授课班级 | 班级人数 | 授课教师 | ||||
课题序号 | 3 | 授课课型 | 授课课时 | 6课时 | ||
授课章节 名 称 | 模块一 数控铣床基本操作 课题3 数控铣床手动操作与试切削 | |||||
教学目标 | 知识 目标 | 1.了解常用数控键槽铣刀（立铣刀）的种类和用途； 2.了解数控刀柄、平口钳等工艺装备知识； 3.掌握数控铣床机床坐标系知识。 | ||||
技能 目标 | 1.掌握回参考点操作； 2.会装夹工件、装拆数控刀具； 3.掌握数控铣床手动（JOG）操作； 4.掌握数控铣床试切削加工方法。 | |||||
情感 目标 | 1. 养成文明生产、安全生产习惯； 2.养成优良的劳动态度和职业素养； 3.培养团队合作精神。 | |||||
教学重点 | 机床坐标系概念及数控铣床相关工艺装备 | |||||
教学难点 | 机床坐标系、机床参考点概念 | |||||
教学方示 | 讲授法、讨论法、演示法、自主学习法、探究法、训练法 | |||||
教学资源 | 网络资源，教学视频，相关PPT，配套练习题、数控铣床及其工艺装备 | |||||
板书设计 | 课题3 数控铣床手动操作与试切削 | |||||
[知识学习] 一、键槽铣刀、立铣刀种类、用途 二、数控刀柄、平口钳、卸刀座 1.数控铣刀刀柄 （1）弹簧夹头刀柄、卡簧及拉钉 （2）莫氏锥度刀柄 2.卸刀座 3.平口钳 三、数控铣床机床坐标系 1.机床坐标系的确定原则 （1）确定刀具相对于静止工件而运动的原则 （2）采用右手笛卡尔直角坐标系原则 （3）机床坐标轴的确定方法 2.数控机床坐标系 | （1）立式铣床机床坐标系 （2）卧式铣床机床坐标系 3.机床原点、机床参考点 [技能训练] 一、开机、回参考点 1．数控铣床开机操作 2.回参考点操作 3.操作注意事项 二、手动操作与试切削 1.手动操作 2.工件装夹、刀具装夹 3.试切削 | |||||
主 要 教 学 内 容 及 步 骤 | 教师活动 | 学生活动 | 教学目标（设计思路） | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
【一】导入新课题 当我们认识了数控机床，了解他的组成、加工特点、那么数控机床首先是如何实现我们想的那样动作呢？数控机床如何才能进行工件的切削呢？引入课题。 【二】新授 课题3 数控铣床手动操作与试切削 [学习目标] 1.知识目标 了解常用数控键槽铣刀（立铣刀）的种类和用途； 了解数控刀柄、平口钳等工艺装备知识； 掌握数控铣床机床坐标系知识。 2.技能目标 掌握回参考点操作； 会装夹工件、装拆数控刀具； 掌握数控铣床手动（JOG）操作； 掌握数控铣床试切削加工方法。 [知识学习] 一、键槽铣刀、立铣刀种类、用途 多功能电脑包 键槽铣刀、立铣刀形状、用途见表1-3-1。 表1-3-1
键槽铣刀、立铣刀材料及性能见表1-3-2。 表1-3-2
二、数控刀柄、平口钳、卸刀座等装夹设备 1.数控铣刀刀柄 数控铣床（加工中心）使用的刀具通过刀柄与主轴相连，刀柄通过拉钉紧固在主轴上，由刀柄夹持铣刀传递转速、扭矩。刀柄与主轴的配合锥面一般采用7:24的锥度。工厂中应用最广的是BT40和BT50系列刀柄和拉钉。 （1）弹簧夹头刀柄、卡簧及拉钉，如图1-3-2所示。用于装夹各种直柄立铣刀、键槽铣刀、直柄麻花钻等；卡簧装入数控刀柄前端夹持数控铣刀，拉钉拧紧在数控刀柄尾部的螺纹孔中，用于拉紧在主轴上。 （2）莫氏锥度刀柄，如图所示。莫氏锥度刀柄有莫氏2号、3号、4号等，可装夹相应的莫氏钻夹头、立铣刀、攻螺纹夹头等。左图为带扁尾莫氏圆锥孔刀柄，右图为无扁尾莫氏锥孔刀柄。 2.卸刀座：用于铣刀从铣刀柄上装卸的装置，如图。 3.平口钳：用于装夹工件，并用螺钉固定在铣床工作台上。 三、数控铣床（加工中心）机床坐标系 数控机床上，为确定机床运动的方向和距离，必须要有一个坐标系才能实现，我们把这种机床固有的坐标系称为机床坐标系；坐标系的建立原则。 