描述
开 本: 128开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787302451907丛书名: 职业教育“十三五”改革创新规划教材
本书主要内容包括数控车床的操作面板与编程基础知识、基本操作与安全文明操作规程、基本指令（G00、G01、G02、G03、G70、G71等）的含义和应用，并运用这些指令进行编程加工，加工出包含端面、外圆柱面、外圆锥面、凸圆弧面、凹圆弧面、单向递增的阶台面零件。与本书配套研发了电子教案、多媒体课件、技能操作视频等丰富的网上教学资源，可免费获取。
本书可作为中专、技校、职业高中数控技术应用专业以及机械类相关专业的教材，也可以作为从事数控车床操作技术人员的岗位培训用书。
目录
项目1数控车床加工技术入门（学徒入门关）
任务1数控车床基本操作
任务2数控车床对刀技术
项目2简单轴类零件的加工（正式学徒关）
任务1光轴加工
任务2台阶轴加工
项目3简单圆弧面零件的加工（初级学徒关）
任务1简单凹圆弧面零件加工
任务2简单凸圆弧面零件加工
项目4单向渐进轴类零件的加工（中级学徒关）
任务1带有圆锥面轴类零件加工
任务2带有成形面轴类零件加工
项目5初级工综合训练题（高级学徒关）
任务1宝塔模型零件加工
任务2节能灯模型的加工
附录1企业7S管理
附录2GSK980TDb控制面板键盘的定义
附录3常用硬质合金刀具的选用
附录4数控车削切削用量参考值
参考文献
前言
本书在编写模式方面进行了大胆创新，采用了“专业技能课游戏闯关法”编写，结合当前职业学校教学改革的新成果，反映了职业教育的新理念。既关注了技能训练内容的合理性和实用性，又关注了学生技能训练的主动性和积极性，主要特点如下。
1. 遵循专业技能课的学习规律专业技能课的特点在于实践性、应用性、操作性、探究性。
（1） 本书遵循了专业技能课 “工学结合，知行合一”的先进教学理念，摆脱了繁重的理论知识学习，直接进行操作训练，突显了“做中学，做中教，教、学、做一体，理论与实践一体”的特点。“知行合一”是本书特色之一。
（2） 本书遵循了专业技能课“项目教学”的先进教学理念，采用了以行动为导向，以项目为载体，以特定工作任务为引领的教学思路进行编写，并融入“游戏闯关”的竞争机制，实施了游戏闯关项目教学法。在遵循“资讯——计划——决策——实施——检查——评估”等一般项目教学的基础上，增加了“闯关”环节。每个任务学习包括“任务描述”“学习目标”“任务分析”“知识加油站”“任务实施”“任务评价”“任务总结”“闯关考试”这几个环节，通过任务学习和闯关磨炼掌握知识和技能，并构建自己的实践经验、知识体系和职业能力。“闯关考试”是本书的特色之一。
（3） 本书遵循了专业技能课学习规律，在知识和技能必需和够用的原则下，按照课程教学目标和实际岗位要求设置内容，删除一些不必要、繁杂的知识点，紧密对接职业标准，对接生产过程，由浅入深，由简到繁，由易到难，环环相扣，层层递进，做一点学一点，学一点会一点。同时，在编写过程中特别考虑节约、品质和趣味。“毛坯重复利用”是本书特色之一。
（4） 本书还改变了传统的“先理论后实操”模式，采用了“先做后学和边做边学”模式，学生在操作过程中不会“做”再学，再进入“知识加油站”寻找解决问题的办法，体现了技能学习自我探究、自我构建的先进理念。“自我探究”是本书特色之一。
2. 关注了职业学校学生的心理特点职业学校学生正处于青春年少的阶段，他们大多数具有好奇、好斗、好胜、好表现的心理特点，他们有一种初生牛犊不怕虎，凡事要分一个胜负、拼一个高低的心理特征。
（1） 本书采用游戏闯关项目教学法，很好地利用了学生这个心理特点。游戏闯关项目教学法是一种以学生为主体、以行动导向为理念、学习与趣味融为一体的创新有趣的项目教学法。通过游戏中的项目，项目中的游戏来激发学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性和主动性，提高学生的专业技能。游戏闯关项目教学的特点： ①设置了进步的“级别”。游戏闯关教学的每一个项目（任务）就是一个挑战关卡，每一个关卡对应一个游戏“级别”。②关注了学生的体验与感受。游戏闯关项目教学能让学生经常体验到闯关成功的喜悦，感受到学习的乐趣，得到老师更多的认可和表扬。③改变了学生的学习状态。“游戏闯关”项目教学实际上是一种充满刺激好奇、充满挑战的“学习型升级游戏”，是一种“玩中学，学中玩”的快乐学习。这种学习少了苦闷，多了快乐，变苦学为乐学，就像叶澜教授所说那样“我们应该让孩子们投入学习，在学习中感到快乐，找到自己希望的东西”，这就是教育所追求的境界——享受学习。④激发了学生的学习兴趣。“游戏闯关”项目教学的每个项目结束后，对闯关成功的学生来说因升“级”而感到无比自豪，这种自豪成为他再次闯关的动力； 对闯关不成功的学生来说因“落后”而感到无形压力，这种压力成为他继续挑战的动力。
