数控机床的加工与编程

数控机床的加工与编程（精选12篇）

数控机床的加工与编程 篇1

一、零件图工艺分析

零件在进行数控铣削加工时, 由于加工过程的自动化, 实用余量的大小, 如何装夹等问题在选用毛坯时就要仔细考虑好, 否则, 如果毛坯不适合数控铣削, 加工将很难进行下去。根据分析零件图得到, 所选毛坯尺寸为:100mm×100mm×25mm。

该零件由正方形底座、凸台、腰形槽、圆孔组成, 有尺寸精度要求, 尺寸公差为0.03, 无表面粗糙度要求, 但有制造公差, 公差值有0.03、0.04、0.06, 尺寸标注完整。

从图示结构来看, 该零件包括了凸台、平面、凹槽、打孔等加工。有较严格的尺寸精度和行为公差等要求, 适合数控铣床铣削加工。尺寸标注完整, 轮廓描述清楚。零件的材料为45刚, 该材料具有较高的强度和较好的韧性、塑性, 零件生产类型为单件小批量。

二、机床的选择原则

根据图形结构有圆弧、腰形槽、凸台、深孔等型面, 加工内容较为复杂, 为了避免重复定位带来的误差, 减少手工换刀操作, 故用数控铣床来完成此次加工任务, 数控铣床的特点:一是零件加工的适应性强, 能加工零件轮廓形状非常复杂或难以控制尺寸的零件。二是能加工普通机床不易加工的零件。三是能在一次装夹定位后, 进行多道工序加工。四是加工精度高、加工质量稳定可靠。五是生产自动化程度和效率较高。六是对刀具的要求较高, 具有良好的抗冲击性、韧性和耐磨性。

三、加工顺序方案的制定

一是用立铣刀铣凸台;二是用立铣刀铣轮廓;三是铣两个腰形凹槽;四是用转头钻孔;五是用立铣刀扩孔;六是用铰刀铰孔。

四、定位及装卡

数控机床上由程序控制刀具的运动, 不需要利用夹具限制刀具的位置, 即不需要夹具的对刀和导向功能, 所以数控机床所用夹具只要求具有工件的定位和夹紧功能, 其所用夹具的结构一般比较简单。

通过对零件图的分析, 采用传统装夹即能满足条件。

五、刀具的选择

加工铣凸台, 刀具号T01, Φ12mm立铣刀, 主轴转速800 (r/min) , 进给速度200 (mm/min) , 背吃刀量8 (mm) 。

加工铣轮廓, 刀具号T01, Φ12mm立铣刀, 主轴转速800 (r/min) , 进给速度200 (mm/min) , 背吃刀量8 (mm) 。

加工铣腰形凹槽, 刀具号T01, Φ12mm立铣刀, 主轴转速800 (r/min) , 进给速度200 (mm/min) , 背吃刀量8 (mm) 。

钻孔, 刀具号T02, Φ8mm钻头, 主轴转速600 (r/min) , 进给速度50 (mm/min) 。

扩孔, 刀具号T03, Φ10mm立铣刀, 主轴转速600 (r/min) , 进给速度150 (mm/min) , 背吃刀量6 (mm) 。

绞孔, 刀具号T04, Φ12mm铰刀, 主轴转速200 (r/min) , 进给速度60。

六、程序单

现以加工外轮廓为例, 编写加工程序如下:

摘要：随着科学技术飞速发展和经济竞争的日趋激烈, 数控加工技术在机械及相关行业领域发挥着重要的作用。数控机床加工对零件结构工艺性分析、基准的选择、刀具的选择、工艺路线的确定、程序的编制等均有较高的要求。在制定零件加工工艺过程中, 需要注意的是零件的结构特点、精度等技术要求, 选用合理的加工工艺。用G代码编制该零件的数控加工程序, 其中零件工艺规程的分析是此次课程的重点和难点。

关键词：零件图分析,加工方案,程序编写

数控机床的加工与编程 篇2

一、课程的任务和基本要求

《数控加工与变成实习》是机械设计组织及其自动化专业在专业学习过程中一次重要的实践环节；也是机械类专业必修的专业课之一，对实际应用能力要求很高，该实习目的是通过实践方式使学生进一步掌握和消化数控机床基本内容，了解数控系统组成，深化系统控制原理和方法，通过设计和调试，掌握各种功能的实现方法，为今后从事数控邻域工作打下扎实基础。

