数控机床第1章教案

2024-05-21

数控机床第1章教案（共6篇）

篇1：数控机床第1章教案

第6章加工中心

第一讲加工中心概述课题：1.项目的引出 2.加工中心概述课堂类型：讲授

教学目的：1.了解加工中心的特点和用途

2.掌握加工中心的分类。

3.掌握加工中心的结构。

教学重点：1．加工中心的分类。

2．加工中心的结构。

教学难点：1．加工中心的分类。

2．加工中心的结构。教具：多媒体课件教学过程：

一、引入新课题

由加工中心加工的典型工件和与数控铣床进行比较引出本节内容。

二、教学内容

6.1.1 项目一

如图6-1（a）、图6-1（b）所示，这两个工件形状、工序较为复杂，需要多把刀具才能完成该工件的加工。它们分别是在立式加工中心、卧式加工中心上加工的工件。加工中心在现代制造业中应用十分广泛。本章将分别介绍立式加工中心和卧式加工中心的典型结构。

图6-1 加工中心加工的工件

6.2.1 加工中心的特点和用途

加工中心又称多工序自动换刀数控机床，是当今世界上产量最大，在现代机械制造业最广泛使用的一种功能较全的金属切削加工设备。

加工中心集中了金属切削设备的优势，具备多种工艺手段，能实现工件一次装夹后的铣、镗、钻、铰、锪、攻丝等综合加工，对中等加工难度的批量工件，其生产效率是普通设备的5～10倍。加工中心对形状较复杂，精度要求高的单件加工或中小批量生产更为适用。而且还节省工装，调换工艺时能体现出相对的柔性。

加工中心控制系统功能较多，机床运动至少用三个运动坐标轴，多的达十几个。其控制功能最少要两轴联动控制，以实现刀具运动直线插补和圆弧插补，多的可进行五轴联动，完成更复杂曲面的加工。

加工中心的突出特征是设有刀库，刀库中存放着各种刀具或检具，在加工过程中由程序自动选用和更换，这是它与数控铣床、数控镗床的主要区别。

加工中心在机械制造领域承担精密、复杂的多任务加工，按给定的工艺指令自动加工出所需几何形状的工件，完成大量人工直接操作普通设备所不能胜任的加工工作，现代化机械制造工厂已经离不开加工中心。

加工中心既可以单机使用，也能在计算机辅助控制下多台同时使用，构成柔性生产线，还可以与工业机器人、立体仓库等组合成无人化工厂。

加工中心的造价较高，使用成本也高。在正常情况下加工中心能创造高产值，但无论设备自身原因造成的意外停机还是人为原因的事故停机，都会造成较大的浪费。

6.2.2 加工中心的分类

现代加工中心机床单台的综合功能极强，而且不同类型的机床功能相交叉，目前大致按以下几种方式分类: 1.按主轴在加工时的空间位置分

（1）卧式加工中心。卧式加工中心的主轴轴线为水平设置。卧式加工中心又分为固定立柱式和固定工作台式。固定立柱式卧式加工中心的立柱不动，主轴箱在立柱上做上下移动，而装夹工件的工作台在平面上做两个坐标的移动，如图6-2（a）所示。固定工作台式（也称动柱式）卧式加工中心，装夹工件的工作台固定不动，以立柱和主轴箱的一同移动来实现三个坐标的运动及定位，如图6-2（b）所示。

图6-2 卧式加工中心

卧式加工中心具有3～5个运动坐标，常见的是三个直线运动坐标加一个回转运动坐标（回转工作台），它能在工件一次装夹后完成除安装面和顶面以外的其余四个面的加工，最适合加工箱体类工件。

（2）立式加工中心。立式加工中心主轴的轴线为垂直设置。立式加工中心多为固定立柱式，工作台为十字滑台方式，一般具有三个直线运动坐标，也可以在工作台上安装一个水平轴（第四轴）的数控转台，用来加工螺旋线类工件。立式加工中心适合于加工盘类工件，配合各种附件后，可满足各种工件的加工，如图6-3所示。

（3）五面加工中心。五面加工中心具有立式和卧式加工中心的功能，通过回转工作台的旋转或主轴头的旋转，能在工件一次装夹后，完成除安装面以外的所有五个面的加工。这种加工方式可以使工件的形位误差降到最低，省去二次装夹的时间，提高了生产效率，降低了加工成本。如图6-4所示。大型龙门式加工中心的主轴多为垂直设置主轴头并能旋转，尤其适用于加工大型或形状复杂的工件。

图6-3立式加工中心图6-4 五面加工中心

2.按功能特征分

（1）镗铣加工中心。镗铣加工中心以镗、铣加工为主，适用于加工箱体、壳体以及各种复杂零件的特殊曲线和曲面轮廓的多工序加工。“加工中心”一词一般就是特指镗铣加工中心，而其他功能的加工中心前面要加定语，如车削加工中心、电加工中心等。

（2）钻削加工中心。钻削加工中心以钻削加工为主，刀库形式以转塔头形式为主。适用于中小零件的钻孔、扩孔、铰孔、攻丝及连续轮廓的铣削等多工序加工。

（3）复合加工中心。复合加工中心除用各种刀具进行切削外，还可使用激光头进行打孔、清角，用磨头磨削内孔，用智能化在线测量装置检测、仿形等。

3.按运动坐标数和同时控制的坐标数分

加工中心有三轴二联动、三轴三联动、四轴三联动、五轴四联动、六轴五联动、多轴联动直线+回转+主轴摆动等。三轴、四轴„„是指加工中心具有的运动坐标数，联动是指控制系统可以同时控制运动的坐标数，从而实现刀具相对工件的位置和速度控制。如图6-5 所示为五轴联动加工中心。

