运城学院教案 机电工程系（部） 2020-2021学年第二学期 教研室名称机械制造设计及其自动化 课程名称 数控加工与编程技术 课程 代 码 D101103C 课程类 型 职业教育课 授课 教 师 孙培禄 职 称 副教授
运城学院教案 机电工程系（部） 2020 - 2021 学年 第 二 学期 教 研 室 名 称 机械制造设计及其自动化 课 程 名 称 数控加工与编程技术 课 程 代 码 D101103C 课 程 类 型 职业教育课 授 课 教 师 孙培禄 职 称 副教授
机电工程系教案 课程名称 数控加工与编程技术 授课对象 1801-1802 课程类型 专业课 授课时间 第一周 任课教师 孙培禄 职称 副教授 授课题目 数控加工与编程技术概述 1、 了解数控机床、数控技术的历史、加工特点 教学目的 、理解数控机床与普通机床的区别 及要求 3、理解数控机床的组成结构、工作原理及分类 4、 了解数控技术的发展趋势与典型的数控系统 教学重点 1、数控机床与普通机床的区别 及难点 2、数控机床的组成结构、工作原理及分类 教学方法 通过历史引入数控技术发现，激发学生学习兴趣 及手段 作业布置 数控机床的加工特点、工作原理、分类 教材：丁伟.数控加工工艺与编程，哈尔滨工业大学出版社，哈尔滨，2018 使用教材和主 要参考资料 参考资料：1.石亚平.数控编程与CAM技术，航天工业出版社，北京，2019 2.数控加工与编程相关教材、教程、视频 教学后记 附：教学内容 第一章数控加工与编程技术概述
机电工程系教案 课程名称 数控加工与编程技术 授课对象 1801-1802 课程类型 专业课 授课时间 第一周 任课教师 孙培禄 职 称 副教授 授课题目 数控加工与编程技术概述 教学目的 及要求 1、 了解数控机床、数控技术的历史、加工特点 2、 理解数控机床与普通机床的区别 3、 理解数控机床的组成结构、工作原理及分类 4、 了解数控技术的发展趋势与典型的数控系统 教学重点 及难点 1、数控机床与普通机床的区别 2、数控机床的组成结构、工作原理及分类 教学方法 及手段 通过历史引入数控技术发现，激发学生学习兴趣 作业布置 数控机床的加工特点、工作原理、分类 使用教材和主 要参考资料 教材：丁伟. 数控加工工艺与编程，哈尔滨工业大学出版社，哈尔滨，2018 参考资料：1.石亚平. 数控编程与 CAM 技术，航天工业出版社，北京，2019 2.数控加工与编程相关教材、教程、视频 教学后记 附：教学内容 第一章 数控加工与编程技术概述
机电工程系教案 课程名称 数控加工与编程技术 授课对象 1801-1802 课程类型 专业课 授课时间 第2-3周 任课教师 孙培禄 职称 副教授 授课题目 数控加工工艺基础 1、 了解数控加工工艺的主要内容 教学目的 2、理解数控加工的工艺分析与工艺设计的主要内容及方法 及要求 3、 掌握数控编程中数学处理的基本内容及方法 4、 了解数控加工刀具的类型及选择方法 重点：理解数控加工的工艺分析与工艺设计的主要内容及方法、数控编程中数 教学重点 学处理的基本内容及方法 及难点 难点：数控编程中数学处理的基本内容及方法 教学方法 与机械加工工艺学结合，对比讲解 及手段 作业布置 学习、复习机械制造工艺制定方法 教材：丁伟.数控加工工艺与编程，哈尔滨工业大学出版社，哈尔滨，2018 使用教材和主 要参考资料 参考资料：1.石亚平.数控编程与CAM技术，航天工业出版社，北京，2019 2.数控加工与编程相关教材、教程、视频 教学后记
