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数控机床教学大纲
2010年08月22日　中央电大教务处

第一部分  大 纲 说 明
　　一、课程性质、目的和任务
　　《数控机床》是中央广播电视大学数控技术专业的专业必修课。本课程以数控机床的机械结构为基础，对数控车床、数控铣床、加工中心、电加工机床为典型数 控机床，重点学习其结构、使用方法等内容，同时学习数控机床的电气部分、日常维护、调试验收等内容，为全面掌握数控机床打下良好的基础。
　　本课程学习的目的和任务是培养学生五种基本能力和多种分析、思维能力和工程文化素质。
　　五种基本能力指：对数控机床进行结构分析的能力、对各种典型数控机床进行性能评价的能力、合理选择数控机床的能力、进行数控机床操作的基本能力、对数控机床进行安装调试和日常维护的能力。典型维护uan：
　　使学生达到既具有工程基础又有较高的工程文化素质，既有丰富的数控机床基础知识、基本理论，又有较强的分析思维能力，能够合理地选择、评价数控机床。为今后在工作中进行数控机床的选用、调试、操作、日常维护和一般故障的检修打下坚实基础。
　　二、和相关课程的衔接、配合、分工
　　本课程是数控技术专业的必修课，本课程的先修课程是机械制图、机械制造基础、机械设计基础等课程。
　　和本科课程紧密相关的课程是数控机床电气控制、数控编程技术、数控加工工艺等课程。
　　三、课程基本要求
　　1）了解数控机床的基本组成；
　　2）理解典型数控机床的机械结构和工作原理；
　　3）理解数控机床的技术性能指标及评价方法；
　　4）理解数控机床典型部件的结构特点和主要性能；
　　5）掌握根据零件类型合理选择数控机床的方法；
　　6）了解数控插补原理，了解有关数控机床PLC的知识；
　　7）理解各种伺服电机的工作特点，了解其工作原理；
　　8）掌握数控机床日常维护的基本知识。
　　四、课程教学要求的层次
　　本课程教学按以下3个层次进行要求:
　　1. 了解：要求对有关教学内容有一般的认知。
　　2. 理解：要求领会有关教学内容的基本概念、基本理论、基本原则。
　　3. 掌握：要求能够应用所学知识和方法解决工程中的实际问题。
第二部分  媒体使用和教学过程建议
　　一、课程教学总时数、学分数
　　本课程为3学分，课内学时为54学时。开设一学期。
　　二、教学媒体及其相互关系
　　本课程的教学媒体由文字教材、录像课（IP课）和CAI课件组成。
　　1、文字教材
　　文字教材是主要的教学媒体，在全方位的体现基本教学内容的同时，要便于学生开展自学。为此，文字教材各章增加“学习目标”、“内容提要”、“小结”等导学内容。
　　2、录像课（IP课）
　　根据教学的总体要求以及各章节的学习目标，讲授重点、难点。对于综合性的典型习题给予详细的解析。讲解过程中要注意知识的衔接并突出技能训练的重要地位。
　　3、结合本课程的特点，利用计算机辅助教学手段形象、直观、生动地表述教学内容，包括重点知识内容多角度分析和细化的讲解、实验和操作的模拟演示以及自我检测等。其目的是配合文字教材的阅读，为学生开展个体化，交互式学习提供帮助。
　　三、考核说明
　　考试是对教和学的重要验收方式之一。学生必须完成必做作业和实验、实训后，才能参加考试。期末考试由中央电大统一命题，并执行统一的评分标准。实验考核由各省级电大根据中央电大制定的考核要求安排。具体考核要求见网上公布的考核说明。
　　四、学时分配
序号
课程内容
理论教学
实践教学
课时数
教学方式手段