图6-5 五轴联动加工中心

图6-6双工作台加工中心

4.按工作台的数量和功能分

加工中心按工作台的数量和功能可分为单工作台加工中心、双工作台加工中心和多工作台加工中心，如图6-6所示为双工作台加工中心。5.按主轴种类分

加工中心按主轴种类可分为单轴、双轴、三轴和可换主轴箱的加工中心。6.按加工精度分

加工中心按加工精度可分为普通加工中心和高精度加工中心。普通加工中心，分辨率为1 μm，最大进给速度为15～25 m/min，定位精度为10 μm左右。高精度加工中心，分辨率为0.1 μm，最大进给速度为15～100 m/min，定位精度为2 μm左右。定位精度介于 2～10 μm 之间的，以5 μm较多，可称精密级。

7.按自动换刀装置分

（1）转塔头加工中心。转塔头加工中心有立式和卧式两种，用转塔的转位来换主轴头，以实现自动换刀。主轴数一般为6～12个，换刀时间短，主轴转塔头定位精度要求较高。（2）刀库+主轴换刀加工中心。这种加工中心是无机械手式主轴换刀，利用工作台运动及刀库转动，并由主轴箱上下运动进行选刀和换刀。

（3）刀库+机械手+主轴换刀加工中心。这种加工中心结构多种多样，由于机械手卡爪可同时分别抓住刀库上所选的刀和主轴上的刀，换刀时间短，并且选刀时间与机加工时间重合，因此得到广泛应用。

（4）刀库+机械手+双主轴转塔头加工中心。这种加工中心在主轴上的刀具进行切削时，通过机械手将下一步所用的刀具换在转塔头的非切削主轴上。当主轴上的刀具切削完毕后，转塔头即回转，完成换刀动作，换刀时间短。6.2.3 加工中心的结构

加工中心结构和外形各不同，但主要由以下几大部分组成:（1）基础部件

一般指床身、立柱和工作台，它们是组成加工中心的结构基础。这些大件是铸铁件或焊接的钢结构件，在加工中心中重量和体积最大。由于它们要承受加工中心的静负荷以及在加工时的切削负载，因此应是刚度很高的部件。

（2）主轴部件

一般由主轴箱、主轴电机、主轴和主轴轴承等零件组成，其启动、停止和速度变化等均由数控系统控制，并通过装在主轴上的刀具参与切削运动，是切削加工的功率输出部件。主轴是加工中心的关键部件，其结构特征直接关系到加工中心的使用性能。

（3）数控系统

单台加工中心的数控系统由数控装置、可编程序控制器、伺服驱动装置及电动机等部分组成。它们是加工中心加工过程控制和执行顺序动作的控制中心。

（4）自动换刀系统由刀库、机械手等部件组成，刀库是存放加工过程中所要使用的全部刀具的装置。当需要换刀时，根据数控系统的指令，由机械手或其他装置将刀具从刀库中取出装入主轴孔中。刀库有盘式、鼓式和链式等多种形式，容量从几把到几百把。机械手的结构根据刀库与主轴的相对位置及结构的不同也有多种形式，如单臂式、双臂式、回转式和轨道式等，有的加工中心不用机械手而利用主轴箱或刀库的移动来实现直接换刀。

（5）辅助系统

包括润滑、冷却、排屑、防护、液压和随机检测系统等。辅助系统虽不直接参与切削运动，但对加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起到保证作用，也是加工中心不可缺少的部分。

（6）自动托盘交换系统为缩短非切削时间，有的加工中心配有两个自动交换工件的托盘，一个在工作台上加工，另一个位于工作台外进行装卸工件。当完成一个托盘上工件的加工后，便自动交换托盘，进行新的工件加工，以减少辅助时间，提高加工效率。

第二讲立式加工中心（此讲也可根据学校的实际情况，以现有的典型机床为例进行现场教学）

课题：1.FV-800型立式加工中心的用途、布局及技术参数。2.FV-800型立式加工中心的传动系统。3.FV-800型立式加工中心的主要结构。课堂类型：讲授

教学目的：1.FV-800型立式加工中心的用途、布局及技术参数。2.FV-800型立式加工中心的传动系统。3.FV-800型立式加工中心的主要结构。

教学重点：1.了解FV-800型立式加工中心的用途、布局及技术参数。

2.掌握FV-800型立式加工中心的主运动传动系统和进给传动系统。3.FV-800型立式加工中心的主轴箱和换刀装置结构。

教学难点：1.掌握FV-800型立式加工中心的主运动传动系统和进给传动系统。2.FV-800型立式加工中心的主轴箱和换刀装置结构。教具：多媒体课件教学过程：

一、引入新课题

由加工中心的分类及用途引入本讲内容。

二、教学内容

6.3.1 机床的用途、布局及技术参数 1.机床的用途

在FV-800型立式加工中心上，工件一次装夹后，可以自动连续地完成铣、钻、铰、扩、锪、攻螺纹等多种工序的加工。所以适合中小型板类、盘类、箱体类、模具等零件的多品种小批量和单一产品的成批生产。使用该机床加工中小批量的复杂零件，一方面可以节省在普通机床上加工所需的大量的工艺装备，缩短了生产准备周期;另一方面能够确保工件的加工质量，提高生产率。此外，该型号数控机床突出人性化设计，操作者操作起来较为舒适，一定程度上降低了劳动者的劳动强度。

2.机床的特点（1）强力切削

主轴电动机采用FANUC αP15型交流主轴电动机，主轴电动机额定功率为9 kW。电动机的运动经过齿轮带将扭矩传递到主轴上。主轴转速的恒功率范围宽，低转速扭矩大，机床的基础部件及主要传动部件刚度高，可实现强力切削。此外，主轴采用无齿轮传动，主轴运转时噪音低，振动小，热变形小。

（2）高速定位

进给采用交流伺服电动机，通过联轴器与滚珠丝杠副相连，采用直线导轨，使X轴和Y 轴获得24 m/min的快速移动速度，Z 轴获得15 m/min的快速移动速度。该机床在高速运动时振动小，低速运动时无爬行现象，导轨润滑好，在高精度的切削状态下具有较好的稳定性。

