数控机床故障诊断与维修课程教案

名师精编优秀教案

池州职业技术学院

数控机床故障诊断与维修教案

课程编号：_________________

教师姓名：

专业班级：

开课时间：

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教案填写要求

1.一门课程的教案应包括三个层面的设计：

（1）课程内容、教学基本要求、教学手段、教学方法设计等，

主要解决本门课教什么、怎么教的问题

（2）各章节内容、教学方法、要求设计等，主要解决各章节教

什么，怎么教；

（3）一次课教学内容、教学方法、要求设计等，主要解决一次

课教什么、怎么教。

2.一次课的教案内容原则上应包括本次课的教学目的、教材分

析、教学过程、教学后记等方面。其中教学目的是课堂教学活动围

绕的中心和力求达到的目标。教材分析则要找出本次课的重、难点

及关键，并确立突出重点、克服难点、抓住关键的方案；教学过程

是教案的主体，要按引入新课、讲授、总结与巩固三方面详细设计;

教学后记足教案执行情况的经验总结，目的在于改进和调整教案，

为下一轮课讲授设计更加良好的教学方案。

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课次课型课堂教学

章

项目一：子项目一绪论

节

教1.了解本课程的性质：本课程是一门非常重要的专业课。

学

2.理解数控机床故障维护诊断的目的、内容和特点。

目

的3.了解数控机床诊断技术的发展。

4.了解数控机床故障维护诊断对人员的要求。

教学1.数控机床维护诊断的主要内容。

重占2.以系统的观点对机床进行维护诊断。

教学

难点从机械电气两个方面去总结机床故障的可能原因。

矗教具

讲档法PPT

授课

班

级

授课

日期

相关

（参考资料、指导学生阅读材料等）

素材

1.通过介绍现在机床使用的范1韦1越来越广，机床出现故障的可能性也越

来越高，机床维修的难度也越来越大，告诉学生本课程的重要性。

教

2.阐述机床的重要性，并引导学生从系统的观点来掌握机床维修的特点，

学

从而以理性的思维，规范的步躲去解决机床的故障。

后

.以表格和图片、动画、短篇录像等教学方式来讲述机床维修的目的、

记3

内容和特点，让学生对所学内容记忆深刻，

我认为第一节课是至关重要的，必须要利用各种教学手段激发学生

对本课程的学习兴趣，为后续教学打下良好的基础。

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♦引言

本学期我们一起来学习数控机床的维修，当今工业化的步伐正在加快，现

代化设备尤其是数控机床的应用也越来越普及，机床的维护和维修越来越重要，

而机床的维护人才却很缺乏。

教阐述现状，提出问题，展开本次课的教学，充分运用启发式教学，激发学

生的学习热情和学习兴趣。

学♦教学内容正文

一、机床维修的重要性：

在现代化工业生产中，数控的人才需求：300万（由产品的质量、数量和

过新产品的开发周期越来越短决定）.

数控人才的分类：简单操作（流水线）、会编程会操作数控机床、数控调

试工、数控维修工.

程二.本课程的学习任务、要求

1.熟悉数控机床维修的原则方法；

2.掌握数控机床安装调试验收的的知识、验收机床精度的方法；

3.熟悉数控机床的机械结构、调整方法；

4.掌握典型数控系统、伺服系统等的软硬件知识，具有对典型数控机床故障进

行初步诊断及判断的能力。

三.数控故障诊断及维护的目的

1.目的：技术需要、市场需要、企业的效益需要。

2.数控机床的可靠性衡量指标：平均有效度A

A二MTBF/（MTBF+MTTR）

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其中：MTBF-平均无故障时间；MTTR一排除故障的修理时间。

3.数控机床维修的意义：

(1).做好预防性维修,包含日常维护，尽量延长MTBF.

(2).提高故障维修效率,尽快恢复使用，尽量缩短MTTR.

四.数控故障诊断及维护的内容

数控机床的故障主要分机械故障和电气故障。

1.机床本体的维护内容：

(1).主轴箱的润滑和冷却；

(2).导轨副和丝杠螺母副的间隙调整、润滑；

(3).支承的预紧；

(4).液压和气动装置的压力和流量调整。

2.电气系统的维护内容：

(1).数控系统；

(2).伺服系统；

(3).强电柜及操作面板。

3.数控机床与电缆之间的接口:

(1).驱动电路；(2).

位置反馈电路；

(3).电源及保护电路；(4).

开/关信号连接电路。

五、数控故障诊断及维护的特点

1.数控机床故障诊断与维护的主要特点：高效率的自动化设备；处于生产的重

要环节；故障复杂，难于排除。

2.数控设备使用寿命一故障频率曲线(浴盆曲线)：初始使用期：相对稳定运行

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期；寿命终了期。

3.数控机床属于技术密集型和知识密集型设备，从系统的基本观点和原理出发,

考察研究对象,无论是机械或电气方面的问题,都要二者兼顾。

六、数控机床诊断技术的发展

1.通讯诊断（远程、海外诊断）

2.自修复系统

3.人工智能专家故障诊断系统

4.人工神经元网络（ANN）诊断

七.对数控维修人员的要求1.