（2） 本书体现了“学生本位”的教学理念。游戏闯关项目教学是一种以行动为导向、以游戏难关为引领、以学生为中心的教学方法，它更多地尊重学生主体，鼓励学生，主动参与挑战，使他们从“被动完成任务”向“主动地创造性完成任务”。学生从原来的知识的接受者转变为学习活动的主人，成为知识的主动探求者。教师从原来传统教学中的知识传授者转变为知识传递过程的组织者、引导者、促进者、评判者与协调者。
（3） 本书符合职业学校学生的认知规律。本书根据学生理论基础薄弱的特点编写，把有关知识和技能，按由浅入深螺旋式上升的原则巧妙地设置为不同级别的“工作任务”。在充分考虑学生接受能力的基础上，尽可能地设计出丰富多彩的趣味性强、学生能接受的难关，这样既符合中职学生认知规律，又符合“实践出真知”原则，强化了学生主动学习，让学生在高度兴奋中积极主动地完成教学项目或工作学习任务，从而获得技术操作能力。
本书是数控技术应用专业及机械类相关专业的核心教材。数控车削编程及加工分为初级和中级两本，共11关。本书是本，有学徒入门关、正式学徒关、初级学徒关、中级学徒关、高级学徒关5关，后面有4个附录。第二本书有员工入门关、蓝领员工关、灰领员工关、粉领员工关、白领员工关、金领员工关6关，后面有4个附录。每关有2~3个任务，只有任务都完成并合格，才能进入下一关的学习。这些关卡包括数控车床加工的基本操作、基本编程、机床保养，工艺安排、典型零件加工。学完两本书，终达到国家职业资格数控车床加工中级工技能水平。本书建议学时为104学时，具体学时分配见下表。
项目项 目 名 称课时项目1数控车床加工入门（学徒入门关）16项目2简单轴类零件的加工（正式学徒关）20项目3简单圆弧面零件的加工（初级学徒关）20项目4单向渐进式轴类零件的加工（中级学徒关）24项目5初级工综合训练题（高级学徒关）24合计104
本书由中山市中等职业技术学校龙卫平担任主编，中山市技师学院高升和中山市中等专业学校徐灵敏担任副主编，参加编写工作的还有张浩、吕世国、陈未峰、郑如祥、赵荣欢、王高满等。特别感谢龙卫平名师工作室肖祖政、蒋灯等其他成员协助完成零件样件加工，也感谢中山市中等职业技术学校刘彤协助完成操作视频制作。本书在编写过程中参考了大量的文献资料，在此向文献资料的作者致以诚挚的谢意。由于编者水平有限，书中难免有错误和不妥之处，恳请广大读者批评、指正。了解更多教材信息，请关注微信订阅号： Coibook。
编者2016年12月
项目3简单圆弧面零件的加工(初级学徒关)
本关主要学习内容： 了解圆弧面的加工方法和加工特点； 掌握G02、G03指令的编程格式及其参数含义； 学会G02/G03插补方向的判别，理解R和I 、K编程的区别，并运用该指令编程加工； 通过对凹/凸圆弧面零件任务的工艺分析与编程，掌握凸圆弧面、凹圆弧面的编程和加工。本关有两个学习任务，一个任务是简单凹圆弧面零件加工； 另一个任务是简单凸圆弧面零件加工。
任务1简单凹圆弧面零件加工任务描述本任务的加工对象是由3段外圆柱面(2个台阶)、2段凹圆弧面(过渡圆弧)、2个端面组成的简单凹圆弧面零件，如图311所示，按图所示尺寸和技术要求完成零件的车削，采用图211的零件为毛坯。
图311凹圆弧面零件
学习目标1. 掌握G02/G03指令加工凹圆弧面。2. 合理选择并安装车削凹圆弧面的车刀。3. 掌握插补功能指令G02/G03的加工方向判别。4. 熟记G02/G03指令的编程格式及参数含义，理解该指令的含义及用法，灵活运用R和I、K编程； 能根据图纸正确制定加工工艺，并进行程序编制与加工。5. 掌握圆弧面的检测。
任务分析对加工零件图311进行任务分析，填写表311。
表311简单凹圆弧面零件加工任务分析表
分 析 项 目分 析 结 果
做什么
1. 结构主要特点是什么？
2. 尺寸精度要求是什么？
3. 加工毛坯特点是什么？
4. 其他技术要求是什么?