（3）高速切削

该机床采用FANUC αP15型主轴电动机，并经过同步齿形带将扭矩传递给主轴。该机床的主轴转速范围为50～8000 r/min，且X轴和Y 轴最高移动速度为24 m/min，Z轴最高移动速度为15 m/min，这样可以实现在较高的转速下和较快的进给速度下高速切削，可大大地缩短加工运行时间，提高了加工效率。

（4）随机换刀

刀库采用直流伺服电机作为动力源，经过蜗轮副使刀库旋转。机械手的回转、取刀、装刀机构均采用液压气动装置驱动。自动换刀机构结构简单，换刀可靠，换刀速度快，点对点的换刀时间达到7.5s，可大大地缩短加工辅助时间，提高了加工效率。由于刀库安装在立柱上，不会对主轴箱的移动精度造成影响，保证了加工精度。此刀库的换刀形式采用机械臂进行换刀，刀具采用随机换刀方式，虽然刀具号与刀库号不一致，但该系统具有记忆性，保证换刀的准确性。每次换刀时，刀库的正转和反转角度均不超过180°，一定程度上缩短换刀时间，提高了换刀效率。

（5）CNC控制

该数控机床采用集成度很高的FANUC 0i MA型数控系统进行控制，控制系统体积小，集成度高，故障率低，可靠性高，运算速度快;系统人机对话界面布局合理，操作简单方便，突出人性化;电器柜内布线合理，结构紧凑。机床具有自诊断功能和自我保护功能。此机床还可通过外部接口与计算机相连，可实现机床内部信号与外部信号的传输与控制，可以作为柔性生产线上的一个生产单元。

3.机床的布局

FV-800型立式数控加工中心的总体布局如图6-7所示 4.机床的主要技术参数以友嘉FV-800型立式数控加工中心为例，介绍该机床的主要技术参数，参看表6-1。6.3.2 机床传动系统 1.主运动传动系统

主轴电动机通过一对同步带轮将运动传递给主轴，使主轴可以在50～8000 r/min转速范围内实现无级调速。该电动机的功率、扭矩特性曲线，如图6-8所示。

图6-8 功率、扭矩特性曲线

电动机转速范围为50～8000 r/min，主轴的计算转速为1000 r/min，其中在50～ 1000 r/min转速范围内为恒扭矩区域;在1000～8000 r/min转速范围内为恒功率区域。扭矩随主轴转速的升高而逐渐减小。在恒扭矩区域中，连续运转的最大扭矩为73 N·m，电动机在30 min超载时的最大输出扭矩为88 N·m;在恒功率区域里，连续运转的最大功率为7.5 kW，电动机在30 min超载时的最大输出功率为9 kW。2.进给传动系统

FV-800型立式加工中心 X轴、Y轴和Z轴三个坐标轴的进给运动分别由交流伺服电动机直接带动滚珠丝杠旋转，均采用直线导轨，如图6-9所示。为了保证各轴的进给传动系统有较高的传动精度，电机与滚珠丝杠间采用锥环无键连接和高精度十字联轴器的连接结构。以Z轴进给装置为例，分析电动机轴与滚珠丝杠之间的连接结构。图6-10为Z轴进给装置中电动机与丝杠连接的局部视图。交流伺服电动机与轴套之间采用锥环无键连接结构，该连接结构可以实现无间隙传动，使两连接件间的同心度好，传递动力平稳，而且加工工艺性好，安装与维修方便。由于主轴箱垂直运动，为防止滚珠丝杠因不能自锁而使主轴箱下滑，Z轴电动机带有制动器。

高精度十字联轴器由三件组成，其中和电动机轴连接的轴套端面有与中心对称的凸键，和丝杠连接的轴套上开有与中心对称的且相互垂直的凹键和键槽，它们之间相互配合，用来传递运动和扭矩。为了保证十字联轴器的传动精度，在装配时，凸键与凹键的径向配合面经过研磨配合，以便消除正反向间隙和使传递动力平稳。

6.3.3 机床的主要结构 1.主轴箱（1）主轴结构

图6-11为FV-800型立式数控加工中心主轴箱结构简图。主轴的前支承配了两个高精度的角接触球轴承，用以承受径向载荷和轴向载荷，前端轴承大口向下，后面一个轴承大口朝上。主轴后支承为一对球轴承，它只能承受径向载荷，因此轴承外圈不需要定位。该主轴选择的轴承类型和配置形式，能够满足主轴高速转动和承受较大轴向载荷的要求。主轴中可以通冷却液，在钻孔过程中，采用可通冷却液的钻头，可以达到较好的冷却效果，保证孔的加工精度，这对于深孔钻削尤为重要。

（2）主轴准停装置

机床的切削扭矩由主轴上的端面键来传递，每次机械手自动装取刀具时，必须保证刀柄上的键槽对准主轴的端面键，这就要求主轴具有准确的定位功能。为了满足主轴这一功能而设计的装置称为主轴准停装置或称为主轴定向装置。本机采用的是电气式主轴准停装置，即采用磁力传感器检测定向。如图6-12所示。在主轴上安装一个发磁体，使之与主轴一起旋转，在距离发磁体外1～2 mm 处固定一个磁力传感器。磁力传感器经过放大器与主轴控制单元连接，当主轴需要定向准停时，便控制主轴停止到预定的位置。

2.换刀装置

加工中心自动换刀，是连接两工步间的重要环节。当上一道工序完成以后，主轴在“准停”位置上，由自动换刀装置进行换刀，其动作过程如下:（1）刀套向下翻转90°

FV-800型立式数控加工中心的刀库共有24把刀，刀库位于立柱左侧，刀具在刀库中的安装方向与主轴垂直，如图6-13所示。换刀之前，刀库将待换刀具送到换刀位置上，一般旋转的角度应小于180°，之后把带有刀具的刀套向下翻转90°，使得刀具轴线与主轴轴线平行。