1.机床坐标系的确定原则（JB3052-82） （1）假定刀具相对于静止的工件而运动的原则。这个原则规定不论数控铣床（加工中心）是刀具运动还是工件运动，均以刀具的运动为准，工件看成静止不动；这样可按零件图轮廓直接确定数控铣床（加工中心）刀具的加工运动轨迹。 （2）采用右手笛卡尔直角坐标系原则。如图1-3-6所示，张开食指、中指与拇指且相互垂直，中指指向+Z坐标，拇指指向+X，食指指向+Y坐标。坐标轴的正方向规定为增大工件与刀具之间距离的方向。 （3）机床坐标轴的确定方法。Z坐标轴的运动由传递切削动力的主轴所规定，对于铣床，Z坐标轴是带动刀具旋转的主轴；X坐标轴一般是水平方向，它垂直于Z轴平行于工件的装夹平面；最后根据右手笛卡尔直角坐标系原则确定Y轴的方向。 2.数控铣床（加工中心）机床坐标系 （1）立式铣床（加工中心）机床坐标系，如图1-3-7所示，Z坐标轴与立式铣床（加工中心）主轴同轴，向上远离工件为正方向。站在工件台前，面对主轴，主轴向右移动方向为X坐标轴的正方向，Y坐标轴的正方向为主轴远离操作者方向。 （2）卧式铣床（加工中心）坐标系，如图1-3-8所示，Z坐标轴与卧式铣床（加工中心）的水平主轴同轴，远离工件方向为正；站在工作台前，主轴向左（工作台向右）运动方向为X坐标轴的正方向，Y坐标轴的正方向向上。 3.机床原点、机床参考点 （1）机床原点即数控机床坐标系的原点又称机床零点，是数控机床上设置的一个固定点，它在机床装配、调试时就已设置好，一般情况下不允许用户进行更改。 数控机床原点又是数控机床进行加工运动的基准参考点，一般设置在刀具远离工件的极限位置，即各坐标轴正方向的极限点处。 （2）机床参考点。该点在机床制造厂出厂时已调好，并将数据输入到数控系统中。对于大多数数控机床，开机时必须首先进行刀架返回机床参考点操作，以确认机床参考点。回参考点的目的就是为了建立数控机床坐标系，并确定机床坐标系的原点。机床参考点位置在机床原点处，故回机床参考点操作也可以称为回机床零点操作，简称“回零”。 四、开机、回参考点 1.数控铣床（加工中心）开机操作 接通数控铣床（加工中心）电源，打开机床电源开关，启动数控系统电源按钮。 2.回参考点操作 （1）按回参考点REF 键，按住 方向键，即可回参考点。 （2）在“回参考点”窗口中可观察是否已回参考点，见图1-3-9。 a）图为FANUC（法那克）系统回参考点屏幕显示情况。 机械坐标系坐标为0时，表明坐标轴已回到参考点，如X、Y轴。 机械坐标系坐标不为0时，表明坐标轴尚未回到参考点，如Z轴。 b）图为SINUMERIK（西门子）系统回参考点屏幕显示情况。 表示坐标轴已到达参考点，如X、Y轴。 表示坐标轴未到达参考点，如Z轴。 3.操作注意事项 1)严格遵守数控铣床（加工中心）启动前操作要求。 2)开机后应首先执行“回参考点”操作。 3)“回参考点”只有在REF模式下进行。 4)X、Y、Z三坐标轴可同时回参考点（一般应先回Z轴参考点预防发生撞刀现象），未到达参考点前不可松开坐标轴点动方向键。 5)各坐标轴手动回参考点（回零），若某坐标轴在回参考点前已处于零位，则应将该轴沿负方向移动一段距离后，再行回参考点。 6)回参考点后用AUTO（MEM）自动、JOG（手动）或MDA（MDI）手动输入等工作模式结束回参考点操作。 7)当数控机床断电后（或按下紧急停止按钮），应重新回机床参考点 a) 法那克系统屏幕显 b) 西门子系统屏幕显 五、手动（JOG）操作与试切削 1.手动（JOG）操作 （1）坐标轴控制 1）按下 JOG键，选择手动工作模式，按住方向键 或 （或先按坐标轴X、Y、Z键，再按+、-方向键）可以移动单轴、两轴或三轴，移动速度由进给旋钮控制。 2）如果同时按下 快速移动键和相应的坐标轴键，则坐标轴以快进速度运行。 3）按下 JOG键，选择手动工作模式，再按下手轮模式键，可实现用手持操作器控制各坐标轴增量移动，增量值大小由手持操作器中步距按钮控制。 4）坐标轴以步进增量方式运行，
