統(tǒng)

析

關(guān)鍵了解進給傳動系統(tǒng)

教具資料

教學(xué)環(huán)節(jié)教師講授指導(dǎo)內(nèi)容學(xué)生活動時間

組織教學(xué)

復(fù)習(xí)提問

思考回答

第三節(jié)數(shù)控機床的進給傳動系統(tǒng)

新授內(nèi)容一、數(shù)控機床對進給傳動系統(tǒng)的要求

為確保數(shù)控機床進給系統(tǒng)的傳動精度和

工作平穩(wěn)性等，在設(shè)計機械傳動裝置時，提出認真聽講

如下要求。

1.高的傳動精度與定位精度

2.寬的進給調(diào)速范圍

3.響應(yīng)速度要快

4無.間隙傳動

5.穩(wěn)定性好、壽命長

6使.用維護方便

二、進給傳動機構(gòu)

數(shù)控機床中，無論是開環(huán)還是閉環(huán)伺服進

給系統(tǒng)，為了達到前述提出的要求，機械傳動

裝置的設(shè)計中應(yīng)盡量采用低摩擦的傳動副，如

滾珠絲杠等，以減小摩擦力；通過選用最佳降

速比來降低慣量；采用預(yù)緊的辦法來提高傳動

剛度；采用消隙的辦法來減小反向死區(qū)誤差

等。

1.減速機構(gòu)

(1)齒輪傳動裝置

齒輪傳動是應(yīng)用非常廣泛的一種機械傳動，各

種機床中傳動裝置兒乎都離不開齒輪傳動。在

數(shù)控機床伺服進給系統(tǒng)中采用齒輪傳動裝置

的目的有兩個，一是將高轉(zhuǎn)速低轉(zhuǎn)矩的伺服電

機(如步進電機、直流或交流伺服電機等)的

輸出，改變?yōu)榈娃D(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)矩的執(zhí)行件的輸出；

另一是使?jié)L珠絲杠和工作臺的轉(zhuǎn)動慣量在系

統(tǒng)中占有較小的比重。此外，對開環(huán)系統(tǒng)還可

以保證所要求的精度。

總結(jié)

作業(yè)

板

書

設(shè)

計

教學(xué)總結(jié)

課時計劃

授課班級09數(shù)控2授課時間課型新授課第10課

課題第三節(jié)數(shù)控機床的進給傳動系統(tǒng)教學(xué)方法講授法

教

認知進給傳動系統(tǒng)

學(xué)

目技能了解進給傳動系統(tǒng)

標

情感培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)

教

重點了解進給傳動系統(tǒng)

材

分難點了解進給傳動系統(tǒng)

析

關(guān)鍵了解進給傳動系統(tǒng)

教具資料

教學(xué)環(huán)節(jié)教師講授指導(dǎo)內(nèi)容學(xué)生活動時間

組織教學(xué)

復(fù)習(xí)提問

新授內(nèi)容1)速比的確定思考回答

①開環(huán)系統(tǒng)在步進電機驅(qū)動的開環(huán)系

統(tǒng)中，步進電機至絲杠間設(shè)有齒輪傳動裝置，

其速比決定于系統(tǒng)的脈沖當量、步進電機步矩

角及滾珠絲杠導(dǎo)程，其運動平衡方程式為：認真聽講

—iL=8

m

所以其速比可計算如下：

,m3360cs

i=----=--------

LaL

式中m一一步進電機每轉(zhuǎn)所需脈沖數(shù)

(360°、

\m=)；

a

a——步進電機步距角（。/脈沖）；

5——脈沖當量（mm/脈沖）；

L——滾珠絲杠的導(dǎo)程（mm）。

因為開環(huán)系統(tǒng)執(zhí)行件的運動位移決定于

脈沖數(shù)目，故算出的速比不能隨意更改。

②閉環(huán)系統(tǒng)對于閉環(huán)系統(tǒng)，執(zhí)行件的位

置決定于反饋檢測裝置，與運動速度無直接關(guān)