知识面广

2.良好的系统的培训

3.良好的英语阅读能力

4.敢于实践，通过实践不断总结经验

5.敬业精神

6.持续的学习精神

总结与巩固（小结、考核知识点、作业等）

1.通过讲解，使学生认识到机床维修的重要性，激发其学习兴趣。

2.通过讲解实例，让学生认识到机床维修的复杂性，涉及到机械和电气方面的

很多知识，有一定的学习难度。而且要具备一定的实践知识，让学生有学习上

的心理准备。

3.掌握机床维修的目的、内容和特点。

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课次课型课堂教学

项目一：子项目二数控机床的故障处理

章

子项目三数控机床故障诊断的方法

节

子项目四数控机床的抗干扰

教

学1.掌握故障的分类和常见故障处理的步骤。

目

2.掌握常用的数控系统故障诊断方法。

的

3.熟悉机床的常见干扰，并知道解决干扰的方法。

1.数控机床故障处理的步骤；

教学

2.利用合适的故障处理方法去解决简单的系统故障问题审占

3.掌握机床抗干扰的方法。

教学

熟悉机床维修的基本方法，懂得对症下药，

难点

教学教具

讲授法PPT

方法

授

课

班

级

授课

日期

相关

（参考资料、指导学生阅读材料等）

素材

1.了解机床故障发生的规律和基本分类，对出现的机床故障进行分门别

教类的处理，利用学到的故障处理方法，对症下药。

2.维护好机床，可以延长机床的使用寿命，做好对机床的日常维护尤为

学

重要，从而引导学生树立正确的质量观念，对学生进行潜移默化的生产

后知

识教育。

记3.

与学生互动，畅所欲言，分析机床发展的现状和发展方向。鼓励学生

努力学习，帮助他们建立自信心，去发展机床工业。

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♦引言

前一节课我们笥单的了解了机床维护的特点和内容，已经对机床维修有了

一定的认识，这节课我们共同来学习两个内容：1.数控机床的故障处理的方法、

要点。20数控机床的抗干扰。本次课我们将通进一步深入的学习，掌握机床维

教护维修的常用方法,

♦教学内容正文

子项目二数控机床的故障处理

学一.故障的分类（简单介绍）

1.按数控机床发生故障的部件分类：

主机故障，电气故障（分弱电故障和强电故障）

过Z按数控机床发生的故障的性质分类：

系统故障，随机性故障：。

3.按报警发生后有无报警显示分类：

程有报警显示的故障：（1）硬件报警显示的故障,

（2）软件报警显示故障，

二、故障处理对策

除非出现影响设备或人身安全的紧急情况，不要立即切断机床的电源。应保

持故障现场。

如果按复位后，故障不能消失，从以下方面进行调查：

＞检查机床的运行状态

＞检查加工程序及操作情况

＞检查故障的出现率和重复性

＞检杳系统的输入电压

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＞检查环境状态

＞外部因素

＞检查运行情况

＞检查机床状况

＞检查接口情况

子项目三数控机床故障诊断的方法

一、诊断步骤和要求

1.故障诊断

故障检测(确定有否故障)

故障判断(确定故障性质)

故障定位(确定故障部位)

2.故障诊断要求：

＞故障检测方法简便有效

＞使用的诊断仪器少而实用

＞故障诊断的所需的时间尽可能短

3.故障诊断原则：

(1).先外部后内部。

(2).先机械后电气，

(3).先静后动，(4).

先公用后专用。(5).

先简单后复杂。

(6).先一般后特殊，。

二、常用故障诊断方法

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1.直观法（望闻问切）

2.CNC系统的自诊断功能

3.数据和状态检查：接口检查、参数检查

4.报警指示灯显示故障

5.备板置换法（替代法）

6.交换法

7.敲击法

8.测量比较法

总之，各种故障诊断方法各有特点，要根据故障现象的特点灵活的组合应用。

子项目四数控机床的抗干扰

一.电磁波干扰

电火花、中、高频电加热设备的电源都会产生强烈的电磁波，通过空间传播被

附近的数控系统所接受，如果能量足够就会干扰数控机床的正常工作。（远离这

些设备）

二.供电线路干扰

＞输入电压过压或欠压引起电源报警而停机

＞电源波形畸变所引起错误信息会导致CPU停止运行

三.信号传输干扰

＞串模干扰一干扰电压叠加在有用信号上.

