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作为一名默默奉献的教育工作者，通常需要用到教案来辅助教学，借助教案可以让教学工作更科学化。那么问题来了，教案应该怎么写？那么下面我就给大家讲一讲教案怎么写才比较好，我们一起来看一看吧。
认识数控机床教案反思 认识数控机床设备心得篇一
机械传动装置及零部件
课题二 进给传动装置及零部件
任务一 认识数控机床进给传动零部件 【课题名称】
联轴器和离合器 【教学目标与要求】
一、知识目标
1）了解联轴器和离合器的功用及区别。2）熟悉各种联轴器和离合器的工作特点。
二、能力目标
能分清联轴器和离合器的不同工作特点及应用场合。
三、素质目标
了解联轴器和离合器的功用及应用场合。
四、教学要求
了解联轴器与离合器的区别和种类，了解各种常用的联轴器与离合器的结构。【教学重点】
联轴器与离合器的功用与区别。【难点分析】
摩擦片离合器的结构图比较复杂，学生识图可能有困难。【分析学生】
联轴器与离合器的结构装配图比较复杂，学生有困难，应先读懂装配图，才有可能讲好工作过程。【教学思路设计】
区分功能—看懂结构图—讲解工作过程—总结特点 【教学安排】
2学时（90分钟）【教学过程】
一、联轴器和离合器
联轴器和离合器都是用来连接两轴，并用来传递扭矩。在许多场合由于条件所限，轴都需要由几根短轴连接而成，不可做成一长根。
联轴器与离合器的区别是联轴器只能在停止转动之后才能连接或拆开，而离合器可在运转中随时连接或脱开。
1.联轴器
联轴器的种类很多，可分为刚性联轴器和挠性联轴器两大类。（1）刚性联轴器
凸缘联轴器是刚性联轴器的一种，用键把轴和半联轴器连接在一起，再用螺栓把半联轴器连成一体。两半联轴器连接的对中性要求很高，不允许有径向和轴向的误差或角位移，所以称之为刚性连接，只适合于对中性较好的场合。
（2）挠性联轴器
允许两轴之间有少量的装配误差，如轴向、径向和角度误差，对两轴的安装要求较低些。常用的挠性联轴器种类有以下几种：
1)十字滑块联轴器 两半联轴器之间有十字形滑块，滑块可以在半联轴器的槽中作少量的滑动，以消除两轴的径向误差。
2）齿式联轴器 两轴上分别安装带有圆弧的外齿轮，用两个与外齿轮齿数相同的内齿轮与之相啮合并连成一体，由于齿顶为圆形，允许轴作一定范围的角位移。该联轴器可以传递较大的扭矩。
3）万向联轴器 该联轴器允许两轴之间有较大的角偏位，最大可达45°角，如载重汽车的传动轴与变速箱和差速器的连接就是应用万向联轴器来配对使用。
4)弹性套柱销联轴器与弹性柱销联轴器 前者弹性好，可以起到减振的作用，保护电动机不受振动的影响，但结构略为复杂。与凸缘联轴器相比，这两种联轴器不用螺栓连接，而改用具有一定弹性的尼龙柱销或弹性套，起到弹性作用。
联轴器的种类很多，且已经标准化，使用时应根据工作中所传递扭矩的大小和极限速度的大小来选择类型和规格。
2.离合器
（1）嵌合式离合器
嵌合式离合器由两半离合器和圆套组成，右侧从动轴的半离合器可以沿轴向滑动，可随时接合或分开，端面上有齿槽，起传递扭矩的作用，以矩形或梯形为常用。
（2）摩擦片式离合器
摩擦片式离合器有单片式和多片式之分，前者仅有一个摩擦面，靠摩擦产生的摩擦力来传递扭矩；后者分为内摩擦片和外摩擦片，交替排放，分别固定在主、从动轴上，靠挤压后产生的摩擦力来传递扭矩。多片式离合器传递的摩擦力大，在机床和汽车上应用较多。
二、小结
联轴器和离合器都是用于传递两轴运动的，联轴器固定后在转动中不能随意脱开；离合器可在工作中随意接合并脱离，其种类很多，可按工作条件选择。
三、布置作业
任务二 认识螺旋传动 【课题名称】
螺旋传动 【教学目标与要求】
一、知识目标
了解螺旋传动的类型、运动计算和常用材料。
二、能力目标
能计算螺旋传动的位移。
三、素质目标 了解螺旋传动的作用。
四、教学要求
1）了解螺旋传动的类型、特点及应用场合。
2）会计算螺旋传动的位移，并正确选择螺旋副的材料与结构。【教学重点】
1）螺旋代号的含义及螺纹的特点。2）螺旋传动的应用场合。【难点分析】
双螺旋传动的位移计算和调整螺旋的应用。【分析学生】
螺旋传动是螺纹的应用实例，其牙型角越小，产生的摩擦力越小，越有利于传递运动，所以常用梯形螺纹或矩形螺纹，应根据传递运动或动力的不同而选择不同的牙型角。【分析学生】
该内容比较简单，学生接触也较多，但对于各种牙型角的作用了解不多，应着重从牙型角的不同对应用场合的影响来讲授。【教学思路设计】
以讲授法为主，在螺旋传动中增加位移计算。【教学安排】
1学时（45分钟）【教学过程】
一、螺旋传动的类型及应用
1）传力螺旋 以传递动力为主，如千斤顶。
2）传导螺旋 传递运动精度较高，如车床的丝杠进给机构。3）调整螺旋 靠螺纹微调螺旋来控制轴向位移。
4）滚珠螺纹 在滑动摩擦的螺纹中加入滚珠，使之变成滚动摩擦，其特点是起动摩擦系数极小，传动精度很高，是高精度机床传动中必不可少的重要零件。
二、螺旋传动的运动计算
螺旋传动的运动计算主要是计算螺杆或螺母的位移。1）单螺旋传动 位移lph2π 2）双螺旋传动 分为两种情况： ① a与b螺纹旋向相同，其位移为： l(phaphb)2π
即两螺纹同向时，其位移变小。如螺距相等，其位移为0。应用两螺距差的微小位移来进行刀具的微调，也称差动螺旋。
② a与b螺纹旋向相反，其位移为：
l(phaphb)2π
即两螺纹反向时，其位移变大，可应用于快速移动，如修理小汽车时的提升机构。
三、滑动螺纹的结构和材料
