導語：如何才能寫好一篇數(shù)控編程，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：數(shù)控編程；手動編程；自動編程

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.14.124

1 手動編程

手動編程也稱手工編程，整個編程階段均由人工完成，包括節(jié)點坐標值的計算、走刀軌跡的設定、程序的輸入和刀具磨損值得修改等等都由操作者自己獨立完成。其編程步驟如下圖所示

（1）分析工件圖樣。通過圖紙分析工件的用途、材料、尺寸精度，根據(jù)毛坯的形狀和熱處理要求選擇合適的數(shù)控機床。并大致確定采用什么道具，什么裝夾方式，什么樣的走刀路線。個人認為此步驟是最耗時也是最關鍵的，因為基本信息都從圖紙上顯示出來了。（2）確定加工工藝過程。確定零件的加工方法（包括工A具、裝夾定位方法的選擇等）、加工路線（包括對刀點、換刀點、進給路線）及切削用量（包括進給速度、主軸轉速、切削深度等）。在制訂數(shù)控加工工藝時必須考慮裝夾要方便，工件少調頭，進給路線盡量短，數(shù)值計算容易等因素。（3）數(shù)值計算。數(shù)值計算主要是節(jié)點坐標的計算，這里需要一定的數(shù)學處理，復雜的節(jié)點我們可通過CAD畫圖捕捉坐標。

（4）編寫零件的加工程序。通過完成上述的準備工作就可以開始編寫零件加工程序。（5）程序輸入數(shù)控系統(tǒng)。程序單編好之后，通過一定的方法將其輸入給數(shù)控系統(tǒng)。常用的輸入方法有：1）手動數(shù)據(jù)輸入。將程序單的內容直接通過數(shù)控系統(tǒng)的鍵盤手動鍵入數(shù)控系統(tǒng)。2）用控制介質輸入。通過介質將程序輸入到數(shù)控機床，如優(yōu)盤等。3）通過機床的通信接口輸入。通過與機床控制的通訊接口（一般是RS232接口）連接的電纜或者網(wǎng)線將電腦中的程序傳輸?shù)綌?shù)控機床中。

目前隨著科技的發(fā)展，出現(xiàn)了更多的傳輸方式，比如WIFI傳輸，運傳輸?shù)取?/p>

（6）校對加工程序。程序編制完成后需要校驗其正確性，一般是將加工程序上的加工信息輸入給數(shù)控系統(tǒng)進行空運轉檢驗或者通過專用的仿真軟件如上海宇龍仿真軟件或斯沃仿真軟件進行仿真。（7）首件試加工。通過首件試切的方法進一步考察程序的正確性并檢查工件是否達到零件圖紙要求。根據(jù)試切結果對程序進行修改以及采取尺寸補償措施等，直到加工出滿足要求的零件為止。

2 自動編程

自動編程也稱為計算機輔助編程，其特點是程序編制工作的大部分或全部工作均由計算機完成。自動編程編出的程序可通過其自帶的軟件功能實現(xiàn)刀具運動軌跡的圖形檢查，編程人員可以觀察整個切削模擬過程并從中及時發(fā)現(xiàn)錯誤進行修改。自動編程在很大程度上減輕了編程人員的勞動強度，有效的提高了加工效率倍，更重要的是解決了手工編程無法解決的許多復雜零件的編程難題。常見的自動編程軟件有以下幾種：

（1）UG-全稱Unigraphics 是美國Unigraphics Solution公司開發(fā)的計算機輔助軟件，是當今最先進的計算機輔助設計、分析和制造的高端軟件，現(xiàn)在被廣泛的應用于航空航天、汽車、輪船、通用機械和電子等工業(yè)領域。UG里帶有數(shù)控加工處理模塊，通過建模、加工、后處理能生成數(shù)控加工程序。其優(yōu)點有：具有完整的刀具庫；具備良好的使用者界面，客戶也可自行化設計界面多樣的加工方式；提供可靠、精確的刀具路徑，能夠直接在曲面及實體上加工；具備加工參數(shù)庫管理功能，用戶可根據(jù)實際情況自行定義；覆蓋面廣，包含二軸到五軸銑削、車床銑削、線切割等數(shù)控機床。（2）PRO/E-是由美國 PTC開發(fā)的一款軟件，是一款普及最廣泛的三維 CAD/CAM系統(tǒng)。該軟件主要用于電子、機械、模具和玩具等民用行業(yè)。目前各高職院校、高校均開設該課程，足見其普及性。（3）Mastercam-美國CNC公司開發(fā)的一款CAD/CAM軟件，該軟件功能強大，能完成復雜零件的曲面加工要求，且價格低廉，對計算機硬件要求不高，成為各高職院校和民營企業(yè)首選軟件。（4）CAXA制造工程師-是北京北航海爾軟件有限公司開發(fā)的一款CAM軟件，作為一款國產(chǎn)的CAM軟件，其界面更適合國人習慣，從一開始CAXA得到了相關部門的認可，最近來湖南省的數(shù)控大賽CAXA均為指定比賽軟件，CAXA正逐漸成為中國CAD/CAM/PLM業(yè)界的領導者和主要供應商。

3 兩者優(yōu)點和缺點

隨著工業(yè)和計算機軟件的迅速發(fā)展，機加工方面的零件越來越復雜，往往一個零件上面有多個復雜曲面，手動編程往往無法勝任這些工作，加工人員越來越依賴于自動編程，不可否認自動編程的優(yōu)越性，但是也不能忽略手動編程的簡單性，尤其對于高職院校的數(shù)控專業(yè)學生而言手動編程是基礎，是基石。只有把手動編程學踏實了，才能更好的了解編程的過程，了解數(shù)控加工的工藝。而且手動編程生成的程序少，簡潔，便于修改，自動編程生成程序往往過于冗長，不易查找和修改。目前在企業(yè)大部分工件還是依靠手動編程完成，這足以說明手動編程的優(yōu)越性。所以，在實際的加工過程中，我們不能過分的依賴于某一種方法，而且應該將好的方法綜合起來為我所用，簡單的臺階和孔系，我們完全可以手動編程，這樣省掉了CAM軟件因為畫圖、后處理、導入數(shù)控機床所消耗的時間，復雜的曲面我們就完全交給CAM軟件來完成。

4 結論

手動編程和自動編程是數(shù)控編程的兩種方式，其各有優(yōu)點缺點，在實際數(shù)控加工中我們應靈活處理，不要太過于局限了某一種方式。就高職院校數(shù)控專業(yè)學生而言，手動編程是基礎，只有手動編程學踏實了才能更好的掌握自動編程。

參考文獻：

[1]張寧菊.數(shù)控銑削編程與加工[M].機械工業(yè)出版，2010.