＞共模干扰一干扰电压对二根或以上信号线的干扰大小相等、相位相同。

四.抗干扰措施

1.减少供电线路的干扰

2.减少机床控制中的干扰

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3.屏蔽技术（电磁、静电屏蔽）

信号线采用屏蔽线（铜质网状）、穿在铁质蛇皮管或铁管中关键元件或组

件采用金属容器屏蔽。

4.保证“接地”良好

“接地”是数控机床安装中一项关键的抗干扰技术措施。电网的许多干扰都

市通过“接地”对机床起作用的。

接地的要求:接地要可靠（接地电阻应小于100欧姆）、

接地线要粗（应大于电源线的截面积）。

总结与巩固（小结、考核知识点、作业等）

1.本次课非常重要，讲解了解决机床故障的一般步骤，以后的教学都妆按照这

个步骤进行讲解，所以要帮助学生建立这样的概念。

2.机床的故障排除方法要因地制宜，本次课可简要介绍，要学生有初步印象，

并掌握基本知识为以后的学习打下基础。

3.机床的干扰比较难讲，要注意方法，学生不是很懂，要注意方法。

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课次课型实验教学

章

项目一：子项目五数控机床故障诊断的常用仪器与技术资料

节

教

学

目掌握常用仪器的使用方法及技术资料的查询

的

教学

万用表、示波器的使用

重点

教学

万用表、示波器的使用

难点

教学教具

讲授法PPT

方法挂图

授课

班级

授课

日期

相关

（参考资料、指导学生阅读材料等）

素材

教

1.本次课的内容以学生动手为主，主要教会学生两个重要仪器电子万用

学

表和示波器的使用，为以后的实训教学打下基础。

后

记2.学生对示波器的使用较为陌生，淡化理论，教会其正常使用即可。

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♦引言

同学们，我们今天进行实验教学，今天我们要学会使用万用表和示波器。

♦教学内容正文

子项目五数控机床故障诊断的常用仪器与技术资料

教一、诊断常用的仪器仪表及工具

1.仪器仪表

＞万用表一可测电阻、交直流电压、电流;

学＞相序表一可检查直流驱动装置输入电流的相序；

＞示波器一检查信号波形;

＞钳形电流表一不断线检测电流；

过＞振动检测仪一可测机床振动情况；

＞检脉冲发生笔与逻辑测试笔一检测输出电平，以判别其功能正常与否.

2.工具

程“+”、“一”螺丝刀、钳子、镜子、烙铁等.

二、诊断用技术资料

＞数控机床电气使用说明书

＞数控机床电气原理图

＞数控机床电气连接图

＞数控机床结构简图

＞数控机床参数表

＞数控机床PLC控制程序

＞数控系统操作手册

＞数控系统编程手册

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＞数控系统安装与维修手册

实验目的：学会使用电子万用表和示波器。

实验装置：电子万用表、示波器

实验项目：

1、电子万用表的使用

D、学会交、直流电压测量

2、学会电阻测量

3、学会频率测量

4、学会通断测试

以上项目均在数控实训台上操作，要求测出机床工作时的各部分工作电玉、部

分器件电阻、交流电的工作频率、某线路的通断测试等。

2、示波器的使用

通过示波器的使用，测量机床实训台工作时光栅、光电脉冲编码器的波形图。

实验小结：

1.记录实验中测得的数据，并描绘出波形。

2.总结万用表和示波器的使用方法和注意事项。

♦总结与巩固（小结、考核知识点、作业等）

1.仪器的使用本次课的关键。尽管操作难度不大，但部分学生仍需加强电类基

础课程的学习。

2.作业：完成实验报告。

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课次课型课堂教学

章

项目二：数控机床的维护

节

教

1.埋解机床维护的重要性。

学

2.掌握机床点检的内容、意义、方法。

目

3.知道“5S”管理的内容、方法。

的

4.掌握机床日常维护的要点。

教学1.机床点检的内容、意义、方法

重占2.“5S”管理

教学

点检的内容、方法；“5S”管理的意义

难点

教学教具

讲授法PPT

方法

授

课

班

级

授课

日期

相关

（参考资料、指导学生阅读材料等）

素材

1.本次课内容为后面的现场教学和综合实训项目作准备，重点是让学生

教

弄清楚机床日常维护的重要性。

学

2.管理才能出效益。现在工厂非常重视管理，给学生灌输先进的管理投

念也三三常重要，同时辅助以实例，效果很明显,口

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♦引言

同学们，我们今天开始单元二的学习一数控机床的维护。把机床维护好也

十分地重要。

♦教学内容正文

教项目二：数控机床的维护

一.点检一按有关维护文件的规定，对数控机床进行定点、定时的检查和维护

（图表讲解，列举实例）

学1.专职点检一重点设备、部位一设备部门2.

