数控机床机械结构分析教案(第部分).doc

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数控机床机械结构分析 电子教案 辽宁职业学院 Liaoning Vocational College 教学内容 普通车床主传动系统 普通车床型号 普通车床运动教学目标 普通车床典型加工 工件表面成形方法 机床的国标分类应知 表面成形运动 能叙述典型表面的成形方法，所需运动 应会 机床的传动联系和传动原理图 难点 学时 4 教学方法 在教学中，主要以学生在实际工作中操作的车床为载体，结合所遇到的问题，进行教学，边讲 边练。 教学过程 一、普通机床型号 二、普通车床运动 三、普通车床典型加工 要点 普通车床主要成形方法 机床的传动联系和传动原理图 容易混淆的地方 结构特性和重大改进的区别 外联系传动链和内联系传动链的区别 问题与讨论 车削加工中，刀具的轨迹是什么样的 典型工件轮廓的几种几何表面，这些表面是如何形成的 专业英语词汇 专业英文词汇 行业术语 小结与反思 车削类零件的几种典型表面，这些表面是如何生成的，生成这些表面需要什么样的运动，这些 运动是如何获得的。 课后任务 整理课堂笔记。 完成教材中练习。 教学内容 普通车床主传动系统 CA6140 主运动传动链 教学目标 主轴转速级数 主轴正反转的实现应知 能叙述主运动传动路线 应会 CA6140 主传动系统图 难点 学时 4 教学方法 在教学中，主要以学生在实际工作中操作的CA6140车床为载体，结合教学实习中所知道的主轴 24级转速，进行教学，在教学过程中，重点培养学生分析问题、解决问题的能力。 教学过程 一、主运动传动路线 二、M1、M2的作用 要点 主运动传动的分支 M2的作用 容易混淆的地方 ⅣⅣⅣ三轴之间的传动比实际是几个 问题与讨论 讨论：Ⅳ轴上的双联滑移齿轮为什么有一个齿轮齿数为51 专业英语词汇 专业英文词汇 行业术语 小结与反思 在主运动传动链中，如何正确描述主运动传动路线，关键掌握的原则是：抓两端，联中间。 课后任务 整理课堂笔记。 完成教材中练习。 教学内容 普通车床主传动系统 CA6140 主运动传动链 M1、M2 离合器的作用教学目标 ⅣⅣ单联滑移齿轮的作用 M1、M2 用途 ⅣⅣ单联滑移齿轮的作用应知 能叙述主运动传动路线 应会 CA6140 主传动系统图 难点 学时 4 教学方法 在教学中，主要以学生在实际工作中操作的CA6140车床为载体，结合教学实习中所知道的主轴 24级转速，进行教学，在教学过程中，重点培养学生分析问题、解决问题的能力。 教学过程 一、主运动传动路线 二、M1、M2的作用 三、ⅣⅣ单联滑移齿轮的作用 要点 主运动传动的分支 M2的作用 容易混淆的地方 ⅣⅣⅣ三轴之间的传动比实际是几个 问题与讨论 讨论：Ⅳ轴上的单联滑移齿轮的作用 专业英语词汇 专业英文词汇 行业术语 小结与反思 在主运动传动链中，如何正确描述主运动传动路线，关键掌握的原则是：抓两端，联中间。 除此之外，任何正确理解传动链中的控制机构。 课后任务 整理课堂笔记。 完成教材中练习。 教学内容 普通车床进给传动系统 CA6140 米制螺纹传动链 CA6140 英制螺纹传动链教学目标 螺纹运动平衡式 导程和螺距的关系应知 米制螺纹和英制螺纹的应用 能正确选择进给箱中的基本组和倍增组 应会 如何正确理解无理数 难点 学时 4 教学方法 在教学中，主要以学生在实际工作中操作的CA6140车床为载体，结合教学实习中所知道的米制 螺纹和英制螺纹加工方法，进行教学。在教学过程中，重点培养学生分析问题、解决问题的能 力。 教学过程 一、米制螺纹传动路线 二、英制螺纹传动路线 要点 挂轮的使用 M3的作用 容易混淆的地方 米制螺纹与英制螺纹加工中，进给箱中基本组的关系 问题与讨论 讨论：如何消除无理数 专业英语词汇 专业英文词汇 行业术语 小结与反思 在进给运动传动链中，如何正确描述进给运动传动路线，关键掌握的原则是：抓两端，联中间。 除此之外，所要强调的，进给运动的起点是主轴，而不是电机。 