（2）机械手转75°

在机床切削时，机械手的手臂与主轴中心到换刀位置的刀具中心的连线成75°，该位置为机械手的原位置，机械手换刀的第一个动作是顺时针转75°（从主轴前端观察），两手爪分别抓住刀库上和主轴上的刀柄。

（3）刀具松开

机械手抓住主轴刀具的刀柄后，刀具自动夹紧机构松开刀具。（4）机械手拔刀

机械手下降，同时拔出两把刀具。（5）交换两刀具位置

机械手带着两把刀具顺时针转180°，使主轴刀具与刀库刀具交换位置。（6）机械手插刀

机械手上升，分别把刀具插入主轴锥孔和刀套中。（7）刀具夹紧

刀具插入主轴锥孔后，刀具的自动夹紧机构夹紧刀具。（8）驱动机械手转180°的液压缸复位

驱动机械手旋转180°的液压缸复位，为下次换刀做准备。（9）机械手反转75°

机械手反转75°，回到原始位置。（10）刀套向上翻转90°

刀套带着刀具向上翻转90°，为下一次选刀做准备。

第三讲卧式加工中心（此讲也可根据学校的实际情况，以现有的典型机床为例进行现场教学）

课题：1.MH-630型卧式加工中心的用途、布局及技术参数。2.MH-630型卧式加工中心的传动系统。3.MH-630型卧式加工中心的主要结构。课堂类型：讲授

教学目的：1.MH-630型卧式加工中心的用途、布局及技术参数。2.MH-630型卧式加工中心的传动系统。3.MH-630型卧式加工中心的主要结构。

教学重点：1.了解MH-630型卧式加工中心的用途、布局及技术参数。

2.掌握MH-630型卧式加工中心的主运动传动系统和进给传动系统。3.MH-630型卧式加工中心的主轴箱和换刀装置结构。

教学难点：1.掌握MH-630型卧式加工中心的主运动传动系统和进给传动系统。2.MH-630型卧式加工中心的主轴箱和换刀装置结构。教具：多媒体课件教学过程：

一、引入新课题

由加工中心的分类及用途引入本讲内容。

二、教学内容

6.4.1 机床的用途、布局及技术参数 1.机床的用途

卧式加工中心适用于箱体类零件、大型零件的加工。卧式加工中心工艺性能好，工件安装方便，利用分度工作台和回转工作台可以加工四个面或多个面。在卧式加工中心上可以进行铣削、钻削、镗削等加工，卧式加工中心一般都具有较大的刀库，刀具数量多，能够完成较复杂的加工过程。

2.卧式加工中心规格

以MH-630型卧式数控加工中心为例介绍，其规格见表6-4。3.外观及行程范围示意图

如图6-14所示为外观及行程范围示意图。6.4.2 机床传动系统 1.主运动传动系统

主轴电动机通过齿轮传动将运动传递给主轴，使主轴可以在46～4500 r/min转速范围内实现无级调速。

主轴电机采用FANUC AC#12S 11 kW/15 kW型交流电机，该电动机30 min 超载时的最大输出功率为15 kW，连续运转时的最大输出功率为11 kW，主轴计算转速为171r/min。其中在46～171r/min转速范围内为恒扭矩区域;在46～171 r/min转速范围内为恒功率区域。该电动机的功率、扭矩特性曲线，如图6-15所示。

2.进给传动系统（1）X轴传动机构

X轴传动机构示意图，如图6-16所示。X 轴采用FANUC AC#20S 3.5 kW交流伺服电动机作为动力源，其转速为2000 r/min。电动机通过联轴器直接带动滚珠丝杠从而带动工作台在导轨上进行左、右往复运动。交流伺服电动机与滚珠丝杠采用联轴器直接连接，具有误差小和噪音低的优点。X 轴采用光学尺检测方式，减小系统误差，提高系统精度。X 轴行程为1000 mm，为了避免工作台超出最大行程并确保安全，此机床设有零位置检测机构，利用微动开关和定位块控制避免过行程。当工作台到达最大行程时，定位块触及微动开关，微动开关将信号传至NC控制器，使机床停止，确保机床安全。开机时，应将 X轴返回参考点。

图6-15功率、扭矩特性曲线

图6-16 X 轴传动机构示意图

（2）Y轴传动机构

Y轴传动机构与X 轴传动机构近似，也采用FANUC AC#20S 3.5 kW交流伺服电动机，如图6-17所示，电动机通过联轴器直接带动滚珠丝杠从而带动主轴箱在立柱上进行上、下往复运动。Y 轴行程为800 mm，机械部件与 X 轴相似。换刀时，主轴箱应该上升到换刀原点。

（3）Z轴传动机构

Z轴传动机构与X轴传动机构近似。Z 轴采用FANUC AC#30S 4.0 kW 交流伺服电动机作为动力源，其转速为2000 r/min。电动机通过联轴器直接带动滚珠丝杠从而带动立柱在底座滑道上进行前、后往复运动。交流伺服电动机与滚珠丝杠采用联轴器直接连接，开机时，应将 Z 轴返回参考点。

6.4.3 机床的主要结构 1.主轴箱

（1）主轴箱传动机构

图6-18为MH-630型卧式加工中心主轴箱结构简图。主轴的前支承配了两个高精度的角接触球轴承和一个双列圆柱轴承，前端轴承可以承受较大的轴向载荷和径向载荷，双列圆柱轴承只能承受径向载荷。该主轴选择的轴承类型和配置形式，能够满足主轴高速转动和承受大的轴向载荷和径向载荷的要求。主轴中可以通冷却液，采用可通冷却液的钻头进行深孔钻削时，可以达到较好的冷却效果，保证孔的加工精度。