课时数
教学方式手段
1
绪论
2
多媒体

2
数控机床的机械结构
16
多媒体
2
机床机械结构参观和解析
3
数控机床控制系统
6
多媒体

4
典型数控机床
14
多媒体

5
数控机床的主要性能指标及评价方法
4
多媒体

6
数控机床的操作和日常维护
4
多媒体
4
典型机床操作

机动
2

（可用作习题课）

总计
48

6
54
  第三部分   教学内容和教学要求
一、绪论（2学时）
　　（一）目的和要求
　　通过学习，使学生领会数控机床的基本概念及工作原理。
　　（二）重点和难点
　　重点是数控机床的基本概念、组成及分类。难点是数控机床的基本工作原理。
　　（三）教学内容
　　1．数控机床的基本概念
　　2．数控机床的基本工作原理
　　3．数控机床的基本组成
　　4．数控机床的分类
　　5．数控机床的适用范围
　　6．数控机床的发展历程和发展方向
　　（四）教学要求
　　1．理解数字控制、数控机床、数控系统、计算机数控系统的概念。
　　2．理解数控机床的基本组成。
　　3．了解数控机床的基本工作原理。
　　4．掌握数控机床的各种分类。
　　5．了解开环控制的数控机床、全闭环控制的数控机床、半闭环控制的数控机床和混合控制的数控机床的特点及应用。
　　6．了解点位控制数控机床、直线控制数控机床、轮廓控制数控机床的特点及应用。
　　7．理解数控机床可控轴数和联动轴数之间的区别。
　　8．了解数控加工的特点和数控机床的适用范围。
　　9．了解数控机床的发展历程和发展方向。
　　10．了解数控机床发展的最新技术。
二、数控机床的机械结构  （16学时）
　　（一）目的和要求
　　通过学习，使学生领会数控机床机械结构的组成和特点。对数控机床的主传动系统、进给传动系统、导轨、工作台、位置检测装置、自动换刀装置、辅助装置等重要组成部分有一定的认知。
　　（二）重点和难点
　　重点是数控机床机械结构的基本组成及特点，主传动系统、进给传动系统的组成、特点和作用。难点是主要部件的工作原理。
　　（三）教学内容
　　1．数控机床机械结构组成及特点
　　2．数控机床的主传动系统
　　3．数控机床的进给传动系统
　　4．数控机床的导轨
　　5．数控机床的工作台
　　6．数控机床的位置检测装置
　　7．数控机床的自动换刀装置
　　8．数控机床的辅助装置
　　（四）教学要求
　　1．掌握数控机床机械结构组成及特点。
　　2．了解提高数控机床结构刚度的措施。
　　3．了解减少机床热变形影响的常用措施。
　　4．理解数控机床主传动系统的特点。
　　5．掌握理解数控机床主轴的变速方法及实现结构。
　　6．了解主轴轴承配置形式。
　　7．理解主轴的定向停止装置的作用，了解其工作原理。
　　8．理解高速精密主轴单元的类型。
　　9．理解数控机床对进给传动系统的要求。
　　10．了解传动齿轮副间隙消除的方法。
　　11．理解滚珠丝杠螺母副的工作原理、特点和结构。
　　12．掌握常用滚珠丝杠螺母副轴向间隙调整的方法。
　　13．了解常用滚珠丝杠的支承方式。
　　14．理解数控机床对导轨的要求。
　　15．掌握数控机床常用导轨的形式及其特点。
　　16．了解常用数控机床工作台的形式。
　　17．掌握数控机床位置检测装置的分类和应用。
　　18．掌握自动换刀系统常见刀库形式、选刀方式和刀具交换装置形式。
　　19．了解数控机床自动排屑装置、工件自动交换系统、液压和气压装置等辅助装置的作用。
三、数控机床控制系统（6学时）
　　（一）目的和要求
　　通过学习，使学生领会数控机床控制系统的组成、其各部分的作用和特点。
　　（二）重点和难点
　　重点是数控系统的基本组成，PLC在数控机床上的作用；难点是数控系统的插补原理和伺服驱动电动机的选型方法。
　　（三）教学内容
　　1．数控机床控制系统的组成
　　2．数控机床控制系统的数据流
　　3．数控系统的功能和特点
　　4．数控系统的插补原理
　　5．典型数控系统及其应用
　　6．可编程控制器PLC
　　7．数控机床对伺服系统的要求
　　8．伺服电机的特性和选型
　　（四）教学要求
　　1．了解数控机床控制系统的组成。
　　2．掌握数控系统的特点和功能。
　　3．了解数控系统的插补原理。
　　4．理解典型数控系统和数控机床的合理配置。
　　5．了解数控机床PLC的形式和控制对象。
　　6．理解数控机床对伺服系统的要求。
　　7．了解伺服电机的特性和选型。
四、典型数控机床（14学时）
　　（一）目的和要求
　　使学生掌握典型数控机床的特点、分类和工艺使用范围，理解典型数控机床的基本构成及布局形式了解典型数控机床的主要技术参数和精度指标。通过本章学习对常见的数控加工设备将有一个比较完整的概念和认识，并初步掌握其使用方法。
　　（二）重点和难点
　　重点是数控车床、数控铣床、加工中心的特点、分类、工艺使用范围，基本构成及典型布局形式；难点是数控机床的结构布局原理，电加工机床主要部件的工作原理。
　　（三）教学内容
　　1．数控车床
　　2．数控铣床
　　3．数控加工中心
　　4．并联机床
　　5．数控铣床的组成及布局
　　6．数控电加工机床
　　（四）教学要求
　　1．理解数控车床的特点、分类、组成及结构布局特点。
　　2．掌握各类数控车床的特点和适用范围。