课后任务 整理课堂笔记。 完成教材中练习。 教学内容 普通车床进给传动系统 CA6140 模数螺纹传动链 CA6140 径节螺纹传动链教学目标 螺纹运动平衡式 导程和螺距的关系应知 模数螺纹和径节螺纹的应用 能正确选择进给箱中的基本组和倍增组 应会 能正确选择挂轮 难点 如何正确理解无理数 学时 4 教学方法 在教学中，主要以学生在实际工作中操作的CA6140车床为载体，结合教学实习中所知道的模数 螺纹和径节螺纹加工方法，进行教学。在教学过程中，重点培养学生分析问题、解决问题的能 力。 教学过程 一、模数螺纹传动路线 二、径节螺纹传动路线 要点 挂轮的使用 M4的作用 容易混淆的地方 模数螺纹与径节螺纹加工中，进给箱中基本组的关系 问题与讨论 讨论：如何消除无理数 专业英语词汇 专业英文词汇 行业术语 小结与反思 在进给运动传动链中，如何正确描述进给运动传动路线，关键掌握的原则是：抓两端，联中间。 除此之外，所要强调的，进给运动的起点是主轴，而不是电机。 课后任务 整理课堂笔记。 完成教材中练习。 教学内容 普通车床进给传动系统 CA6140 纵向机动传动链 CA6140 横向机动传动链教学目标 纵向机动进给运动平衡式 应知 能正确描述溜扳箱中的 M8 和 M9 应会 难点 使用螺距扩大机构所获得的进给量 学时 4 教学方法 在教学中，主要以学生在实际工作中操作的CA6140车床为载体，结合教学实习中所知道的64级 进给量，进行教学。在教学过程中，重点培养学生分析问题、解决问题的能力。 教学过程 一、纵向机动进给传动路线 二、横向机动进给传动路线 要点 米制螺纹传动路线 英制螺纹传动路线 容易混淆的地方 使用英制螺纹传动路线与使用米制螺纹传动路线，进给量的重叠部分如何区分。 问题与讨论 讨论：除了使用米制螺纹传动路线所获得的32种进给量，其它32级进给量是如何获得的；采用 螺距扩大机构须要考虑什么问题。 专业英语词汇 专业英文词汇 行业术语 小结与反思 在进给运动传动链中，如何正确描述进给运动传动路线，关键掌握的原则是：抓两端，联中间。 除此之外，所要强调的，进给运动的起点是主轴，而不是电机。 课后任务 整理课堂笔记。 完成教材中练习。 教学内容 CA6140典型机构 CA6140 双向多片摩擦离合器 CA6140 制动器及其操纵机构教学目标 摩擦离合器的组成 制动器的组成应知 能描述摩擦离合器工作过程 应会 能描述制动器工作过程 难点 摩擦离合器内部结构 操纵机构内部结构 学时 4 教学方法 在教学中，主要以学生在实际工作中操作的CA6140车床为载体，结合教学实习中主轴正反转、 主轴停转等现象，进行教学。在教学过程中，重点培养学生分析问题、解决问题的能力。 教学过程 一、双向摩擦离合器 二、制动器及操纵机构 要点 摩擦离合器内部结构、组成关系 制动器控制结构 容易混淆的地方 问题与讨论 讨论：摩擦离合器和制动器的关联关系 专业英语词汇 专业英文词汇 行业术语 小结与反思 摩擦离合器用于控制主轴正反转，制动器用于控制主轴刹车。同时它们之间都由一套操纵机构 控制，彼此配合完成规定动作。 课后任务 整理课堂笔记。 完成教材中练习。 教学内容 CA6140典型机构 CA6140 变速操纵机构 教学目标 凸轮机构 曲柄机构应知 链轮机构 能描述变速操纵机构工作过程 应会 难点 凸轮机构与曲柄机构的配合关系 学时 4 教学方法 在教学中，主要以学生在实际工作中操作的CA6140车床为载体，结合教学实习中主轴如何变速 问题，进行教学。在教学过程中，重点培养学生分析问题、解决问题的能力。 教学过程 一、凸轮机构 二、曲柄机构 要点 曲柄机构与凸轮机构配合关系 容易混淆的地方 问题与讨论 讨论：凸轮机构的种类、应用 专业英语词汇 专业英文词汇 行业术语 小结与反思 凸轮机构和曲柄机构如何配合完成主轴变速的。 课后任务 整理课堂笔记。 完成教材中练习。 教学内容 CA6140典型机构 CA6140 纵向、横向机动进给机构 互锁机构教学目标 凸轮的应用 连杆机构应知 能描述纵向、横向进给机构工作过程 应会 互锁机构工作过程 难点 学时 4 教学方法 在教学中，主要以学生在实际工作中操作的CA6140车床为载体，结合教学实习中机动进给问题， 进行教学。