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要充分發(fā)揮數(shù)控車床的作用，關鍵是編程，即根據(jù)不同零件的特點和精度要求，編制合理、高效的加工程序。下面筆者以HNC-21/22T系統(tǒng)為例，就數(shù)控車削加工中手工編程技巧問題進行一些探討。

1 正確選擇程序原點

在數(shù)控車削編程時，首先要選擇工件上的一點作為數(shù)控程序原點，并以此為基準建立一個工件坐標系。程序原點的選擇要盡量滿足程序編制簡單，尺寸換算少，引起的加工誤差小等條件。通常將程序原點設定在工件軸線與工件前端面的交點上，盡量使編程基準與設計、裝配基準重合。

2 合理選擇進給路線

2.1 盡量縮短進給路線，減少空走刀行程，提高生產(chǎn)效率

1）巧用起刀點。如在循環(huán)加工中，根據(jù)工件的實際情況，在確保安全和滿足換刀的前提下，使起刀點盡量靠近工件，減少空走刀行程，縮短進給路線。

2）在編制復雜輪廓的加工程序時，通過合理安排“回零”路線，使前一刀終點與后一刀起點間的距離盡量短，以縮短進給路線，提高生產(chǎn)效率。

3）粗加工或半精加工時，毛坯余量較大，可采用合適的循環(huán)加工方式，以最短的切削進給路線，減少空行程時間。

2.2 保證加工零件的精度和表面粗糙度要求

1）合理選取起刀點和切入方式，使切入過程平穩(wěn)，沒有沖擊。精加工時，最終輪廓應安排在最后一次走刀，連續(xù)加工出來；減少在輪廓處停刀而留下刀痕；沿零件表面的切向切入和切出，避免劃傷工件。

2）選擇工件加工后變形較小的路線。對細長零件，應分幾次走刀加工到最后尺寸。在確定軸向移動尺寸時，應考慮刀具的引入長度和超越長度。

2.3 保證加工過程的安全性要避免刀具與非加工面的干涉，并避免刀具與工件相撞。如槽的加工，編程時進退刀點應與槽垂直，進刀不能用“G00”，退刀時避免“X、Z”同時移動。

2.4 減少程序段數(shù)目和編制程序工作量如有固定的加工操作重復出現(xiàn)，可編寫子程序隨時調用。對形狀一樣、尺寸不同或工藝一樣、數(shù)據(jù)不同的零件，可用宏指令編程，精簡程序量。

3 準確掌握并合理應用各種循環(huán)切削指令

在HNC-21/22T數(shù)控系統(tǒng)中，數(shù)控車床有十多種循環(huán)加工指令。每一種指令都有各自的特點，工件加工后的精度有所不同，各自的編程方法也不同。在選擇的時候要仔細分析，合理選用。如螺紋循環(huán)加工有兩種指令：G32和G76。G32采用直進式進刀切削，螺紋中徑誤差較大，但牙形精度較高，一般用于小螺距高精度螺紋的加工。G76采用斜進式進刀切削，牙形精度較差，但工藝性比較合理，編程效率較高，適用于大螺距低精度螺紋的加工。結合它們的特點及適用范圍，并根據(jù)工件的精度靈活地選用這些指令。如需加工高精度、大螺距的螺紋，則可采用G32、G76混用的辦法，即先用G76粗加工，再用G32精加工。

4 靈活使用特殊G代碼，保證零件的加工質量和精度

4.1 返回參考點G28、G29指令參考點是機床上的一個固定點，主要用作自動換刀或設定坐標系。刀具能否準確地返回參考點，是衡量其重復定位精度的重要指標，也是數(shù)控加工保證其尺寸精度的前提條件。 實際加工中，巧妙利用返回參考點指令，可以提高產(chǎn)品的精度。比如在加工主要尺寸之前，刀具可先返回參考點，再重新運行到加工位置，以保證加工的尺寸精度。

4.2 延時G04指令是人為地暫時限制運行的程序，實際加工中，G04指令可作一些特殊使用

1）大批量加工單件工時較短的零件時，啟動按鈕頻繁使用，為減輕操作者由于疲勞或頻繁按鈕帶來的誤動作，用G04指令代替首件后零件的啟動。延時時間按完成單個零件的裝卸時間設定，在操作人員熟練地掌握數(shù)控加工程序后，延時的指令時間可以逐漸縮短。零件加工程序設計成循環(huán)子程序，G04指令就設計在調用該循環(huán)子程序的主程序中。

2）絲錐攻螺紋時，用彈性筒夾頭攻牙，以保證絲錐攻至螺紋底部時不會崩斷，并在螺紋底部設置G04延時指令，使絲錐作非進給切削加工，延時的時間需確保主軸完全停止，再反轉后退。

3）主軸轉速有較大變化時，可設置G04指令。目的是使主軸轉速穩(wěn)定后，再進行零件的切削加工，以提高零件的表面質量。

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傳統(tǒng)的教學過于強調理論的完整性、系統(tǒng)性,與實際聯(lián)系的不夠?，F(xiàn)目前比較普遍的教學就是老師將自己需要講授的知識面授給學生,學生在被動的接受著各種各樣的知識。這樣的教學模式已不再適合現(xiàn)在的教學,特別是對于數(shù)控編程這樣一門理論與實踐聯(lián)系比較緊密的課程。傳統(tǒng)教學中存在的問題主要表現(xiàn)在以下幾方面:

(一)課堂內容枯燥,不易引起學生興趣

傳統(tǒng)教學的理論性較強,教師將各個指令的用法介紹給學生,但是這些內容往往顯得枯燥乏味,即使告訴學生這些知識有多么的重要,學生對此還是不太感興趣。這樣學生對知識的掌握就不那么容易了。

(二)重視知識傳授,忽視操作技能的培養(yǎng)

高職院校對學生動手能力的培養(yǎng)尤為重要,但是實際教學過程中,教師往往系統(tǒng)地給學生教授了知識,并沒有為學生示范這個知識應該如何運用。當然有些教師自身就欠缺操作的經(jīng)驗和能力,在講解的時候僅憑自己的經(jīng)驗和感覺來進行教學自然達不到對學生能力培養(yǎng)的目的。

(三)強調接受知識,忽視自學培養(yǎng)

傳統(tǒng)的教學是通過講授的方式來完成的,學生的任務就是將老師所教授的知識掌握。課堂上的所有信息均來源于老師的收集,使信息的來源變得狹隘。而已經(jīng)步入信息時代的今天,除了可以從課堂上獲取知識外還可以從電視,報刊以及互聯(lián)網(wǎng)上獲取大量相關信息。

二、改進教學方法

(一)教學內容的調整

根據(jù)高職教育的特點,課程教學內容要圍繞知識、能力、素質這三方面來進行,同時,必須有基礎性、實用性、時效性和新穎性。數(shù)控編程理論教學內容包括計算機數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控機床機械機構、數(shù)控編程等內容。由于數(shù)控技術發(fā)展很快,因此,數(shù)控編程這門課程應緊跟數(shù)控技術的發(fā)展,將目前有關數(shù)控技術應用方面的新知識、新技術及時傳授給學生,所以,應對課程內容與教材隨時進行更新和調整。教材以講明基本概念、基本原理為度,應刪去一些繁鎖的計算過程和一些過時的教學內容。例如,由于自動編程在數(shù)控編程中已得到廣泛應用,可將教材中一些復雜曲線的數(shù)學處理等內容進行壓縮;而穿孔紙帶在企業(yè)中已幾乎沒有,這部分內容也可以刪減;由于高職學生主要是技能的培養(yǎng),因此,有必要對理論性太強、崗位實用性較低的內容進行刪減,突出實踐技能性強的教學內容,所以對數(shù)控加工的原理也可以只進行簡單講解,還應將教材中內容接近的部分進行合并。同時還應根據(jù)不同的專業(yè)對數(shù)控編程課程教學內容按不同要求進行編排。

