spContent=数控加工技术是先进制造技术的基础和重要组成部分。它的广泛应用,使全球制造业发生了根本变化。数控技术的水准、拥有和普及程度已经成为衡量一个国家综合国力和工业现代化水平的重要标志之一。为适应这种形势,需要大量培养数控专业技术人才。
数控加工技术是先进制造技术的基础和重要组成部分。它的广泛应用,使全球制造业发生了根本变化。数控技术的水准、拥有和普及程度已经成为衡量一个国家综合国力和工业现代化水平的重要标志之一。为适应这种形势,需要大量培养数控专业技术人才。
—— 课程团队
课程概述
《数控加工技术》课程是机械工程学科中机电一体化、计算机控制技术、机械加工工艺和机械CAD/CAM技术等及其结合的专业主干课。本课程的任务是培养学生掌握现代机械制造中有关数控技术的基础理论,专业知识,并注重培养学生理论联系实际的能力和实践创新能力,使其具备为现代机械制造工艺过程,制造设备,数控系统进行设计,应用,研制的能力。
授课目标
(1)掌握数控加工工艺、数字控制原理、数控系统等基本理论知识;
(2)具备编制数控加工程序及进行数控加工的基本能力;
(3)了解伺服驱动原理与运动控制方法;
(4)掌握数控机床的机械结构。
课程大纲
第1章 数控加工技术概论
课时目标:本章内容是数控机床的基本知识和内容,主要讲述数控机床的基本概念和特点、主要技术参数、分类以及技术与发展水平等。要求学生理解并掌握数控机床的基本概念、组成与特点以及分类,了解其发展趋势和在先进制造技术中的作用。
1.1 数控机床的基本概念及发展概况
1.2 数控机床的组成及工作原理
1.3 数控机床的分类
1.4 数控机床的特点及适用范围
1.5 数控机床的发展趋势
第2章 计算机数控系统
课时目标:要求学生了解数控系统的基本知识,掌握CNC系统的软、硬件结构。了解可编程控制器(PLC)在数控机床上的应用;掌握插补的概念;掌握逐点比较法插补算法;掌握数字积分法插补算法;掌握数字采样插补算法——时间分割法插补算法。
2.1 概述
2.2 CNC装置的硬件结构
2.3 CNC装置的软件结构
2.4 插补的基本概念
2.5 逐点比较法插补
2.6 数字积分法插补
第3章 数控机床的伺服系统
课时目标:学习和研究高性能的数控机床伺服系统是掌握现代数控机床技术的关键之一。本章要求学生了解数控机床伺服系统在按控制理论进行分类时,不同类型的伺服系统的组成及特点。掌握位置检测装置的组成、作用;重点让学生掌握伺服系统各组成部分的工作原理及性能特点,以便将来更好地应用。
3.1伺服系统的概述
3.2 开环伺服系统
3.3 闭环伺服系统
3.4 闭环伺服系统的检测元件
第4章 数控加工工艺基础
课时目标:要求学生了解数控加工工艺与传统加工工艺的区别;掌握数控加工工艺的特点、主要内容、数控机床的合理使用;掌握数控加工工艺性分析的主要内容和方法;掌握数控加工工艺路线拟定的内容及方法。掌握数控加工工序的设计方法和常用的数学计算方法;掌握数控加工工艺文件的编制方法;能够独立完成一般零件的数控加工工序设计。
4.1 数控加工工艺概述
4.2 数控加工内容的确定
4.3 数控加工零件的工艺性分析
4.4 数控加工工艺路线的设计
4.5 数控加工工序的设计
4.6 数控加工工艺文件的编制
第5章 数控加工程序的编制
课时目标:使学生掌握数控机床加工程序编制的基础知识,编程的有关标准、规定、数控机床加工程序的组成,了解数控编程的方法、内容和步骤。掌握数控车削编程方法,能够熟练应用基本编程指令、固定循环指令以及螺纹加工指令完成中等复杂轴类零件的加工程序的编写;熟悉数控铣床和加工中心的功能特点,掌握数控铣削编程方法,并能够利用铣削基本指令和刀具半径/长度补偿功能,进行凸台/凹槽类零件程序的编写。
5.1 数控编程基础
5.2 数控车床加工程序的编制
5.3 数控铣床加工程序的编制
5.4 加工中心加工程序的编制
第6章 数控机床的机械结构
课时目标:让学生了解数控机床机械结构的组成、特点及要求;了解数控机床的整体布局;了解数控机床对主传动系统的基本要求和变速方式;了解常见数控机床的主轴结构;掌握主轴轴承的分类及特点和配置形式及特点。了解数控机床对进给传动系统的基本要求;掌握滚珠丝杠副的工作原理、特点及预紧方法;掌握丝杠的支承方式;掌握进给传动系统齿轮传动间隙消除方法;了解典型数控机床的进给传动系统;掌握数控机床导轨的种类与特点;掌握滚动导轨的选择计算方法;了解静压导轨的工作原理和特点。了解数控机床的换刀方式;掌握典型转塔式自动换刀装置的结构和换刀过程;掌握典型刀库式自动换刀装置的结构和换刀过程;了解刀库的类型、换刀机械手的类型和选刀方式;掌握数控机床回转工作台的类型和功用;了解双导程蜗杆蜗轮副间隙调整结构。
6.1 数控机床机械结构的组成和特点
6.2 数控机床对机械结构的基本要求
6.3 数控机床的总体布局
6.4 数控机床的主传动系统
6.5 数控机床的进给传动系统
6.6 数控机床的导轨
6.7 数控机床的自动换刀装置
6.8 数控机床的回转工作台
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预备知识
机械原理、机械设计、电工电子技术、控制工程基础、机械制造装备设计、金属切削技术、机械制造工艺学、机床电气控制、液压与气压传动等。
参考资料
[1] 刘军,吕刚磊,郑喜贵.机床数控技术[M].北京:电子工业出版社,2023.
[2] 周文玉,杜国臣等.数控加工技术[M].北京:高等教育出版社,2010.
[3] 周文玉,刘赛赛.数控加工编程及操作教程[M].北京:中国轻工业出版社,2009.
[4]陈吉红,杨建中,周会成. 新一代智能化数控系统[M].北京:清华大学出版社,2021.
[5]张政泼等.现代数控装备设计[M].武汉:华中科技大学出版社,2022.
常见问题
课程的重点、难点及解决办法
1.重点
(1)数控原理及控制方法;
(2)数控加工工艺与编程;
2.难点
(1)电机控制、数控原理、伺服系统控制、传感器原理;
(2)实践性强,学生感性认识差,较难将数控程序与数控工艺设计,刀具轨迹等加工运动准确结合。
3.解决办法
(1)和相关课程教师交流,避免讲述相同内容,侧重于和数控设备有关的相关内容,理论紧密联系实际;
(2)改进教学方法,积极实行案例式、讲练结合式、讨论启发式、归纳式、现场教学式、模块教学式、仿真式、顶岗式等多种教学方法,来提高教学效率;
(3)对实验进行了重新审核和研讨,加大实验改革力度:减少验证性实验,增加创意性实验,提高学生的学习兴趣;
(4)采用现代教学手段,开展多媒体教学,减少理论课时,增加案例解析,加强实践性环节教学,进一步增加感性认识。