将螺母固定在移动零件上，当螺杆的转动来控制螺母作直线移动。把左右两个螺母向外挤，减小螺纹连接的间隙，保证螺纹传动最小正、反间隙。
螺旋传动的滑动表面摩擦系数较大，所以螺母和螺杆选用两种不同的金属，如螺母选用锡青铜或铸铁材料，这是最好的配合材料。
四、小结
1）螺旋传动用于传递运动或动力，常用梯形螺纹。双螺纹传动又称差动螺旋和复式螺旋传动。
2）螺旋传动的螺母常用锡青铜或铸铁制成，以降低传动的磨损。
五、布置作业
认识数控机床教案反思 认识数控机床设备心得篇二
第6章 加工中心
第一讲 加工中心概述 课 题：1.项目的引出 2.加工中心概述 课堂类型：讲授
教学目的：1.了解加工中心的特点和用途
2.掌握加工中心的分类。
3.掌握加工中心的结构。
教学重点：1．加工中心的分类。
2．加工中心的结构。
教学难点：1．加工中心的分类。
2．加工中心的结构。教 具：多媒体课件 教学过程：
一、引入新课题
由加工中心加工的典型工件和与数控铣床进行比较引出本节内容。
二、教学内容
6.1.1 项目一
如图6-1（a）、图6-1（b）所示，这两个工件形状、工序较为复杂，需要多把刀具才能完 成该工件的加工。它们分别是在立式加工中心、卧式加工中心上加工的工件。加工中心在 现代制造业中应用十分广泛。本章将分别介绍立式加工中心和卧式加工中心的典型结构。
图6-1 加工中心加工的工件
6.2.1 加工中心的特点和用途
加工中心又称多工序自动换刀数控机床，是当今世界上产量最大，在现代机械制造业 最广泛使用的一种功能较全的金属切削加工设备。
加工中心集中了金属切削设备的优势，具备多种工艺手段，能实现工件一次装夹后的 铣、镗、钻、铰、锪、攻丝等综合加工，对中等加工难度的批量工件，其生产效率是普通设备 的5～10倍。加工中心对形状较复杂，精度要求高的单件加工或中小批量生产更为适用。而且还节省工装，调换工艺时能体现出相对的柔性。
加工中心控制系统功能较多，机床运动至少用三个运动坐标轴，多的达十几个。其控制功能最少要两轴联动控制，以实现刀具运动直线插补和圆弧插补，多 的可进行五轴联动，完成更复杂曲面的加工。
加工中心的突出特征是设有刀库，刀库中存放着各种刀具或检具，在加工过程中由程 序自动选用和更换，这是它与数控铣床、数控镗床的主要区别。
加工中心在机械制造领域承担精密、复杂的多任务加工，按给定的工艺指令自动加工出所需几何形状的工件，完成大量人工直接操作普通设备所不能胜任的加工工作，现代化机械制造工厂已经离不开加工中心。
加工中心既可以单机使用，也能在计算机辅助控制下多台同时使用，构成柔性生产线，还可以与工业机器人、立体仓库等组合成无人化工厂。
加工中心的造价较高，使用成本也高。在正常情况下加工中心能创造高产值，但无论设备自身原因造成的意外停机还是人为原因的事故停机，都会造成较大的浪费。
6.2.2 加工中心的分类
现代加工中心机床单台的综合功能极强，而且不同类型的机床功能相交叉，目前大致 按以下几种方式分类: 1.按主轴在加工时的空间位置分
（1）卧式加工中心。卧式加工中心的主轴轴线为水平设置。卧式加工中心又分为固 定立柱式和固定工作台式。固定立柱式卧式加工中心的立柱不动，主轴箱在立柱上做上 下移动，而装夹工件的工作台在平面上做两个坐标的移动，如图6-2（a）所示。固定工作台 式（也称动柱式）卧式加工中心，装夹工件的工作台固定不动，以立柱和主轴箱的一同移动 来实现三个坐标的运动及定位，如图6-2（b）所示。
图6-2 卧式加工中心
卧式加工中心具有3～5个运动坐标，常见的是三个直线运动坐标加一个回转运动坐 标（回转工作台），它能在工件一次装夹后完成除安装面和顶面以外的其余四个面的加工，最适合加工箱体类工件。
（2）立式加工中心。立式加工中心主轴的轴线为垂直设置。立式加工中心多为固定立柱式，工作台为十字滑台方式，一般具有三个直线运动坐标，也可以在工作台上安装一个水平轴（第四轴）的数控转台，用来加工螺旋线类工件。立式加工中心适合于加工盘类工件，配合各种附件后，可满足各种工件的加工，如图6-3所示。
（3）五面加工中心。五面加工中心具有立式和卧式加工中心的功能，通过回转工作台 的旋转或主轴头的旋转，能在工件一次装夹后，完成除安装面以外的所有五个面的加工。这种加工方式可以使工件的形位误差降到最低，省去二次装夹的时间，提高了生产效率，降低了加工成本。如图6-4所示。大型龙 门式加工中心的主轴多为垂直设置主轴头并能旋转，尤其适用于加工大型或 形状复杂的工件。
图6-3立式加工中心 图6-4 五面加工中心
2.按功能特征分
（1）镗铣加工中心。镗铣加工中心以镗、铣加工为主，适用于加工箱体、壳体以及各种 复杂零件的特殊曲线和曲面轮廓的多工序加工。“加工中心”一词一般就是特指镗铣加工中心，而其他功能的加工中心前面要加定语，如车削加工中心、电加工中心等。
（2）钻削加工中心。钻削加工中心以钻削加工为主，刀库形式以转塔头形式为主。适 用于中小零件的钻孔、扩孔、铰孔、攻丝及连续轮廓的铣削等多工序加工。
（3）复合加工中心。复合加工中心除用各种刀具进行切削外，还可使用激光头进行打 孔、清角，用磨头磨削内孔，用智能化在线测量装置检测、仿形等。
3.按运动坐标数和同时控制的坐标数分
加工中心有三轴二联动、三轴三联动、四轴三联动、五轴四联动、六轴五联动、多轴联 动直线+回转+主轴摆动等。三轴、四轴„„是指加工中心具有的运动坐标数，联动是指 控制系统可以同时控制运动的坐标数，从而实现刀具相对工件的位置和速度控制。如图6-5 所示为五轴联动加工中心。
图6-5 五轴联动加工中心
图6-6双工作台加工中心
4.按工作台的数量和功能分