(二)引入多媒體,使課堂生動起來

在信息時代的今天,通訊技術和傳媒手段迅猛發(fā)展,教學方法、教學手段應隨著科學的發(fā)展而改變。一張嘴、一本書、一塊黑板、一支粉筆的傳統(tǒng)教學方法已不適合現(xiàn)代學習的要求,取而代之的將是錄音、幻燈、錄像、電視,特別是多媒體電腦,以其豐富的信息儲備、快速的運行速度、強烈的感染力成為教師首選的教學手段。傳統(tǒng)的教學方式一般是老師在上面講,學生在下面做筆記。有些同學往往顧了做筆記就顧不上聽課,常常一堂課下來,筆記做了不少,但腦子卻是一片空白。采用多媒體課件授課,學生無需做筆記,只須專心聽課,課后將電子教案復制就行了,復習時也非常輕松,而且多媒體課件的信息量非常豐富,可以解決課時不足的問題。另外,傳統(tǒng)的授課方法,不但板書需要花費大量時間,而且課堂氣氛比較沉悶,教學效果也較差,而采用多媒體課件授課,就會大大節(jié)約課堂的教學時間,提高課堂的利用率。通過多媒體還可以將很多內容做成運動,把很多比較抽象,學生難以想象到的問題最直接的展現(xiàn)在學生的面前,使問題迎刃而解。

(三)利用行業(yè)軟件來豐富課堂及提高學生動手能力

現(xiàn)在多數(shù)老師都是在采用多媒體教學,但是對于像數(shù)控編程這樣的課程,光是采用一般的多媒體教學還是不夠的,還應該將行業(yè)軟件運用到課堂上來,使課堂教學變得更豐富、精彩。以數(shù)控編程為例,我們需要學生掌握每個功能(G功能、M功能等)的用法。指令多了學生就記不住,或者把指令弄混淆了,造成所編寫的程序是錯誤的,沒有辦法運行,更談不上加工了。眾所周知,G00指令是快速運動指令,我們在上課能給學生講的就是這個指令是以機床的最快速度來運動到達目的地,那么至于究竟是如何運動的,軌跡是怎么樣的,這個就不容易說清楚。學生往往會把這個理解成以起點和終點的連線為運動軌跡,這顯然是不對的。而且還有各個機床不一樣,而且即使同一個機床,如果參數(shù)改了那效果就不同了,運動的軌跡也要發(fā)生改變。如果能讓學生看到機床的運動后他們就會記住這個指令該怎么用了。

1.數(shù)控加工仿真分類

數(shù)控仿真軟件是一門新興產(chǎn)物,它不僅可以應用于加工前的模擬加工,對程序的正確性進行驗證,還能廣泛應用于課堂教學當中。它主要有以下幾種:第一種是數(shù)控系統(tǒng)自帶的仿真軟件,此軟件只能簡單繪制出走刀路線,可視、仿真效果較差,學生在使用過程中不易發(fā)現(xiàn)問題;第二種是CAM方面的軟件,這種軟件對學生要求更高,而且是用于自動編程方面,不能用于手工編程;第三種是國內幾家公司推出的仿真軟件(比如斯沃仿真軟件、宇龍數(shù)控仿真軟件),它不再只是單一的數(shù)控模擬加工過程,它還進行各種數(shù)控機床操作,這種仿真軟件的模擬效果跟真實機床上的操作幾乎一致。它包括FANUC、SI-EMENS、廣州數(shù)控、華中數(shù)控等數(shù)控系統(tǒng)。通過對仿真軟件的使用,提高了學生的自學興趣。

2.數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應用

(1)數(shù)控仿真軟件在教學中的作用

斯沃數(shù)控仿真軟件主要應用于數(shù)控編程技術和機床操作這樣的課程上面。數(shù)控編程如果脫離操作純粹的講編程,學生難以接受。即使會編寫程序了也只能按部就班,老師是怎么樣教的他就怎么樣來寫,究竟為什么是這樣的他全然不知,又或者換種寫法對不對那更不清楚。老師在講課的時候可以先講解如何來編寫程序,然后將自己編寫的程序在仿真軟件上模擬加工,讓學生對各指令的用法有更深入的理解。學生課后練習時可以將自己編寫的程序輸入到仿真軟件進行模擬加工,對錯誤的程序還會加以提示,或者加工出來的工件發(fā)生了改變,不再是我們所需要的,學生就會主動的去思考,程序哪里有錯,然后修改驗證。就如同課余時間還有老師在對學生進行輔導,這樣一來學生就占據(jù)了主動的地位,不再是被動地接受一些枯燥的知識,就能更好的掌握編程技術。

(2)對于職業(yè)技能訓練的幫助

學生剛開始操作數(shù)控機床的時候往往會由于操作不當而損壞刀具和工件,這樣一來學生就必須進行更換工件、刀具,這期間就會浪費很多的時間。如果一次上課發(fā)生兩三次這樣的情況,那么學生根本就沒有練習時間了。在仿真軟件上來進行操作就不用擔心這個問題了,而且加工的速度也比較快,很快就能驗證自己的程序是否合理,有沒有什么問題。并且學生能夠放心大膽地操作仿真機床,把課堂上所學的知識發(fā)揮得淋漓盡致,不存在真實機床上刀具與工件的碰撞、工作臺超程等危險操作;消除了學生的人身不安全隱患。仿真軟件在費用方面,而且還降低了訓練費用。學生只需要在電腦上就能進行操作機床了,這樣同時又解決了設備緊張的問題。

(四)加強實踐教學

高職專業(yè)課程的顯著特點之一就是實踐性強。數(shù)控編程是一門實踐性很強的課程,為了達到數(shù)控技術應用和其他機械類專業(yè)對本課程的要求,必須加強實踐能力的培養(yǎng)。以上提到仿真軟件可以模擬實際加工,但畢竟是模擬加工,不可能取代實際操作。應該正確地看待這個軟件,不然學生步入社會以后對操作就會產(chǎn)生恐懼感,害怕操作,怕?lián)p壞機床、刀具;或者有的學生會把在仿真軟件形成的毛病(仿真軟件不會有任何東西的損壞,即使錯誤的操作系統(tǒng)也會加以提示,也不會有什么損失)帶到現(xiàn)成加工,從而損壞機床和刀具。仿真軟件只能是在學生實習初期用來模擬加工,讓學生熟悉機床操作所用。要讓學生真正掌握數(shù)控加工技術,還必須進行金屬切削加工,使其在實踐中自我總結經(jīng)驗,將書本上的內容與實踐操作有機地集合起來。

