1、20152016 学年 第一学期教师电子教案学科名称 数控铣削编程与制造授课班级 14 模具（中专）教师姓名 沈建国 D 系别 3江苏省吴中中等专业学校2015 年 9 月目 录教案一：数控铣床基础知识（第一周 2 节）教案二：FANUC 操作系统（第二周 2 节）教案三：FANUC 操作系统（第二周 2 节）教案四：FANUC 0i 数控铣床操作步骤（第三周 2 节）教案五：数铣加工准备（第三周 2 节）教案六：数控铣床工件的装夹与对刀（第四周 2 节）教案七：数控铣床工件的装夹与对刀实验（第四周 2 节）教案八：平面铣削加工（第六周 2 节）教案九：斜面铣削加工（第六周 2 节）教案十：正
2、六边形加工（第七周 2 节）教案十一：槽铣削加工（第七周 2 节）教案十二：心形和多边形加工（第八周 2 节）教案十三：旋转图形加工（第八周 2 节）教案十四：复习（第九周 2 节）教案十五：期中考试（第十周 2 节）教案十六：比例缩放加工（第十一周 2 节）教案十七：薄壁圆角加工（第十一周 2 节）教案十八：拳击运动员模型加工（第十二周 2 节）教案十九：手表模型加工（第十二周 2 节）教案二十：刻字（第十三周 2 节）教案二十一：孔加工（第十三周 2 节）教案二十二：倒斜角工件加工（第十四周 2 节）教案二十三：矩形牙嵌式离合器加工（第十四周 2 节）教案二十三：太极图形凸凹镜像配合加工教
3、案序号 1 授课班级14 模具（中专） 授课地点 A3407课时安排 2 课题 数控铣床基础知识1、了解数控铣床种类。2、了解数控铣床组成。教学目标3、了解数控铣床的特点。了解数控铣床的应用场合。教学重点 数控铣床种类。数控铣床组成教学难点 数控铣床组成课前准备 参观数控铣床教法 教具 多媒体教 学 内 容 师生活动 设计思路教学设计教学过程导入新课：讲授新课：1、数控铣床数控铣床是主要采用铣削方式加工工件的数控机床，能完成各种平面、沟槽、螺旋槽、成型表面、平面曲线和空间曲线等复杂型面的加工。 2、数控铣床种类数控铣床的分类方法很多，这里介绍常见的两种。（1）按主轴的布置形式及机床的布局特点分
4、类1)立式数控铣床。2)卧式数控铣床。3)立卧两用式数控铣床。（2）按数控铣床构造分类1)工作台升降式数控铣床。2)主轴头升降式数控铣床。3)龙门式数控铣床。3、数控机床组成和工作原理（1）数控机床组成数控机床一般由输入输出设备、CNC 装置（或称 CNC 单元） 、伺服单元、驱动装置（或称执行机构） 、可编程控制器 PLC 及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量反馈装置组成。如下图是数控机床的组成框图。电 气 回 路辅 助 装 置PLC主轴伺服单元操 作 面 板 主轴驱动装置进给驱动装置测量反馈装置进给伺服单元输入/输出设 备计算机数 控装 置机 床 本 体（2）工作原理使用数控机床时，首
5、先要将被加工零件图纸的几何信息和工艺信息用规定的代码和格式编写成加工程序; 然后将加工程序输入到数控装置，按照程序的要求，经过数控系统信息处理、分配，使各坐标移动若干个最小位移量，实现刀具与工件的相对运动，完成零件的加工。4、数控铣床特点 与普通铣床相比，数控铣床具有以下特点：（1）半封闭或全封闭式防护（2）主轴无级变速且变速范围宽（3）采用手动换刀，刀具装夹方便（4）一般为三坐标联动（5）应用广泛5、数控铣床的应用场合数控铣床是一种加工功能很强的数控机床，目前迅速发展起来的加工中心、柔性加工单元等都是在数控铣床、数控镗床的基础上产生的，两者都离不开铣削方式。数控铣床能够铣削加工各种平面、斜面
6、轮廓和立体轮廓零件，如各种形状复杂的凸轮、样板、模具、叶片、螺旋槽、螺旋桨等。与加工中心相比，数控铣床除了缺少自动换刀功能以及刀库外，其他方面均与加工中心类似，配上相应的刀具还可以对工件进行钻、扩、铰、锪、镗孔与攻丝等，但其主要还是用来对工件进行铣削加工。复习巩固：搜索网上关于数控铣床的图片布置作业： P16板书设计：教学反思：教案序号 2 授课班级14 模具（中专） 授课地点课时安排 2 课题 FANUC 操作系统1.掌握数控铣床的机床坐标系，会建立合理的工件坐标系。2.认识数控编程的格式及内容。教学目标3.掌握 FANUC 操作系统教学重点 数控铣床的机床坐标系教学难点 工件坐标系课前准备