机电工程系教案 课程名称 数控加工与编程技术 授课对象 1801-1802 课程类型 专业课 授课时间 第 2-3 周 任课教师 孙培禄 职 称 副教授 授课题目 数控加工工艺基础 教学目的 及要求 1、 了解数控加工工艺的主要内容 2、 理解数控加工的工艺分析与工艺设计的主要内容及方法 3、 掌握数控编程中数学处理的基本内容及方法 4、 了解数控加工刀具的类型及选择方法 教学重点 及难点 重点：理解数控加工的工艺分析与工艺设计的主要内容及方法、数控编程中数 学处理的基本内容及方法 难点：数控编程中数学处理的基本内容及方法 教学方法 及手段 与机械加工工艺学结合，对比讲解 作业布置 学习、复习机械制造工艺制定方法 使用教材和主 要参考资料 教材：丁伟. 数控加工工艺与编程，哈尔滨工业大学出版社，哈尔滨，2018 参考资料：1.石亚平. 数控编程与 CAM 技术，航天工业出版社，北京，2019 2.数控加工与编程相关教材、教程、视频 教学后记
附：教学内容 第二章数控加工工艺基础 机电工程系教案 课程名称 数控加工与编程技术 授课对象 1801-1802 课程类型 专业课 授课时间 第4周 任课教师 孙培禄 职称 副教授 授课题目 数控加工编程基础 1、 理解数控编程的基本步骤 教学目的 2、 掌握数控机床坐标系确立的基本方法 及要求 3、掌握数控加工程序的基本格式和常用指令 4、 了解数控钻床、车床、铣床编程的基本特点 教学重点 1、数控机床坐标系确立的基本方法 2、数控加工程序的基本格式和常用指令 及难点 教学方法 通过案例与讲解结合的方式，促进学生理解 及手段 作业布置 常见数控机床的坐标系，数控指令的分类 教材：丁伟.数控加工工艺与编程，哈尔滨工业大学出版社，哈尔滨，2018 使用教材和主 要参考资料 参考资料：1.石亚平，数控编程与CM技术，航天工业出版社，北京，2019 2.数控加工与编程相关教材、教程、视频 教学后记
附：教学内容 第二章 数控加工工艺基础 机电工程系教案 课程名称 数控加工与编程技术 授课对象 1801-1802 课程类型 专业课 授课时间 第 4 周 任课教师 孙培禄 职 称 副教授 授课题目 数控加工编程基础 教学目的 及要求 1、 理解数控编程的基本步骤 2、 掌握数控机床坐标系确立的基本方法 3、 掌握数控加工程序的基本格式和常用指令 4、 了解数控钻床、车床、铣床编程的基本特点 教学重点 及难点 1、 数控机床坐标系确立的基本方法 2、 数控加工程序的基本格式和常用指令 教学方法 及手段 通过案例与讲解结合的方式，促进学生理解 作业布置 常见数控机床的坐标系，数控指令的分类 使用教材和主 要参考资料 教材：丁伟. 数控加工工艺与编程，哈尔滨工业大学出版社，哈尔滨，2018 参考资料：1.石亚平. 数控编程与 CAM 技术，航天工业出版社，北京，2019 2.数控加工与编程相关教材、教程、视频 教学后记
附：教学内容 数控编程基础 机电工程系教案 课程名称 数控加工与编程技术 授课对象 1801-1802 课程类型 专业课 授课时间 第5周 任课教师 孙培禄 职称 副教授 授课题目 数控车削编程基础 1、了解数控车床的特点及功能 教学目的 2、掌握数控车床坐标系确立的基本方法 及要求 3、掌握数控车床的编程特点 4、掌握数控车床的M、S、T、F指令基本编程方法 5、掌握G00、G01、G02/03的基本编程方法 教学重点 1、掌握数控车床的编程特点 及难点 2、数控加工程序的基本格式和常用指令 教学方法 通过案例与讲解结合的方式，促进学生理解 及手段 作业布置 车削编程作业 教材：丁伟.数控加工工艺与编程，哈尔滨工业大学出版社，哈尔滨，2018 使用教材和主 要参考资料 参考资料：1.石亚平.数控编程与CM技术，航天工业出版社，北京，2019 2.数控加工与编程相关教材、教程、视频 教学后记