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【關鍵詞】圖元；節(jié)點；編程三步驟

一、工藝分析

1、圖紙分析

①分析圖形的基本尺寸（特別是最大直徑和長度），決定毛坯下料和數(shù)控車床最大回轉直徑；根據(jù)尺寸基準，確認加工基準面；同時在標題欄中確認零件材料。

②分析圖紙形狀公差、位置公差和表面粗糙度，選擇能滿足加工精度要求的機床，并計算出精加工速度F值。

2、主軸轉速S和切削速度F值計算

如果對機床使用很熟練，根據(jù)經(jīng)驗選擇主軸轉速S和切削速度F，根據(jù)機床性能、被加工材料的種類和硬度、切削狀態(tài)、進給量、切深等選擇使用的切削速度。如表1：其中f為每轉進給量；αp為切深（切削的厚度）。

最適合的加工條件的選定是在這些因素的基礎上選定的。有規(guī)則的、穩(wěn)定的磨損達到壽命才是理想的條件。

3、合理選擇刀具

①根據(jù)零件輪廓，退刀槽，螺紋，特殊形狀的曲線，選擇所對應的外圓車刀，切槽刀或切斷刀，螺紋刀，特殊形狀車刀或仿形車刀。

②根據(jù)加工順序分為：粗車時，要選強度高、耐用度好的刀具，以便滿足粗車時大背吃刀量、大進給量的要求；精車時，要選精度高、耐用度好的刀具，以保證加工精度的要求。

③根據(jù)刀具的結構選擇整體車刀或機夾刀，但為減少換刀時間和方便對刀，應盡量采用機夾刀和機夾刀片。

4、工藝步驟

數(shù)控車床是一次裝夾，連續(xù)自動加工完成所有車削工序，需在加工零件圖紙中，建立編程坐標系，分解零件圖紙組成的圖元，如直線、斜直線、圓弧、橢圓、曲線、螺紋、退刀槽、倒圓、倒角等等，在所對應的圖元標出加工的G代碼（G00＼G01＼G02＼G03），如圖1。根據(jù)基準，分析加工順序，確定工藝方案，安排零件加工的先后順序。

二、編程三步驟

為了使編程出現(xiàn)各種問題，通常選擇編程三步驟：開頭語；內容；結束語。

1、開頭語

主要選擇適合被選用機床系統(tǒng)的指令和適合零件安全加工狀態(tài)，包括G94/G95；G98/G99；G21/G22；G96/G97，使機床處于一個被控安全環(huán)境下運行。啟動主軸M03/M04和速度S；是否需要開啟冷卻液M08；調用所需的刀具并帶刀補形式T11/T0101；刀具快速定位到所需加工的位置并保證它安全和高效率。

2、內容

主要包括圖元所需要的加工G代碼指令和所對應的節(jié)點坐標值

3、結束語

①機床刀具返回參考點G26/G28，以檢驗和消除尺寸積累誤差。

②關閉輔助功能：主軸停止M05；程序結束M02；關閉冷卻液，是否程序結束并返回程序開始位置M30。

4、編程

根據(jù)上述開頭語、內容、結束語的編程三步驟方法，下面以廣州數(shù)控系統(tǒng)GSK928TC和法那克系統(tǒng)FANUC 0i TC為例子。（見表2）

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課程設計總體采用基于項目的方法展開，首先改革課程設計的內容，將理論與實踐相結合，設計過程包括理論設計、仿真加工和實際加工三大部分。課程設計應體現(xiàn)綜合性、探索性，根據(jù)培養(yǎng)方案和課程體系統(tǒng)一規(guī)劃內容設計，將數(shù)控加工工藝與編程課程中的提高部分、實踐性比較強部分、理論深奧難于理解需要配合實踐才能掌握的部分放到課程設計中學習。課程設計要體現(xiàn)先進性，探索使用數(shù)控加工領域的新技術、新工藝，緊跟企業(yè)先進的工程應用技術，掌握數(shù)控加工與編程的發(fā)展方向。按照典型企業(yè)典型零件的實際制造程序規(guī)劃課程設計流程，課程設計分為零件設計與建模、夾具設計、數(shù)控加工工藝設計、數(shù)控編程、數(shù)控加工仿真、零件加工等階段環(huán)節(jié)。采用基于項目的方法開展設計，通過查閱數(shù)字化制造的資料，提出數(shù)字化綜合制造的課程設計項目方案，利用三維設計軟件設計數(shù)控加工零件，制定詳細的工藝規(guī)程，設計工藝裝備，進行工藝裝備制造、結構零件數(shù)控加工程序編制、零件試切加工和現(xiàn)場問題處理、零件的檢驗、數(shù)控工藝和數(shù)控程序修改完善。數(shù)控加工的硬件設備是數(shù)控加工工藝與編程課程設計的基礎支撐，所使用的主要儀器設備為:(1)數(shù)控車床4臺，用于零件數(shù)控車削加工，機床的數(shù)控系統(tǒng)為FANUC0i、華中數(shù)控HNC－21T、SIE-MENS802s;(2)數(shù)控銑床3臺，用于零件數(shù)控銑削加工，機床的數(shù)控系統(tǒng)為FANUC15、華中數(shù)控HNC－21M、SIE-MENS840D;(3)數(shù)控線切割機床1臺，用于精密外形、異型孔、窄縫和槽的加工;(4)數(shù)控電火花加工機床1臺，用于精密孔和型面的加工;(5)電鋸1臺，用于零件毛坯的下料加工;(6)數(shù)控三坐標測量機1臺，用于零件的數(shù)字化測量;(7)CAD/CAM綜合實訓室1個，配備微機70臺，用于零件數(shù)字化設計造型、零件夾具設計、數(shù)控加工工藝規(guī)程設計、數(shù)控加工程序編制、數(shù)控加工程序仿真、數(shù)控程序DNC傳輸、數(shù)控CMM測量機測量數(shù)據(jù)處理;(8)鋁合金棒料、鋁合金板材、塑料棒、塑料板若干，用于零件的試切加工和正式加工;(9)游標卡尺、千分尺、高度尺、角度尺、螺紋量規(guī)、標準量塊、標準塞規(guī)、表面粗糙度樣塊和表面粗糙度儀，用于零件的規(guī)范尺寸檢測。工程軟件在數(shù)控加工制造過程中發(fā)揮著重要作用，是數(shù)控加工和編程技術的工具，工作人員對軟件的應用能力在一定程度上反映了數(shù)控加工工藝與編程應用的技術水平。通過對近幾年學生的就業(yè)企業(yè)和欲培植的產(chǎn)業(yè)企業(yè)就業(yè)客戶群進行調研，從而掌握了典型企業(yè)所使用的數(shù)控加工工程軟件情況，形成了基于企業(yè)實踐的工程軟件培養(yǎng)方案，以企業(yè)的工程實踐環(huán)境為綜合課程體系的支撐，構建了集成數(shù)控加工制造系統(tǒng)，具體使用的軟件以及應用如表1所示。