二、基本内容和要求

通过实训使了解数控机床的结构与工作原理，掌握数控车床的功能及其操作使用方法，熟悉数控车床对零件加工的基本过程和一些常见的数控加工工艺知识，掌握常用功能代码的作用，掌握简单零件的手工编程方法，掌握工件装夹及对刀方法，加深有关刀具知识和加工工艺知识的理解，提高实践操作加工能力，熟练完成典型零件的自动加工。实训过程中，通过接受有关的安全文明生产知识、劳动纪律及安全生产教育，培养学生良好的职业素质，使学生适应当前工作岗位的能力需求。在学完本课程后应达到下列要求：

1、了解数控车床的工作原理，主要组成结构及其作用。

2、熟悉数控机床对零件加工一些常见的数控加工工艺知识。

3、掌握工件装夹及对刀方法。

4、掌握简单零件加工程序的编制和输入方法。

5、掌握数控车床的操作方法及安全技术，严格遵守安全操作规程。

6、掌握数控机床对零件自动加工的基本过程。

三、数控机床安全操作规程

1、实训前的安全注意事项

1)学生进入实训室学习，必须经过安全文明生产和数控车床操作规程的学习。

2)进入实训场地后，应服从安排，不得擅自启动或操作数控机床。3)按规定穿戴好劳动保护用品及防护镜，不许穿高跟鞋、拖鞋上岗，不允许戴手套和围巾操作数控机床，也不允许扎领带。

4)开机前，要检查车床电气控制系统是否正常，润滑系统是否畅通、油质是否良好，各操作手柄是否正确，工件、夹具及刀具是否已夹持牢固，检查冷却液是否充足，然后开慢车空转3~5分钟，检查各传动部件是否正常，确认无故障后，才可正常使用。

5)不要在数控机床周围放置障碍物，工作空间应足够大。

6)上机操作前应熟悉数控机床的操作说明书，数控车床的开机、关机顺序，一定要按照机床说明书的规定操作。7)主轴启动开始切削之前一定要关好防护门，程序正常运行中严禁开启防护门。

8)在每次电源接通后，必须先完成各轴的返回参考点操作，然后再进入其他运行方式，以确保各轴坐标的正确性。

9)程序输入完成后，必须经过任课老师同意方可按步骤操作，未经任课老师许可，擅自操作或违章操作，成绩作零分处理，造成事故者，按相关规定处分并赔偿相应损失。10)完成对刀后，要做模拟换刀实验，以防止正式操作时发生撞坏刀具、工件或设备等事故。

11)在数控车削过程中，要选择好操作者的观察位置，不允许随意离开实训岗位，发现机床运转不正常时，应立即停车，向任课老师报告，待查明原因，排除故障，严禁设备带病工作。

12)操作数控系统面板及操作数控机床时，严禁两人同时操作。

13)手动对刀时，应注意选择合适的进给速度；手动换刀时，刀架距工件要有足够的转位距离不至于发生碰撞。

14)加工过程中，如出现异常危机情况可按下“急停”按钮，以确保人身和设备的安全。

15)机床工作开始工作前要有预热，认真检查润滑系统工作是否正常，如机床长时间未开动，可先采用手动方式向各部分供油润滑；

2、工作过程中的安全注意事项

l)、禁止用手接触

2)、禁止用手或其它任何方式接触正在旋转的主轴、工件或其它运动部位； 3)、车床运转中，操作者不得离开岗位，机床发现异常现象立即停车； 4)、经常检查轴承温度，过高时应找有关人员进行检查；

5)、严格遵守岗位责任制，机床由专人使用，他人使用须经有关责任人同意； 6)、工件伸出车床100mm以外时，须在伸出位置设防护物。

3、工作完成后的注意事项

l)、清除切屑、擦拭机床，使用机床与环境保持清洁状态； 2)、依次关掉机床操作面板上的电源和总电源。3)、机床开机时应遵循先回零（有特殊要求除外）、手动、点动、自动的原则。机床运行应遵循先低速、中速、再高速的原则，其中低速、中速运行时间不得少于2-3 分钟。当确定无异常情况后，方可开始工作。