　　3．了解数控车床的主要技术参数，操作面板、控制面板及软件功能。
　　4．理解数控铣床的功能特点、分类、组成及结构布局特点。
　　5．掌握各类数控铣床的特点和适用范围。
　　6．了解数控铣床的主要技术参数，操作面板、控制面板及软件功能。
　　7．理解数控加工中心的功能特点、分类、组成及结构布局特点。
　　8．掌握各类数控加工中心的特点和适用范围。
　　9．了解数控加工中心的主要技术参数。
　　10．了解并联机床的产生、特点及基本组成。
　　11．理解并联机构的基本工作原理。
　　12．理解电火花加工的基本原理和特点，了解其适用范围。
　　13．掌握电火花线切割加工的基本原理和特点。
　　14．了解数控电火花穿孔成形加工机床的型号和主要技术参数、基本组成和主要机械装置的工作原理。
　　15．了解数控电火花线切割机床的型号和主要技术参数、基本组成和主要机械装置的工作原理。
五、数控机床的性能测试和评价方法（4学时）
　　（一）目的和要求
　　通过学习，使学生领会数控机床的性能指标，数控机床精度检验和性能检验的内容。
　　（二）重点和难点
　　重点是数控机床的主要性能指标，常用测试设备的组成、工作原理及检测方法。难点是激光干涉仪和三坐标测量机的工作原理。
　　（三）教学内容
　　1．数控机床的主要性能指标和验收
　　2．数控机床的生产管理
　　3．激光干涉仪的基本工作原理、组成及使用
　　4．三坐标测量机的基本工作原理、组成及使用
　　（四）教学要求
　　1．掌握数控机床的主要性能指标。
　　2．了解数控机床精度检验和性能检验的内容和方法。
　　3．了解数控机床生产管理的内容和重要意义。
　　4．理解激光干涉仪的工作原理、组成，了解其使用方法。
　　5．理解三坐标测量机的工作原理、组成，了解其使用方法。
六、数控机床的使用和日常维护（4学时）
　　（一）目的和要求
　　通过学习，使学生能够正确选用数控机床，具备数控机床日常维护的相关知识，对数控机床故障诊断有一定认知。
　　（二）重点和难点
　　重点是数控机床的选型、安装、调试和日常维护。
　　（三）教学内容
　　1．数控机床的选型
　　2．数控机床的安装和调试
　　3．数控机床的使用和日常维护
　　4．数控机床的故障诊断
　　（四）教学要求
　　1．掌握数控机床的选型方法，了解安装和调试的内容。
　　2．掌握数控机床基本使用条件、日常维护和保养的注意事项。
　　3．了解数控机床故障诊断的分类、一般步骤及常用方法。

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