图6-17 Y轴传动机构示意图

图6-18 MH-630型卧式加工中心主轴箱结构简图

主轴采用FANUC AC#12S型交流电动机作为动力源，经过三级变速齿轮带动主轴旋转，分为高挡、中挡和低挡三个挡位，高挡对应转速为1536～4500 r/min，用指令M43指定,传递路线为Z1-Z2-Z3-Z6-Z9;中挡对应转速为516～1546 r/min，用指令M42指定, 传递路线为Z1-Z2-Z3-Z4-Z5-Z6-Z9;低挡对应转速为46～512 r/min，用指令M41指定,传递路线为Z1-Z2-Z3-Z4-Z5-Z6-Z7-Z8。在每一挡位中主轴转速可实现无级变速，由指令S控制。

（2）主轴锁退刀机构主轴刀具放松时，由主轴后端的锁退刀液压缸带动推拉杆，使顶端锁刀爪放松刀柄，刀具脱离主轴鼻端;并由主轴吹气以清洁刀套推拔孔及刀柄。主轴刀具锁紧由蝶形弹簧将拉杆向上拉，并带动锁刀爪抓紧刀具柄端，使刀具固定在主轴鼻端。

2.液压配重机构如图6-19所示。该机床配重装置采用液压缸与链条组合方式，具有惯性小、系统稳定性良好的特点。使得配重机构的动作过程平稳。液压缸驱动滑轮，滑轮组与链条带动主轴箱，使主轴箱平衡，防止在运动过程中滚珠丝杠副承受主轴箱重量，从而增加了滚珠丝杠副的寿命。

3.工作台

（1）工作台的动作分为交换、旋转、移动三种。其结构如图6-20所示。①交换

工件加工完毕，与将要加工的工件进行交换时，要确定以下三点: 第一，X 轴回到交换工作台原点;第二，Y轴和Z 轴回到原点位置;第三，工作台在角度旋转的零位置上。满足上述三点后，才能进行工作台的交换。交换动作为:控制工作台交换的升降活塞上升使两个离合销分开，换完工作台后再下降，两离合销啮合。

②旋转

如图6-20所示。控制旋转的液压油缸上升，从离合齿处分开。如图6-20所示,伺服电动机驱动蜗轮、蜗杆减速后，带动工作台旋转。旋转至所需角度时，液压油缸下降，上下离合齿啮合，修正旋转角度后定位。

③移动

工作台的左右移动，由交流伺服电动机带动滚珠丝杠副，滚珠丝杠副与工作台相连，从而带动工作台运动。

4.换刀装置（1）主换刀臂

主换刀臂作用是将预备刀套内的刀具与主轴锥孔内的刀具进行交换。主换刀臂的主要动作分为刀具推出、刀具拉回、75°旋转、180°旋转四大部分。

①刀具推出拉回机构

刀具的推出与拉回由活塞杆带动换刀臂做前后往复移动，并由换刀臂上的爪塞顶紧活动爪而夹持刀具，脱离和进入主轴锥孔。主换刀臂的进出均由后端的行程开关负责。

此机床采用液压辅助夹持刀具，可确保刀具夹持稳定、安全，如图6-22所示。

②主换刀臂旋转机构

主换刀臂的旋转由75°旋转液压油缸和180°旋转液压油缸分别驱动齿条，与主换刀臂心轴后端齿轮啮合带动换刀臂旋转。行程开关检测液压油缸行程，从而确保动作的安全执行，如图6-23所示。

（2）副换刀臂

副换刀臂的动作是将交换后的刀具从预备刀套移动回储刀仓中，再将新的预备刀具从储刀仓移动到预备刀套中。其主要动作可以分为移动、旋转和刀具的推出与拉回。

①副换刀臂的移动与旋转

副换刀臂的移动由液压缸推动摇臂以固定轴为轴心进行旋转，从而带动副刀臂在储刀仓与预备刀套之间做往复运动。在摇臂移动的同时，由于轨道的引导作用，使摇臂内的心轴旋转，带动副换刀臂做正反180°旋转，如图6-24所示。

②刀具推出拉回机构刀具的推出与拉回由活塞杆带动副换刀臂做前后往复运动，并由副换刀臂上的爪塞顶紧活动爪而夹持刀具，使刀具脱离和进入刀套内。副换刀臂的推出、拉回由行程开关进行检测，副换刀臂采用液压辅助夹持刀具，可确保刀具夹持稳定、安全，如图6-25所示。

（3）链式刀库机构链式刀库外形，如图6-26所示。①储刀库传动机构

储刀库传动机构由伺服电动机带动减速齿轮，经过齿轮组、蜗轮及蜗杆减速后带动链轮旋转，驱动刀套及链条做正反往复运动。此机构采用随机、就近选刀控制方式，以缩短换刀时间，链轮的位置由行程开关检测。经过长时间使用后，因为链条与链轮磨损，使链条变得松弛，为消除此误差，该机构设有张力轮以供调整。在储刀库运转过程中，人员不得进入储刀库范围内，以免发生危险。

②储刀库定位机构

为避免储刀库因链轮左右两侧刀具重量不平衡而产生自走现象，此机床设有定位机构来加以预防。定位机构主要由液压缸、定位块等组成，如图6-27所示。其动作如下:当选刀指令下达后，储刀库以任意及最近方式选刀，选定刀具后液压缸驱动定位块向下插入两刀套之间，从而修正刀套位置并定位。储刀库的定位取消由行程开关控制。

篇2：数控机床第1章教案

1.1.概述

什么是信号？什么是系统？为什么把这两个概念连在一起？

一、信号的概念

1.消息(message):

人们常常把来自外界的各种报道统称为消息。

2.信息(information):

通常把消息中有意义的内容称为信息。

本课程中对―信息‖和―消息‖两词不加严格区分。

3.信号(signal):

信号是信息的载体。通过信号传递信息。

为了有效地传播和利用信息，常常需要将信息转换成便于传输和处理的信号,由此再次说明“信号是信息的载体，信息是信号的内涵”。

信号我们并不陌生，如刚才铃声—声信号，表示该上课了；十字路口的红绿灯—光信号，指挥交通；电视机天线接受的电视信息—电信号；广告牌上的文字、图象信号等等。

二、系统的概念

信号的产生、传输和处理需要一定的物理装置，这样的物理装置常称为系统。一般而言，系统(system)是指若干相互关联的事物组合而成具有特定功能的整体。

如手机（可以用手机举例）、电视机、通信网、计算机网等都可以看成系统。它们所传送的语音、音乐、图象、文字等都可以看成信号。信号的概念与系统的概念常常紧密地联系在一起。