7、 预习教法 实验讨论.演示 教具 多媒体教 学 内 容 师生活动 设计思路教学设计教学过程导入新课：讲授新课：一.数控铣床坐标系（1）数控铣床坐标系建立的原则1）刀具相对于静止的工件而运动的原则。2）标准坐标系是一个右手笛卡儿直角坐标系。在图 1-2-2 中，大拇指的方向为 X 轴的正方向，食指为 Y 轴的正方向，中指为 Z轴正方向。右手笛卡尔坐标系（2）数控铣床的坐标系1）机床坐标系和机床原点机床坐标系是机床上固有的坐标系。机床坐标系的原点也称为机床原点或机床零点，在机床经过设计制造和调整后这个原点便被确定下来，它是固定的点。2）工件坐标系选择工件上的某一已知点为原点称编程原点或工件原点。工
8、件坐标系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐标系所取代。举例略二. 数控铣床的操作面板1.CRT/MDI 面板CRT/MDI 面板上的各键功能说明 :见课本 由老师解读,学生认识各键功能编辑键替换键 用输入的数据替换光标所在的数据。删除键 删除光标所在的数据；或者删除一个程序或者删除全部程序。插入键 把输入区之中的数据插入到当前光标之后的位置。取消键 消除输入区内的数据。回车换行键 结束一行程序的输入并且换行。上档键复习巩固：复习面板各键功能布置作业： 参观学校数铣,并巩固面板的认识板书设计：1.数控铣床的机床坐标系，会建立合理的工件坐标系。2.掌握 FANUC 操作系统面板教学反思：采用了仿
9、真软件,使学生兴趣有所增加,能初步认识面板学生认识并实操仿真教案序号 3 授课班级14 模具（中专） 授课地点 A3407课时安排 2 课题 FANUC 0i 数控铣床操作步骤1.巩固面板认识教学目标 2.掌握各键的功能及操作规范教学重点 数控铣床 MDI 面板各键的操作规范教学难点 各键的功能及操作规范及操作规范课前准备 仿真教法 实验法; 教具 多媒体教 学 内 容 师生活动 设计思路教学设计教学过程导入新课：讲授新课：一. 开机机床开机之前应先接通 380V 三相交流电源。然后按下 CNC 启动按钮后等待系统正常后即可进行操作。在机床通电后，CNC 装置尚未出现位置显示或报警画面之前，不
10、得 MDI 面板上的任何按键。如按下这其中的任何键，可能使 CNC 装装置处于非常状态或有可能引起机床误动作。二.各键功能和操作1.回参考点(1) 置模式旋钮在 位置。(2) 选择各轴 ,按住“+“按钮,即回参考点。2.移动手动移动机床轴的方法有三种： 方法一：快速移动 ，这种方法用于较长距离的工作台移动。(1) 置“JOG”模式 位置： (2) 选择各轴，点击方向键 ，机床各轴移动，松开后停止移动。(3) 按 键，各轴快速移动。 方法二：增量移动 ，这种方法用于微量调整，如用在对基准操作中。(1) 置模式在 位置： 选择步进量(2) 选择各轴，每按一次，机床各轴移动一步。 方法三：操纵“手脉
11、” ，这种方法用于微量调整。在实际生产中，使用手脉可以让操作者容易控制和观查机床移动。“手脉”在软件界面右上角 ，点击即出现。3. 开、关主轴:(1) 置模式旋钮在“JOG”位置 ;(2) 按 机床主轴正反转，按 主轴停转复习巩固：布置作业： 板书设计：教学反思：4.启动程序加工零件(1) 置模式旋钮在“AUTO”位置 (2) 选择一个程序(参照下面介绍选择程序方法)(3) 按程序启动按钮 5.试运行程序试运行程序时，机床和刀具不切削零件，仅运行程序。（1）置在 模式（2）选择一个程序如 O0001 后按 调出程序（3）按程序启动按钮 6.单步运行（1）置单步开关 于“ON”位置（2）程序运行