項目實施

1.過程組織CDIO(C:Conceive，構思;D:Design，設計;I:Imple-ment，實施;O:Operate，運行)是由美國麻省理工學院、瑞典皇家技術學院、瑞典查爾姆斯技術學院、瑞典林克平大學四所工程大學合作開發(fā)的工程教育新模式。具體項目課程設計的實施流程如圖1所示。選定企業(yè)的實際零件作為項目，所選項目應難度適中，盡量選擇多工藝、多編程考核點的項目，以利于綜合能力的培養(yǎng)，項目應注重多學科知識點的融合。在項目構思階段，將學生分成若干項目組。分組首先采用學生自我組合方式，而后教師根據(jù)學生情況進行微調，組內學員的分配按照近似的課程學習排名合理搭配，善于動手和善于思考的學生合理搭配，使每個組內的人員盡量平衡。每個項目組分為4個小組，各組由3～4人組成，分別為數(shù)控加工零件和夾具設計、數(shù)控加工工藝設計、數(shù)控程序編制、零件制造和檢驗。這4個小組類似于制造型企業(yè)的工程設計、工藝設計、數(shù)控編程、制造和檢驗部門。每個小組設組長1名，由組內人員民主產(chǎn)生，負責組內的項目任務安排及組間協(xié)調。在項目開始階段，教師首先要布置任務，講述課程設計的目的、內容、實驗分組、總體時間安排、現(xiàn)有資源設備情況以及成績考核方法，而后分組進行設計。在課程設計時間安排上采用2周集中設計，在形式上采用教室理論設計、CAD/CAM機房和實驗室開放使用相結合的方式。每天實驗開始時，組長總結上一天的成績和不足，提出本次設計的任務安排，大家共同討論，形成可行性方案和具體分工，將任務具體落實并實行。在執(zhí)行過程中互相配合、團結協(xié)作。組長每天記錄完成情況，并按指導教師的需求，不定期地當面匯報項目完成情況，組長根據(jù)組內的工作情況向教師提出集中指導需求申請。指導教師也要不定期地到現(xiàn)場，對學生的設計情況進行檢查指導，并記錄學生的完成情況。教師還應針對學生所存在的共性問題，采取集中傳授的方法講解，或采取啟發(fā)式方式，給學生布置探索性問題，以利于學生思考，也可以組織學生討論，對研究方向和方法提出建議。每小組在各子階段項目完成后提出階段性總結報告，總結項目的完成情況和不足，提出下一個階段的目標要求，整個項目完成后由各組組長匯總階段報告，形成項目總結報告。對于項目中涉及的新技術、新工藝和工程軟件的使用情況，教師提出原則和可行性研究方向，學生自主探索完成。項目進行過程中，應按照企業(yè)的管理理念，每組設置任務分配和完成展板，以利于設計的進行。

2.項目評價項目評價是項目實施的最后階段，在基于CDIO的課程設計中意義重大。數(shù)控加工工藝與編程綜合課程設計的目的側重于學生工程技能的培養(yǎng)，激發(fā)學生獨立思考和創(chuàng)新能力，同時培養(yǎng)團隊協(xié)作精神。項目評價首先要考查團隊整體的表現(xiàn)能力，其次要分清個人在團隊中的具體貢獻度。在集體項目中評價個人能力是關系設計能否取得滿意效果的關鍵，通過項目評價可以督促每名學生能夠真心投入設計，而不是簡單抄襲他人的設計成果。最終評價成績由四部分組成，其中平時成績占20%，實驗報告占20%，答辯占20%，互評占40%。平時成績包括出勤、教師現(xiàn)場打分、進度完成情況;設計報告包括每天設計報告書、總結報告書，報告書要求用計算機軟件排版打印，注意言簡意賅、圖文并茂;答辯是指在機床邊和CAD/CAM實驗室口試或利用PowerPoint制作的幻燈片進行演講答辯，課程設計指導教師團隊針對答辯表現(xiàn)以及回答問題情況給出成績，其間包含現(xiàn)場操作實際設備加工和演示軟件的環(huán)節(jié);互評包括不同項目組成員互評成績、同一項目組內各小組互評成績、各小組之間互評成績、組長和組員互評成績等。每個項目組和項目組內小組的團體成績將直接影響到個人成績的優(yōu)劣，互評結果將考慮組員在小組內的貢獻權重。評價結果應做到“公平、公開、公正”，即客觀給出分數(shù)，肯定貢獻，促進學習。

3.拓展學習為鞏固已經(jīng)學習的知識，教師還要布置一定的作業(yè)，以便于學生課后練習和掌握;適當介紹些在企業(yè)生產(chǎn)實踐中有關復雜零件加工和編程技術的新技術，開拓學生視野;在數(shù)控加工仿真和編程方面布置些可行的研究課題，由有興趣和精力的學生在課后業(yè)余時間自主完成。針對具體項目可布置如下的可拓展性題目:(1)數(shù)控車床和銑床加工零件的誤差來源有哪些，如何提高數(shù)控車床和銑床加工零件的質量和效率;(2)在復雜結構件的加工過程中，筋條的上頂面可以使用哪些方法加工，在利用CAM軟件編制程序的過程中如何實現(xiàn);(3)數(shù)控五坐標銑床的結構形式有哪些特點，數(shù)控銑床五坐標零件的程序如何進行編制，數(shù)控五坐標機床如何進行后置處理;(4)市場上主流的數(shù)控加工仿真軟件有哪些，各有哪些優(yōu)缺點和適用范圍;(5)數(shù)控技術在機械制造行業(yè)還有哪些應用，哪些領域與你學過的課程相關，如何編制數(shù)控加工程序。

篇6

一、理實一體化教學

理實一體化教學，就是指由一位專業(yè)教師在同一空間和同一時間對該課程的理論知識、技能訓練和生產(chǎn)實習同步進行教學，將專業(yè)理論課與實習課交替進行，直觀和抽象交錯出現(xiàn)，不存在固定的理論教學、實踐教學的先后順序。該教學方式不僅做到了理論與實踐的溝通和聯(lián)系，而且能激發(fā)學生主動學習的興趣和激情。

高職教育的宗旨是培養(yǎng)具有基本專業(yè)理論知識、熟練的操作技能、生產(chǎn)管理服務第一線需要的應用型技能型人才。工學結合是高職教育人才培養(yǎng)模式的顯著特征，也是高職教育的核心理念，其主要任務是讓學生在真實工作情境中對技術工作的任務、過程和環(huán)境進行整體化感悟和反思，從而實現(xiàn)知識與技能、過程與方法、情感與價值觀等方面學習的統(tǒng)一。學校要想順利實現(xiàn)這一過程，必須進行課程改革，實現(xiàn)理實一體化教學，讓學生不但學到了專業(yè)知識和技能，而且能夠通過專業(yè)技術工作過程獲得職業(yè)意識和方法，通過同學間相互交流與協(xié)作形成綜合職業(yè)能力。

二、數(shù)控編程與操作課程改革實踐

在筆者學院，數(shù)控編程與操作課程分為數(shù)車和數(shù)銑兩部分，分兩學期開展教學?，F(xiàn)以數(shù)控車削的編程與操作課程為例進行教學改革實踐。

1.教學計劃的修改

該課程現(xiàn)在采用的是“理論教學+實踐教學”的模式，共安排124學時，其中理論教學42學時，實訓教學中仿真教學20學時、機床操作60學時。在課程改革中對此進行了調整，見表1、表2所示。