加工中心按工作台的数量和功能可分为 单工作台加工中心、双工作台加工中心和多 工作台加工中心，如图6-6所示为双工作台加工中心。5.按主轴种类分
加工中心按主轴种类可分为单轴、双轴、三轴和可换主轴箱的加工中心。6.按加工精度分
加工中心按加工精度可分为普通加工中 心和高精度加工中心。普通加工中心，分辨率为1 μm，最大进给速度为15～25 m/min，定位精度为10 μm左右。高精度加工中心，分辨率为0.1 μm，最大进给速度为15～100 m/min，定位精度为2 μm左右。定位精度介于 2～10 μm 之间的，以5 μm较多，可称精密级。
7.按自动换刀装置分
（1）转塔头加工中心。转塔头加工中心有立式和卧式两种，用转塔的转位来换主轴头，以 实现自动换刀。主轴数一般为6～12个，换刀时间短，主轴转塔头定位精度要求较高。（2）刀库+主轴换刀加工中心。这种加工中心是无机械手式主轴换刀，利用工作台运动及刀库转动，并由主轴箱上下运动进行选刀和换刀。
（3）刀库+机械手+主轴换刀加工中心。这种加工中心结构多种多样，由于机械手卡爪可同时分别抓住刀库上所选的刀和主轴上的刀，换刀时间短，并且选刀时间与机加工时间重合，因此得到广泛应用。
（4）刀库+机械手+双主轴转塔头加工中心。这种加工中心在主轴上的刀具进行切削时，通过机械手将下一步所用的刀具换在转塔头的非切削主轴上。当主轴上的刀具切削完毕后，转塔头即回转，完成换刀动作，换刀时间短。6.2.3 加工中心的结构
加工中心结构和外形各不同，但主要由以下几大部分组成:（1）基础部件
一般指床身、立柱和工作台，它们是组成加工中心的结构基础。这些大件是铸铁件或 焊接的钢结构件，在加工中心中重量和体积最大。由于它们要承受加工中心的静负荷以 及在加工时的切削负载，因此应是刚度很高的部件。
（2）主轴部件
一般由主轴箱、主轴电机、主轴和主轴轴承等零件组成，其启动、停止和速度变化等均 由数控系统控制，并通过装在主轴上的刀具参与切削运动，是切削加工的功率输出部件。主轴是加工中心的关键部件，其结构特征直接关系 到加工中心的使用性能。
（3）数控系统
单台加工中心的数控系统由数控装置、可编程序控制器、伺服驱动装置及电动机等部 分组成。它们是加工中心加工过程控制和执行顺序动作的控制中心。
（4）自动换刀系统 由刀库、机械手等部件组成，刀库是存放加工过程中所要使用的全部刀具的装置。当需要换刀时，根据数控系统的指令，由机械手或其他装置将刀具从刀库中取出装入主轴孔中。刀库有盘式、鼓式和链式等多种形式，容量从几把到几百把。机械手的结构根据刀库与主轴的相对位置及结构的不同也有多种形式，如单臂式、双臂式、回转式和轨道式等，有的加工中心不用机械手而利用主轴箱或刀库的移动来实现直接换刀。
（5）辅助系统
包括润滑、冷却、排屑、防护、液压和随机检测系统等。辅助系统虽不直接参与切削运 动，但对加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起到保证作用，也是加工中心不可缺少的部分。
（6）自动托盘交换系统 为缩短非切削时间，有的加工中心配有两个自动交换工件的托盘，一个在工作台上加 工，另一个位于工作台外进行装卸工件。当完成一个托盘上工件的加工后，便自动交换托 盘，进行新的工件加工，以减少辅助时间，提高加工效率。
第二讲 立式加工中心（此讲也可根据学校的实际情况，以现有的典型机床为例进行现场教学）
课 题：-800型立式加工中心的用途、布局及技术参数。-800型立式加工中心的传动系统。-800型立式加工中心的主要结构。课堂类型：讲授
教学目的：-800型立式加工中心的用途、布局及技术参数。-800型立式加工中心的传动系统。-800型立式加工中心的主要结构。
教学重点：1.了解fv-800型立式加工中心的用途、布局及技术参数。
2.掌握fv-800型立式加工中心的主运动传动系统和进给传动系统。-800型立式加工中心的主轴箱和换刀装置结构。
教学难点：1.掌握fv-800型立式加工中心的主运动传动系统和进给传动系统。-800型立式加工中心的主轴箱和换刀装置结构。教 具：多媒体课件 教学过程：
一、引入新课题
由加工中心的分类及用途引入本讲内容。
二、教学内容
6.3.1 机床的用途、布局及技术参数 1.机床的用途
在fv-800型立式加工中心上，工件一次装夹后，可以自动连续地完成铣、钻、铰、扩、锪、攻螺纹等多种工序的加工。所以适合中小型板类、盘类、箱体类、模具等零件的多品种 小批量和单一产品的成批生产。使用该机床加工中小批量的复杂零件，一方面可以节省在普通机床上加工所需的大量的工艺装备，缩短了生产准备周期;另一方面能够确保工件的加工质量，提高生产率。此外，该型号数控机床突出人性化设计，操作者操作起来较为舒适，一定程度上降低了劳动者的劳动强度。
2.机床的特点（1）强力切削
主轴电动机采用fanuc αp15型交流主轴电动机，主轴电动机额定功率为9 kw。电动机 的运动经过齿轮带将扭矩传递到主轴上。主轴转速的恒功率范围宽，低转速扭矩 大，机床的基础部件及主要传动部件刚度高，可实现强力切削。此外，主轴采用无齿轮传动，主轴运转时噪音低，振动小，热变形小。
（2）高速定位
进给采用交流伺服电动机，通过联轴器与滚珠丝杠副相连，采用直线导轨，使x轴和y 轴获得24 m/min的快速移动速度，z 轴获得15 m/min的快速移动速度。该机床在高速运动时振动小，低速运动时无爬行现象，导轨润滑好，在高精度的切削状态下具有较好的稳定性。
（3）高速切削