附：教学内容 数控编程基础 机电工程系教案 课程名称 数控加工与编程技术 授课对象 1801-1802 课程类型 专业课 授课时间 第 5 周 任课教师 孙培禄 职 称 副教授 授课题目 数控车削编程基础 教学目的 及要求 1、 了解数控车床的特点及功能 2、 掌握数控车床坐标系确立的基本方法 3、 掌握数控车床的编程特点 4、 掌握数控车床的 M、S、T、F 指令基本编程方法 5、 掌握 G00、G01、G02/03 的基本编程方法 教学重点 及难点 1、 掌握数控车床的编程特点 2、 数控加工程序的基本格式和常用指令 教学方法 及手段 通过案例与讲解结合的方式，促进学生理解 作业布置 车削编程作业 使用教材和主 要参考资料 教材：丁伟. 数控加工工艺与编程，哈尔滨工业大学出版社，哈尔滨，2018 参考资料：1.石亚平. 数控编程与 CAM 技术，航天工业出版社，北京，2019 2.数控加工与编程相关教材、教程、视频 教学后记
附：教学内容 数控车削编程基础 机电工程系教案 课程名称 数控加工与编程技术 授课对象 1801-1802 课程类型 专业课 授课时间 第6周 任课教师 孙培禄 职称 副教授 授课题目 数控车削循环 教学目的 1、掌握数控车床G80、G81循环指令的基本编程方法 2、掌握数控车床G82循环的基本编程方法 及要求 3、掌握数控车床G71、G72、G73循环的基本编程方法 教学重点 1、数控车床G80、G81循环指令的基本编程方法 及难点 2、数控车床G71、G72、G73循环的基本编程方法 教学方法 通过案例与讲解结合的方式，促进学生理解 及手段 作业布置 车削循环编程作业 教材：丁伟.数控加工工艺与编程，哈尔滨工业大学出版社，哈尔滨，2018 使用教材和主 要参考资料 参考资料：1.石亚平.数控编程与CM技术，航天工业出版社，北京，2019 2.数控加工与编程相关教材、教程、视频 教学后记
附：教学内容 数控车削编程基础 机电工程系教案 课程名称 数控加工与编程技术 授课对象 1801-1802 课程类型 专业课 授课时间 第 6 周 任课教师 孙培禄 职 称 副教授 授课题目 数控车削循环 教学目的 及要求 1、 掌握数控车床 G80、G81 循环指令的基本编程方法 2、 掌握数控车床 G82 循环的基本编程方法 3、 掌握数控车床 G71、G72、G73 循环的基本编程方法 教学重点 及难点 1、 数控车床 G80、G81 循环指令的基本编程方法 2、 数控车床 G71、G72、G73 循环的基本编程方法 教学方法 及手段 通过案例与讲解结合的方式，促进学生理解 作业布置 车削循环编程作业 使用教材和主 要参考资料 教材：丁伟. 数控加工工艺与编程，哈尔滨工业大学出版社，哈尔滨，2018 参考资料：1.石亚平. 数控编程与 CAM 技术，航天工业出版社，北京，2019 2.数控加工与编程相关教材、教程、视频 教学后记