系，其速比主要是由驅(qū)動電動機的額定轉(zhuǎn)速或

轉(zhuǎn)矩與機床要求的進給速度或負載轉(zhuǎn)矩決定

的，所以可對它進行適當?shù)恼{(diào)整。電動機至絲

杠間的速比運動平衡方程式如下：

niL-v

i.——V

nL

式中n----伺服電機的轉(zhuǎn)速，

60///.、

n=-----（r/min）；

m

f脈沖頻率（次/s）；

V——工作臺在電動機轉(zhuǎn)速為〃時的移

動速度v=60fS（mm/min）。

其余符號同前。

板

書

設(shè)

計

教學(xué)總結(jié)

課時計劃

授課班級09數(shù)控2授課時間課型新授課第11課

課題第三節(jié)數(shù)控機床的進給傳動系統(tǒng)教學(xué)方法講授法

教

認知進給傳動系統(tǒng)

學(xué)

目技能了解進給傳動系統(tǒng)

標

情感培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)

教

重點了解進給傳動系統(tǒng)

材

分難點了解進給傳動系統(tǒng)

析

關(guān)鍵了解進給傳動系統(tǒng)

教具資料

教學(xué)環(huán)節(jié)教師講授指導(dǎo)內(nèi)容學(xué)生活動時間

組織教學(xué)

復(fù)習(xí)提問

新授內(nèi)容2）嚙合對數(shù)及各級速比的確定思考回答

（2）同步齒形帶傳動

同步齒形帶傳動，是一種新型的帶傳動，它利

用齒形帶的齒形與帶輪的輪齒依次相嚙合傳

動運動和動力，因而兼有帶傳動，齒輪傳動及認真聽講

鏈傳動的優(yōu)點，即無相對滑動，平均傳動比準

確，傳動精度高，而且齒形帶的強度高，厚度

小，重量輕，故可用于高速傳動；齒型帶無需

特別張緊，故作用在軸和軸承等上的載荷小，

傳動效率高，在數(shù)控機床上亦有應(yīng)用。

2.滾珠絲杠螺母副機構(gòu)

（1）滾珠絲杠副的工作原理及特點

滾珠絲杠副是一種新型的傳動機構(gòu)，它的

結(jié)構(gòu)特點是具有螺旋槽的絲杠螺母間裝有滾

珠作為中間傳動件，以減少摩擦。

滾珠絲杠副的特點是：

1）傳動效率高，摩擦損失小。滾珠絲杠副

的傳動效率n=0.92-0.96,比常規(guī)的絲杠螺

母副提高3~4倍。因此，功率消耗只相當于

常規(guī)的絲杠螺母副的1/4?1/3。

2）給予適當預(yù)緊，可消除絲杠和螺母的螺

紋間隙，反向時就可以消除空行程死區(qū)，定位

精度高，剛度好。

3）運動平穩(wěn)，無爬行現(xiàn)象，傳動精度高。

4）運動具有可逆性，可以從旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換

為直線運動，也可以從直線運動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運

動，即絲杠和螺母都可以作為主動件。

5）磨損小，使用壽命長。

6）制造工藝復(fù)雜。

7）不能自鎖。特別是對于垂直絲杠，由

于自重慣力的作用，下降時當傳動切斷后，不

總結(jié)能立刻停止運動，故常需添加制動裝置。

板

書

設(shè)

計

教學(xué)總結(jié)

課時計劃

授課班級09數(shù)控2授課時間課型新授課第12課

課題第三節(jié)數(shù)控機床的進給傳動系統(tǒng)教學(xué)方法講授法

教

認知進給傳動系統(tǒng)

學(xué)

目技能了解進給傳動系統(tǒng)

標

情感培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)

教

重點了解進給傳動系統(tǒng)

材

分難點了解進給傳動系統(tǒng)

析

關(guān)鍵了解進給傳動系統(tǒng)

教具資料

教學(xué)環(huán)節(jié)教師講授指導(dǎo)內(nèi)容學(xué)生活動時間

組織教學(xué)