將理論的42個學時縮減成20學時后，整合到實訓教學的仿真實習中。在仿真教學過程中，保證每位學生都有一臺裝有數(shù)控仿真軟件的電腦，老師講解指令后學生能馬上進行程序的仿真加工，起到了“熱炒熱賣”的效果。

2.教學過程及成果對比

理論教學通常是兩個課時連堂，雖然借助了多媒體，但仍因時間有限，不能將所有教學內容仿真，尤其是無法開展課堂編程練習。理實一體化教學通常是四個課時連堂，每當老師講解完例題，就仿真演示給學生看，然后出課堂練習題，學生自己操作、老師巡回指導。課堂練習不再是枯燥的作業(yè)本練習，而是可見實體的仿真加工（如表3所示），學生自然學習興趣濃厚，求知欲較強，知識掌握也更為牢固。

筆者學院本學期的教學改革實踐，在10級數(shù)控專業(yè)抽取了學習情況大體相同、學生人數(shù)均為50人的兩個教學班，分別采用傳統(tǒng)教學方式和理實一體化教學方式。兩個班的學生在參加學校考教分離的測試和國家數(shù)控車床操作工考證時，顯示出教學結果有較大差異，如表4、表5、表6所示。

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關鍵詞：數(shù)控加工；CAXA；數(shù)控加工工藝；理論依據(jù)

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2011) 16-0000-01

The Programming Theory of CAXA in CNC Technology

Kou Xiaoyu

(Benxi Electromechanical Engineering School,Benxi117000,China)

Abstract:This paper describes CAXA in CNC technology,programming theory,described in detail with CAXA manufacturing engineer for NC machining process,and discusses the digital manufacturing of unique advantages,and numerical control technology in CAXA as long as the engineers in the digital manufacturing process to provide a theoretical basis.

Keywords:CNC machining;CAXA;CNC machining technology;Theoretical basis

一、CAXA概述

（一）傳統(tǒng)工藝與CAXA軟件?，F(xiàn)階段，在我國大多數(shù)現(xiàn)代化企業(yè)中，采取基于2D平面圖零件設計的二維設計軟件，再通過程序員/相關工藝人員按照3D概念，通過直接以APT語言或者G代碼的方式進行NC編程。雖然此類方法具有代碼簡潔，編程的優(yōu)點，但是因為其存在只適用于一般簡單零件的直線加工、平面加工、點位加工及回轉體加工等局限，對幾何形狀復雜、特別是非圓曲面的加工及夾具裝配復雜的處理十分困難。而“CAXA線切割”可以完成繪圖設計、加工代碼生成、連機通訊等功能，集圖紙設計和代碼編程于一體。其交互式編程的實現(xiàn)基于CAD技術，其數(shù)控編程的核心是刀位點的計算。是我國制造業(yè)信息化的優(yōu)秀代表和知名品牌，擁有完全自主知識產(chǎn)權的系列化CAD、CAPP、CAM、DNC、EDM、PDM、MES、MPM等PLM軟件產(chǎn)品和解決方案，覆蓋了制造業(yè)信息化設計、工藝、制造和管理四大領域，產(chǎn)品廣泛應用于裝備制造、電子電器、汽車、國防軍工、航空航天、工程建設、教育等各個行業(yè)。

（二）CAXA制造工程師制造功能模塊主要功能。CAXA制造工程師是一個曲面實體相結合的CAD/CAM一體化的國產(chǎn)CAM軟件，是基于三維零件設計、制造的分析軟件包。其制造功能模塊主要具有以下功能：設計、編程集成化、更完善的數(shù)據(jù)接口、圖紙、代碼的打印、互交式的圖像矢量化功能、齒輪、花鍵加工功能、完善的通訊方式和附送電子圖板等模塊功能。

二、基于CAXA制造工程師的工藝加工過程

CAXA工藝加工過程中具有數(shù)據(jù)相關性與唯一性的特點，如對當需要對一個零件的模型需要進行相關修改時，這個零件相關的零件圖及裝配圖都會進行自動維護與更新。于此同時，CAXA工程師軟件還具有很強大的加工環(huán)境設計的能力，它不僅能夠模擬真實的加工條件，從而建立三維的刀具配裝、組裝時夾具裝配與加工毛坯系列；不僅如此，它還能通過采用圖形互交式人機對話的模式，進行全面而靈活的鉸孔、銑削、鉆削、鏜削、車削和線切割等多種加工，從而自動生成加工刀具路徑。在CAXA制造工程師的工藝加工過程中，屏幕會對實際切削過程進行模擬，顯示材料去除過程和進行刀具干涉檢查；最終提供完整的工藝過程信息。

三、CAXA在數(shù)控技術中的編程理論

在實際加工工藝過稱各種，根據(jù)所需加工的零件技術要求和形狀特征等特點，利用CAXA制造工程師提供的參數(shù)線、曲面、投影、導動和等到等加工方法，靈活處理需求的很大一部分選定的數(shù)據(jù)，輸入相關的數(shù)據(jù)參數(shù)和要求，通過快速圖形顯示，從而生成刀具切削路徑和刀具軌跡。再針對不同實體的加工性能和加工特性的部位，采用不同的處理方法和生成粗加工和精加工軌跡。加工路徑生成，使用路徑連接，刀位編輯和中斷編輯參數(shù)修改功能跟蹤編輯。運用軌跡仿真功能，也就是屏幕上模擬實際的切削過程。顯示材料去除過程和進行刀具干涉檢查、檢驗生成的刀具軌跡是否滿足要求，查看切削后的工件截面，確保不出現(xiàn)切削過剩，以改進刀具軌跡。

事實上，數(shù)據(jù)編程的核心工作就是產(chǎn)生刀具路徑，然后再將其離散刀位點后，經(jīng)由之后處理產(chǎn)生的加工數(shù)控程序。當加工軌跡生成后，按照當前機床類型所不同的配置要求，把已經(jīng)生成的刀具路徑自動轉化成其相適應的數(shù)據(jù)系統(tǒng)加工G代碼，也就是CNC數(shù)據(jù)加工程序。由于不同的機床其數(shù)控系統(tǒng)是不盡相同的，從而導致不同的數(shù)控系統(tǒng)其G代碼所連帶的功能也不盡相同，加工程序的格式也就因此有所區(qū)別了。故對G代碼進行后配置處理顯得尤為重要，以對應于相應的機床。利用軟件的加工工藝參數(shù)后置處理功能，可以通過對“后置處理設置”進行修改，使其適用于機床的數(shù)控系統(tǒng)要求，或按照機床規(guī)定的格式進行定制。在生成G代碼后，它可以根據(jù)相關需求自動生成加工工藝單，編制中各項參數(shù)自動換算成各種加工步驟的加工時間，這將有益于加工工時的計算和生產(chǎn)管理識別，并且還可以通過直觀的代碼和加工仿真反讀來檢驗加工工藝和代碼的質量。

G代碼生成后，其生成的G代碼可以傳輸給機床，如果由于程序量相對較小而機床內存容量允許，可以一次性地將G代碼程序傳輸給機床。相對的，如果碰到程序量較大，此時就需要進行DNC在線傳輸，通過將G代碼在計算機標準接口直接與機床相通，在機床系統(tǒng)的內存不被占用的基礎上，最終實現(xiàn)計算機直接控制機床的加工過程。此時，機床根據(jù)收到的G代碼加工程序，就可以進行單獨加工或者在線DNC加工。

