《加工中心编程与制造》课程标准
一、课程基本信息
课程名称:《加工中心编程与制造》
课程性质:专业核心课程
课程类别:理实结合
学时学分:90学时,5学分
适用专业:机电一体化技术专业
二、课程定位
机电一体化专业开设本课程,旨在培养学生职业基本操作技能,具体是数控加工工艺设计能力,数控加工程序的编制及加工实施能力,零件加工质量评价能力,为后期顶岗实习奠定良好的基础。在校内数控技术实训中心和企业实习过程中,了解企业的实际生产,接受职业熏陶,培养职业素养。
先修课程:《机械制图与零部件测绘》、《机械设计》、《数控车削编程与加工》、《机械制造工艺与夹具》
后续课程:《数控系统连接与调试》、《毕业综合作业》
三、课程目标
1.总体目标
通过本课程的教学和项目训练,使学生了解机械产品的生产过程和生产工艺;掌握加工中心的基本常识和常用G代码基础知识;初步熟悉常用机加工设备的工艺特点及其操作;具备相关工种初级工所具备的工艺分析、产品检测和加工能力;为后续专业课程的学习打好基础。
2.具体目标
(1)知识目标
1.了解加工中心的基本常识,掌握CAM铣削加工编程操作。
2.掌握加工中心基本知识,达到相应工种中级工的应知水平。
(2)能力目标
1.能识读一般机械零件图样,熟练运用CAM软件数控编程。
2.掌握加工中心基本操作技能,达到相应工种水平。
(3)素质目标
1.能在实际工作过程中,发现问题、提出问题的能力。
2.能具有信息收集、信息处理能力和分析概括能力。
3.学习制订生产工作计划和实施方案,应用已学的知识和技能去解决具体的问题,具有制订计划和解决问题的能力。
4.能相互合作,共同解决问题,具有信息交流和相互合作的能力。
5.学习培养质量意识和安全意识。
6.能将生产技术服务于社会的意识,有可持续发展的意识,有使命感和责任感。
四、课程设计
1.设计思路
本课程突破学科体系的模式,打破了原来各学科体系的框架,采用综合化和理论实践一体化的教学理念,即将数控编程、数控工艺和数控加工的内容按项目进行综合,将理论与实践相融合
本课程按照“以能力为本位、以职业实践为主线、以项目课程为主体的模块化的专业课程体系”的总体设计要求,是以培养学生工艺设计、编程加工能力为目标,围绕完成工作任务选择组织课程内容,突出工作任务和知识的联系,让学生在职业实践活动的基础上掌握知识,增强课程内容与职业岗位能力要求的相关性,提高学生的就业能力。
本课程各项目的教学,其总的目标是使学生能从事本专业的工作和达到中级数控机床操作工的等级,这是本课程在校期间的阶段目标。从长期目标来看,本课程还要为学生适应职业岗位的变化以及学习新的生产技术打下基础。
2.课程内容与要求
对实践性较强或模块化特征明显课程建议按下表分模块/章节组织:结合实际应用模块可适当调整项目具体内容。
序号
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教学内容
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学时分配
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讲课
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实验
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技能训练
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小计
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1
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模块一、CAM工件管理和机床操作面板
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2
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2
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4
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2
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模块二、CAM刀具路径和机床基本操作
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2
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|
2
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4
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3
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模块三、CAM编程和机床传输程序操作
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2
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2
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4
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4
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模块四、二维外形轮廓加工
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4
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4
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8
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5
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模块五、挖槽铣削加工
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4
|
|
4
|
8
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6
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模块六、面铣削加工
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4
|
|
2
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6
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7
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模块七、钻孔加工
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2
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4
|
6
|
8
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模块八、雕刻加工
|
2
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|
4
|
6
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9
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模块九、Toolpaths刀具路径转换
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4
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|
4
|
8
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10
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模块十、Surface曲面加工与操作
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4
|
|
6
|
10
|
11
|
模块十一、Solid实体加工与操作
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4
|
|
6
|
10
|
12
|
模块十二、综合实训
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4
|
|
12
|
16
|
总计
|
90
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学习模块
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模块一、CAM工件管理和机床操作面板
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学时数