系统的基本作用是对输入信号进行加工和处理，将其转换为所需要的输出信号。

从系统的角度出发，系统理论包括系统的分析与综合两个方面。简单地说，系统分析是对已知的系统做各种特性的分析；系统综合又称系统的设计或实现，它是指根据需要去设计构成满足性能要求的系统。

通常，系统分析是针对已有的系统，系统综合往往意味着做出新系统。显然，前者属于认识世界的问题，后者则是改造世界的问题，且是人们追求的最终目的。一般来说，系统分析是系统综合的基础，只有精于分析，才能善于综合。本课程主要侧重于系统分析，系统综合的相关知识将在更深入的一些课程，如“系统辩识”课程中会予以全面阐述。

三、信号与系统概念无处不在

信息科学已渗透到所有现代自然科学和社会科学领域，因此可以说信号与系统在当今社会无处不在，大致列举的应用领域如下：

•工业监控、生产调度、质量分析、资源遥感、地震预报

•人工智能、高效农业、交通监控

•宇宙探测、军事侦察、武器技术、安全报警、指挥系统

•经济预测、财务统计、市场信息、股市分析 •电子出版、新闻传媒、影视制作

•远程教育、远程医疗、远程会议

•虚拟仪器、虚拟手术如对于通讯：

•古老通讯方式：烽火、旗语、信号灯

•近代通讯方式：电报、电话、无线通讯

•现代通讯方式：网络通讯、视频电视传播、卫星传输、移动通讯

生物医学信号处理应用举例：

1.2 信号的描述与分类

一、信号的描述

信号是信息的一种物理体现。它一般是随时间或位置变化的物理量。信号可以是时间的一元函数，也可以是空间和时间的二元函数，还可以是变换域中变量的函数。

信号按物理属性分：电信号和非电信号。它们可以相互转换。电信号容易产生，便于控制，易于处理。本课程讨论电信号----简称―信号。

电信号的基本形式：随时间变化的电压或电流。

描述信号常用方法：（1）表示为时间的函数，（2）信号的图形表示----波形表示，如图所示。―信号与―函数两词常可以相互通用。

二、信号的分类

1.确定性信号和随机信号

可以用确定时间函数表示的信号，称为确定性信号或规则信号，如正弦信号。

若信号不能用确切的函数描述，它在任意时刻的取值都具有不确定性，只可能知道它的统计特性，如在某时刻取某一数值的概率，这类信号称为随机信号或不确定性信号。电子系统中的起伏热噪声、雷电干扰信号就是两种典型的随机信号。

研究确定性信号是研究随机信号的基础。本课程只讨论确定性信号。

2.连续信号和离散信号

根据信号定义域的特点可分为连续时间信号和离散时间信号。

（2）离散时间信号：

仅在一些离散的瞬间才有定义的信号称为离散时间信号，简称离散信号。实际中也常称为数字信号。

通常将对应某序号m的序列值称为第m个样点的―样值。

4．能量信号与功率信号

若信号f(t)的能量有界，即E <∞ ,则称其为能量有限信号，简称能量信号。此时P = 0

若信号f(t)的功率有界，即P <∞ ,则称其为功率有限信号，简称功率信号。此时E = ∞，即一般能量无限信号的平均功率是有限的。

相应地，对于离散信号，也有能量信号、功率信号之分。5．一维信号与多维信号

从数学表达式来看，信号可以表示为一个或多个变量的函数，称为一维或多维函数。语音信号可表示为声压随时间变化的函数，这是一维信号。而一张黑白图像每个点(像素)具有不同的光强度，任一点的光强度又是二维平面坐标中两个变量的函数，这是二维信号。还有更多维变量的函数的信号。

本课程只研究一维信号，且自变量多为时间。6．因果信号与反因果信号

常将t=0时接入系统的信号f(t)[即在t<0，f(t)=0]称为因果信号或有始信号。阶跃信号是典型的一个。

而将t≥ 0，f(t)=0的信号称为反因果信号。

还有其他分类，如实信号与复信号；左边信号与右边信号等等。

二、信号的时间变换运算

1.反转

将f(t)→f(–t)，f(k)→f(–k)称为对信号f(·)的反转或反折。从图形上看是将f(·)以纵坐标为轴反转180度。如

2.平移

将f(t)→f(t–t0)，f(k)→f(k–k0)称为对信号f(·)的平移或移位。若t0(或

k0)>0，则将f(·)右移；否则左移。

3.尺度变换（横坐标展缩）

离散正弦序列图形如图所示。

二、多输入多输出系统(MIMO System)的描述

多输入多输出系统常采用状态方程进行描述，本课程不涉及该类系统。

1.6 系统的分类及性质

可以从多种角度来观察、分析研究系统的特征，提出对系统进行分类的方法。下面讨论几种常用的分类法。

1.连续系统与离散系统

若系统的输入信号是连续信号，系统的输出信号也是连续信号，则称该系统为连续时间系统，简称为连续系统。

若系统的输入信号和输出信号均是离散信号，则称该系统为离散时间系统，简称为离散系统。

2.动态系统与即时系统

若系统在任一时刻的响应不仅与该时刻的激励有关，而且与它过去的历史状况有关，则称为动态系统或记忆系统。含有记忆元件(电容、电感等)的系统是动态系统。否则称即时系统或无记忆系统。