日常点检一一般设备的检查及维护一车间

3.生产点检一开机前检查、润滑、日常清洁、紧固等工作一操作者

过二“5S”管理

三.数控系统的日常维护

1.机床电气柜的散热通风；

程2.尽量少开少开电气控制柜门；

3.纸带阅读机的定期维护；

4.支持电池的定期更换；

5.备用电路板的定期通电；

6.数控系统长期不用时的保养一经常通电。

♦总结与巩固（小结、考核知识点、作业等）

1.介绍机床点检的目的和内容。

2.好好的维护好机床，会大幅度提高机床的使用寿命，增强管理意识，灌输“5S”

质量管理体系内容，课后去寻找“5S”管理的实例。

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课次课型现场教学

早-

项目二：数控机床的维护

节

教

学

目通过实地参观，了解管理的重要意义。

的

教

学

重点“5S”管理

教学

“5S”管理

难点

教学教具

讲练一体的学注•PPT

方法Ml

授课

班级

授课

S期

相关

（参考资料、指导学生阅读材料等）

素材

1.我系建有国家数控实训基地，运行已有近两年的时间，无论是管理还

鳌设名

「的维护、使用上都非常接近与现场，利用已有的实训条件，帮瞿

!立管理意识，显得更为重要尸子

学生至

过实地参观，可以鼓励学生灿发现问题，并提出改进措施记

2.通

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♦引言

同学们，我们今天来到我系的国家级数控实训基地进行参观，学习“5s”

管理，并欢迎大家提出意见和改进措施。

♦教学内容正文

教项目二：数控机床的维护

参观内容：我系数控实训楼一楼、二楼的数控实训车间。

参观方式：通过教师和实验员的讲解，把我系的数控实训楼的设备的使用、维

学护、管理等介绍给学生。

课后作业：写出1000字左右的实习感受，并提出意见和政改措施。

过♦总结与巩固（小结、考核知识点、作业等）

1.现场教学结合实训环境效果较好。

2.课后作业：写出1000字左右的实习感受，并提出意见和政改措施。

程

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课次课型实训教学

章

综合项目实训：数控机床的点检

节

教

1.掌握机床点检的内容。

学

2.掌握机床点检的方法。

目3.树立薮及机床维护的意识。

的

教学

机床点检的内容和方法

重点

教学

难点机床点检的内容和方法

教学教具

案例教学法PPT

方法挂图

授

课

班

级

授课

H期

相关

（参考资料、指导学生阅读材料等）

素材

1.本次课通过数控车床，并将机床的点检卡发给学生，让其填写。

2.通过点检卡的填写，可以让学生掌握机床维护的基本步骤和方法，通

过“过程导向”的教学方法，实施效果较好。

3.最后再让学生讨论今天的点检内容以及注意事项，达到一个较好的教

学效果。

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♦引言

同学们，我们对我系的数控车床进行点检。

♦教学内容正文

实训项目：数控机床的点检

教实训目的：掌握机床点检的内容、方法。

实训装置：CAK6140车床实训台

实训内容：参见点检卡

学讨论：讨论点检中遇到的问题，并交换检查结果。

方案实施；1、以组为单位，每组学生以2—3人为宜，轮换对数控车进行点检。

2、每台机床旁边每次控制在3-4组左右。

过3、每次点检不超过20分钟。

♦总结与巩固（小结、考核知识点、作业等）

1.机床点检卡。

程Z课后作业：完成实训报告和点检卡。

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课次课型实训教学

章项目三：数控机床的精度及性能检验

节综合项目实训一：数控机床的几何精度检验

教

1.了解机床几何精度的概念

学

2.理解影响机床加工精度的参数

目

3.掌握机床精度检测的方法

的

教学1.理解影响机床加工精度的参数。

重点2.掌握机床精武检测的内容。

教学

掌握机床精度检测的方法

难点

教学

文训热学注、导入法、型例里学法PPT、勺二物

万法持图

授课

班级

授课

日期

相关

（参考资料、指导学生阅读材料等）

素材

1.机床的本身精度对机床加工是非常重要的，本节课应理论联系实际，

教

就决议下问题：机床精度验收的内容及方法（理论、实际）；机床精度验

学

收的意义。

后2.精后检测的内容非常多，一个一个详细地讲解既十分繁琐，教学效果

记

也很差，选择重点性的讲解，讲解精度检测的方法，从实践出发，把动

手和录像结合起来，让学生有实际的认识，

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♦引言

同学们，引起机床加工误差得因素有哪些呢？（提问）其中机床本身得精

度是非常重要的因素。那么具体机床精度又包括哪些内容呢，又该如何检测呢？

♦教学内容正文

教一.几何精度检验

1.几何精度检验的概念：

又称静态精度检验，是综合反映机床关键零部件经组装后的综合儿何形状误差。

学Z检测条件

（1）必须在地基及地脚螺栓固定在混凝土上完全固化后才能进行；

（2）应在精调后一气呵成的完成检测；

过（3）应尽可能的消除检测器具和检测方法的误差；

（4）应在机床稍有预热的状态下进行.