在教学过程中，重点培养学生分析问题、解决问题的能力。 教学过程 一、识别机构类别、用途 二、互锁机构工作原理 要点 互锁机构各元件之间的配合关系 容易混淆的地方 问题与讨论 讨论：所学过的各种机构的用途 专业英语词汇 专业英文词汇 行业术语 小结与反思 互锁机构如何完成机动进给、车螺纹之间不能同时动作的。 课后任务 整理课堂笔记。 完成教材中练习。 教学内容 CA6140典型机构 CA6140 超越离合器 安全离合器教学目标 星形体结构 齿轮结构应知 能描述超越离合器工作过程 应会 如何理解超越过程 难点 学时 4 教学方法 在教学中，主要以学生在实际工作中操作的CA6140车床为载体，结合教学实习中快速进给问题， 进行教学。在教学过程中，重点培养学生分析问题、解决问题的能力。 教学过程 一、超越离合器 二、安全离合器 要点 超越离合器、安全离合器各元件之间的配合关系 容易混淆的地方 问题与讨论 讨论：超越离合器中弹簧的用途 专业英语词汇 专业英文词汇 行业术语 小结与反思 如果机床出现过载会出现什么结果。 课后任务 整理课堂笔记。 完成教材中练习。 教学内容 PMC 操作 1.了解 PMC 工作方式 2.了解 PMC 语句表程序编辑方式教学目标 3. 了解 PMC 程序运行方式 1. PMC 程序的梯形图编辑方式 应知 2. PMC 报警设定方式 1.能够正确识读梯形图 应会 2.能够正确设计控制梯形图 1. 单元调用操作 难点 2. 置位操作 学时 4学时 教学方法 由于本单元是数控机床PLC控制与调试的PMC操作部分，所以在教学中要以工业应用案例 为启发点，结合多媒体教学软件及PLC元件，让学生在轻松的环境中掌握比较抽象的各知识点。 在讲授过程中要结合电工电子基础知识，使学生能将理论与实践结合起来，并通过实际工业应 用案例，加强感性认识，最后由教师与同学共同总结。 教学过程 要点 1.理论教学： PMC 工作方式： 系统PMC工作方式选择的画面1： 系统PMC工作方式选择的画面2： [编辑]:按下F1 键；显示将切换到系统PMC 程序编辑方式画面显示； [执行]:按下F2 键；显示的上方将显示[PMC 运行中],表示PMC 运行开始； [停止]:按下F3 键；显示的上方将显示[PMC 停止中],表示PMC 运行停止； [程序]:按下F4 键；显示将切换到梯形图程序画面； [报警]:按下F5 键；显示将切换到系统PMC 报警号设定方式画面显示； [诊断]:按下F6 键；显示将切换到系统PMC 动态诊断方式画面显示； 系统PMC 语句表编辑方式的画面： 系统PMC 语句表编辑方式的功能软键操作： xxx [指令]:按下PMC XXX 功能指令键；在PMC 编辑程序中将显示相应的PMC 指令 全清:在显示器功能软键的最后一页,按下F2 键；显示器的下方将显示提示视窗用户编辑程序中 清除? 执行[INPUT] ,按下键INPUT 后,PMC 程序将被全部清除；如果按下其他键,将恢复PMC 编辑画面显示； ↓ :按下该功能键，显示将功能软键显示切换到下一功能软键显示； ↑ :按下该功能键，显示将功能软键显示切换到上一功能软键显示； LSEL:按下该功能键，行选择，选择光标目前所在的行； CSEL:按下该功能键，字符选择，选择光标目前所在的字符； CUT :剪切； COPY:复制； PASTE :粘贴； PMC 程序运行方式： 按下运行键，进入PMC 程序运行方式，显示如下： PMC 程序停止运行 按下停止键， PMC 程序停止运行，显示如下： PMC 程序的梯形图编辑方式 程序显示画面 在此画面下，按下新建：在编辑缓冲区，建立一个新的PMC 梯形图程序，并且清除原编辑缓冲 区。 PMCLD :将程序缓冲区中的语句表程序转换为梯形图程序到编辑缓冲区，并覆盖原编辑缓冲区 中的内容。 LADLD :直接进入编辑缓冲区进行梯形图编辑。 2.实践教学： 难点 控制梯形图的设计 容易混淆的地方 1. 