项目一 认知数控机床………………………………………………………… 1
任务 1 简述数控机床的起源与发展 …………………………………………… 1
任务导入…………………………………………………………………………………………1
相关知识…………………………………………………………………………………………1
知识点 1 数控机床的概况 ………………………………………………………… 1
知识点 2 数控机床的发展趋势 …………………………………………………… 4
任务实施…………………………………………………………………………………………6
考核评价…………………………………………………………………………………………6
任务 2 区分数控机床的类型 …………………………………………………… 7
任务导入…………………………………………………………………………………………7
相关知识…………………………………………………………………………………………7
知识点 1 按数控机床工艺用途分类 ……………………………………………… 7
知识点 2 按数控机床运动轨迹分类 ……………………………………………… 7
知识点 3 按进给伺服系统控制方式分类 ………………………………………… 9
知识点 4 按控制的坐标轴数分类 ……………………………………………… 10
知识点 5 按数控系统的功能水平分类 ………………………………………… 10
任务实施………………………………………………………………………………………11
考核评价………………………………………………………………………………………11
任务 3 探究数控机床如何工作 …………………………………………………12
任务导入………………………………………………………………………………………12
相关知识………………………………………………………………………………………12
知识点 1 数控机床的基本工作原理 …………………………………………… 12
知识点 2 数控机床的组成 ……………………………………………………… 12
任务实施………………………………………………………………………………………15
考核评价………………………………………………………………………………………16
任务 4 辨析数控机床的坐标系 …………………………………………………16
任务导入………………………………………………………………………………………16
相关知识………………………………………………………………………………………16
知识点 1 数控机床坐标系 ……………………………………………………… 16
知识点 2 工件坐标系 …………………………………………………………… 19
任务实施………………………………………………………………………………………20
考核评价………………………………………………………………………………………20
任务 5 探究数控机床能做什么 ………………………………………………… 21
任务导入………………………………………………………………………………………21
相关知识………………………………………………………………………………………21
知识点 1 数控机床的加工特点 ………………………………………………… 21
知识点 2 数控机床的应用范围 ………………………………………………… 22
任务实施………………………………………………………………………………………23
考核评价………………………………………………………………………………………23
拓展阅读 冲破国外技术封锁线，国产数控系统助力中国机床“开道超车”………………… 24
项目自测………………………………………………………………………………………26
项目二 认知数控机床的典型机械结构………………………………………27
任务 1 认知滚珠丝杠螺母副结构 ………………………………………………27
任务导入………………………………………………………………………………………27
相关知识………………………………………………………………………………………27
知识点 1 滚珠丝杠螺母副的结构与工作原理 ………………………………… 27
知识点 2 滚珠丝杠螺母副的支承 ……………………………………………… 29
知识点 3 滚珠丝杠螺母副间隙的调整方法 …………………………………… 29
知识点 4 滚珠丝杠螺母副的保护 ……………………………………………… 31
知识点 5 滚珠丝杠螺母副自动平衡装置 ……………………………………… 31
任务实施………………………………………………………………………………………32
考核评价………………………………………………………………………………………33
任务 2 认知齿轮传动间隙消除结构 …………………………………………… 33
任务导入………………………………………………………………………………………33
相关知识………………………………………………………………………………………33
知识点 1 直齿圆柱齿轮传动间隙的消除 ……………………………………… 33
知识点 2 斜齿圆柱齿轮传动间隙的消除 ……………………………………… 34
知识点 3 锥齿轮传动间隙的消除 ……………………………………………… 36
知识点 4 键连接间隙的消除 …………………………………………………… 36
任务实施………………………………………………………………………………………37
考核评价………………………………………………………………………………………38
任务 3 认知机床导轨 ……………………………………………………………38
任务导入………………………………………………………………………………………38
相关知识………………………………………………………………………………………38
知识点 1 导轨的特性 …………………………………………………………… 38
知识点 2 滑动导轨 ……………………………………………………………… 39
知识点 3 滚动导轨 ……………………………………………………………… 40
知识点 4 静压导轨 ……………………………………………………………… 42
任务实施………………………………………………………………………………………42
考核评价………………………………………………………………………………………43
拓展阅读 【大国重器】细说中国制造的世界第一 ……………………………………………… 43
项目自测………………………………………………………………………………………45
项目三 数控车床与操作………………………………………………………47
任务 1 初识数控车床 ……………………………………………………………47
任务导入………………………………………………………………………………………47
相关知识………………………………………………………………………………………47
知识点 1 数控车床的工艺范围 ………………………………………………… 47
知识点 2 数控车床的分类 ……………………………………………………… 47
知识点 3 数控车床的组成 ……………………………………………………… 49
知识点 4 数控车床的布局形式 ………………………………………………… 50
知识点 5 数控车床的特点与发展 ……………………………………………… 51
任务实施………………………………………………………………………………………52
考核评价………………………………………………………………………………………52