3.检测工具

程常用的检测工具有精密水平仪、精密方箱、直角尺、平尺、平行光管、千分表、

测微仪及高精度主轴心棒等。检测工具的精度必须比所测的几何精度高一个等

级。

（一）卧式加工中心儿何精度检验（图表讲解和小录像演示）

1）X、Y、Z坐标轴的相互垂直度。

2）工作台面的平行度。

3）X、Z轴移动时工作台面的平行度。

4）主轴回转轴线对工作台面的平行度。

5）主轴在z轴方向移动的直线度。

6）Z轴移动时工作台边界与定位基准面的平行度。

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7）主轴轴向及孔径跳动。

8）回转工作台精度。

（二）卧式数控车床几何精度检验（简单介绍，并与卧式加工中心做简单比较）

斜床身、带转盘刀架的卧式数控车床，其几何精度检测内容和方法

二.对CK6132型机床进行几何精度检验

实训目的：机床几何精度的检验

实训装置：CAK6140型车床、相关检测工具

实训内容：检测机床几何精度（根据实验条件进行更新，具体请参照实讥报告）

实训小结：完成实训报告。

总结与巩固（小结、考核知识点、作业等）

1.总结机床精度检测的内容方法，知识点多，检测方法的掌握尤其困难，要善

于利用多媒体的教学手段，多放些小录像，增加学生的实践认识。尽可能得掌

握本次课得内容。

2.掌握机床精度验收的一般方法。掌握数控机床精度验收的基本内容。

3作业：完成实训报告

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课次课型实训教学

章项目三：数控机床的精度及性能检验

节综合项目实训二：数控机床的定位精度检验

教

1.了解机床;定位精度、切削精度的概念

学

2.理解影响彳蠹殷寓懿参数

目3.掌握机床^

的

教学1.理解影响机床加工精度的参数。

重点2.掌握机床精度检测的内容。

教学

掌握机床精度检测的方法

难点

教学

R训班学法、导人法、型例里学法PPT、勺二物

万法持图

授课

班级

授课

日期

相关

（参考资料、指导学生阅读材料等）

素材

1.机床的本身精度对机床加工是非常重要的，本节课应理论联系实际，

教

就决议下问题：机床精度验收的内容及方法（理论、实际）；机床精度验

学

收的意义。

后2.精后检测的内容非常多，一个一个详细地讲解既十分繁琐，教学效果

记

也很差，选择重点性的讲解，讲解精度检测的方法，从实践出发，把动

手和录像结合起来，让学生有实际的认识，

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♦引言

同学们，上次课我们已经对机床的几何精度进行了检验，本次课我们将对

机床的定位精度进行检验。

♦教学内容正文

教一、定位精度的检验（图表讲解和小录像演示）

1.直线运动定位精度

2.直线运动重复定位精度

学L直线运动的原点复归精度

4.直线运动失动量

5.回转工作台的定位精度

过（.回转工作台的重复分度精度

7.数控回转工作台的失动量

8.回转工作台的原点复归精度

程二、切削精度检验

数控机床切削精度检验，又称动态精度检验，是在切削加工条件下，对机床几

何精度和定位精度的一项综合考核。切削精度检验可分单项加工精度检验和加

工一个标准的综合性试件精度检验两种。

（一）加工中心切削精度

1.悭孔精度

2.镂孔的同轴度

3.镇孔的孔距精度和孔径分散度

4.直线铳削精度

5.斜线铳削精度

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6.圆弧铳削精度

7.过载重切削

（二）数控卧式车床的车削精度

对于数控卧式车床，单项加工精度有：外圆车削、端面车削和螺纹切削.

1.外圆车削

2.端面车削

3.螺纹切削

4.综合试件切削

三.对CAK6M0型机床进行定位精度检验

实训目的；机床定位精度的检验

实训装置:CAK6140型车床、相关检测工具

实训内容：检测机床定位精度（根据实验条件进行更新，具体请参照实讥报告）

实训小结：完成实训报告。

总结与巩固（小结、考核知识点、作业等）

1.总结机床精度检测的内容方法，知识点多，检测方法的掌握尤其困难，要善

于利用多媒体的教学手段，多放些小录像，增加学生的实践认识。尽可能得掌

握本次课得内容。

2.掌握机床精度验收的一般方法。掌握数控机床精度验收的基本内容。

3完成实训报告

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课次课型实训教学

章项目三：数控机床的精度及性能检验

节综合项目实训三：数控机床的性能检验

1.理解数捽机床验收的知识、验收内容C

教,

2.了能数控机床安装的知识及一般步骤d

了解数控机床安装调试内容：制就位组装、系统的联接和调整目

3.