2. 问题与讨论 1. 2. 专业英语词汇 专业英文词汇 行业术语 RLC（Relay Logic Circuit） 继电器逻辑电路 Build-in Type 内装型 Sdand-alone Type 独立型 小结与反思 在PMC操作过程中，一定要结合具体案例进行。这样具有针对性。 课后任务 整理课堂笔记。 完成教材中练习。 教学内容 数控机床润滑控制 1.了解润滑系统分类 2.了解润滑系统的控制原理教学目标 3.能够根据润滑系统的控制原理设计控制梯形图 1.电气控制原理 应知 2.自动控制原理 1.能够正确识读梯形图 应会 2.能够正确设计控制梯形图 1.自动控制原理 难点 2.控制梯形图的设计 学时 4学时 教学方法 由于本单元是数控机床PLC控制与调试的数控机床润滑控制部分，是PMC中关于数控机床 润滑控制组成部分，所以在教学中要以工业应用案例为启发点，结合多媒体教学软件及PLC元 件，让学生在轻松的环境中掌握比较抽象的各知识点。在讲授过程中要结合电工电子基础知识， 使学生能将理论与实践结合起来，并通过实际工业应用案例，加强感性认识，最后由教师与同 学共同总结。 教学过程 要点 1.理论教学： 电气控制原理 润滑系统电器控制图如图，通过控制交流接触器KM1来控制润滑电机主电源。经过PLC的自动 控制来实现自动控制。 自动控制原理 为润滑系统自动控制流程图。当系统准备好之后，CNC发出信号，使得润滑系统开始工作，首 次润滑15s后，电机停止工作。当压力开关SP2因压力降低而接通时，开始计时25min，计时完成 后，当压力开关SP2断开，润滑电机再次工作15s，并循环工作。QF4为润滑电动机过载保护开 关，SL为润滑油检测开关，当电机过载或润滑油不足时则使系统发出报警信号。 用接触器实现电动机正反转控制电路分析 W V U M 3～ KM1 SP2接通 SP2断开 电机 停止 运行 2 5 m i n N Y 电机运行15s 报警 电机过载 油量不足 2.实践教学： 难点 控制梯形图的设计 容易混淆的地方 1. 2. 问题与讨论 1. 2. 专业英语词汇 KM1 W U V KM2 M 3～ KM 1 KM2 KM2KM 2 SB 3 SB2 SB 2 K M1 SB 3 K M2 SB 1 FR Q S 专业英文词汇 行业术语 RLC（Relay Logic Circuit） 继电器逻辑电路 Build-in Type 内装型 Sdand-alone Type 独立型 小结与反思 润滑的逻辑关系是本次课的难点 课后任务 整理课堂笔记。 完成教材中练习。 教学内容 顺序控制设计 1.了解顺序控制功能图 2.了解顺序控制功能图基本结构形式教学目标 3.能够设计顺序控制梯形图 1．顺序控制功能图的特点 应知 2．顺序控制功能图基本结构形式 1．能够正确设计顺序控制梯形图 应会 2.编程方法 1．顺序控制功能图的设计 难点 2．顺序控制梯形图的设计 学时 4学时 教学方法 由于本单元是数控机床PLC控制与调试的顺序控制部分，是PLC中关于工业控制的重要组 成部分，所以在教学中要以工业应用案例为启发点，结合多媒体教学软件及PLC元件，让学生 在轻松的环境中掌握比较抽象的各知识点。在讲授过程中要结合电工电子基础知识，使学生能 将理论与实践结合起来，并通过实际工业应用案例，加强感性认识，最后由教师与同学共同总 结。 教学过程 要点 1.理论教学： 顺序控制功能图 顺序控制功能图的描述： 顺序控制是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形。它不 代表所描述的控制功能的具体技术，它是一种通用的技术语言，所以可以在不同的专业人员之 间进行技术交流。 特点：简单、直观。 组成：步、又向连线、转移（转换条件）、动作。如图： 顺序控制功能图基本结构形式 单序列结构 n a b 动作 A 动作 B 选择序列结构（跳步，选择序列特例） 并行序列结构 重复序列结构 循环序列结构 a b 1 2 3 a b 1 2 3 4 c d 2 4 1 3 a b 小车往复运动控制 设小车在初始位置时停在右边，限位开关SQ2为ON。