4)、严禁在卡盘上、顶尖间敲打、矫直和修正工件，必须确认工件和刀具夹紧后方可进行下步工作。

5)、操作者在工作时更换刀具、工件、调整工件或离开机床时必须停机。6)、机床上的保险和安全防护装置，操作者不得任意拆卸和移动。7)、机床开始加工之前必须采用程序校验方式检查所用程序是否与被加工零件相符，待确认无误后，方可关好安全防护罩，开动机床进行零件加工。8)、机床附件和量具、刀具应妥善保管，保持完整与良好，丢失或损坏照价赔偿。9)、实训完毕后应清扫机床，保持清洁，将尾座和拖板移至床尾位置，并切断机床电源。

10)、机床在工作中发生故障或不正常现象时应立即停机，保护现场，同时立即报告现场负责。

11)、操作者严禁修改机床参数。必要时必须通知设备管理员，请设备管理员修改。

12)、正确地选用数控车削刀具，安装零件和刀具要保证准确牢固。

13)、了解和掌握数控机床控制和操作面板及其操作要领，将程序准确地输入系统，并模拟检查、试切，做好加工前的各项准备工作。

14)、加工过程中如发现车床运转声音不正常或出现故障时，要立即停车检查并报告指导教师，以免出现危险

四、数控机床机构 1.主机 是数控机床的主题，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种切削加工的机械部件。

2.数控装置 是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT、显示器、键盒、纸带阅读机等）以相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。驱动装置，他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。3.辅助装置指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。

4.编程及其他附属设备，可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。

五、数控车床实验内容及步骤（1）车削仿真

1.启动斯沃数控仿真软件

在左边文件框内选择单机版，在右边的数控系统下拉列表中选择FANUC 0iT，选择机器码加密，点击“运行”进入系统界面。

2.机床复位，确保此时机床处于此时机床操作面板的指示灯在闪动，松开急停按钮回零模式下。按Z向复位按键，机床Z向回到机床原点；按X向复位按键，机床沿第四轴方向回，机床X向回到机床原点；按第四轴方向复位按键到机床原点（本机床没有第四轴，故按此键机床没有动作，但是第四轴复位指示灯不再闪动）。注意：为了安全起见，机床回零一定要Z向先回零，然后其它方向才能回零。

3、设置毛坯

在机床主窗口已经装好了一个毛坯，需要重新设置。要求的毛坯为35号钢的Φ35×150的棒料毛坯。

4、添加刀具

从“刀具数据库”中选择（如果刀具库中没有，则自己建立一把编号为001的90°外圆车刀，刀具名称自己定。注意：新建车刀时，必须输入刀具编号和刀具名称，刀具编号和刀架中的刀位号可以不一样）编号为001的外圆车刀，此时将显示刀具图形和刀片图形，点击“添加到刀盘”按钮，在弹出的菜单中选取“1号刀位”，则“机床刀库”中1号刀位出现刀具名称，点击确定，机床主窗口的刀架上出现所选刀具：

5、启动主轴 点击编辑，再点击程序，最后点击“手动输入方式”，输入“M03S600”，主轴以600r/min的数度正转。点击控制面板上的循环启动按键

6、对刀操作

点击编程面板的，点击显示屏下面对应“补正”的软键，再点击“形状”软键，利用编程面板上的上下左右方向键将光标定位于G001上，即本把刀具补偿值为1号。利用编程面板上的键盘输入“Z0”，点击显示屏下面对应“测量”的软键，则刀具的Z向刀补值自动算出并输入寄存器，同样再输入“X0”，点击显示屏下面对应“测量”的软键，则刀具的X向刀补值自动算出并输入寄存器：

001外圆车刀对刀过程：将刀移动至毛坯的右端，车掉毛边，编辑面板输入“Z0”,点击显示屏下面对应“测量”的软键，将刀移动至毛坯右下端向上3-4mm处，车外圆并X轴负方向进给10mm左右，车完后刀沿X轴正方向进给退出毛坯，点击“工件测量”，记下毛坯右端外圆半径a，编辑面板输入“Xa”,点击显示屏下面对应“测量”的软键。

002至004刀对刀过程：刀的左端靠近毛坯的右端，编辑面板输入“Z0”,点击显示屏下面对应“测量”的软键。刀的上端靠近毛坯的右下方，编辑面板输入“Xa”,点击显示屏下面对应“测量”的软键。