该机床采用fanuc αp15型主轴电动机，并经过同步齿形带将扭矩传递给主轴。该 机床的主轴转速范围为50～8000 r/min，且x轴和y 轴最高移动速度为24 m/min，z轴最高移动速度为15 m/min，这样可以实现在较高的转速下和较快的进给速度下高速切削，可大大地缩短加工运行时间，提高了加工效率。
（4）随机换刀
刀库采用直流伺服电机作为动力源，经过蜗轮副使刀库旋转。机械手的回转、取刀、装刀机构均采用液压气动装置驱动。自动换刀机构结构简单，换刀可靠，换刀速度快，点对点的换刀时间达到7.5s，可大大地缩短加工辅助时间，提高了加工效率。由于刀库安装在立柱上，不会对主轴箱的移动精度造成影响，保证了加工精度。此刀库的换刀形式采用机械臂进行换刀，刀具采用随机换刀方式，虽然刀具号与刀库号不一致，但该系统具有记忆性，保证换刀的准确性。每次换刀时，刀库的正转和反转角度均不超过180°，一定程度上缩短换刀时间，提高了换刀效率。
（5）cnc控制
该数控机床采用集成度很高的fanuc 0i ma型数控系统进行控制，控制系统体积小，集成度高，故障率低，可靠性高，运算速度快;系统人机对话界面布局合理，操作简单方便，突出人性化;电器柜内布线合理，结构紧凑。机床具有自诊断功能和自我保护功能。此机床还可通过外部接口与计算机相连，可实现机床内部信号与外部信号的传输与控制，可以作为柔性生产线上的一个生产单元。
3.机床的布局
fv-800型立式数控加工中心的总体布局如图6-7所示 4.机床的主要技术参数 以友嘉fv-800型立式数控加工中心为例，介绍该机床的主要技术参数，参看表6-1。6.3.2 机床传动系统 1.主运动传动系统
主轴电动机通过一对同步带轮将运动传递给主轴，使主轴可以在50～8000 r/min转速范围内实现无级调速。该电动机的功率、扭矩特性曲线，如图6-8所示。
图6-8 功率、扭矩特性曲线
电动机转速范围为50～8000 r/min，主轴的计算转速为1000 r/min，其中在50～ 1000 r/min转速范围内为恒扭矩区域;在1000～8000 r/min转速范围内为恒功率区域。扭矩随主轴转速的升高而逐渐减小。在恒扭矩区域中，连续运转的最大扭矩为73 n·m，电动机在30 min超载时的最大输出扭矩为88 n·m;在恒功率区域里，连续运转的最大功率为7.5 kw，电动机在30 min超载时的最大输出功率为9 kw。2.进给传动系统
fv-800型立式加工中心 x轴、y轴和z轴三个坐标轴的进给运动分别由交流伺服电动机直接带动滚珠丝杠旋转，均采用直线导轨，如图6-9所示。为了保证各轴的进给传动系统有较高的传动精度，电机与滚珠丝杠间采用锥环无键连接和高精度十字联轴器的连接结构。以z轴进给装置为例，分析电动机轴与滚珠丝杠之间的连接结构。图6-10为z轴进给装置中电动机与丝杠连接的局部视图。交流伺服电动机与轴套之间采用锥环无键连接结构，该连接结构可以实现无间隙传动，使两连接件间的同心度好，传递动力平稳，而且加工工艺性好，安装与维修方便。由于主轴箱垂直运动，为防止滚珠丝杠因不 能自锁而使主轴箱下滑，z轴电动机带有制动器。
高精度十字联轴器由三件组成，其中和电动机轴连接的轴套端面有与中心对称的凸键，和丝杠连接的轴套上开有与中心对称的且相互垂直的凹键和键槽，它们之间相互配合，用来传递运动和扭矩。为了保证十字联轴器的传动精度，在装配时，凸键与凹键的径向配合面经过研磨配合，以便消除正反向间隙和使传递动力平稳。
6.3.3 机床的主要结构 1.主轴箱（1）主轴结构
图6-11为fv-800型立式数控加工中心主轴箱结构简图。主轴的前支承配了两个高精度的角接触球轴承，用以承受径向载荷和轴向载荷，前端轴承大口向下，后面一个轴承大口朝上。主轴后支承为一对球轴承，它只能承受径向载荷，因此轴承外圈不需要定位。该主轴选择的轴承类型和配置形式，能够满足主轴高速转动和承受较大轴向载荷的要求。主轴中可以通冷却液，在钻孔过程中，采用 可通冷却液的钻头，可以达到较好的冷却效果，保证孔的加工精度，这对于深孔钻削尤为重要。
（2）主轴准停装置
机床的切削扭矩由主轴上的端面键来传递，每次机械手自动装取刀具时，必须保证刀 柄上的键槽对准主轴的端面键，这就要求主轴具有准确的定位功能。为了满足主轴这一功能而设计的装置称为主轴准停装置或称为主轴定向装置。本机采用的是电气式主轴准停装置，即采用磁力传感器检测定向。如图6-12所示。在主轴上安装一个发磁体，使之与主轴一起旋转，在距离发磁体外1～2 mm 处固定一个磁力传感器。磁力传感器经过放大器与主轴控制单元连接，当主轴需要定向准停时，便控制主轴停止到预定的位置。
2.换刀装置
加工中心自动换刀，是连接两工步间的重要环节。当上一道工序完成以后，主轴在“准停”位置上，由自动换刀装置进行换刀，其动作过程如下:（1）刀套向下翻转90°
fv-800型立式数控加工中心的刀库共有24把刀，刀库位于立柱左侧，刀具在刀库中 的安装方向与主轴垂直，如图6-13所示。换刀之前，刀库将待换刀具送到换刀位置上，一般旋转的角度应小于180°，之后把带有刀具的刀套向下翻转90°，使得刀具轴线与主轴轴 线平行。
（2）机械手转75°
在机床切削时，机械手的手臂与主轴中心到换刀位置的刀具中心的连线成75°，该位 置为机械手的原位置，机械手换刀的第一个动作是顺时针转75°（从主轴前端观察），两手爪分别抓住刀库上 和主轴上的刀柄。
（3）刀具松开
机械手抓住主轴刀具的刀柄后，刀具自动夹紧机构松开刀具。（4）机械手拔刀
机械手下降，同时拔出两把刀具。（5）交换两刀具位置