4.通电试车、机床精度和功能调试、机床的试运行的

教学1.数控机床安装调试的内容

重点2.机床性能检验的内容、方法

教学

机床性能检验的内容、方法

难点

教学教具

讲授法、案例教学法PPT、实物

方法挂图

授

课

班

级

授课

日期

相关

（参考资料、指导学生阅读材料等）

素材

教

本节课内容是上次课一机床精度检测的一个延续。讲解时注意和上

学

次课的联系，不断强化精度检测的内容和方法，使之成为一个体系。讲

后

解时要注意学生的接收程度，有侧重点的讲解并注意用启发式的教学方

记

法

引导学生。

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♦引言

上次课，我们分析了机床精度检测的内容和方法，我们首先来回顾一下（提

问），那么，数控机床的整体验收又该如何呢？这就是我们这次课的内容。

♦教学内容正文

教实训项目三：数控机床性能检验

数控机床性能和数控功能直接反映了数控机床各个性能指标，它们的好坏将影

响到机床运行的可靠性和正确性，对此方面的检验要全面、细致。

学一.机床性能

（一）主轴性能

1.手动操作2.手动数据输入方式（MDI）3.主轴准停

过（二）进给性能

1.手动操作2.用手动数据输入方式（MDI）3.软硬限位4.回原点

（三）自动换刀（ATC）性能

程1.手动和自动操作2.刀具交换时间

（四）机床噪声

（五）润滑装置

（六）气、液装置

（七）附属装置

二.进行实训，完成数控机床性能检验卡

♦总结与巩固（小结、考核知识点、作业等）

L数控机床的验收内容很多，理论性和实践性都很强。完全掌握非常困难，要

和后面的精度检测的实验联系起来，用实践来巩固。

2.课外作业：完成实训报告。

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课次课型实训教学

早项目三：数控机床的精度及性能检验

节综合项目实训四：数控功能检验

教

学

理解数控功能检验的内容、方法。

目

的

教学

数控功能检验的内容、方法

重点

教

学

难

点数控功能检验的内容、方法

教学

讲授法、案例教学法PPT、实物

授

课

班

级

授课

日期

相关

（参考资料、指导学生阅读材料等）

素材

教

本节课内容是上次课一机床精度检测的一个延续。讲解时注意和上

学

次课的联系，不断强化精度检测的内容和方法，使之成为一个体系。讲

后

解时要注意学生的接收程度，有侧重点的讲解并注意用启发式的教学方

记

法

引导学生。

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♦引言

上次课，我们分析了机床精度检测的内容和方法，我们首先来回顾一下（提

问），那么，数控机床的整体验收又该如何呢？这就是我们这次课的内容。

♦教学内容正文

教实训项目四：数控功能检验

数控机床性能和数控功能直接反映了数控机床各个性能指标，它们的好坏将影

响到机床运行的可靠性和正确性，对此方面的检验要全面、细致。

学一、数控功能

1.运动指令功能

2.准备指令功能

过上操作功能

4.CRT显示功能

二、连续空载运行

程数控机床出厂前，一般都要经过96h的自动连续运行，用户在调整验收时,

只要做8〜16h的自动连续运行就可以了。-一般来说，机床8h连续运行不出故

障，表明其可靠性已达到一定水平。

三.完成实训报告

♦总结与巩固（小结、考核知识点、作业等）

L数控机床的验收内容很多，理论性和实践性都很强。完全掌握非常困难，要

和后面的精度检测的实验联系起来，用实践来巩固。

2.熟悉机床验收的步骤和方法。

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课次课型课堂教学

章

项目四：子项目一数控机床主传动链的故障诊断

节

1.理解数捽机床机械系统结构的组成C，

教，

2.理解数控机床机械系统结构特点…

3.掌握机械系统的故障诊断方法日

4.掌握主轴部件的维修的

教学1.机械故障诊断方法的使用。

重点2.主轴部件的重点部位的维护、维修。

教

学

1读.图

难点

2.主轴常见故障的解决

教学教具

讲授法PPT

方法持图

授课

班级

授课

日期

相关

（参考资料、指导学生阅读材料等）

素材

教

判断机床的机械故障需要方法，掌握一定的方法和必要的步骤是十

学

分必要的。熟悉常用的机械诊断仪器。主轴部件是机床中易损坏的部件

后

之一，从主轴的组成入手，搞清楚其需要重点维护的部位。弄懂常见故

记

障的排除。

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♦引言

数控机床总体上分为机械和电气两大部分，请同学们谈谈对机床机械部分

的认识（简单的互动讨论）。我们进入到本章的学习，学习机床机械故障的排除。

♦教学内容正文

教r•项目一：数控机床主传动链的故障诊断

主轴部件应具有与本机床工作性能相适应的高回转精度、刚度、抗振性、耐磨

性和低的温升；在结构上必须能解决刀具和工件的装夹、轴承的装配、袖承间

学隙调整和润滑密封等问题。

数控机床的主轴部件一般包括主轴、主轴轴承和传动件等。对于加工中心，±

轴部件还包括刀具自动夹紧装置、主轴准停装置和主轴孔的切屑消除装置。

过主轴轴承的配置形式

数控机床主轴轴承主要有以卜.几种配置

形式：

程（1）前支承采用双列短圆柱滚子轴承和

60度角接触双列向心推力球轴承，后支

承采用向心推力球轴承,如图2-30（a）

所示。

（2）前支承采用高精度双列向心推力球轴承，如图2-30（b）所示。