7、导入程序

8、自动运行程序

下面将输入的程序自动运行。点击控制面板上的“程序保护”按键以解除程序锁定，点击控制面板上的编辑按键，输入“O0022”，点击“INSERT”，点，再点击“文件”，装载已经编写好的车削文件，点击控制面板的自动按键击控制面板的单步按键，点击控制面板的循环启动按键，车床开始按照编写，程序开始自的程序一步一步走刀，没有错误后，点击控制面板的单步按键动加工

加工工艺路线分析

车削操作

车削操作的过程与车削仿真类似。具体步骤如下： 1.上坯料 将工件安装到三爪卡盘上，装夹准确。2.对刀 采用手动式对刀：（1）回参考点操作 采用zero或home（回参考点）方式进行回参考点操作，建立机床坐标系。此时数控系统显示器上将显示刀架中心（对刀参考点）在机床坐标系中的当前位置的坐标系。

（2）试切对刀 先用已选好的刀具将工件外圆表面车一刀，保持x向尺寸不变，z向退刀，然后停止主轴，测量工件外圆直径d，根据不同的数控系统输入刀具的x向刀具长度补偿。再将工件端面车一刀，z向尺寸不变，x向退刀，根据不同的数控系统输入刀具z向刀具长度补偿。

（3）建立工作坐标系 程序运行时，刀具添加相应对刀时的补偿值，刀具即处于编程的坐标系，工作坐标系建立。

3.导入编程，并将程序输入车床中。

4.加工 输入程序完成后，运行程序，车床工作，开始加工。注意点：（1）对刀必须准确。

（2）执行程序必须从程序段头开始执行。

六、数控铣床实验内容及步骤

（1）铣削仿真

1.启动数控铣床

在斯沃仿真软件启动界面上选择FANUC0iM数控系统，点击“运行”进入系统界面。

2.机床复位

此时机床操作面板的指示灯在闪动，松开急停按钮回零模式下。按Z向复位按键，确保此时机床处于，机床Z向回到机床原点；按X向复位按键，机床沿Y方向回到机床原，机床X向回到机床原点；按Y方向复位按键 点；按第四轴方向复位按键，机床沿第四轴方向回到机床原点（本机床没有第四轴，故按此键机床没有动作，但是第四轴复位指示灯不再闪动）。注意：为了安全起见，机床回零一定要Z向先回零，然后其它方向才能回零。

3.设置毛坯

修改装夹方式为工艺板装夹。把默认的毛坯修改为35号钢的120×120×40的毛坯。工件原点设在工件上表面中心，原点偏置值输入G54寄存器，点击“确定”退出对话框。点击编程面板的寄存器下的原点偏置值：，选择“坐标系”软键，将可以看到G

54G54下的Z有数值，其值等于主轴上不装刀具时主轴端面与工件上表面重合时的Z向机械坐标，这样定义G54的Z值，则所有刀长度补偿值就是刀具本身的长度（等于装刀后从刀尖到主轴端面的距离）。工件装夹方式如图：

4.添加刀具

从“刀具数据库”中选择编号为007的端铣刀（如果刀库中没有，可以自己创建一把编号为007的端铣刀，直径为10，长度为100，刀具名称自定。注意：新建铣刀时，必须输入刀具编号和刀具名称，刀具编号与刀库中的刀位号可以不一样），此时将显示刀具图形，点击“添加到刀库”按钮，在弹出的菜单中选取“1号刀位”，则“机床刀库”中1号刀位出现刀具名称，点击确定，机床主窗口的刀库上出现所选刀具（注意：数控铣床卧式刀库容量为12把刀具，分别用1～12表示刀位号，主轴上的刀位号则为13）

5、导入程序

6、自动运行程序

点击控制面板上的“程序保护”按键以解除程序锁定，点击控制面板上的编辑按键，在编程面板上点击

按键，点击“DIR”软键则显示已存在的程序名列表，输入“O0022”，然后点击，将建立新程序（删除已有的程序也在“DIR”软键下进行），点击“文件”，装载已经编写好的铣削文件。点击控制面板的自动按键启动按键，再点击控制面板的单步按键

。点击控制面板上的循环，由于选择了单步运行，因此每按一次循环启动按键，则程序运行一个程序段。也可以不用单步运行，则程序将连续运行。

7、加工图片

（2）铣削操作

毛坯为200mm*200mm*40mm的板材，工件材料为45钢。

1、根据图样要求、毛坯及前道工序加工情况，确定工艺方案及加工路线 1）以已加工过的底面为定位基准，用通用机用平口虎钳夹紧工件前后两侧面，虎钳固定于铣床工作台上。2）工步顺序