机械手带着两把刀具顺时针转180°，使主轴刀具与刀库刀具交换位置。（6）机械手插刀
机械手上升，分别把刀具插入主轴锥孔和刀套中。（7）刀具夹紧
刀具插入主轴锥孔后，刀具的自动夹紧机构夹紧刀具。（8）驱动机械手转180°的液压缸复位
驱动机械手旋转180°的液压缸复位，为下次换刀做准备。（9）机械手反转75°
机械手反转75°，回到原始位置。（10）刀套向上翻转90°
刀套带着刀具向上翻转90°，为下一次选刀做准备。
第三讲 卧式加工中心（此讲也可根据学校的实际情况，以现有的典型机床为例进行现场教学）
课 题：-630型卧式加工中心的用途、布局及技术参数。-630型卧式加工中心的传动系统。-630型卧式加工中心的主要结构。课堂类型：讲授
教学目的：-630型卧式加工中心的用途、布局及技术参数。-630型卧式加工中心的传动系统。-630型卧式加工中心的主要结构。
教学重点：1.了解mh-630型卧式加工中心的用途、布局及技术参数。
2.掌握mh-630型卧式加工中心的主运动传动系统和进给传动系统。-630型卧式加工中心的主轴箱和换刀装置结构。
教学难点：1.掌握mh-630型卧式加工中心的主运动传动系统和进给传动系统。-630型卧式加工中心的主轴箱和换刀装置结构。教 具：多媒体课件 教学过程：
一、引入新课题
由加工中心的分类及用途引入本讲内容。
二、教学内容
6.4.1 机床的用途、布局及技术参数 1.机床的用途
卧式加工中心适用于箱体类零件、大型零件的加工。卧式加工中心工艺性能好，工件安装方便，利用分度工作台和回转工作台可以加工四个面或多个面。在卧式加工中心上可以进行铣削、钻削、镗削等加工，卧式加工中心一般都具有较大的刀库，刀具数量多，能够完成较复杂的加工过程。
2.卧式加工中心规格
以mh-630型卧式数控加工中心为例介绍，其规格见表6-4。3.外观及行程范围示意图
如图6-14所示为外观及行程范围示意图。6.4.2 机床传动系统 1.主运动传动系统
主轴电动机通过齿轮传动将运动传递给主轴，使主轴可以在46～4500 r/min转速范 围内实现无级调速。
主轴电机采用fanuc ac#12s 11 kw/15 kw型交流电机，该电动机30 min 超载时的最大输出功率为15 kw，连续运转时的最大输出功率为11 kw，主轴计算转速为171r/min。其中在46～171r/min转速范围内为恒扭矩区域;在46～171 r/min转速范围内为恒功率区域。该电动机的功率、扭矩特性曲线，如图6-15所示。
2.进给传动系统（1）x轴传动机构
x轴传动机构示意图，如图6-16所示。x 轴采用fanuc ac#20s 3.5 kw交流伺服电动机作为动力源，其转速为2000 r/min。电动机通过联轴器直接带动滚珠丝杠从而带动工作台在导轨上进行左、右往复运动。交流伺服电动机与滚珠丝杠采用联轴器直接连接，具有误差小和噪音低的优点。x 轴采用光学尺检测方式，减小系统误差，提高系统精度。x 轴行程为1000 mm，为了避免工作台 超出最大行程并确保安全，此机床设有零位置检测机构，利用微动开关和定位块控制避免过行程。当工作台到达最大行程时，定位块触及微动开关，微动开关将信号传至nc控制器，使机床停止，确保机床安全。开机时，应将 x轴返回参考点。
图6-15功率、扭矩特性曲线
图6-16 x 轴传动机构示意图
（2）y轴传动机构
y轴传动机构与x 轴传动机构近似，也采用fanuc ac#20s 3.5 kw交流伺服电动机，如图6-17所示，电动机通过联轴器直接带动滚珠丝杠从而带动主轴箱在立柱上进行上、下往复运动。y 轴行程为800 mm，机械部件与 x 轴相似。换刀时，主轴箱应该上升到换刀原点。
（3）z轴传动机构
z轴传动机构与x轴传动机构近似。z 轴采用fanuc ac#30s 4.0 kw 交流伺服电动机作为动力源，其转速为2000 r/min。电动机通过联轴器直接带动滚珠丝杠从而带动立柱在底座滑道上进行前、后往复运动。交流伺服电动机与滚珠丝杠采用联轴器直接连接，开机时，应将 z 轴返回参考点。
6.4.3 机床的主要结构 1.主轴箱
（1）主轴箱传动机构
图6-18为mh-630型卧式加工中心主轴箱结构简图。主轴的前支承配了两个高精度的角接触球轴承和一个双列圆柱轴承，前端轴承可以承受较大的轴向载荷和径向载荷，双列圆柱轴承只能承受径向载荷。该主轴选择的轴承类型和配置形式，能够满足主轴高 速转动和承受大的轴向载荷和径向载荷的要求。主轴中可以通冷却液，采用可通冷却液的钻头进行深孔钻削时，可以达到较好的冷却效 果，保证孔的加工精度。
图6-17 y轴传动机构示意图
图6-18 mh-630型卧式加工中心主轴箱结构简图
主轴采用fanuc ac#12s型交流电动机作为动力源，经过三级变速齿轮带动主轴 旋转，分为高挡、中挡和低挡三个挡位，高挡对应转速为1536～4500 r/min，用指令m43指定,传递路线为z1-z2-z3-z6-z9;中挡对应转速为516～1546 r/min，用指令m42指定, 传递路线为z1-z2-z3-z4-z5-z6-z9;低挡对应转速为46～512 r/min，用指令m41指定,传递路线为z1-z2-z3-z4-z5-z6-z7-z8。在每一挡位中主轴转速可实现无级变速，由指令s控制。
（2）主轴锁退刀机构 主轴刀具放松时，由主轴后端的锁退刀液压缸带动推拉杆，使顶端锁刀爪放松刀柄，刀具脱离主轴鼻端;并由主轴吹气以清洁刀套推拔孔及刀柄。主轴刀具锁紧由蝶形弹簧将拉杆向上拉，并带动锁刀爪抓紧刀具柄端，使刀具固定在主轴 鼻端。