按下起动按钮SB0后，小车向左运动，碰 到限位开关SQ1时，变为右行；返回限位开关SQ2处变为左行，碰到限位开关SQ0时，变为右行， 返回起始位置后停止运动。 预备知识:“起-保-停”电路实现的单序列的编程方法 I/O（输入/输出）分配表 输入 输出 输入继电器 作用 输出继电器 作用 X000 限位开关SQ0 Y000 接触器KM1，小车左 行 X001 限位开关SQ1 Y001 接触器KM2，小车右 行 X002 限位开关SQ2 X003 启动按钮SB0 顺序控制功能图 SQ0 SQ 1 SQ2 SB 0启动按钮 Mi-1 Xi Mi+1 Mi Mi Mi Xi+1 Mi+2 Mi+1 Mi+1 顺序控制梯形图 M 0 Y0 00 Y0 01 Y0 00 Y0 01 M 1 M 2 M 3 M 4 X0 03 X0 01 X0 02 X0 00 X0 02 M80 02 左行 左行 右行 右行 硬件接线 M4 M4 M4 M4 X002 M1 M80 02 M0 M0 X003 M2 M1 M1 X001 M3 M2 M2 X002 M3 M3 X000 M0 M1 M3 Y001 M2 Y000 M0 M1 M2 M3 M4 Y000 Y001 2.实践教学： 难点 顺序控制的编程 容易混淆的地方 1.步与动作 2.分支中的转换条件 问题与讨论 1.继电器M在顺序控制功能图中的作用 2.步与动作和PLC中软继电器的关系 专业英语词汇 X0 00 SQ0 Y00 0 K M1 KM2 C OM X0 03 SB0 X0 02 SQ2 SQ1 X0 01 Y00 1 K M2 KM1 22 0V 专业英文词汇 行业术语 RLC（Relay Logic Circuit） 继电器逻辑电路 Build-in Type 内装型 Sdand-alone Type 独立型 小结与反思 授课过程中发现，学生对顺序控制功能图中的元件在理解上还是有待强化。 对可编程的理解还模糊。 两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开。 两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们隔开。 一个顺序功能图至少有一个初始步。 顺序功能图中一般应有由步和有向连线组成的闭环 。 在顺序功能图中，只有当某一步的前级步是活动步时，该步才有可能变成活动步。 课后任务 整理课堂笔记。 完成教材中练习（1、2、3）。 要点 1.理论教学： 电气控制原理 冷却系统电器控制图如图，通过控制交流接触器KM1来控制冷却电机主电源。经过PLC的自动 控制来实现自动控制。 自动控制原理 为冷却系统自动控制流程图。当系统准备好之后，CNC发出信号，使得冷却系统开始工作，首 次冷却15s后，电机停止工作。当压力开关SP2因压力降低而接通时，开始计时25min，计时完成 后，当压力开关SP2断开，冷却电机再次工作15s，并循环工作。QF4为冷却电动机过载保护开 关，SL为冷却油检测开关，当电机过载或冷却油不足时则使系统发出报警信号。 W V U M 3～ KM1 用接触器实现电动机正反转控制电路分析 2.实践教学： SP2接通 SP2断开 电机 停止 运行 2 5 m i n N Y 电机运行15s 报警 电机过载 油量不足 KM1 W U V KM2 M 3～ KM 1 KM2 KM2KM 2 SB 3 SB2 SB 2 K M1 SB 3 K M2 SB 1 FR Q S 难点 控制梯形图的设计 容易混淆的地方 1. 2. 问题与讨论 1. 2. 专业英语词汇 专业英文词汇 行业术语 RLC（Relay Logic Circuit） 继电器逻辑电路 Build-in Type 内装型 Sdand-alone Type 独立型 小结与反思 润滑与冷却系统，有着很大的关联性，所以，在学习冷却系统的同时，也要对比润 滑系统。 课后任务 整理课堂笔记。 完成教材中练习。