2、选择机床设备：经济型数控铣床

3、选择刀具

采用直径为10的端铣刀，定义为T01，并把该刀具的直径输入刀具参数表中。

4、确定切削用量

切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。

5、确定工件坐标系和对刀点

在X0Y平面内确定以工件中心为工件原点，Z方向以工件上表面为工件原点，建立工件坐标系。采用手动试切方法，完成对刀。

6、操作流程

1）进行开机步骤

2）输入加工程序，检查输入无误 3）锁定机床，空运行程序，验证程序的正确性，特别要仔细观察各程序段的坐标尺寸是否正确，完毕后务必要撤销空运行操作

4）机床重新进行回机械原点操作 5）放开机床，装夹试切工作，手动选择各个刀具，用试切法测量各刀的刀补，并置入程序规定的刀补单元，注意小数点和正负符号。

6）调出当前加工件的程序，选用自动操作方式，选择适当的进给倍率和快速倍率，按循环启动键，开始进行自动循环加工。首件加工时应选用较低的快速倍率，并利用单程序段功能，可减少程序和对刀错误引发的故障。

7）首件加工完成后，测量各加工部位的尺寸，修改各刀的刀补值，然后加工第二件。确认尺寸无误后恢复快速倍率100%，加工全部工件。

8）加工完毕，执行关机步骤。

七、工作完成后的注意事项

（1）清除切屑、擦拭机床，使用机床与环境保持清洁状态。

（2）依次关掉机床面板上的电源和总电源。

（3）机床开机时应遵循先回零点、手动、点动、自动的原则。机床运行应遵循先低速、中速、在高速的原则，其中低速、中速运行时间不得少于2-3分钟。当确定无异常情况后，方可开始工作。

（4）严禁在卡盘上、顶尖间敲打、矫直和修正工件，必须确认工件和刀具夹紧后方可进行下步工作。

（5）操作者在工作时更换刀具、工件、调整工件或离开机床时必须停机。

（6）机床上的保险和安全防护装置，操作者不得随意拆卸和移动。

（7）机床开始加工之前必须采用程序校验方式检查所有程序是否与被加工零件相符，待确认无误后，方可关好安全防护罩，开动机床进行零件加工。

（8）机床附件和量具、刀具应妥善保管，保持完整与良好，丢失或损坏照价赔偿。

（9）实训完毕后应清扫机床，保持洁净，将尾座和托板移至床尾位置，并切断机床电源。

（10）机床在工作中发生故障或不正常现象时应立即停机，保护现场，同时立即报告现场负责。

（11）操作者严禁修改机床参数，必要时必须通知设备管理人员，请 设备管理员修改。

（12）正确的选择数控车削刀具，安装零件和刀具要保证准确和牢固。

（13）了解和掌握数控机床控制和操作面板及其操作要领，将程序准确输入系统，并模拟检查、试切，做好加工前的各项准备工作。

（14）加工过程中入发现车床运转声音不正常或出现故障时，要求立即停车检查并报告指导老师，以免出现危险。

八、实习心得体会

在实训期间，虽然我们之前有学过一些理论的知识，但是实践才能证明你的能力，所以我觉得这是一次理论与实践相结合的好机会，又是将全面地检验我们的知识水平。数控加工实训是培养我们学生实践能力的有效途径。作为一名工科生，实训课是非常重要的也特别有意义。数控加工实习是我们的一次实际掌握知识的机会，离开了课堂严谨的环境，让我们会感受到车间的气氛。同时也更加感受到了当一名车间工人的心情，使我们更加清醒地认识到肩负的责任。

一年后就要步入社会，面临就业了，就业单位不会像老师那样点点滴滴细致入微地把要做的工作告诉我们，更多的是需要我们自己去观察、自主学习。不具备这项能力就难以胜任未来的挑战。

随着科学的迅猛发展，新技术的广泛应用，会有很多领域是我们未曾接触过的，只有敢于去尝试才能有所突破，有所创新。就像我们接触到的车床、铣床，虽然它的危险性很大，但是要求每个同学都要去操作而且要加工出产品，这样就锻炼了大家敢于尝试的勇气。数控加工实训带给我们的，不全是我们所接触到的 那些操作技能，也不仅仅是通过几项工种所要求我们锻炼的几种能力，更多的则需要我们每个人在实训结束后根据自己的情况去感悟，去反思，勤时自勉，有所收获，使这次实训达到了他的真正目的。