12、过程中，每按一次 执行一条指令7.选择一个程序有二种方法进行选择：i.按程序号搜索(1) 选择模式放在“EDIT” (2) 按 键输入字母“O ”(3) 按 键输入数字“7” ，输入搜索的号码：“O7”(4) 按 CURSOR： 开始搜索；找到后，“O7”显示在屏幕右上角程序号位置， “O7”NC 程序显示在屏幕上。选择模式 AUTO 位置(1)按 键入字母“O”(2)按 键入数字“7” ，键入搜索的号码：“07”(3)按 “O7”显示在屏幕上。ii.(4)可输入程序段号“N30” ，按 搜索程序段。8.删除一个程序(1)选择模式在“EDIT”(2)按 键输入字母“O ”(3)按 键输入数字“
13、7” ，输入要删除的程序的号码：“07”(4)按 “07”NC 程序被删除9.删除全部程序(1)选择模式在“EDIT”(2)按 键输入字母“O ”(3)输入“-9999”(4)按 全部程序被删除10. 搜索一个指定的代码一个指定的代码可以是：一个字母或一个完整的代码。例如：“N0010” ， “M”， “F”， “G03”等等。搜索应在当前程序内进行。操作步骤如下：复习巩固：通过操作仿真软件进一步熟悉机床布置作业：操作数控铣床 板书设计：各键的功能及操作规范;回参考点,移动等教学反思：如果能带学生下车间进行现场参观与讲解，这样较果更好。教案序号 4 授课班级14 模具（中专） 授课地点 A34
14、07课时安排 2 课题 数铣加工准备1.了解数控铣、加工中心加工工艺以及顺铣与逆铣2. 熟悉机床附件及零件的定位与装夹教学目标3.熟悉刀具知识。掌握常用刀柄及刀具的种类、刀具材料、刀具的选择与安装。教学重点 顺、逆铣的判断与选择;零件的定位与安装;刀具的选择与安装教学难点 顺、逆铣的判断与选择; 刀具的选择课前准备 教法 教具 多媒体教 学 内 容 师生活动 设计思路教学设计教学过程导入新课：讲授新课： 一.关于顺铣与逆铣:逆铣多用于粗加工，在铣床上加工有硬皮的铸件、锻件毛坯时，一般采用逆铣。顺铣的加工范围应是无硬皮的工件表面，精加工时，铣削力较小，不易引起工作台窜动，多用顺铣，同时顺铣时无滑
15、行现象，加工后的表面质量比逆铣好，对难加工材料的铣削，二、零件的定位与装夹实训1.数控铣、加工中心常配有的附件有：数控回转工作台、数控分度头、对刀器、工件测量头，附件设备主要有：机外对刀仪。机用平口虎钳:三.刀具准备1 刀柄1.铣刀（1）面铣刀（2）立铣刀（3）模具铣刀（4）键槽铣刀（5）鼓形铣刀（6）成形铣刀（7）锯片铣刀 孔加工刀具（1）数控钻头（2）数控铰刀（3）镗刀（4）丝锥（5）扩（锪）孔刀 面铣刀 修 光 刃 刀 片硬质合金刀具 钻头总共有 7 项： NC 定心钻;阶梯钻头;麻花钻;内冷麻花钻头;三刃钻;直槽钻;中心钻复习巩固：布置作业： 板书设计：教学反思：教案序号 5 授课班级
16、14 模具（中专） 授课地点 A3407课时安排 2 课题 数控铣床工件的装夹与对刀了解数控铣床工件装夹方法教学目标 掌握数控铣床的对刀教学重点 数控铣床的对刀教学难点 数控铣床的对刀课前准备 利用网络了解工件装夹的工具教法 教具 多媒体教 学 内 容 师生活动 设计思路教学设计教学过程导入新课：讲授新课： 一.长方体零件的装夹与对刀如图所示长方体工件，编程坐标（工件坐标）原点在长方体的顶面中心位置，长度方向为 X 方向，宽度方向为 Y 方向，高度方向为 Z 方向(一).装夹与找正步骤具体步骤如下：（1）把平口钳装在机床上，钳口方向与 X 轴方向大约一致。（2）把工件装夹在平口钳上，工件长度方
17、向与 X 轴方向基本一致，工件底面用等高垫铁垫起，并使工件加工部位最低处高于钳口顶面（避免加工时刀具撞到或铣到平口钳） 。（3）夹紧工件。（4）拖表使工件长度方向与 X 轴平行后，将平口钳锁紧在工作台。（也可以先通过拖表使钳口与 X 轴平行，然后锁紧平口钳在工作台上，再把工件装夹在平口钳上。如果必要可再对工件拖表检查长度方向与 X 轴是否平行） 。（5）必要时拖表检查工件宽度方向与 Y 轴是否平行。（6）必要时拖表检查工件顶面与工作台是否平行。(二). XY 方向（寻边器对刀）：1第一种方法：基准边碰数对刀图中长方体工件左下角为基准角，左边为 X 方向的基准边，下边为 Y 方向的基准边。通过正