四、總結

總之，由于CAXA制造工程師在實際數(shù)控加工過程中，具有刀具路徑設計正確合理的優(yōu)點，使其執(zhí)行加工往往能夠一次性成功，利用數(shù)控技術的CAD/CAM軟件的設計及制造功能對盤形凸輪進行設計與加工，操作簡便、快捷、準確，無論是在加工精度和工作效率上，傳統(tǒng)的加工制作方法是無法比擬的，因此我們應加大數(shù)控技術的投入，努力提高我國的機械制造水平。

參考文獻：

[1]郭勝輝.參數(shù)編程在數(shù)控車削加工中的應用[J].組合機床與自動化加工技術,2010,2

[2]馬春榮,劉穎.CAXA制造工程師在復雜模具數(shù)控加工中的應用[J].沈陽航空工業(yè)學院學報,2005,2

篇8

關鍵詞：數(shù)控車床 手動編程 實例分析

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）06（c）-0086-02

數(shù)控車床是利用數(shù)字系統(tǒng)控制的一類車床，通過裝有數(shù)字控制系統(tǒng)的微型計算機進行機床控制，是集計算機、自動控制、精密機械于一體的高新技術產(chǎn)品。它具有自動化程度高，加工效率高、生產(chǎn)精度好、工件精度穩(wěn)定等加工特點，致使數(shù)控技術和數(shù)控機床在企業(yè)生產(chǎn)中迅速普及。由于數(shù)控機床急速普及，導致現(xiàn)代制造業(yè)急需會數(shù)控編程、懂數(shù)控加工的高技能型人才。該文針對數(shù)控車床手動編程操作以實例分析的方式進行探討。

1 編程方式

（1）通常數(shù)控編程方式主要分手動編程和自動編程兩類。通常從工件圖樣分析、工藝劃分、數(shù)據(jù)計算、程序編制、程序輸入到程序校驗等全部由人工手動完成過程即為手動編程。這種編程方式主要適合于幾何形狀簡單、計算量小、程序段少的工件編程，同時手動編程具備簡易、快捷、經(jīng)濟等優(yōu)勢，所以手動編程一般多數(shù)應用于小型數(shù)控車床的加工生產(chǎn)中。手動編程也存在一定的局限性，比如對于結構復雜的工件，手動編程時計算量大、工作效率低、精準度不夠等缺點暴露無遺。在這種情況下，多數(shù)會選擇自穎喑獺

（2）自動編程是指編程過程全部在計算上通過CAM軟件完成，可以高效準確地解決復雜造型工件的編程及加工問題，是大中型企業(yè)的優(yōu)先選擇。目前通用的CAM軟件主要有美國CNC Software Inc.公司的MasterCAM以及我國北航海爾軟件有限公司的CAXA制造工程師等。自動編程是現(xiàn)代制造的基礎，與數(shù)控機床結合起來，實現(xiàn)計算機自動編程，更能充分發(fā)揮它的優(yōu)越性[1]。自動編程可以提高制造效率、精度和質量，充分發(fā)揮數(shù)控機床的優(yōu)勢[2]，實現(xiàn)設計與制造一體化、集成化。同時應意識到手動編程是自動編程的基礎，自動編程的理論和核心內容源自手動編程，兩者是相輔相成的。

2 編程實例分析

（1）毛坯要求45鋼，φ45X110；數(shù)控車床CK6132；數(shù)控系統(tǒng)FANUC-0i。零件圖如圖1所示。

（2）加工工藝規(guī)劃。該工件需兩端分別加工，包括端面、外圓、退刀槽、螺紋等加工過程，由于右端有螺紋結構，考慮裝夾，應先加工左端，后加工右端。材料無熱處理和硬度要求。

（3）加工程序及操作。工件加工參考程序如表1所示。

3 結語

在企業(yè)數(shù)控程序是數(shù)控機床的核心價值所在，合理的數(shù)控程序不僅能充分發(fā)揮數(shù)控機床的優(yōu)勢，更為企業(yè)帶來有效價值。同一個工件，可以以不同的程序加工完成，但最合適的程序一般只有一個。該文實例是筆者根據(jù)數(shù)控車床加工工藝、刀具等多方因素，反復推敲并加以實踐編制而成。謹以此文為數(shù)控車床編程學習者提供學習參考。

參考文獻

篇9

關鍵詞 成型面；數(shù)控編程；注意事項

中圖分類號TG659 文獻標識碼A 文章編號 1674—6708（2012）76—0052—02

在數(shù)控機床加工過程中，經(jīng)常遇到工件輪廓是由圓弧和圓弧、圓弧和直線相切、相交而構成的一些成型面零件，如各類手搖柄、單球手柄、雙球手柄及一些簡單工藝品等。對這些零件的加工，在普通機床上加工需要成形刀或靠操作者用雙手同時操作完成，難度系數(shù)較大。而運用數(shù)控車削技術加工成形面就顯得容易得多，只需按照數(shù)控系統(tǒng)編程的格式及要求，編寫出相應的圓弧插補程序段，就可實現(xiàn)對成形面的加工。但在編寫程序的過程中，基點或節(jié)點的計算相對而言，具有一定的難度，編程者可以選擇手工編程或自動編程的方式來計算相關的基點或節(jié)點的坐標。

在手工編程中，對于簡單的回轉體零件，編程者可通過利用勾股定理、三角函數(shù)、平面幾何等相關數(shù)學計算來得到基點坐標；對于復雜回轉體零件的圓弧與圓弧相切、相交則要通過給定零件圖的相關尺寸，采用解析幾何列解方程來求解。

在自動編程中，編程人員需借助一定的軟件，根據(jù)零件圖樣的要求，使用數(shù)控語言，由計算機自動地進行數(shù)值計算及后置處理，編寫出零件加工程序單，加工程序通過直接通信的方式送入數(shù)控機床，指揮機床工作。自動編程使得一些計算繁瑣、手工編程困難或無法編出的程序能夠順利地完成。 實現(xiàn)自動編程的CAM軟件常用的有UG，PRO/E，MASTERCAM，CAXA等，可以實現(xiàn)多軸聯(lián)動的自動編程并進行仿真模擬。

下面采用手工編程的方式介紹車削圓球體（圖1）的具體步驟。

1 工藝分析

1.1 機床選擇

根據(jù)工件的形狀及結合學校的現(xiàn)有資源，選用FANUCOi—TA系列的CK6132數(shù)控車床（前置刀架）進行本工件的加工。

1.2 夾具選擇

采用三爪自定心卡盤進行工件的定位與裝夾。

1.3 刀具選擇

1）刀寬5 mm的切槽刀——完成?20外圓槽的加工；2）帶有斷削槽的90°正偏刀——完成右半球的粗、精車削加工；3）帶有斷削槽的90°反偏刀——完成左半球的粗、精車削加工；4）45°端面刀——采用手動切削右端面。