电学上的纯电阻网络就是即时系统，本课程主要侧重“动态系统”。

本章小结与重点

1、信号与系统的基本概念理解“信号”、“系统”，以及“信号与系统”的基本概念与内涵。

2、信号的描述与分类

理解信号的分类标准，能够区分信号，例如“连续信号”与“离散信号”，会判断周期信号合成后信号的周期性。

3、信号的基本运算与典型信号

注意离散序列的运算规律；重点关注信号的时间变换运算，会以图形变换规则进行变换运算；牢记典型信号的函数关系与图形表示，对正弦序列会进行周期性判定。

4、阶跃函数与冲击函数

理解并记牢“阶跃函数”与“冲击函数”的定义、基本概念与图形表示；记住“斜变函数”、“阶跃函数”、“冲击函数”和“冲击偶函数”直接的变换关系和函数表达式；理解并记住“冲击函数”和“冲击偶函数”的重要性质，并能利用这些性质进行计算和解题。

5、系统描述

理解并记住连续系统与离散系统的定义，数学模型和表达式。

6、系统分类

理解系统分类的定义和标准；会从数学模型的角度出发，对系统类型进行判断，如“线性系统”与“非线性系统”，“时不变系统”与“时变系统”，“因果系统”与“非因果系统”等；理解并记住“线性时不变系统”的四个重要特性。

1、自由响应

2.2.连续系统的时域分析

见书上P24～30，由于该部分内容已在高等数学与电路原理课程中作过较详细的讨论，因此本课程中为“自学内容”。

预习内容：

篇3：数控机床第1章教案

第二节教育创新要从实际出发

三、武汉大学尝试回归“学术本位”

《人民日报》2008年4月17日有篇报道, 说的是武汉大学尝试回归“学术本位”。

随着高校行政化弊端的日益显现, “学者治学”“教授治教”的呼声越来越高。然而, 如何将这些口号变为行动?

“高校管理体制改革的关键, 在于行政权与学术权分离。”武汉大学校长、中国工程院院士刘经南说。近年来, 武汉大学推出了一系列以“回归学术”为目的的改革, 试图从根本上突破传统的“政学不分”的管理体制。“目前, 武汉大学正在考虑实施‘大部制’改革, 70%财权下放到学院。”“纵观国外一流大学, 都是小机关、大学院。二级学院才是高校教学和科研的实体, 拥有相对独立的人、财、物的管理权, 学校的财力80%都在学院。而在我国, 大多数综合性大学还是由学校直接掌管人、财、物大权, 这样不可避免会导致机构臃肿、效率低下等问题, 而学院这一教学、科研的主体呢?活力不足。”刘经南说。因此, 武汉大学将权力下移作为改革的大方向。既然要放, 就得从根上放。2006年初, 武汉大学开始了校院两级财务管理体制改革, 通过预算制管理, 学校直接“分钱到院”, 由院系自主“理财”。院内人员工资、水电费、科研经费、学费收入、小型基础设施建设费等全部划归院系管理分配。现在, 学院已掌握了全校70%的经费。

“管钱”自然推动了“管事”。有限的钱投向哪些专业、哪些专家、哪些项目更有效益, 更能促进整个学院的学术发展, 学院心里有本“账”。通过院内分配政策调整, 生科院建立了“质量优先”的导向机制。

“我们现在按‘影响因子’评价论文, ‘影响因子’是包括发表刊物的级别、院内外同行的公认度等的综合指标, 既有硬杠杆、也有其他学者的个性评价。‘影响因子’低的论文不仅奖励低, 而且在评职称时不予考虑。”何建庆介绍说。

“大学是学术性组织, 学术是大学的核心。因此, ‘学术本位’是大学管理的基本原则。”刘经南说。

为了保障学术权力真正得到落实, 武汉大学成立了校学术委员会, 在院系一级成立了教授委员会, 并明确规定, 校院两级党政一把手不能担任两级学术组织的主任委员。

“‘老班子’成员往往看不惯‘新班子’, 可我不是。我当了十几年的行政领导, 现在退下来当了学院教授委员会的一名普通委员, 我由衷地感到, 现在不是什么事都是行政领导说了算, ‘学者治学’‘教授治教’不再是一句空话。”武汉大学信息管理学院前副院长罗紫初教授说。

根据章程, 教授委员会委员由院系全体教师大会推选, 主任委员和副主任委员由全体委员民主推选产生。教授委员会不仅有权审议院系的学科和专业设置、科研计划、发展规划, 为院系发展提供咨询意见, 而且有权评定院系教学、科研成果, 在学院引进人才、职称评定等问题上拥有初审权。

“过去, 职称评审委员会委员大多数是行政领导, 一个有行政职务的人在职称评定中就占有‘人脉优势’。可现在不同了。有几个系级行政领导评职称, 结果第一轮就被教授委员会‘淘汰出局’, 因为教授会上他们没有得到半数以上的票。”武大经济管理学院教授张建清说。“最近, 我院有一个博士生留校名额, 院领导和教授们推荐了3个学生, 要谁不要谁, 过去是院领导很头疼的事。可现在, 我们让3个学生一起到教授会议上试讲、答辩, 教授们一投票就基本决定了。”罗紫初说。

从2002年开始, 武汉大学按照“精简高效”的原则, 对职能部门和院系进行了两次大幅度调整。2004年, 又对机关干部实行竞聘上岗, 将管理人员精简了20%。“这个比例还要压缩, 学校的改革目标是17%, 我个人认为应减到15%。”刘经南并不满足。据刘经南介绍, 武汉大学正在积极探索“大部制”管理改革思路, 大幅精简管理部门数量。根据初步计划, 学校将实施本科生综合管理方式, 从招生、学籍管理、教学管理、思想政治教育、学位工作到就业指导, 都纳入一个综合部门下统筹考虑。同时, 对科研管理、后勤管理和安全管理也将进行大刀阔斧的改革。“我的理想是, 学校管理框架主要由本科生综合管理部门、研究生院、继续教育学院、科学研究综合管理部门、后勤和安全系统等4~6个‘大部门’组成。”刘经南说。