2.液压配重机构 如图6-19所示。该机床配重装置采用液压缸与链条组合方式，具有惯性小、系统稳定性 良好的特点。使得配重机构的动作过程平稳。液压缸驱动滑轮，滑轮组与链条带动主轴箱，使 主轴箱平衡，防止在运动过程中滚珠丝杠副承受主轴箱重量，从而增加了滚珠丝杠副的寿命。
3.工作台
（1）工作台的动作分为交换、旋转、移动三种。其结构如图6-20所示。①交换
工件加工完毕，与将要加工的工件进行交换时，要确定以下三点: 第一，x 轴回到交换工作台原点;第二，y轴和z 轴回到原点位置;第三，工作台在角度旋转的零位置上。满足上述三点后，才能进行工作台的交换。交换动作为:控制工作台交换的升降活塞 上升使两个离合销分开，换完工作台后再下降，两离合销啮合。
②旋转
如图6-20所示。控制旋转的液压油缸上升，从离合齿处分开。如图6-20所示,伺服电动机驱动蜗轮、蜗杆减速后，带动工作台旋转。旋转至所需角度时，液压油缸下降，上下离合齿啮合，修正 旋转角度后定位。
③移动
工作台的左右移动，由交流伺服电动机带动滚珠丝杠副，滚珠丝杠副与工作台相连，从而带动工作台运动。
4.换刀装置（1）主换刀臂
主换刀臂作用是将预备刀套内的刀具与主轴锥孔内的刀具进行交换。主换刀臂的主要动作分为刀具推出、刀具拉回、75°旋转、180°旋转四大部分。
①刀具推出拉回机构
刀具的推出与拉回由活塞杆带动换刀臂做前后往复移动，并由换刀臂上的爪塞顶紧活动爪而夹持刀具，脱离和进入主轴锥孔。主换刀臂的进出均由后端的行程开关负责。
此机床采用液压辅助夹持刀具，可确保刀具夹持稳定、安全，如图6-22所示。
②主换刀臂旋转机构
主换刀臂的旋转由75°旋转液压油缸和180°旋转液压油缸分别驱动齿条，与主换刀 臂心轴后端齿轮啮合带动换刀臂旋转。行程开关检测液压油缸行程，从而确保动作的安全执行，如图6-23所示。
（2）副换刀臂
副换刀臂的动作是将交换后的刀具从预备刀套移动回储刀仓中，再将新的预备刀具从储刀仓移动到预备刀套中。其主要动作可以分为移动、旋转和刀具的推出与拉回。
①副换刀臂的移动与旋转
副换刀臂的移动由液压缸推动摇臂以固定轴为轴心进行旋转，从而带动副刀臂在储刀仓与预备刀套之间做往复运动。在摇臂移动的同时，由于轨道的引导作用，使摇臂内的心轴旋转，带动副换刀臂做正反180°旋转，如图6-24所示。
②刀具推出拉回机构 刀具的推出与拉回由活塞杆带动副换刀臂做前后往复运动，并由副换刀臂上的爪塞顶紧活动爪而夹持刀具，使刀具脱离和进入刀套内。副换刀臂的推出、拉回由行程开关进行检测，副换刀臂采用液压辅助夹持刀具，可确保刀具夹持稳定、安全，如图6-25所示。
（3）链式刀库机构链式刀库外形，如图6-26所示。①储刀库传动机构
储刀库传动机构由伺服电动机带动减速齿轮，经过齿轮组、蜗轮及蜗杆减速后带动链 轮旋转，驱动刀套及链条做正反往复运动。此机构采用随机、就近选刀控制方式，以缩短换刀时间，链轮的位置由行程开关检测。经过长时间使用后，因为链条与链轮磨损，使链条变得松弛，为消除此误差，该机构设有张力轮以供调整。在储刀库运转过程中，人员不得进入储刀库范围内，以免发生危险。
②储刀库定位机构
为避免储刀库因链轮左右两侧刀具重量不平衡而产生自走现象，此机床设有定位机构来加以预防。定位机构主要由液压缸、定位块等组成，如图6-27所示。其动作如下:当选刀指令下达后，储刀库以任意及最近方式选刀，选定刀具后液压缸驱动定位块向下插入两刀套之间，从而修正刀套位置并定位。储刀库的定位取消由行程开关控制。
认识数控机床教案反思 认识数控机床设备心得篇三
教师姓名：孙震 授课形式：讲授 授课时数：2 授课日期及班级：06模具班
授课章节名称及教学内容：
十二.固定循环功能
数控铣床的固定循环功能主要用于孔的加工,包括钻孔、镗孔和攻螺纹等.使用一个程序段就可以完成一个孔加工的全部动作.继续加工孔时,如果孔加工动作无需变更,则程序中所有模态数据都可以不写,因此可以大大简化程序.5.4.数控铣床的操作和操作面板简介 5.4.1系统面板功能
fanuc oi-m系统数控铣床的操作面板由crt显示器和mdi键盘组成.1.字母/数字键: 用于输入字母或数字.用上档键shift可以切换输入.2.编辑键
[insert]插入键,把输入区的数据插入到当前光标之后的位置.[can]取消键,消除输入区内的数据.[delte]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.[alter]替换键,用输入的数据替换光标所在位置的数据.3.页面切换键 [reset]复位键 [pos]位置显示页面 [ofset/set]参数输入页面 [systm]系统参数页面 [mesge]信息页面
[custm/grapm]图形参数设置页面 [help]帮助页面 4.翻页键 [↑]向上翻页 [↓]向下翻页
5输入键: [insput],将数据输入到参数页面.6.光标移动键 5.4.2.机床面板功能
机床操作面板主要用于控制机床运行状态,由模式选择按钮、运行控制开关等多个部分组成.1.模式选择键
[ref]: 返回参考点模式
[jog]: 手动模式,手动移动机床各进给轴 [hnd]: 手轮模式,通过手轮移动机床各进给轴.[inc]: 增量进给模式,手动增量移动机床各进给轴.[mdi]: 手动数据输入模式 [edit]: 编辑模式,用于编辑程序
[dnc]: 通过接口协议,在pc机和机床之间传输程序并执行.[auto]: 自动加工模式,自动运行加工程序.2.机床各轴移动方向键,在jog/hnd/inc方式下有效.3.机床主轴控制开关