附：教学内容 数控车削循环 机电工程系教案 课程名称 数控加工与编程技术 授课对象 1801-1802 课程类型 专业课 授课时间 第7周 任课教师 孙培禄 职称 副教授 授课题目 数控螺纹车削循环 教学目的 1、掌握数控车床螺纹加工指令G32的基本编程方法 及要求 2、掌握数控车床G76螺纹加工循环的基本编程方法 教学重点 1、重点：数控车床螺纹加工指令G32的基本编程方法 及难点 2、难点：数控车床G76螺纹加工循环的基本编程方法 教学方法 通过案例与讲解结合的方式，促进学生理解 及手段 作业布置 螺纹车削循环编程作业 教材：丁伟.数控加工工艺与编程，哈尔滨工业大学出版社，哈尔滨，2018 使用教材和主 要参考资料 参考资料：1.石亚平.数控编程与CM技术，航天工业出版社，北京，2019 2.数控加工与编程相关教材、教程、视频 教学后记
附：教学内容 数控车削循环 机电工程系教案 课程名称 数控加工与编程技术 授课对象 1801-1802 课程类型 专业课 授课时间 第 7 周 任课教师 孙培禄 职 称 副教授 授课题目 数控螺纹车削循环 教学目的 及要求 1、 掌握数控车床螺纹加工指令 G32 的基本编程方法 2、 掌握数控车床 G76 螺纹加工循环的基本编程方法 教学重点 及难点 1、 重点：数控车床螺纹加工指令 G32 的基本编程方法 2、 难点：数控车床 G76 螺纹加工循环的基本编程方法 教学方法 及手段 通过案例与讲解结合的方式，促进学生理解 作业布置 螺纹车削循环编程作业 使用教材和主 要参考资料 教材：丁伟. 数控加工工艺与编程，哈尔滨工业大学出版社，哈尔滨，2018 参考资料：1.石亚平. 数控编程与 CAM 技术，航天工业出版社，北京，2019 2.数控加工与编程相关教材、教程、视频 教学后记
附：教学内容 数控螺纹车削循环 机电工程系教案 课程名称 数控加工与编程技术 授课对象 1801-1802 课程类型 专业课 授课时间 第8周 任课教师 孙培禄 职称 副教授 授课题目 数控铣床结构与数控铣削加工工艺 教学目的 1、了解数控铣床的特点及功能 2、了解数控铣床的工艺装备 及要求 3、理解数控铣削加工工艺处理 重点：数控铣削加工工艺处理 教学重点 及难点 难点：数控铣削加工工艺处理 教学方法 通过案例与讲解结合的方式，促进学生理解 及手段 作业布置 P160页图4-49精加工轮廓编程 使用教材和主 教材：石亚平.数控编程与CM技术，航天工业出版社，北京，2019 要参考资料 参考资料：数控加工与编程相关教材、教程、视频 教学后记
附：教学内容 数控螺纹车削循环 机电工程系教案 课程名称 数控加工与编程技术 授课对象 1801-1802 课程类型 专业课 授课时间 第 8 周 任课教师 孙培禄 职 称 副教授 授课题目 数控铣床结构与数控铣削加工工艺 教学目的 及要求 1、 了解数控铣床的特点及功能 2、 了解数控铣床的工艺装备 3、 理解数控铣削加工工艺处理 教学重点 及难点 重点：数控铣削加工工艺处理 难点：数控铣削加工工艺处理 教学方法 及手段 通过案例与讲解结合的方式，促进学生理解 作业布置 P160 页图 4-49 精加工轮廓编程 使用教材和主 要参考资料 教材：石亚平. 数控编程与 CAM 技术，航天工业出版社，北京，2019 参考资料：数控加工与编程相关教材、教程、视频 教学后记
附：教学内容 数控铣床结构与数控铣削加工工艺制订 第5章 数控铣削编程技术 5.1数控铣床的特点及功能 1.数控铣床的分类 数控铣床按构造上分类 (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 数控铣床也可以按通用铣床的分类方法分类 (1)数控立式铣床 (2)卧式数控铣床 (3)立卧两用数控铣床 2.数控铣床的结构特点 看起来，除了数控控制机代替了操纵手柄、手轮外，数控铣床在外观上与通用铣床确有不少相 似之处，但实际上数控铣床在结构上的内含要复杂得多，而与其他数控机床（如数控车床、数控钻镗 床等)相比，数控铣床在结构上主要有下列几个特点： (1)控制机床运动的坐标特征 (2)数控铣床的主轴特征 3.