復(fù)習(xí)提問

新授內(nèi)容三、齒輪傳動間隙的消除措施思考回答

由于數(shù)控機床進給系統(tǒng)經(jīng)常處于自動變

向狀態(tài)，反向時如果驅(qū)動鏈中的齒輪等傳動副

存在間隙，就會使進給運動的反向滯后于指令

信號，從而影響其驅(qū)動精度。因此必須采取措認真聽講

施消除齒輪傳動中的間隙，以提高數(shù)控機床進

給系統(tǒng)的驅(qū)動精度。

1.圓柱齒輪傳動

(1)偏心軸套調(diào)整法

(2)錐度齒輪調(diào)整法

(3)雙向薄齒輪錯齒調(diào)整法

2.斜齒輪傳動

總結(jié)

板

書

設(shè)

計

教學(xué)總結(jié)

課時計劃

授課班級09數(shù)控2授課時間課型新授課第13課

課題第三節(jié)數(shù)控機床的進給傳動系統(tǒng)教學(xué)方法講授法

教

認知進給傳動系統(tǒng)

學(xué)

目技能了解進給傳動系統(tǒng)

標

情感培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)

教

重點了解進給傳動系統(tǒng)

材

分難點了解進給傳動系統(tǒng)

析

關(guān)鍵了解進給傳動系統(tǒng)

教具資料

教學(xué)環(huán)節(jié)教師講授指導(dǎo)內(nèi)容學(xué)生活動時間

組織教學(xué)

復(fù)習(xí)提問

新授內(nèi)容四、數(shù)控工作臺

1數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺思考回答

數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的功用有兩個：一是使工

作臺進行圓周進給運動，二是工作臺進行分度

運動。它按照控制系統(tǒng)的指令，在需要時分別

完成上述運動。認真聽講

數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺，從外形看來和通用機床

的分度工作臺沒有多大差別，但在結(jié)構(gòu)上則具

有一系列的特點。用于開環(huán)系統(tǒng)中的數(shù)控回轉(zhuǎn)

工作臺是由傳動系統(tǒng)、間隙消除裝置及蝸輪夾

緊裝置等組成。當接到控制系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)指令

后，首先要把蝸輪松開，然后開動電液脈沖馬

達，按照指令脈沖來確定工作臺回轉(zhuǎn)的方向、

速度、角度大小以及回轉(zhuǎn)過程中速度的變化等

參數(shù)。當工作臺回轉(zhuǎn)完畢后，再把蝸輪夾緊。

2、分度工作臺

數(shù)控機床（主要是鉆床、錢床和銃像床）

的分度工作臺與數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺不同，它只能

完成分度運動而不能實現(xiàn)圓周進給。由于結(jié)構(gòu)

上的原因，通常分度工作臺的分度運動只限于

某些規(guī)定的角度（如90°、60°或45°等）。機床

上的分度傳動機構(gòu)，它本身很難保證工作臺分

度的高精度要求，因此常需要定位機構(gòu)和分度

機構(gòu)結(jié)合在一起，并由夾緊裝置保證機床工作

時的安全可靠。

1）.定位銷式分度工作臺

2）.齒盤式分度工作臺

齒盤式分度工作臺分度運動時，其工作過

程分為四個步驟：

（1）分度工作臺上升，齒盤脫離嚙合。

（2）工作臺回轉(zhuǎn)分度。

（3）分度工作臺下降，并定位壓緊。

（4）分度齒條活塞退回。

總結(jié)

作業(yè)

板

書

設(shè)

計

教學(xué)總結(jié)

課時計劃

授課班級09數(shù)控2授課時間課型新授課第14課

課題第四節(jié)自動換刀裝置教學(xué)方法講授法

教

認知自動換刀裝置

學(xué)

目技能了解自動換刀裝置

標

情感培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)

教

重點了解自動換刀裝置

材

分難點了解自動換刀裝置

析

關(guān)鍵了解自動換刀裝置

教具資料

教學(xué)環(huán)節(jié)教師講授指導(dǎo)內(nèi)容學(xué)生活動時間

組織教學(xué)