（2）主轴控制 按动 JOG键，选择手动工作模式，按动 键，主轴正转，按 键，主轴停，按 键，主轴反转。 2.工件装夹、刀具装夹训练 （1）工件装夹训练 1）将0～150mm平口钳放置在铣床（加工中心）工作台上，并用T形螺钉将其固定在工作台上，校正平口钳，操作步骤如下： 松开平口钳旋转部位螺钉，百分表座固定在机床主轴上，百分表测量头接触平口钳钳口，手动沿X方向往复移动工件台，观察百分表指针，校正钳口与X轴方向平行度，百分表指针变化范围不超过3丝，拧紧旋转部位螺钉。 2）将工件装夹在平口钳上，下用垫铁支撑，使工件高于钳口10mm左右，工件放置平稳并夹紧。 （2）刀具装夹训练 选Ø10键槽铣刀(或立铣刀)，8～10mm弹簧夹头，把刀柄放置在卸刀座上，通过弹簧夹头把键槽铣刀（或立铣刀）装夹到铣刀刀柄中并夹紧，再把刀柄装夹到机床主轴中。加工结束，把刀柄从铣床（加工中心）主轴上卸下，再放到卸刀座上，拆下铣刀及弹簧夹头。训练中所用工、量、刃具见表1-3-4。 表1-3-4工、量、刃具清单
3.试切削训练 （1）按“JOG”键，选择手动工作模式，按 键，使主轴正转。 （2）按下相应方向键，使铣刀接近工件上表面任意一角，距离2～5mm。 （3）调小进给速度，进给倍率一般选2～4%，按下 键，使刀具试切到工件上表面。 （4）移动X或Y坐标，使刀具离开工件。 （5）Z坐标向下移动约1～2mm。 （6）调节进给速度旋钮，选择30～60mm/min的进给速度，依次按下 、 方向按钮，移动X、Y坐标，完成工件上表面的试切削。 （7）切削结束，拆下工件和铣刀并清理机床。 【三】课堂小结与展示 1.分小组总结知识学习与技能训练难验 2.学习中存在的问题、对策及思考 【四】作业布置 1.常用键槽铣刀和立铣刀有何区别？各用于哪些场合？ 2.机床坐标系建立的原则有哪些？ 3.数控铣床在什么情况下需回参考点？ 4.数控铣床机床原点一般处于什么位置？ | 设置课题引入形式 出示并分析本次课学习目标 出示图表、图片或实物等 讲解刀柄组成及装刀次序、演示 通过视频播放，增加学生认识 出示图片，分析机床坐标系 带电指示器以具体机床实例分析机床坐标系 分析、讲解机床原点、参考点 老师边讲解开关机次序边操作 老师边讲解回参考点次序边操作演示 分析回参考点注意事项 老师一边讲解边操作手动操作步骤， 老师一边讲解边操作工件装夹、刀具装夹步骤，视频抗干扰器 老师一边讲解边操作试切削步骤， 教师引导、提示 | 听讲、思考 听讲、思考 观察各种刀具区别，熟悉其用途 学生在教师的提示下装卸刀 观看视频及教师示范， 看图思考、分析 观看并分析各种铣床坐标系 听讲、理解 看老师操作，记录操作过程，然后按照老师老师的知道完成回参考点职责 看老师操作，记录操作过程，然后按照老师的步骤完成回参考点操作 听讲思考 学生边听边记录，然后学生逐一操作一遍 学生边听边记录，然后学生逐一操作一遍 学生边听边记录，然后学生逐一操作一遍 分小组难验分享 | 加强对本课题兴趣 了解学习目标，有目的开展学习 牢记各种铣刀的形状，了解铣刀的用途 会独立装拆刀具、工件 会数控刀具装卸 掌握机床坐标系概念、建立原则 会根据机床坐标系原则分析各种类型坐标系 掌握机床原点、参考点含义及异同 会数控铣床开关机次序 掌握回参考点操作 了解回参考点注意事项 会进行坐标轴移动操作 会正确装夹工件、刀具 会试切削操作 总结学习中存在问题，培养学生表达能力 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
教学后记 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
本文发布于:2024-09-21 19:53:10，感谢您对本站的认可！
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