18、确寻边，寻边器与基准边刚好接触（误差不超过机床的最小手动进给单位，一般为 0.01，精密机床可达 0.001） 。在左边寻边，在机床控制台显示屏上读出机床坐标值 X0(即寻边器中心的机床坐标)。左边基准边的机床坐标为：X1=X0+R;（为寻边器半径）工件坐标原点的机床坐标值为：X=X1+a/2=X0+R+a/2;（a/2 为工件坐标原点离基准边的距离）方向：在下侧边寻边，在机床控制台显示屏上读出机床坐标值 Y0(即寻边器中心的机床坐标)。下侧基准边的机床坐标为：Y1=Y0+R;工件坐标原点的机床坐标值为：Y=Y1+b/2=Y0+R+b/2;（b/2 为工件坐标原点离基准边的距离） 。2第二种方
19、法：双边碰数分中对刀双边碰数分中对刀方法适用于工件在长宽两方向的对边都经过精加工（如平面磨削） ，并且工件坐标原点（编程原点）在工件正中间的情况。左边正确寻边 读出机床坐标 X0, 右边正确寻边 读出机床坐标 X0；下边正确寻边 读出机床坐标 Y0, 上边正确寻边 读出机床坐标 Y0。则工件坐标原点的机床坐标值 X、Y 为：X=(X0+X0)/2;Y=(Y0+Y0)/2；Z 方向：可直接碰刀对刀或 Z 向设定器对刀。(1) 基准面在顶面（如图）：顶面正确寻边 读出机床坐标 Z0,则工件坐标原点的机床坐标值 Z 为：Z=Z0-h; （ h 为块规或 Z 向设定器的高度）(2) 基准面在底面（如图
20、）：底面正确寻边 读出机床坐标 Z0,则工件坐标原点的机床坐标值 Z 为：Z=Z0-h+H; H 为工件坐标原点离基准面（底面）的距离。对刀完成后，把 X、Y、Z 值输入到 G54 中去（或G55、G56、G57G58 、G59，依程序所引用的代码对应） 。 二.圆柱体工件的装夹与对刀如图所示圆柱体工件，编程坐标（工件坐标）原点在圆柱体的顶面圆心位置，左右方向为 X 方向，前后方向为 Y 方向，高度方向为 Z 方向。 操作步骤：装夹与找正（三爪卡盘或平口钳与型铁装夹）（1） 把平口钳装在机床上，使钳口方向与 X 轴方向大约一致(最好拖平行)然后锁紧。（2）把工件装夹在平口钳上，工件底下用等高垫
21、铁垫起，使工件加工部位最低处高于钳口顶面（避免加工时刀具撞到或铣到虎钳） 。（3）拖表使工件高度方向与 Z 轴平行后夹紧工件。（4） 必要时拖表检查工件顶面与工作台是否平行。对刀：XY 方向对刀寻边器双边碰数分中对刀(同长方体：寻边器双边碰数分中)，Z 方向对刀：(同长方体 Z 方向对刀)仿真操作复习巩固：仿真练习布置作业：复习双边分中对刀 板书设计：工件装夹教学反思：认真练习的学生掌握较好;有部分学生学习兴趣不高.教案序号 6 授课班级14 模具（中专） 授课地点 A3407课时安排 2 课题 平面铣削加工掌握平面铣削的加工工艺及工艺准备教学目标 掌握从编程到加工的整个过程及注意事项教学重点
22、 平面铣削编程加工的基本方法教学难点 平面铣削编程加工的基本方法课前准备 教法 教具 多媒体教 学 内 容 师生活动 设计思路教学设计教学过程导入新课：讲授新课： 六方零件如图所示，按单件生产安排其数控加工工艺，编写出加工程序。毛坯为 65100 的圆棒料，材料为 45#钢。知识链接 平面铣削工艺1.平面铣削常用的装夹方法精密虎钳安装工件压板螺栓安装工件 2.平面铣削的常用刀具 铣较大平面: 一般采用刀片镶嵌式盘形铣刀 铣小平面或台阶面：一般采用通用铣刀3.铣削主要参数 复习巩固：布置作业： 板书设计：教学反思：平面铣削的进刀方式（1）大平面铣削的参数 (2)一刀式铣削 (3)双向多次铣削 例
23、复习巩固：布置作业： 板书设计：教学反思：教案序号 7 授课班级14 数控（中专） 授课地点 A3407课时安排 2 课题 斜面铣削加工掌握斜面铣削的加工工艺及工艺准备；掌握 FANUC 系统程序编写的格式；教学目标 掌握子程序 M98 和 M99 指令的编程及应用；编程注意事项。教学重点 子程序 M98 和 M99 指令的编程及应用教学难点 子程序 M98 和 M99 指令的编程及应用课前准备 图纸准备教法 教具 多媒体教 学 内 容 师生活动 设计思路教学设计教学过程导入新课：复习 G00 G01 等命令讲授新课： 一.零件结构分析1.零件工艺分析铣削左右两侧斜面.2.刀具选择及其切削用量