4.主轴转速倍率调节旋钮: 调节主轴所设定或编程的转速,范围50%～120%.5.手摇脉冲发生器.6.增量进给倍率选择按钮: 移动机床时,每进一步的距离,选择x1为0.001毫米;x10为0.01毫米;x100为0.1毫米;x1000为1毫米.7.进给倍率调节旋钮: 调节进给速度,范围0%～120%.8.程序控制开关
[程序运行开始]:在自动或mdi方式下有效.[程序运行停止]:在程序运行中按下此键可停止程序运行.6.单段运行开关.在.单段运行模式下,每按一次程序启动键,执行一个程序段指令.7.程序段跳读键: 按下此键,在自动方式下,可跳过程序段前带有/号的程序段.8.程序空运行键:按下此键,各进给轴以固定的速度运动.9.程序编辑锁定开关.置于1位置,可编辑或修改程序.10.机床锁定开关,按下此键,机床各轴被锁住,只是程序在运行.11.紧急停止旋钮 用于紧急情况下切断电源,机床停止所有动作.5.4.3.操作过程
数控机床的操作程序要求严格,必须按程式化、规范化的要求进行,开关机床尤其如此.1.手动操作
1).手动移动机床各进给轴 2).手动控制主轴 2.返回参考点 3.自动运行 4.零件程序编辑 5.手动数据输入 6.参数设置 5.4.5.铣削加工编程实例
加工程序: o1000;[程序名] s800 m03;[主轴正转,转速800] g90 g54 g00 x0 y0 z50.0;[确定工件坐标系] x-65.0 y-95.0;[定位在起刀点上方] z5.0;[进刀到安全高度] g01 z-10.0 f120;[下刀] g41 d01 x-45.0 y-75.0 [进刀并建立刀具半径
补偿] y-40.0;[加工直线p1-p2] x-25.0;[加工直线p2-p3] g03 x-20.0 y-15.0 r65.0;[加工圆弧r65] g02 x20.0 r-25.0;[加工圆弧25] g03 x25.0 y-40.0 r65.0;g01 x45.0 y-40.0;y-75.0;x0,y-65.0;x-65.0 y-95.0;[g40 g00 z100.0;[m05;m30;例5-3连杆零件的铣削加工
备注：
课后作业：教材30页2题。
退刀返回起刀点] 抬刀刀安全高度]
认识数控机床教案反思 认识数控机床设备心得篇四
【课题编号】 — 项目四 【课题名称】
认识与维护数控机床的电气控制系统 【教学目标与要求】
一、知识目标
1.了解数控机床电气控制系统的各组成单元，及数控系统、电气元件和伺服电动机的种类和功能。
2.熟悉常用数控机床电气控制系统的维护和保养方法。
二、能力目标
1.能认识数控电气控制系统的组成单元。
2.从铭牌上能分清不同的数控控制系统及常用元器件，了解各元器件的功能。
3.熟悉数控电气控制系统的工作环境要求。
三、素质目标
1.能分清各种不同的数控机床控制系统。2.初步了解各种电气元件在数控机床中的作用。
3.掌握数控机床的工作环境要求，熟悉电气控制系统的操作规程。
四、教学要求
1.了解数控机床电气控制系统的组成单元。
2.能够认识各种常用数控系统和常用电气元件的功能。3.熟悉电气控制系统的操作规程及工作环境。【教学重点】
1.变频器的作用。数控系统的种类。伺服电动机与步进电动机的区别。
2.数控电气控制系统的操作规程和工作环境要求。【难点分析】
1.各电气元件在数控机床中的作用。2.电气控制系统工作环境的要求。【分析学生】
1.对工作环境学生不重视，没有认识到工作条件对电气元件的影响，会缩短工作寿命或者使元件失效而导致机器无法工作。
2.对各种系统的特点不理解，因此对系统的选择没有兴趣。【教学思路设计】
以理论教学为主，配备多媒体教学手段，将各种元件通过电化设备展示给学生。此外，注意例举重视维护数控机床对延长机器使用寿命的实例。【教学安排】
4学时 【教学过程】
一、认识数控机床电气控制系统 1.数控机床电气控制系统的组成单元 1）数控单元
由系统主机和附加面板组成 2）电气控制单元
含数控系统、变频器、pmc模块、开关电源放大器。见图4—4.3）执行元件
见图4—5 4）主轴单元
由变频器、编码器、三相异步电机组成，见图4—6。
5）刀架单元
常用立式、卧式电动刀架，见图4—7。6）元器件
见表4—1。
2.控制系统
常用有fanuc、sinumerik、华中数控系统和凯恩帝数控系统。见表4—
4、5。
3.常用电气元件
见表4—6 4.伺服电动机
常用有fanuc和西门子系列，见表4—8。
二、熟悉数控机床电气控制系统常用元件功能
1.数控系统
是数控机床的核心。由硬件和软件两部分组成。将各种控制指令通过可编程逻辑控制器控制驱动系统。
2.常用电气元件
1）低压断路器
又称漏电开关，见图4—10。2）熔断器
断路和过载保护，见图4—11。
3）接触器
接通或断开负载电器，常用交流接触器，见图4—12。
4）继电器
按信号的变化接通或断开电路，见图4—13。5）开关电源
将交流电变成直流电，供数控系统使用。6）变压器
将380v工业电压变成数控机床电压。7）驱动器
又称伺服放大器，放大指令信息，驱动机床进给轴，见图4—15。
8）变频器
模拟控制主轴电压，见图4—16。
9）i/o模块
cnc与机床之间的信息传递和变换的中转站。3.电动机
常用有主轴电动机，进给轴电动机和冷却电动机，是动作指令的执行单元，见图4—
19、20。
三、维护保养数控机床电气控制系统 1.电气元件使用环境与要求
1）运行环境
防过热、过潮、粉尘、腐蚀气体、振动。2）电源要求