篇4：第1章?吉林背影

1.1 建国初期吉林工业的恢复与调整

1948年吉林省全境解放后，党和人民政府发动群众恢复工业生产，主要发展国营企业，努力发展与城市人民生活关系密切的民用工业。1949～1952年恢复时期的吉林省工业迎来历史上发展最快的时期，3年间工业生产增长了195.7%，年平均增长43.5%。见表1-1，图1-1、1-2。

1.2 重型工业基地的建设

“一五”期间，苏联援建的156个项目（实际实施150项），吉林省有11项，实际投资额为12.69亿元。这一时期，关乎国计民生的基础工业、代表工业化水平的重工业成为吉林省经济建设的重点，吉林省工业不仅生产能力增强，而且工业内部各种比例关系和工农业比例关系发生相应的变化。见表1-2、1-3。

1.3 为中国工业振兴做出卓越贡献

吉林重型工业基地的形成和发展，构成了国家完整工业体系的重要力量，不仅为全省经济社会发展奠定了雄厚的物质技术基础，而且为中国工业振兴和全国持续发展做出了卓越贡献。见表1-4、1-5、1-6。1.4 职业教育蓬勃发展

篇5：幼儿卫生学教案第1章

第1章婴幼儿的身体特点

教学内容：第二节婴幼儿的生长发育教学任务：

1、能力目标：能根据婴幼儿生长发育特点，在幼儿园工作中采取相应的卫生保健措施。

2、知识目标：掌握婴幼儿免疫生长发育相应的保健措施，明确课程教学内容。

3、素质目标：提高学生对学前教育专业和学好婴幼儿卫生保健课程意义的认识；激发学生学习本课程的热情。教学重点：

婴幼儿生长发育的一般规律；教学难点：

婴幼儿生长发育的评价方法教学方法：讲述法，讨论法。教学课时：2课时教学过程：课程引入：，前面我们已经学习了人体有八大系统，这节课我们开始学习生长发育。

新课讲授：

提问

1、什么是生长？

生物体由小到大的过程即生长。人的生长，是指细胞繁殖、增大和细胞间质增加，表现为组织、器官、身体各部以至全身的大小、长短和重量的增加以及身体成分的变化。

2、什么是发育？

是指人体的生理功能的分化和不断完善，以及体力、智力和心理的发展。

生长发育有规律

一、年龄阶段划分法

提问：你现在处在什么期？从受精卵到发育成熟 20年

1、医学上的划分法

胚发育期受精卵开始妊娠前8周胎儿期妊娠前8周后直到出生

新生儿期出生后28天

《幼儿卫生学》教案

什么是围产期？

从孕期满28周到出生1周婴儿期（乳儿期）满月到1周岁幼儿期：出生后第2和第3年学前期：指3~6或7岁学龄期6~7岁至11~12岁

青春发育：女11~12岁到17~18岁；

女13~15岁到19~21岁

2、教育学的划分法

从妊娠到14岁划分为6个阶段

胎儿期妊娠前8周后直到出生

新生儿期出生后28天

婴儿期（乳儿期）满月到1周岁幼儿期：出生后1－3年学龄前期或幼儿期：指3－7岁学龄期7－14岁

二、生长发育的一般规律

1、生长发育的不均衡性

A、速率不同

时快时慢

第1年

身高20－25CM

体重增加6－7KG

第2年

身高10CM

体重增加2.5－3.5KG 2年后速度急剧下降

B、长度比例不同

头尾规律：一个人从出生到发育成熟，头部只增大了一倍，躯干增长2倍，上肢增长3倍，下肢增长4倍。

C、各系统的的发育不均衡

神经系统、淋巴系统发育快

生殖系统发育慢

2、生长发育的个体差异

遗传、环境

三、影响生长发育的因素

1、遗传因素

2、后天因素（环境因素）A、营养

《幼儿卫生学》教案

什么是同化作用？什么是异化作用？

同化作用：生物体吸收外界成分并转化成为自身成分。

异化作用：体内成分通过代谢生成非机体本身所需要的物质。

B、体格锻炼

过时的观念：“营养好、睡眠足、按时打预防针”

学生环节

阅读短文

“营养与运动，一对好搭档”

C、生活安排

D、疾病

E、其他因素

家庭人口、季节、污染

四、常用的评价指标

评价儿童生长发育的指标：

A、形态指标：

在婴幼儿期常用的生长发育形态指标包括：

（1）身高或身长：未满2周岁的婴幼儿需要卧位测量，因而称为“身长”。身高表示立位时头、颈、躯干及下肢的总高度，是生长长度的重要指标，也是准确评价生长发育水平、发育特征和生长速度不可缺少的指标。足月新生儿平均身长为50 cm。在1岁时增长约50 ％，达到75 cm。1～2岁全年增加约10 cm，2～3岁平均增加5 cm，到3岁时身高约为100 cm，是出生时身长的2倍。（2）体重：是身体各部分、各种组织重量的综合，在一定程度上说明婴幼儿骨骼、肌肉、体脂肪和内脏总量增长的综合情况，是最易变化和活跃的指标。新生儿平均体重3.3 kg，前6个月的婴儿，体重平均每月增长0.6 kg，后6个月平均每月增长0.5 kg。1岁以后体重增长速度减慢，全年增长2～3 kg。

（3）头围：敏感反映婴幼儿头部发育的指标。出生时平均头围34 cm，婴儿期头围平均每月增长1 cm，1岁时幼儿的头围增至46 cm。第二年头围增长减慢，仅增长2 cm。

（4）胸围：表示胸廓的围长，间接说明胸廓的容积及胸部骨骼、肌肉和脂肪层的发育情况。出生时胸围比头围小，但胸围增长速度快，6个月至1岁时，胸围和头围基本相等，2岁以后胸围超过头围。

《幼儿卫生学》教案

B、生理功能指标：

握力、背肌力

肺活量

脉搏、血压

五、常用的评价方法

国际通用的三把“尺”

“年龄别身高”、“年龄别体重”、“身高别体重”

案例：

一个3岁小姑娘88CM、体重16KG，查一查体态是否均衡？