|
4
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学习目标
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(1)CAM工件、刀具材料合理选用
(2)不同工件、刀具材料切削参数选择计算
(3)工件外形、工件尺寸、工件装夹
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知识要点
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技能要点
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学习标准
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考核与评价
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(1)掌握不同工件材料尺寸
(2)选择合适刀具加工
(3)切削参数确定
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根据零件图纸,在CAM上选择合理毛坯材料,毛坯CAM加工中心编程中的装夹位置。
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1. 安装基准
2. 装夹牢固
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课堂直接考评:
1.能选择加工材料;
2.选定工件尺寸;
3.如何装夹工件;
4.机床面板按键及功能
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学习模块
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模块二、CAM刀具路径和机床基本操作
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学时数
|
4
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学习目标
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(1)加工中心机床选择
(2)掌握各工序的CAM刀具路径
(3)优化刀具路径
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知识要点
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技能要点
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学习标准
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考核与评价
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(!)CAM中机床类型选取
(2)获取NC数控程序。
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根据零件图纸,掌握CAM中各工序刀具路径,并优化其操作
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1.制订工艺流程
2.决定走刀方向
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课堂直接考评:
1.能进行CAM刀具路径优化、转换;
2.能进行机床起动、回零、对刀、补偿设定、数控程序编辑操作
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学习模块
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模块三、CAM编程和机床传输程序操作
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学时数
|
4
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学习目标
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(1)数控程序要符合某类型机床需要,必须掌握CAM机床类型与POST后处理技术
(2)掌握后处理程序器的配置
(3)掌握后处理程序的编辑与修改
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知识要点
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技能要点
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学习标准
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考核与评价
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(!)后处理程序结构配置
(2)数控刀位点数据的读取转换。
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掌握后处理程序结构配置,如钻孔加工指令的配置。
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1.根据机床选择后处理器
2.专用机床后处理器结构配置
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课堂直接考评:
1.能进行CAM零件自动编程的基本操作;
2.能正确设置机床通信协议、传输程序操作
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学习模块
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模块四、二维外形轮廓加工
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学时数
|
8
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学习目标
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(1)能正确编制二维外形轮廓的加工程序;
(2)会利用仿真软件调试程序并完成仿真加工;
(3)会在数控铣床(加工中心)上加工二维外形轮廓。
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知识要点
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技能要点
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学习标准
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考核与评价
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(1)数控铣削加工工艺
(2)加工工步的顺序确定各工步中所用刀具的结构,工件的定位、装夹、 切削用量的合理选用
(3)程序指令刀具补偿的建立与撤销、刀具补偿的意义
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根据零件图纸,工件坐标系的建立与调用程序编制过程实现在数控铣床(加工中心)上加工零件
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1.机床坐标系
2.工件坐标系
3.编程坐标系
4.轮廓铣削加工
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课堂直接考评:
1.熟悉CAM二维轮廓加工参数设置
2.熟悉宇航数控仿真、检验轮廓程序的操作过程
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学习模块
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模块五、挖槽铣削加工
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学时数
|
8
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学习目标
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(1)能正确编制内槽零件的加工程序;
(2)会利用仿真软件调试程序并完成仿真加工;
(3)会在数控铣床(加工中心)上加工内槽零件。
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知识要点
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技能要点
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学习标准
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考核与评价