数控铣床的加工对象 与加工中心相比，数控铣床除了缺少自动换刀功能及刀库外，其他方面均与加工中心类同，也 可以对工件进行钻、扩、铰、锪和镗孔加工与攻丝等，但它主要还是被用来对工件进行铣削加工， 这里所说的主要加工对象及分类也是从铣削加工的角度来考虑的。 (1)平面类零件 加工面平行、垂直于水平面或其加工面与水平面的夹角为定角的零件称为平面类零件。根据定 义，如图所示的三个零件都属于平面类零件。目前，在数控铣床上加工的绝大多数零件属于平面类 零件。平面类零件的特点是，各个加工单元面是平面，或可以展开成为平面，例如图中的曲线轮廓 面M和正圆台面N,展开后均为平面。平面类零件是数控铣削加工对象中最简单的一类，一般只须 用3坐标数控铣床的两坐标联动就可以把它们加工出来
附：教学内容 数控铣床结构与数控铣削加工工艺制订 第 5 章 数控铣削编程技术 5.1 数控铣床的特点及功能 1. 数控铣床的分类 数控铣床按构造上分类 ⑴工作台升降式数控铣床 ⑵主轴头升降式数控铣床 ⑶龙门式数控铣床 数控铣床也可以按通用铣床的分类方法分类 ⑴数控立式铣床 ⑵卧式数控铣床 ⑶立卧两用数控铣床 2. 数控铣床的结构特点 看起来，除了数控控制机代替了操纵手柄、手轮外，数控铣床在外观上与通用铣床确有不少相 似之处，但实际上数控铣床在结构上的内含要复杂得多，而与其他数控机床(如数控车床、数控钻镗 床等)相比，数控铣床在结构上主要有下列几个特点： ⑴控制机床运动的坐标特征 ⑵数控铣床的主轴特征 3. 数控铣床的加工对象 与加工中心相比，数控铣床除了缺少自动换刀功能及刀库外，其他方面均与加工中心类同，也 可以对工件进行钻、扩、铰、锪和镗孔加工与攻丝等，但它主要还是被用来对工件进行铣削加工， 这里所说的主要加工对象及分类也是从铣削加工的角度来考虑的。 （1）平面类零件 加工面平行、垂直于水平面或其加工面与水平面的夹角为定角的零件称为平面类零件。根据定 义，如图所示的三个零件都属于平面类零件。目前，在数控铣床上加工的绝大多数零件属于平面类 零件。平面类零件的特点是，各个加工单元面是平面，或可以展开成为平面，例如图中的曲线轮廓 面 M 和正圆台面 N，展开后均为平面。平面类零件是数控铣削加工对象中最简单的一类，一般只须 用 3 坐标数控铣床的两坐标联动就可以把它们加工出来
(2)变斜角类零件 加工面与水平面的夹角呈连续变化的零件称为变斜角类零件这类零件多数为飞机零件，如飞机 上的整体梁、框、缘条与肋等，此外还有检验夹具与装配型架等。变斜角类零件的变斜角加工面不 能展开为平面，但在加工中，加工面与铣刀圆周接触的瞬间为一条直线。最好采用4坐标和5坐标 数控铣床摆角加工，在没有上述机床时，也可用3坐标数控铣床上进行2.5坐标近似加工。 3.曲面类（立体类）零件 加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件。零件的特点其一是加工面不能展开为平面：其二是 加工面与铣刀始终为点接触。此类零件一般采用3坐标数控铣床。 5.2数控铣床的工艺装备 1.数控铣床的刀炳 数控加工系统是高柔性化的加工系统，刀具数量多，要求更换迅速。因此，刀辅具的标准化和 系列化十分重要。发达国家对刀辅具的标准化和系列化都十分重视，不少国家不仅有国家的标准， 而且一些大的公司也都制定了自己标准和系列。我国除了己制定的标准刀具系列外，还建立了SG82 数控工具系统。