1.4 車削順序

1）用三爪自定心卡盤夾持左端，棒料伸出卡爪外75 mm；2）用切槽刀以排切法從右到左車削加工?20外圓槽并車至?20.8直徑尺寸；3）采用G71粗車循環(huán)法用90°反偏刀車削加工左半球；4）采用G72端面車削循環(huán)法用90°正偏刀車削加工右半球。

2 數(shù)值計算

連接三角形OAB利用勾股定理求得：

OA==22 .91mm 即：B點坐標（20、47.91）。

3 參考程序 （用排刀法切槽程序略）

【FANUC 0i系統(tǒng)】（工件坐標系設置在工件的右端面）

O0063；（T02為二號反偏刀、T03為三號正偏刀）

N10 T0202 ；（調二號反偏刀，確定坐標系）

N20 M03 S800 ；（主軸正轉、轉速800r/min）

N25 G96 S100 ； （恒線速度有效，100m/min）

N30 G00 X58.0 Z—47.91 M08 ；（到左半球外圓切削循環(huán)點）

N40 G71 U1.2 R1.1；

N50 G71 P60 Q70 U0.8 W0.5 F0.2；

N60 G01 X20.0 ；（移動到精車起點處）

N70 G02 X50.0 W22.91 R25.0 ；

N80 G70 P60 Q70；（精車左半球外圓）

N90 G00 X100.0 ；

N100 Z100.0 M09 ；（到程序起點或換刀點位置）

N110 G97 S600 ；（取消恒線速度，設主軸600r/min）

N120 T0303 ；（調三號正偏刀，確定坐標系）

N130 M03 S1000 ；（主軸正轉、轉速1000r/min）

N140 G96 S100 ；（恒線速度有效，100m/min）

N150 G00 X58.0 Z2.0 M08；（到右半球外圓切削循環(huán)點）

N160 G72 W0.5 R1.2；

N170 G72 P180 Q200 U0.8 W0.4 F0.2；

N180 G00 Z—25.0；

N190 G01 X50.0 ；

N200 G02 X0 Z0 R25.0 ；

N210 G70 P140 Q160；（精車右半球外圓）

N220 G00 X100.0 ；

N230 Z100.0 M09；（到程序起點位置）

N240 G97 S600；（取消恒線速度，設主軸600 r / min）

N250 M30；（程序結束并復位）

4 注意事項

1）數(shù)控車床上車削成形面時要注意副切削刃的角度，不能與工件產(chǎn)生干涉；2）在球面上各點的斜率不同，所以在車削時要設定主軸線速度恒定，退刀后還應取消恒線速度。

參考文獻

[1]謝林.在數(shù)控車床上加工成形面的技巧[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2008（1）.

篇10

【關鍵詞】數(shù)控車；橢圓；編程與加工

1.引言

數(shù)控車床對橢圓零件的編程方法主要分為自動編程和手工編程兩種。使用自動編程軟件生成的程序，由于其程序冗長，使得加工時間拉長，加工效率并不高[3]。如果采用手工編程，根據(jù)數(shù)控機床的性能，合理選擇編程方法，既能避免零件程序冗長的缺點，提高加工效率，也能保證零件的加工質量。

對橢圓零件手工編程的方法有輪廓直線擬合編程、四心法橢圓編程和宏程序編程三種。本文針對FANUC 0i Mate TC數(shù)控車床，詳細介紹各種橢圓編程方法，并對橢圓類零件的編程加工給出了合理建議。

2.輪廓離散逼近擬合編程

不同的數(shù)控車床對橢圓零件加工的插補原理基本相同，實現(xiàn)插補運算的方法有直線插補和圓弧插補兩種。輪廓離散逼近擬合就是采用直線插補和圓弧插補的原理編程的[1]。

如圖1所示零件圖（零件毛坯為Φ52棒料），將橢圓輪廓以3.0mm為間距橫向等分10部分，得到A、B、C、……G、H、I九個點，以O點為編程原點，得出該九個點的編程坐標如圖所示。其中曲線OAB段以三點確定一個圓的方法擬合得到圓弧段OB半徑為R16.86（AutoCAD繪圖得到）。則該橢圓曲線通過輪廓離散擬合的原理轉換成圓弧和若干直線段，這樣就可以用一般指令完成零件的編程加工，其NC程序如下：

3.四心法橢圓編程

四心法繪制橢圓是橢圓的一種近似畫法，四心法橢圓編程就是采用這種思想，利用AutoCAD繪圖軟件將橢圓零件圖（如圖2所示）轉換成用四心法繪制橢圓的零件圖（如圖3所示），將橢圓軌跡轉換成圓弧，這樣就避免了數(shù)控車床上沒有橢圓插補功能的不足，利用G02/G03圓弧插補擬合橢圓軌跡，其NC程序為O0002。

4.宏程序編程

宏程序就是采用變量的程序。與一般的程序編制相比，宏程序中的地址字符后為一變量，我們可以根據(jù)實際情況給變量賦值，并能進行變量間的計算和跳轉[2]。采用宏程序對橢圓零件編程可以分為直角坐標編程和極坐標編程兩種方法。

4.1 宏程序直角坐標編程

橢圓的標準方程為：

如圖4所示，OA為橢圓短半軸（OA=b），OB為橢圓長半軸（OB=a），α角為橢圓平面角，β角為橢圓極角。結合圖4可看出平面角不能完全反映橢圓動點C的長半軸和短半軸。要使橢圓正確加工達到終點，在編程中應將圖4中的極角β代替α才是正確的[2]。β角的確定方法有兩種：一種可以通過Auto CAD繪圖軟件直接得出極角，如圖5所示平面角度為120°，繪圖后得極角為111°；另一種方法也可以通過數(shù)學推導公式。（推導過程省略。）將橢圓參數(shù)方程轉換成數(shù)控車用參數(shù)方程如下：

5.結論

通過實際加工生產(chǎn)驗證，以上編程方法均能完成橢圓零件的加工，其特點如下：

（1）采用輪廓離散編程逼近橢圓時，其橢圓輪廓度與編程所用的步距大小有關，步距越小，加工精度越高，但刻意減小步距來保證加工精度又會使計算量加大，數(shù)控系統(tǒng)處理速度降低，進而影響加工效率[1]。

（2）四心法橢圓編程，是將橢圓曲線轉換成圓弧，用G02＼G03指令編程，簡單易懂，其關鍵是采用四心法將帶有橢圓圖紙的橢圓部分轉換成圓弧。但其橢圓度差些。

（3）宏程序編程中，其工件加工表面質量主要取決于每次增加Z向歩距或角度大小，增加量越小，其精度越高。當以角度作為變量編程時，其加工精度比前者高，且程序簡短，但需要特別注意編程角度為極角，而非平面角度。

用宏程序加工橢圓時，由于橢圓分層切削，加工路徑長，在數(shù)控競賽或批量生產(chǎn)時，為節(jié)約時間，提高生產(chǎn)效率，可采用前兩種方法作為粗加工，切除工件大部分余量，然后調用橢圓宏程序精加工。以上方法各具特色，對于橢圓零件的編程加工，應根據(jù)具體情況而定。

參考文獻

[1]吳凱.數(shù)控車床加工橢圓曲線輪廓編程方法的探討[J].機械研究與應用，2010（06）：51-54.