怎么做
1. 需要什么量具？
2. 需要什么夹具？
3. 需要什么刀具？
4. 需要什么编程知识？
5. 需要什么工艺知识？
6. 注意事项:
要完成
这个任务
1. 需要解决的问题是什么？
2. 难解决的问题是什么？
知识加油站
一、 圆弧插补(G02、G03)1. 指令格式
G02/G03 X(U)_Z(W)_I_K_F_
G02/G03 X(U)_Z(W)_R_ F_
说明如下。G02： 顺时针圆弧加工。G03： 逆时针圆弧加工。X、Z： 圆弧插补的终点坐标值。U、W： 圆弧插补的终点增量坐标值。 I、K： 圆心坐标值，指圆心坐标相对于圆弧起点坐标的距离与方向，I相对于X轴，K相对于Z轴。R： 圆弧半径。F： 进给率。
2. 执行圆弧插补需要注意的事项(1) I、K(圆弧中心)的指定也可以用半径指定。(2) 当I、K中有代码值为零时，该代码可以省略。(3) 圆弧在多个象限时，该指令可连续执行。(4) 在圆弧插补程序段内不能有刀具(T)指令。(5) I、K和R同时被指令时，R可以优先指定，I、K被忽视。3. 指令功能G02/G03是模态代码，该指令是以顺时针或逆时针圆弧方式、给定的半径和指定移动速度从当前位置移动到指定位置。(1) 顺、逆圆弧的判断。圆弧插补G02/G03的判断是根据圆弧所在的平面，其插补时的旋转方向为顺时针或逆时针来区分的。判断方法是正对着圆弧所在平面(如ZX平面)，眼睛从另一坐标轴(Y轴)的负方向向正方向看该圆弧，刀尖走过的圆弧为顺时针方向的为G02，刀尖走过的圆弧为逆时针方向的为G03。如图312所示。
图312圆弧插补G02/G03的方向判断
图313所示的加工示意图是前置刀架式的数控车床坐标系，圆弧在XZ平面中G02/G03的运用实例，当刀具从Z轴的正方向向负方向切削时，加工外径圆弧中凸圆弧用G03、凹圆弧用G02； 在加工内径圆弧中凸圆弧用G02、凹圆弧用G03。
(2) 加工圆弧前，刀具必须定位到圆弧起点。(3) 用半径R的形式进行半径指定法编程时，由于在同一半径R的情况下，从圆弧的起点到终点有两个圆弧的可能性，如图314所示。为区别二者，规定： 圆心角α≤180°时，即图中的圆弧1，R取正值； 圆心角α＞180°时，即图中的圆弧2，R取负值。
图313圆弧插补方向的判断
图314半径指定法编程
一般情况下，在数控车床加工时不会出现α＞180°的圆弧。
实例： 编制如图315所示圆弧(从A点到B点)加工程序段。
加工程序如下。
(I，K)指令： G02 X50Z10I20K17F0.1； 或G02 U30W10I20K17F0.1； (R)指令： G02X50Z10R27F0.1；
或G02U30W10R27F0.1；
实例： 编制如图316所示圆弧(从A点到B点)加工程序段。
加工程序如下。(I，K)指令： G03 X32Z15I8F0.1； 或G03 U8W8I8F0.1；
(R)指令： G03X32Z15R8F0.1；
或G03U8W8R8F0.1；
图315圆弧加工
图316圆弧加工
二、 G02或G03指令加工实例加工如图317所示的零件，其编程见表312。
表312圆弧轮廓加工实例
编程实例图刀具及切削用量表
图317
刀具T010193°外圆正偏刀主轴转速S1000r/min进给量F100mm/min背吃刀量ap<2mm
加工程序程序说明(精加工路线)
O1003； 程序名N10 M03 S1000； 启动主轴，转速1000r/minN20 T0101； 选择1号刀N30 G00 X0 Z2； 快速移动靠近工件N40 G01 Z0 F300； 定位至起点N50 G03 X20 Z10 R10； 加工R10凸圆弧
续表
加工程序程序说明(精加工路线)
N60 G01 Z15 F300； 加工20外圆N70 G02 X30 Z20 I10； 加工R5圆弧N80 G01 X40； 加工端面至40N90 Z25； 加工40外圆N100 X46； 退刀N110 G00 X100 Z100； 退刀至安全点N120 M30； 程序结束%程序结束符
三、 圆弧的检测方法1. 使用样板进行检测
当圆弧精度要求不高时，可以使用标准样板利用透光法检查圆弧面的情况，常用的标准样板有半径规、R规、专用样板等，如图318所示。
图318标准样板