任务 2 认知数控车床典型机械结构 ……………………………………………53
任务导入………………………………………………………………………………………53
相关知识………………………………………………………………………………………53
知识点 1 主传动系统及主轴箱结构 …………………………………………… 53
知识点 2 进给传动系统 ………………………………………………………… 57
知识点 3 刀架系统 ……………………………………………………………… 61
知识点 4 尾座 …………………………………………………………………… 65
知识点 5 排屑装置 ……………………………………………………………… 66
任务实施………………………………………………………………………………………67
考核评价………………………………………………………………………………………68
任务 3 初识车削中心 ……………………………………………………………68
任务导入………………………………………………………………………………………68
相关知识………………………………………………………………………………………68
知识点 1 车削中心的工艺范围 ………………………………………………… 68
知识点 2 车削中心主传动系统与 C 轴 ………………………………………… 69
知识点 3 车削中心自驱动力刀具典型结构 …………………………………… 71
任务实施………………………………………………………………………………………73
考核评价………………………………………………………………………………………74
任务 4 数控车床操作 ……………………………………………………………74
任务导入………………………………………………………………………………………74
相关知识………………………………………………………………………………………76
知识点 HNC-818A 系统数控车床操作面板介绍 ……………………………… 76
任务实施………………………………………………………………………………………82
考核评价………………………………………………………………………………………95
拓展阅读 【中国梦·大国工匠篇】车工“龙一刀”的“微米”时代 ………………………… 96
项目自测………………………………………………………………………………………98
项目四 数控铣床与操作…………………………………………………… 100
任务 1 简述数控铣床基本特征 ……………………………………………… 100
任务导入………………………………………………………………………………………100
相关知识………………………………………………………………………………………100
知识点 1 数控铣床的基本组成 ………………………………………………… 100
知识点 2 数控铣床的分类 ……………………………………………………… 102
知识点 3 数控铣床的特点 ……………………………………………………… 104
知识点 4 数控铣床的加工工艺范围 …………………………………………… 105
任务实施………………………………………………………………………………………106
考核评价………………………………………………………………………………………107
任务 2 认知数控铣床典型机械结构 ………………………………………… 107
任务导入………………………………………………………………………………………107
相关知识………………………………………………………………………………………107
知识点 1 主轴部件典型结构 …………………………………………………… 107
知识点 2 主轴准停装置典型结构 ……………………………………………… 112
任务实施………………………………………………………………………………………115
考核评价………………………………………………………………………………………115
任务 3 FANUC 系统数控铣床操作 …………………………………………… 116
任务导入………………………………………………………………………………………116
相关知识………………………………………………………………………………………118
知识点 FANUC 系统数控铣床操作面板介绍…………………………………… 118
任务实施………………………………………………………………………………………121
考核评价………………………………………………………………………………………143
任务 4 华中 HNC-818B 系统数控铣床操作 ………………………………… 143
任务导入………………………………………………………………………………………143
相关知识………………………………………………………………………………………146
知识点 华中 HNC-818B 系统数控铣床操作面板介绍 ……………………… 146
任务实施………………………………………………………………………………………148
考核评价………………………………………………………………………………………156
拓展阅读 “一人有一个梦想”第 45 届世界技能大赛数控铣项目冠军选手田镇基 ………… 156
项目自测………………………………………………………………………………………158
项目五 加工中心与操作…………………………………………………… 160
任务 1 初识加工中心 ………………………………………………………… 160
任务导入………………………………………………………………………………………160
相关知识………………………………………………………………………………………160
知识点 1 加工中心的基本组成 ………………………………………………… 160
知识点 2 加工中心的分类 ……………………………………………………… 161
知识点 3 加工中心的适用场合 ………………………………………………… 162
任务实施………………………………………………………………………………………164
考核评价………………………………………………………………………………………165
任务 2 认知加工中心典型机械结构 ………………………………………… 165
任务导入………………………………………………………………………………………165
相关知识………………………………………………………………………………………165
知识点 1 刀库的典型结构 ……………………………………………………… 165
知识点 2 回转工作台的典型结构 ……………………………………………… 168
任务实施………………………………………………………………………………………174
考核评价………………………………………………………………………………………174
任务 3 五轴数控机床 ………………………………………………………… 175
任务导入………………………………………………………………………………………175
相关知识………………………………………………………………………………………175
知识点 1 五轴数控机床常见分类及特点 ……………………………………… 175
知识点 2 五轴数控加工的特点及优势 ………………………………………… 177
知识点 3 五轴加工典型应用 …………………………………………………… 178
任务实施………………………………………………………………………………………182
考核评价………………………………………………………………………………………182