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(1)数控铣削工艺
(2) 加工工序、刀具
类型、工件装夹
切削用量选择
(3)程序指令
(4)刀具半径补偿
(4)换刀点确定
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根据零件图纸,工件坐标系的建立与调用程序编制过程,实现在数控铣床(加工中心)上加工零件
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1.标准槽加工方式
2.槽的平面加工方式
3.开放式轮廓加工
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课堂直接考评:
1..熟悉CAM挖槽加工参数设置
2.熟悉宇航数控仿真、检验挖槽程序操作过程
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学习模块
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模块六、面铣削加工
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学时数
|
6
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学习目标
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1)了解加工路线与工艺要求的关系
2)能正确编制面加工程序;
3)会在数控铣床(加工中心)上面铣削操作。
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知识要点
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技能要点
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学习标准
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考核与评价
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(1)面铣加工知识
(2)面铣指令应用
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根据零件图纸,工件坐标系的建立与调用面铣削程序在数控加工中心上加工零件
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1.零件表面铣编程
2.面铣刀具选择
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课堂直接考评:
1..熟悉CAM面铣削加工参数设置
2.熟悉宇航数控仿真面铣削加工过程
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学习模块
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模块七、钻孔加工
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学时数
|
6
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学习目标
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(1)学会编制孔加工工艺;
(2)能运用所学的编程知识,编制相关的程序;
(3)在数控铣床上完成钻孔加工,在机床能进行钻孔操作。
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知识要点
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技能要点
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学习标准
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考核与评价
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(1)钻孔切削用量
(2)钻头知识
(3)钻孔工艺分析
(4)钻孔过程中注意事项
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(1)中心钻选择
(2)深孔钻加工
(3)沉孔加工注意事项
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1.中心孔加工
2.沉孔加工
3.深孔加工
4.攻丝操作
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课堂直接考评:
1.熟悉CAM中心孔、深孔、沉孔等钻孔加工参数设置
2.能掌握优化钻孔的路径和编辑钻孔POST后处理过程
3.熟悉宇航数控钻孔仿真过程
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学习模块
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模块八、雕刻加工
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学时数
|
6
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学习目标
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(1)学会编制雕刻加工工艺;
(2)能运用所学的编程知识,编制相关的程序;
(3)在数控加工中心机床上进行文字图案加工操作。
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知识要点
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技能要点
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学习标准
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考核与评价
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(1)雕刻切削用量
(2)雕刻刀具
(3)雕刻工艺分析
(4)雕刻过程中注意事项
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(1)掌握雕刻程序编制
(2)掌握雕刻加工操作
(3)注意雕刻加工事项
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1.雕刀选用
2.雕刻文字
3雕刻图案
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课堂直接考评:
1.能运用CAM进行图片转换浮雕的过程
2.能进行CAM雕刻加工及参数设置
3.能进行四轴雕刻加工及程序仿真检验
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学习模块
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模块九、Toolpaths 刀具路径转换
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学时数
|
8
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学习目标
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(1)了解极坐标编程指令;
(2)了解镜像变换编程指令;
(3)了解缩放变换指令;
(4)了解移动,旋转,复制等变换操作。
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知识要点
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技能要点
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学习标准
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考核与评价
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极坐标、镜像、缩放等指令格式及应用
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根据零件图纸,在CAM中进行极坐标、镜像、缩放等刀具路径的变换操作,在加工中心上进行刀具路径变换加工
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1.刀具路径的极坐标转换
2. 刀具路径的镜像转换
3. 刀具路径的缩放转换
4. 刀具路径的旋转转换
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课堂直接考评:
1.能学会运用CAM进行刀具路径的移动,旋转,复制操作
2.能学会运用CAM进行刀具路径的缩放、镜像操作
3.在宇航数控软件上进行仿真检验加工