（3）前支承采用双列圆锥滚子轴承，后支承采用单列圆锥滚子轴承，如图2-30

（c）所示。

一、维护特点

1、主轴润滑

（1）油气润滑方（2）喷注润滑方式

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2、防泄漏（如图所示）

3、刀夹装置

7：24大锥度锥柄

二、主传动链的维护

1、熟悉主传动链的结构、性能参数；

2、注意主轴油箱温度和油量；

3、住传动链出现故障，应立即停机排除故障；

4、防止皮带打滑造成的丢失现象；

5、定期观察液压系统的压力表；

6、注意保持主轴与刀柄连接部位及刀柄的清洁；

7、每年清洗过滤器和更换液压泵滤油器；

8、每天检查主轴涧滑恒温油箱，使油充足；

9、防止各种杂质进入油箱，保持油液清洁；

10、要及时调整主轴中液压缸活塞的位移量；

11、经常检查压缩空气气压，并调整到标准要求值。

三、主传动链的故障诊断（讲解重点，逐条分析，并加以实例）

1、主轴发热

轴承损伤或不洁；主轴前端盖与箱体压盖研伤；润滑油脂耗尽或油脂涂抹过多。

2、主轴噪声

缺少润滑、大小皮带平衡不佳；齿轮啮合间隙不均或齿轮损坏；传动轴损坏或

弯曲。

3、润滑油泄漏

润滑油量过多；密封件是否破损；管件损坏。

4、刀具不能夹紧

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碟形弹簧位移量较小；刀夹弹簧上螺母是否松动。

5、刀具夹紧后不能松开

松刀弹簧压合过紧；液压缸压力和行程不够。

6、主轴在强力切削时停转

电动机与主轴连接的皮带过松；皮带表面有油、使用过久；摩擦离合器调整过

松或磨损。

7、主轴没有润滑油循环或润滑不足

油泵转向不正确或间隙过大；吸油管没有插入油箱的油面以下；油管或滤油器

堵塞；润滑油压力不足。

总结与巩固（小结、考核知识点、作业等）

1.主轴是数控机床的主要部件，通过本节要抓住以下几点进行讲解：

结合基础课的理论，复习和掌握主轴的几种功能及结构。

2.通过将结掌握常见主轴故障的排除方法

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课次课型课堂教学

早项目四：子项目二：数控机床进给传动链的故隙诊断

节滚珠丝杠螺母副和导轨副

.理解机床滚珠丝打副的结构特点

教12.

理解科，床滚珠丝扛副的维修要点刈

理解机床导轨副的结构会高

3.

理解机床导轨副的维修要照的

4.

1.机床进给部件的布置形式

教学

2.进给部件各环节的联接形式

重点

3.进给传动链中，消除间隙的方法、调试方法

教学1.读图

难点2.进给传动链中，消除间隙的方法、调试方法

教学教具

讲授法PPT

方法

授

课

班

级

授课

日期

相关

（参考资料、指导学生阅读材料等）

素材

教

机床的机械故障往往比较常见，也需要长时间的实践锻炼才能有一

学

定的经验，读懂这些机械图是关键。恰恰目前学生读图的能力不足，复

后

杂得装配图读不懂，讲解起来尤其费力。需要加强学生得读图能力，这

记

是解决机械故障得基础。

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♦引言

数控机床的进给传动链包括哪几个组成部分（提问），其中的重点是滚珠丝

扛副和导轨副，这就是我们今天学习的内容。

♦教学内容正文

教（一）滚珠丝杠螺母副

一、滚珠丝杠螺母副的维护（图表讲解）

1、轴向间隙的调整

学2、支承轴承的定期检查

3、滚珠丝杠副的涧滑

4、滚珠丝杠的防护

过二、滚珠丝杠副的故障诊断（结合实例讲解）

1、滚珠丝杠副噪声

轴承的压盖压合情况不好；轴承可能破损；联轴器松动；丝杠润滑不良：滚珠

程有破损。

2、滚珠丝杠运动不灵活

轴向载荷过大；丝杠与导轨不平行；轴线与导轨不平行；丝杠弯曲变形,

3、滚珠丝杠副润滑状况不良

检查各滚珠丝杠副阀滑

（二）导轨副

一、导轨副的维护（图表讲解）

1、间隙调整

（1）压板调整间隙（2）镶条调整间隙（3）压板镶条调整间隙

2、滚动导轨的预紧

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（1）采用过盈配合

（2）调整法

3、导轨的润滑

常用的润滑剂有•润滑油和润滑脂。

（1）润滑方法

人工定期加油或用油杯供油；

润滑泵供油。

（2）对润滑油的要求

工作温度变化时润滑油粘度要小，要有良好的润滑性能和足够的油膜刚度。

二、导轨的故障诊断（结合实例讲解）

1、导轨研伤

机床长期使用，地基与床身水平有变化，使导轨局部单位面积负荷过大；长期

加工短工或承受过分集中的负荷，使导轨局部磨损严重；润滑不良、材质不佳;

质量不符合要求；机床维护不良，导轨里落入赃物。

2、导轨上移动部件运动不良或不能移动

导轨面研伤；导轨压板研伤；导轨镶条与导轨间隙太小，调的太紧。

3、加工而在接刀处不平

直线度超差；工作台塞铁松动或塞铁弯度太大；机床水平度差，使导轨发生弯

曲。

总结与巩固（小结、考核知识点、作业等）

1.进给传动链的维护内容是非常多的，关键是读图。这两节课机械结构图很多，

用利用动画和图表，给学生进行讲解。

2.掌握进给传动链维护的要点和常见故障的排除。

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课次课型现场教学

章

项目四综合项目实训三：刀具不能夹紧或夹紧后不能松开的故障诊断

节

1.掌握理解机床刀库和换刀机械手的特点：

教

2.掌握理解机床刀库和换刀机械手的维修要点。

理解机床液压和气压传动系统的特点日,

3.