电压波动小于10%。3）操作规程。2.维护与保养要点 1）严格遵循操作规程。2）定期清理通风散热系统。
3）监护电网电压波动，保养与维护电源。4）防尘。
5）定期更换存储器电池。
四、小结
1.数控机床电气控制部分是数控机床的重要组成部分，而数控系统是核心部分。
2.要认识各电气元件的名称、功能及在数控机床中的作用。3.做好电气控制的维护和保养，保证数控机床正常工作和延长使 用寿命的重要措施，严格执行数控机床电气控制的操作规程要求。
认识数控机床教案反思 认识数控机床设备心得篇五
《数控机床维护常识》电子教案
本电子教案是浙江省教育厅职成教教研室组编的《数控机床维护常识》教材的配套教学资源，该教材由北京高等教育出版社2010年1月出版。
【课题编号】 — 项目一 【课题名称】
认识数控机床 【教学目标与要求】
一、知识目标
1.认识各种类型的数控机床在生产中的作用。2.读懂机床上的安全标识和安全提示。3.能够正确进行开、关机床的安全操作。
二、能力目标
1.能分清各种不同类型的数控机床及其功能、特点。2.能够进行常用数控机床的开、关机操作。
三、素质目标
1.通过识读数控机床的铭牌，了解名称、特点和主要功能。2.能识读车间安全生产标识，自觉遵守安全提示，达到安全生产要求。
3.了解数控机床正确开、关的操作规程。
四、教学要求
1.能分清各种类型的数控机床，了解该机床在生产中的作用。2.能自觉遵守车间安全生产操作规程和各种安全提示标记。3.掌握常用数控机床的开、关机操作要领。【教学重点】
1.能分清各种常用数控机床的种类，从机床铭牌中了解机床的主要参数。
2.掌握开环、闭环、二轴、二轴半、三轴等名词的含义。3.掌握数控机床开、关机的顺序和注意事项。【难点分析】
1.点位控制与点位直线控制的区别，闭环与半闭环控制的区别，二轴半联动与三轴联动的区别。
2.急停按钮在开、关机床中的作用。【分析学生】
1.学生往往对机床的维护要求不太重视，认为这是维护工人的事，自己是一名操作者，只要能开、关操作机床就可以了。通过学习，要提高学生对维护机床重要性的认识。
2.对车间安全标志重视不够，应当通过上岗要求考核掌握最常用的安全提示标志，熟悉安全操作规程，做一名具备上岗安全知识的合格工人。【教学思路设计】
1.通过视频教学分清各种不同的数控机床，到车间参观生产活 动，加深对不同类型数控机床的认识。
2.理论学习并到车间现场指认数控机床，考核学生对安全标志的认识。
3.示范开、关数控机床的操作顺序。【教学安排】
4学时 【教学过程】
一、了解数控机床的类型 1.按能否自动换刀分类
1)普通数控机床——数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等，其共同特点是刀具的更换仍需靠人工完成。
2)加工中心——自动换刀数控机床，其外形与数控铣床相似，但比数控铣床多一个可以自动换刀的刀库。一般常用斗笠式圆形刀库，可存放12、18或24把不同的刀具。还有链条式刀库，可存放几十把到几百把不等刀具供加工中心选用。学校的加工中心设备常见斗笠式刀库。
2.按运动方式分类——即刀具的运动轨迹特点。
1)点位控制——只控制刀具点位坐标，与刀具运动路径无关。如图1-7所示。
2)点位直线控制——不仅控制刀具点位坐标，还要控制刀具直线运动轨迹。如图1-8所示。
3)轮廓控制——控制刀具按已知轨迹运动。如图1-9所示。3.按控制方式分类
1)开环——机床工作台的运动位置没有反馈给控制系统，一般选用步进电动机作为动力。其特点是控制系统比较简单，但精度较低。用于经济型数控机床。
2)闭环——机床的工作台装有直线位置检测装置，及时将检测到的实际位移反映到数控装置的比较器中与指令位置比较，可及时做补充位移，消除误差值。一般选用伺服电动机作为动力。其特点是精度高，但结构比较复杂，用于精度要求较高的数控机床。见图1-12.3)半闭环——将开环中的动力换成伺服电动机，在丝杆前安装角位移检测装置。位移有反馈比较，但精度没有闭环控制系统高。见图1-11。
4.按联动轴分类
几个坐标轴可以同时协调运动，称为联动。1)二轴联动——如数控车床x、z两轴同时移动。
2)三轴联动——如数控铣床x、y、z三轴同时移动，可加工出球面轮廓。
3)二轴半联动——即三个坐标中，当其中任两个坐标轴固定时，另一个坐标轴可以进给运动。用于加工曲面的分层加工。联动轴数越多，机床控制系统越复杂、精度越高、价格越高。选择机床时需注意三轴控制系统与二轴半控制系统对加工过程的影响。
4)多轴联动——控制四轴以上坐标轴联动，如加工螺旋推进器叶片形状需要用多轴联动控制系统。
二、识读数控机床上的安全操作标识及注意事项 1.机床的安全操作
1)操作前认真阅读数控机床的操作资料。
2)按操作规程要求检查机床，并作好维护和开机前各项准备。3)开机前关闭工作区滑门。
4)注意急停红色按钮位置，以便出现紧急情况下使用。详细内容见教材中内容。
2.识读安全标识
见表1-18及教材p011、012、013。
三、安全开、关机操作 1.开机
1)开机前需检查电、气、油等压力是否正常。2)开机过程中，按安全操作顺序操作。
3)调试机床时要先空运行30分钟，速度由低向高逐渐提高，确定机器正常工作后，方可试切加工工件。
2.关机
1)在做好准备工作后方可切断总开关。2)按照关机顺序要求操作。3)关机后切断总电源，整理现场。4)做好机床使用记录。
四、小结
1.数控机床的类型很多，有多种分类方法，要记住联动轴数的含 义与功用。
2.熟悉加工车间常用安全标志的含义。3.熟悉数控机床的安全操作规程要求。