圆弧面是否符合要求，根据样板与工件间出现的间隙而定。在图319(a)中，被检验工件的圆弧面半径小于标准样板半径，图319(b)所示则是被检测圆弧半径大于标准样板半径，均属于不合格产品。
图319标准样板检测方法
2. 使用三坐标测量仪检测当圆弧精度较高时，样板检测无法满足要求，可采用三坐标测量仪进行精确检测。四、 车削圆弧面时产生废品的原因及预防措施车削圆弧面时产生废品的原因及预防措施见表313。
表313车削圆弧面时产生废品的原因及预防措施
问 题 现 象产 生 原 因预 防 措 施
圆弧的轮廓形状不正确1. 刀具参数不准确。
2. 程序错误或坐标错误1. 调整或重新设定刀具参数。
2. 检查修改程序圆弧直径的不正确1. 程序错误或坐标错误。
2. 测量错误1. 检查修改程序。
2. 正确测量圆弧的位置尺寸不正确1. 程序错误。
2. 测量错误1. 检查修改程序。
2. 正确测量圆弧表面粗糙度大1. 刀具安装角度不合理。
2. 刀具刀尖磨损。
3. 切削用量选择不当1. 正确安装刀具。
2. 更换刀片或刃磨刀具。
3. 合理选择切削用量
任务实施
一、 任务准备(1) 零件图工艺分析，提出工艺措施。(2) 确定刀具，将选定的刀具参数填入表314，以便于编程和任务实施。
表314凹弧面零件数控加工刀具卡
项目代号
零件名称
零件图号
序号刀具号刀具规格名称数量加工表面刀尖半径/mm备注
编制： 审核： 批准： 共页
(3) 确定装夹方案和切削用量，根据被加工表面质量要求、刀具材料、工件材料，参考切削手册或有关参考书选取切削速度、进给速度和背吃刀量，结合加工工艺措施填写表315。
表315凹弧面零件数控加工工序卡
单位名称
项目代号零件名称零件图号
工序号程序编号夹具名称使用设备车间
工步
号工步内容
刀具号刀具规格
/mm主轴转速
/（r/min）进给速度
/（mm/min）背吃刀量
/mm备注
编制： 审核： 批准： 共页
情景链接，视频演示
(1) 如果不会加工圆弧面时，可以扫描二维码观看视频，视频演示可作为自己操作的示范。(2) 如果不知道走刀顺序和编程时，可以扫描二维码观看视频，视频演示可作为自己编程的参考。(3) 如果不想看，那么，自己做完了，扫描二维码观看视频，视频演示上操作加工与你的操作加工有什么不同。
简单凹圆弧面零件加工.mp4
二、 编写加工程序根据前期的规划和图纸要求，编写加工程序，填写表316。
表316简单凹圆弧面零件数控加工程序表
编程零件图走刀路线简图
续表
加工程序程序说明
三、 模拟加工(1) 开机，回参考点。(2) 编写并输入加工程序。(3) 启动模拟加工，检查程序。
在模拟加工时，检查加工程序是否正确，如有问题立即进行修改。
四、 真实加工(1) 装夹工件和刀具。(2) 试切法对刀。(3) 单步加工无误后自动连续加工。(4) 测量，修改刀具磨损值后再加工，进行控制质量。(5) 检测，合格后取下工件。(6) 工件调头车端面，检验合格后卸下工件。(7) 数控车床的维护、保养及场地的清扫。
任务评价
根据表317中各项指标，对简单凹圆弧面零件加工情况进行评价。
表317简单凹圆弧面零件加工评价表mm
项
目指标分
值
评 价 方 式
自测(评)组测(评)师测(评)备注
零件检测
台阶外圆
515
48±0.0510
44±0.0510
长度
79±0.110
40、85
圆弧R1、R220表面粗糙度Ra3.2μm5
去毛刺5
技能技巧
加工工艺5
提前、准时、超时完成5
结合加工过程与加工结果，综合评价
职业素养
场地和车床保洁5
工量具定置管理5
安全文明生产5
对照7S管理要求进行评定
合计100
综合评价
注： 1. 评分标准零件检测： 尺寸超差0.01mm，扣5分，扣完本尺寸分值为止； 表面粗糙度每降一级，扣3分，扣完为止。技能技巧和职业素养，根据现场情况，由老师和同学约定执行。2. 测评者说明自测： 由自己测量和评价，有数据的把数据填入表中，并根据评分标准评分。组测： 由自己所在组的组长测量和评价，采用组长轮值制，组长把数据填入表中并评分。师测： 由教师测量和评价，教师把数据填入表中给予评分。评分说明： 如果学生自测时,测出数据偏差较大，建议师傅(或教师)从总分里酌情扣除一定的分数(由师生共同协商而定)。
任务总结完成任务后，请同学们进行总结与反思，对本任务有何体会和感悟，填写在表318中。
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