復(fù)習(xí)提問

新授內(nèi)容第四節(jié)數(shù)控機床的自動換刀系統(tǒng)思考回答

一、自動換刀裝置的形式

1.回轉(zhuǎn)刀架換刀

數(shù)控車床上使用的回轉(zhuǎn)刀架是一種最簡

單的自動換刀裝置，根據(jù)不同加工對象，可以

設(shè)計成四方刀架和六角刀架等多種形式。回轉(zhuǎn)認真聽講

刀架上分別安裝著四把、六把或更多的刀具，

并按數(shù)控裝置的指令換刀。

數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架動作的要求是：刀架抬

起、刀架轉(zhuǎn)位、刀架定位和夾緊刀架。

2.轉(zhuǎn)塔頭式換刀裝置

一般數(shù)控機床常采用轉(zhuǎn)塔頭式換刀裝置。

如數(shù)控車床的轉(zhuǎn)塔刀架，數(shù)控鉆鋒床的多軸轉(zhuǎn)

塔頭等。在轉(zhuǎn)塔的各個主軸頭上，預(yù)先安裝有

各工序所需要的旋轉(zhuǎn)刀具，當發(fā)出換刀指令

時，各種主軸頭依次地轉(zhuǎn)到加工位置，并接通

主運動，使相應(yīng)的主軸帶動刀具旋轉(zhuǎn)，而其它

處于不同加工位置的主軸都與主運動脫開。轉(zhuǎn)

塔頭式換刀方式的主要優(yōu)點在于省去了自動

松夾、卸刀、裝刀、夾緊以及刀具搬運等一系

列復(fù)雜的操作，縮短了換刀時間，提高了換刀

可靠性，它適用于工序較少，精度要求不高的

數(shù)控機床。

3.車削中心用動力刀架

總結(jié)

作業(yè)

板

書

設(shè)

計

教學(xué)總結(jié)

課時計劃

授課班級09數(shù)控2授課時間課型新授課第15課

課題第四節(jié)自動換刀裝置教學(xué)方法講授法

教

認知自動換刀裝置

學(xué)

目技能了解自動換刀裝置

標

情感培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)

教

重點了解自動換刀裝置

材

分難點了解自動換刀裝置

析

關(guān)鍵了解自動換刀裝置

教具資料

教學(xué)環(huán)節(jié)教師講授指導(dǎo)內(nèi)容學(xué)生活動時間

組織教學(xué)

復(fù)習(xí)提問

新授內(nèi)容二、帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)

1.直接在刀庫與主軸(或刀架)之間換

刀的自動換刀裝置思考回答

機床自動換刀的過程如下：

(1)刀架快速右移，使其上的裝刀孔軸線

與刀庫上空刀座的軸線重合，然后刀架滑枕向

下移動，把用過的刀具插入空刀座；

(2)刀庫下降，將用過的刀具從刀架中拔

出；認真聽講

(3)刀庫回轉(zhuǎn)，將下一工步所需使用的新

刀具軸線對準刀架上裝刀孔軸線；

(4)刀庫上升，將新刀具插入刀架裝刀孔，

接著由刀架中自動夾緊裝置將其夾緊在刀架

上；

(5)刀架帶著換上的新刀具離開刀庫，快

速移向加工位置。

2.用機械手在刀庫與主軸之間換刀的自

動換刀裝置

(1)開始換刀前狀態(tài)：主軸正在用T05號

刀具進行加工，裝刀機械手已抓住下一工步需

用的T09號刀具，機械手架處于最高位置，為

換刀做好了準備；

(2)上一工步結(jié)束，機床立柱后退，主軸

箱上升，使主軸處于換刀位置。接著下一工步

開始，其第一個指令是換刀，機械手架回轉(zhuǎn)

180°,轉(zhuǎn)向主軸;

(3)卸刀機械手前伸，抓住主軸上已用過

的T05號刀具；

(4)機械手架由滑座帶動，沿刀具軸線前

移，將T05號刀具從主軸上拔出；

(5)卸刀機械手縮回原位；

(6)裝刀機械手前伸；使T09號刀具對準

主軸；

(7)機械手架后移，將T09號刀具插入主

’(8)裝刀機械手縮回原位；

(9)機械手架回轉(zhuǎn)180°,使裝刀、卸刀機

械手轉(zhuǎn)向刀庫；

(10)機械手架由橫梁帶動下降，找第二排

刀套鏈，卸刀機械手將T05號刀具插回P05號

刀套中；

(11)刀套鏈轉(zhuǎn)動，把在下一個工步需用的

T46號刀具送到換刀位置；機械手架下降，找

第三排刀鏈，由裝刀機械手將T46號刀具取出；

(12)刀套鏈反轉(zhuǎn)，把P09號刀套送到換刀位

總結(jié)置，同時機械手架上升至最高位置，為再下面

一個工步的換刀做好準備。

3.用機械手和轉(zhuǎn)塔頭配合刀庫進行換刀

的自動換刀裝置

作業(yè)