任务 4 加工中心操作 ………………………………………………………… 183
任务导入………………………………………………………………………………………183
相关知识………………………………………………………………………………………188
知识点 1 西门子系统加工中心操作面板介绍 ………………………………… 188
任务实施………………………………………………………………………………………193
技能点 1 SINUMERIK 802D 系统加工中心基本操作 ………………………… 193
技能点 2 加工中心刀库及刀具长度补偿操作 ………………………………… 206
考核评价………………………………………………………………………………………214
拓展阅读 数控图纸“解构师”的匠心——记“大国工匠”陈闰祥 ………………………… 214
项目自测………………………………………………………………………………………216
项目六 电火花线切割加工与操作 ……………………………………… 218
任务 1 初识电火花线切割加工技术 ………………………………………… 218
任务导入………………………………………………………………………………………218
相关知识………………………………………………………………………………………218
知识点 1 电火花线切割的加工原理 …………………………………………… 218
知识点 2 电火花线切割机床的分类 …………………………………………… 219
知识点 3 数控电火花线切割机床的主要组成部分 …………………………… 220
知识点 4 数控电火花线切割加工的特点与应用范围 ………………………… 221
任务实施………………………………………………………………………………………222
考核评价………………………………………………………………………………………222
任务 2 认知数控电火花线切割工艺 ………………………………………… 223
任务导入………………………………………………………………………………………223
相关知识………………………………………………………………………………………223
知识点 1 线切割加工的主要工艺指标 ………………………………………… 223
知识点 2 影响线切割工艺指标的若干因素 …………………………………… 223
任务实施………………………………………………………………………………………228
考核评价………………………………………………………………………………………229
任务 3 认知 HF 线切割自动编程控制系统 …………………………………… 229
任务导入………………………………………………………………………………………229
相关知识………………………………………………………………………………………229
知识点 1 基本术语和约定 ……………………………………………………… 230
知识点 2 全绘编程界面及常用功能模块的介绍 ……………………………… 231
知识点 3 HF 系统加工界面及基本功能 ………………………………………… 235
任务实施………………………………………………………………………………………239
考核评价………………………………………………………………………………………240
任务 4 综合绘编操作与加工 ………………………………………………… 240
任务导入………………………………………………………………………………………240
相关知识………………………………………………………………………………………241
任务实施………………………………………………………………………………………241
技能点 1 全绘编程操作 ……………………………………………………… 241
技能点 2 线切割机床操作 …………………………………………………… 251
考核评价………………………………………………………………………………………254
拓展阅读 电火花线切割机床的由来 …………………………………………………………… 255
项目自测………………………………………………………………………………………256
项目七 数控机床的运动控制……………………………………………… 258
任务 1 学习数控系统插补原理 ……………………………………………… 258
任务导入………………………………………………………………………………………258
相关知识………………………………………………………………………………………258
知识点 1 什么是插补 …………………………………………………………… 258
知识点 2 逐点比较插补法 ……………………………………………………… 259
知识点 3 数字积分插补法 ……………………………………………………… 265
知识点 4 数据采样插补法 ……………………………………………………… 271
任务实施………………………………………………………………………………………275
考核评价………………………………………………………………………………………275
任务 2 认知数控机床的位置检测装置 ……………………………………… 276
任务导入………………………………………………………………………………………276
相关知识………………………………………………………………………………………276
知识点 1 位置检测装置的作用与分类 ………………………………………… 276
知识点 2 旋转编码器 …………………………………………………………… 278
知识点 3 光栅尺与磁栅 ………………………………………………………… 280
知识点 4 旋转变压器与感应同步器 …………………………………………… 287
知识点 5 测速发电机 …………………………………………………………… 291
任务实施………………………………………………………………………………………297
考核评价………………………………………………………………………………………297
项目自测………………………………………………………………………………………298
附录……………………………………………………………………………299
附表 1 数控车床的日常维护与保养 ………………………………………… 299
附表 2 数控铣床的日常维护与保养 ………………………………………… 301
附表 3 加工中心的日常维护与保养 ………………………………………… 302
参考文献………………………………………………………………………304

郭文星是国家“双高”校高水平专业群负责人，全国机械行业服务先进制造专业领军教学团队带头人，省级数字化设计与制造教师教学创新团队带头人；入选九江市“双百双千”高技能人才；主持国家级骨干专业、省级优势专业、国家级智能制造生产性数控实训基地、国家级 “双师型”教师培养培训基地等建设；荣获全国职业院校技能大赛教师组教学方案设计与教学资源制作赛项一等奖，全国职业院校信息化教学大赛二等奖；指导学生参加2011年全国职业院技能大赛机械部件创新设计与制造赛项荣获一等奖。主持和参与省级重点教改课题3项，获国家教学成果二等奖1项、省部级一等奖2项、二等奖4项；主持省级精品在线开放课程1门；参编国家“十二五”规划教材2本，其中一本获首届全国优秀教材一等奖（已公示）；参与开发1+X标准3项；主持省级重点科技课题1项，获国家专利6项。是全国机械行业职业教育标准研究专家、机械行指委竞赛资源转化专指委委员、省计量测试学会副理事长、省工程图学学会常务理事、省高新技术企业认定评审专家、省职业技能鉴定专家委员会“机械冷加工类”专业委员会专家。