理解机床液压和气压传动系统的维修是点的

4.

教学1.掌握机床刀库和换刀机械手的维修。

重点2.液压系统的重点部件的维护。

教学

读图，并掌握数控车床和加工中心的换刀过程

难点

教学教具

案例教学法、导入法PPT、数捽实训分

方法挂图

授课

班级

授课

日期

相关

（参考资料、指导学生阅读材料等）

素材

换刀故障也是比较常见的故障，要从换刀原理出发，去分析问题。

教

笠

问用ppt和Flash动画，帮助学生理解，加强读图的能力。

学

液气压故障大多是由于液气压元件的老化、损坏所造成，或者是油

后

路堵塞所致，学生大都已忘记这方面的知识，课前要求他们回去复习一

记

下相关的液气压知浜，对于本次课是十分有益的。

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♦引言

同学们已经学习了主轴和进给传动链的维护、维修，下面我们开始学习刀

库和换刀机械手及液气压元件的维护。

♦教学内容正文

教（一）刀库及换刀装置

常见故障表现在：刀库运动故障、定位误差过大、机械手夹持刀柄不稳定和机

械手运动误差过大等。

学一、维护要点（图例讲解）

1、防止换刀时掉刀或刀具或工件、夹具等发生；

2、顺序选刀应使刀具放置在刀库上的顺序要正确;

过以用手动方式装刀时要确保装到位、装牢靠；

4、检查是否回零且换刀点位置是否到位;

5、要注意保持刀具刀柄和刀套的清洁；

程（、开机时，应先使刀库和机械手空运行，检查各部分工作是否正常，特别是各

行程开关和电磁阀能否正常动作。

二、刀库与换刀机械手的故障诊断（结合实例）

1、刀库中的刀套不能卡紧刀具

检查刀套上的调整螺母

2、刀具从机械手中脱落

检查刀具重量；机械手卡紧销损坏或没有弹出来。

3、刀库不能旋转

联结电动机轴与蜗杆轴的联轴器松动。

4、刀具交换时掉刀

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换刀时主轴箱没回到换刀点或换刀点漂移

5、机械手换刀速度过快或过慢

以气动机械手为例，气压太高或太低和换刀勺阀节流开口太大或太小。

（二）液压与气压传动系统

一、液压传动系统

1、驱动对象

有液压卡盘、静压导轨、变速液压缸、主轴箱液压平衡、液压驱动机械

手和主轴松刀液压缸等。

2、液压系统的维护要点

＞控制油污，保持清洁；

＞控制温升，减少能耗；

＞控制液压系统泄漏；

＞防止液压系统振动与噪声；

＞严格执行日常点检制度；

＞严格执行定期紧固、清洗、过滤和更换制度。

3、液压系统的点检

＞液压阀、缸及管接头是否泄漏；

＞泵与马达是否有异常噪声等现象；

＞系统各处压力是否处于正常范围内；

＞油温是否在允许范围内；

＞系统工作时是否有高频振动；

＞辅助件是否损坏、是否需要更换。

二、气动系统

1、驱动对象（如图所示）

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2、气动维护要点

(1)保证供给洁净的压缩空气；

(2)保证空气中含有适量的润滑油；

(3)保证气动系统的密封性；

(4)保证气动元件中运动零件的灵敏性；

(5)保证气动装置具有合适的工作压力和运动速度。

3、气动系统的点检和定检

＞管路系统点检

＞气动元件的定检。

♦总结与巩固(小结、考核知识点、作业等)

1.由于刀库和换到机械手的部件结构复杂，刀具交换部件的动作繁多，学习的

重点是调整。着重讲解结构中易出现间隙的环节。。

2.读懂简单的液气压图，帮助学生回顾相关知识点，总结出常见的故障点和故

障排除方法。

3.作业：P598

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课次课型课堂教学+实训教学

章

项目五：子项目一数控实训台电路板的连接

节

教

1.理解电源问题是机床中常出现的问题，并掌握常见的几种电源故障处

学

目理方法。

2.掌握机床电气连接。

的

教学1.解决机床常见的电气故障

重点2.机床的电气连接

教学

读懂数控机床的电气原理图，解决数控机床中出现的电源问题。

难点

教学

案例教学法、讲练二体教学4LXPPT、勺二物

方法

授课

班级

授课

日期

相关

（参考资料、指导学生阅读材料等）

素材

1.本次课内容较多，要结合