24、刀具:12 立铣刀切削用量：a p=02,F=200mm/min,n=1200r/min;3.加工工艺路线略4.坐标系设定和节点计算1(0,-20,0)绝对坐标 ;2(20,0,-2);3(0,0.2,0);4(-20,0,2)5(0,0.2,0)5.相关知识与指令M98,M99M98:子程序调用M98:P_ L_;P 后面是子程序名称,L 后面为要调用的次数 .四.加工程序O2201G17 G40 G49 G54 G80 G90M03 S1200G00 X6 Y-20 M07Z5G01 Z0 F200M98 P11 L100G90 G00 Z100M05M30O11G91 X20 Z-2Y0
25、.2X-20 Z2Y0.2M99五.学生为左侧斜面加工编程六.注意事项复习巩固：M98,M99布置作业： 写下程序并理解每条命令板书设计：略教学反思：学生接受能力一般,学习态度差导致课程进度及效果一般教案序号 8 授课班级14 模具（中专） 授课地点 A3407课时安排 2 课题 正六边形加工掌握整圆加工和正六边形加工工艺及工艺准备；教学目标 掌握刀具半径补偿指令 G41、G42 和 G40 的编程及应用教学重点 掌握刀具半径补偿指令 G41、G42 和 G40 的编程及应用教学难点 掌握刀具半径补偿指令 G41、G42 和 G40 的编程及应用课前准备 教法 教具 多媒体教 学 内 容 师生
26、活动 设计思路教学设计教学过程导入新课：直线插补，那么圆弧如何加工？时 讲授新课： 一、零件结构分析38mm 的圆柱及正六边形组成二、加工工艺分析1.零件工艺分析38mm 的圆柱及正六边形.2.刀具选择及其切削用量刀具:12 立铣刀切削用量：a p=02,F=200mm/min,n=1200r/min;3.加工工艺路线外形铣削,加工 38mm 的圆柱体外形铣削，加工外接圆为 38m 的正六棱柱进刀点及进退刀方式：略4.坐标系设定和节点计算计算各点的坐标OG=OFCOS600=9.5FG=OFSIN600=16.454三.相关知识与指令G41:左刀补(半径)G42:右刀补(半径)G40:取消刀补
27、(半径)1.刀具补偿指令G17G18G19G41,G422 左刀补G41 刀具位于工件轮廓的左边3.右刀补G42 刀具位于工件轮廓的右边四.加工程序O2301G21 G54 G64G17 G40 G49 G80 G90M03 S1200G00 X29 Y0 M07Z5M98 PO001 L3G01 Z0 F200M98 PO002 L1G00 Z100M05 M30O001G91 Z-2G90 G41 Y10 D01G03 X19Y0 R10G02 I-19G03 X29 Y-10 R10G40 G01 Y0M99O002G91 Z-2G90 G41 D01 X19 Y0X9.5 Y-16.4
28、54X-9.5X-19 Y0X-9.5 Y16.454X9.5X19 Y0G40 X29M99五.注意事项复习巩固：M41,M42布置作业： 写下程序并理解每条命令板书设计：略教学反思：学生接受能力一般,学习态度差导致课程进度及效果一般教案序号 9 授课班级14 模具（中专） 授课地点 A3407课时安排 2 课题 槽铣削加工了解槽的铣削工艺及工艺准备；掌握斜线下刀和螺旋式下刀的方法教学目标 熟练运用刀具半径补偿指令进行槽的铣削加工；熟练运用刀补表半径值的预设与修改对各种槽进行粗、精加工。教学重点 斜线下刀和螺旋式下刀的方法；刀具半径补偿指令教学难点 刀具半径补偿指令课前准备 机床上设定刀补半径值预设教法 教具 多媒体教 学 内 容 师生活动 设计思路教学设计教学过程导入新课：G02，G03 的作用备 讲授新课： 一、零件结构分析40mm 的圆柱及一个槽组成二、加工工艺分析1.零件工艺分析38mm 的圆柱及正六边形.2.刀具选择及其切削用量刀具:12 立铣刀切削用量：粗加工：a p=0.52,F=200mm/min,n=600r/min;