板

書

設(shè)

計

教學(xué)總結(jié)

課時計劃

授課班級09數(shù)控2授課時間課型新授課第16課

課題第四節(jié)自動換刀裝置教學(xué)方法講授法

教

認知自動換刀裝置

學(xué)

目技能了解自動換刀裝置

標

情感培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)

教

重點了解自動換刀裝置

材

分難點了解自動換刀裝置

析

關(guān)鍵了解自動換刀裝置

教具資料

教學(xué)環(huán)節(jié)教師講授指導(dǎo)內(nèi)容學(xué)生活動時間

組織教學(xué)

復(fù)習(xí)提問

新授內(nèi)容三、刀具交換裝置

數(shù)控機床的自動換刀裝置中，實現(xiàn)刀庫與思考回答

機床主軸之間傳遞和裝卸刀具的裝置稱為刀

具交換裝置。刀具的交換方式通常分為由刀庫

與機床主軸的相對運動實現(xiàn)刀具交換和采用

機械手交換刀具兩類。刀具的交換方式和它們認真聽講

的具體結(jié)構(gòu)對機床生產(chǎn)率和工作可靠性有著

直接的影響。

1.利用刀庫與機床主軸的相對運動實現(xiàn)刀具

交換的裝置

2.刀庫-機械手的刀具交換裝置

四、機械手

在自動換刀數(shù)控機床中，機械手的形式也

是多種多樣的，常見的有圖7-41中的幾種形

式：

1.單臂單爪回轉(zhuǎn)式機械手

2.單臂雙爪回轉(zhuǎn)式機械手

3.雙臂回轉(zhuǎn)式機械手

4.雙機械手

5.雙臂往復(fù)交叉式機械手

6.雙臂端面夾緊式機械手

總結(jié)

作業(yè)

板

書

設(shè)

計

教學(xué)總結(jié)

課時計劃

授課班級09數(shù)控2授課時間課型新授課第17課

課題第五節(jié)排屑裝置教學(xué)方法講授法

教

認知排屑裝置在數(shù)控機床上的作用

學(xué)

目技能了解排屑裝置在數(shù)控機床上的作用

標

情感培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)

教

重點了解排屑裝置在數(shù)控機床上的作用

材

分難點了解排屑裝置在數(shù)控機床上的作用

析

關(guān)鍵了解排屑裝置在數(shù)控機床上的作用

教具資料

教學(xué)環(huán)節(jié)教師講授指導(dǎo)內(nèi)容學(xué)生活動時間

組織教學(xué)

復(fù)習(xí)提問

新授內(nèi)容第五章排屑裝置

1.排屑裝置在數(shù)控機床上的作用思考回答

灼熱的切屑向機床或工件散發(fā)的熱量，會

使機床或工件產(chǎn)生變形，影響加工精度。因此，

迅速而有效地排除切屑，對數(shù)控機床加工而言

是十分重要的，而排屑裝置正是完成這項工作認真聽講

的一種數(shù)控機床的必備附屬裝置。

2.典型排屑裝置

下面對幾種常見排屑裝置作一簡要介紹：

(1)平板鏈式排屑裝置

該裝置以滾動鏈輪牽引鋼質(zhì)平板鏈帶在

封閉箱中運轉(zhuǎn)，加工中的切屑落到鏈帶上被帶

出機床。這種裝置能排除各種形狀的切屑，適

應(yīng)性強，各類機床都能采用。在車床上使用時

多與機床冷卻液箱合為一體，以簡化機床結(jié)

構(gòu)。

(2)刮板式排屑裝置

該裝置的傳動原理與平板鏈式基本相同，只是