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学习模块
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模块十、Surface曲面加工与操作
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学时数
|
10
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学习目标
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(1)学会分析数控曲面铣削零件程序编制的工艺;
(2)能运用所学的编程知识,编制相关的程序;
(3)在数控铣床上完成曲面切削加工,并在加工过程中能实现机床操作,达到数控铣床操作工初、中级的要求。
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知识要点
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技能要点
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学习标准
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考核与评价
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(1)不同毛坯材料切削用量
(2)曲面加工工艺
(3)刀具路径、刀削方向
(4)曲面公差控制
(5)曲面加工程序编制注意事项
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(1)掌握工件毛坯的选择及装夹方法
(2)能合理选择曲面加工刀具
(3)掌握曲面粗/精加工方法
(4)掌握曲面加工参数设置和曲面公差控制
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1. 曲面八种粗加工
2. 曲面十一种精加工
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课堂直接考评:
1.学会CAM曲面粗/精加工方法的合理选取
2.学会曲面加工路径与切削方向设置
3.宇航数控仿真曲面加工
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学习模块
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模块十一、Solid实体加工与操作
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学时数
|
10
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学习目标
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(1)学会分析实体零件铣削程序编制的工艺;
(2)能综合运用所学的编程知识,编制相关的程序;
(3)在数控铣床上完成实体切削加工,并在加工过程中能实现文明操作,达到数控铣床操作工初、中级的要求。
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知识要点
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技能要点
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学习标准
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考核与评价
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(1)不同毛坯材料切削用量
(2)刀具相关知识
(3)加工工艺分析
(4)基点计算
(5)程序编制过程中的其他注意事项
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(1)工件毛坯的选择及装夹方法的选择
(2)刀具的选择
(3)综合量具的使用及其他注意事项
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1抽取实体特征
2.实体编程
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课堂直接考评:
1.学会CAM实体设计与编辑
2.学会CAM实体铣削加工设置
3.宇航数控仿真实体加工
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学习模块
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模块十二、综合实训
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学时数
|
16
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学习目标
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(1)学会分析数控铣削零件程序编制的工艺;
(2)能综合运用所学的编程知识,编制相关的程序;
(3)在数控铣床上完成切削加工,并在加工过程中能实现文明操作,达到数控铣床操作工中、高级的要求。
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知识要点
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技能要点
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学习标准
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考核与评价
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(1)不同毛坯材料切削用量
(2)刀具相关知识
(3)加工工艺分析
(4)基点计算
(5)程序编制过程中的其他注意事项
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(1)工件毛坯的选择及装夹方法的选择
(2)刀具的选择
(3)综合量具的使用及其他注意事项
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1.轮廓、实体和曲面综合编程
2.复杂零件数控加工工序
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课堂直接考评:
1.熟悉CAM零件编程加工工艺
2.合理选择切削工序加工参数
3.能进行复杂零件的CAM编程
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五、课程实施建议
1.课程组织形式
本课程从应用的角度出发,按照“知识够用,教学内容实用,训练案例管用”原则,精心选择课程教学内容,突出体现高职“知识、职业,素质”目标要求,将课程内容组成不同的知识能力模块,采取由简到难,由浅入深,由易到难,由单一到综合教学层次过程,以项目模块为向导,以典型工作任务为主设立课程教学项目,通过教师指导学生展开自立学习,完成工作任务或项目,实现对工作过程的认识和对完成工作任务的体验,从而形成职业岗位能力。
2.教学方法
(1)项目分析引导法
从项目入手,分析所要完成的任务,从知识和操作技能开始进行引导,学的时候容易理解,效果较好。
(2)任务驱动法
要实现具体的任务,促使学生在学习时,思考如何一步步的完成任务。
(3)“教、学、做”引导法
通过教师示范、学生练习及教师指导相结合帮助学生提高实训技能,并在实训中掌握理论知识。
3.考核方式设计
(1)评价方式:
倡导“根据实用、适用” 原则出题,在试题内容分为两部分:理论占30%,实际占30%,(课程相关内容的讨论及课外作业。以期末考试、阶段性测试、平时(作业及课堂提问)等综合考核学生综合分析、推理、判断及自主学习的能力。
课堂展开自评互评,以听课、说课、集体备课为途径,鼓励创新。注重典型,营造良好的学术教学范围。平时与学生交流倾听学生评教,了解学生对课程的要求、意见和建议,将学生的客观准确评价和学习效果纳入评价体系中,促进教学改革。
(2)考核要求具体说明:
考试成绩按百分制计分,总评成绩=平时成绩占30%(含出勤率10%,平时作业20%,平时作业不少于6次)+期末考试成绩70%。
4.教材、教学参考书及教学资源利用
(1)教材
《加工中心编程与制造》何平主编,国防工业出版社
《MasterCAM x3基础培训标准教程》刘胜国主编,北京航空航天大学出版社
(2)教学参考书
《masterCAM设计与制造应用教程》孙祖和主编,机械工业出版社
《masterCAM中文版基础教程》陈德航主编,人民邮电出版社
《masterCAM应用于实例》蔡东根主编,人民邮电出版社
(3)教学资源利用
http://www.mastercamchina.com/index.asp
5.教学条件配备建议
(1)实训条件
数控技术实训中心:至少配置数控铣床3台、加工中心6台;计算机50台。
(2)教学软件
数控仿真实训软件:宇航数控仿真软件50点
CAM数控编程软件:MasterCAM X3
(3)师资保障
专职教师8人,研究生学历7人,工程师职称1人,负责实训指导1 人。
【附】执笔:章伟涌 审核:朱丹 审定:蔡晓霞 修订时间:2015年6月