该系统是铣镗类数控工具系统，是一个联系数控机床（含加工中心）的主轴与刀具 之间的辅助系统。编程人员可以根据数控机床的加工范围，按标准刀具目录和标准工具系统选取和 配置所需的刀具和辅具，供加工时使用。 2.数控铣床的刀具 (1)对刀具的要求 1)铣刀刚性要好 2)铣刀的耐用度要高 除上述两点之外，铣刀切削刃的几何角度参数的选择及排屑性能等也非常重要，切屑粘刀形成 积屑瘤在数控铣削中是十分忌讳的。总之，根据被加工工件材料的热处理状态、切削性能及加工余 量，选择刚性好，耐用度高的铣刀，是充分发挥数控铣床的生产效率和获得满意的加工质量的前提。 (2)常用铣刀种类 1)盘铣刀一般采用在盘状刀体上机夹刀片或刀头组成，常用于端铣较大的平面。 2)端铣刀端铣刀是数控铣加工中最常用的一种铣刀，广泛用于加工平面类零件，图4-3是两 种最常见的端铣刀。端铣刀除用其端刃铣削外，也常用其侧刃铣削，有时端刃、侧刃同时进行铣削， 端铣刀也可称为圆柱铣刀。 6 a) 图4-3 3)成型铣刀成型铣刀一般都是为特定的工件或加工内容专门设计制造的，适用于加工平面类 零件的特定形状（如角度面、凹槽面等），也适用于特形孔或台。图4-4示出的是几种常用的成型 铣刀
（2）变斜角类零件 加工面与水平面的夹角呈连续变化的零件称为变斜角类零件这类零件多数为飞机零件，如飞机 上的整体梁、框、缘条与肋等，此外还有检验夹具与装配型架等。变斜角类零件的变斜角加工面不 能展开为平面，但在加工中，加工面与铣刀圆周接触的瞬间为一条直线。最好采用 4 坐标和 5 坐标 数控铣床摆角加工，在没有上述机床时，也可用 3 坐标数控铣床上进行 2.5 坐标近似加工。 3. 曲面类（立体类）零件 加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件。零件的特点其一是加工面不能展开为平面；其二是 加工面与铣刀始终为点接触。此类零件一般采用 3 坐标数控铣床。 5.2 数控铣床的工艺装备 1. 数控铣床的刀炳 数控加工系统是高柔性化的加工系统，刀具数量多，要求更换迅速。因此，刀辅具的标准化和 系列化十分重要。发达国家对刀辅具的标准化和系列化都十分重视，不少国家不仅有国家的标准， 而且一些大的公司也都制定了自己标准和系列。我国除了已制定的标准刀具系列外，还建立了 TSG82 数控工具系统。该系统是铣镗类数控工具系统，是一个联系数控机床（含加工中心）的主轴与刀具 之间的辅助系统。编程人员可以根据数控机床的加工范围，按标准刀具目录和标准工具系统选取和 配置所需的刀具和辅具，供加工时使用。 2. 数控铣床的刀具 （1）对刀具的要求 1）铣刀刚性要好 2）铣刀的耐用度要高 除上述两点之外，铣刀切削刃的几何角度参数的选择及排屑性能等也非常重要，切屑粘刀形成 积屑瘤在数控铣削中是十分忌讳的。总之，根据被加工工件材料的热处理状态、切削性能及加工余 量，选择刚性好，耐用度高的铣刀，是充分发挥数控铣床的生产效率和获得满意的加工质量的前提。 （2）常用铣刀种类 1）盘铣刀 一般采用在盘状刀体上机夹刀片或刀头组成，常用于端铣较大的平面。 2）端铣刀 端铣刀是数控铣加工中最常用的一种铣刀，广泛用于加工平面类零件，图 4-3 是两 种最常见的端铣刀。端铣刀除用其端刃铣削外，也常用其侧刃铣削，有时端刃、侧刃同时进行铣削， 端铣刀也可称为圆柱铣刀。 图 4-3 3）成型铣刀 成型铣刀一般都是为特定的工件或加工内容专门设计制造的，适用于加工平面类 零件的特定形状（如角度面、凹槽面等），也适用于特形孔或台。图 4-4 示出的是几种常用的成型 铣刀