数控机床的加工与编程 篇3

关键词 技能大赛；Creo；PowerMILL；数控编程

中图分类号：TG659 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2015）14-0050-03

Ashtray NC Programming and Machining based on PowerMILL//

XU Zhenshan， LI Luxing

Abstract This paper took the Skills Competition parts Ashtray as

the carrier，Made 3D modeling of the ashtray with Creo. Analysised

the machining process and made the process route. Using the proce-ssing strategy of Delcam company’s CAM software PowerMILL completed the rough machining and finishing ashtray.

Key words skills competition； Creo； PowerMILL； NC programming

自动编程具有手动编程无可比拟的优势。根据零件图纸要求，首先用CAD软件进行零件的三维造型，然后利用CAM软件进行自动编程，将程序输入数控机床即可进行加工。对于一些手动编程无法实现的零件加工，利用自动编程可以轻而易举地实现[1-2]。目前，自动编程已广泛应用于各企业、高职院校数控技能大赛和数控实训中。本文以技能大赛训练零件的加工为载体，介绍利用Creo软件对烟灰缸进行三维造型，分析加工过程，并通过PowerMILL软件对加工进行自动编程和后处理。

1 零件三维建模

Creo软件是美国PTC公司推出的CAD设计软件包，整合了三个软件，具有强大的零件三维建模功能。其建模功能集中在Parametric模块，建模思想是参数化设计，与其前身Pro/Engineer软件相比，操作界面变化很大，将原来的大多数命令表达由级联菜单更改成工具图标的形式，更形象直观，更加适应用户的需求，功能上进行了很多改进[3]。利用Creo软件设计的烟灰缸的三维模型如图1所示。

2 加工工艺分析

根据零件尺寸选择毛坯尺寸为110 mm×110 mm×35 mm方料，零件材料为硬铝，夹具选择平口钳，根据毛坯形式和装夹方式确定加工工艺如表1所示。为了加工零件底面，综合考虑反向装夹方式，特设置图2所示工艺台。零件加工选择先加工外轮廓，再加工零件底部。为了卸下零件，工艺台与零件贴合处如图3设置。所有加工完成之后，摇动手轮将贴合处的余量去除。

3 自动编程与加工

零件的结构特征包含许多曲面，手动编程难度很大，所以选择PowerMILL软件自动编程。PowerMILL软件是英国Delcam公司推出的数控加工编程软件系统，可以支持各类主流CAD系统输出的数据格式，如IGES、VDA、STL等[4]。该软件界面非常方便简单，易于用户操作，所提供的加工策略丰富，刀路科学。编程设置总体上分为设置毛坯、定义用户坐标系、添加刀具、设置刀具路径策略、产生程序五个步骤。

1）设置毛坯。毛坯尺寸已设定好，110 mm×110 mm×35 mm方料。毛坯设置如图4所示。

2）定义用户坐标系。零件需要进行两次装夹，所以需要使用毛坯设定并定向两个用户坐标系。考虑到机床对刀方便，坐标系1定位在毛坯上表面中心，坐标系2定位在毛坯下表面中心。

3）添加刀具。根据加工工艺分析，零件加工共需要四把刀具，分别是Φ10端铣刀、Φ6端铣刀、Φ6球头刀和Φ4球头刀，将这四把刀具添加到刀具列表中。

4）设置刀具路径策略。刀具路径策略可从策略选取器中选取，如图5所示。根据零件的加工工艺，零件加工所选取的加工策略如表2所示。

设置完每一步加工策略后，软件可进行刀路仿真模拟，通过观察仿真刀路，用户可发现其中的问题，若有问题能够及时调整参数，如图6所示。

5）产生程序。刀具路径策略设置好之后，即可将每一步策略产生独立的NC程序，设置后处理，如图7所示。

写入之后利用数据传输软件即可将程序导入数控机床进行加工，加工出的零件实物如图8所示。

4 结束语

随着制造业、计算机技术的发展，工业产品日益多样化，零件形状越来越复杂，产品更新速度越来越快[5-6]。这就需要大量的能熟练操作CAD/CAM软件的技能型人才。结合Creo软件和PoweMILL等软件自身的优点，可以快速高效地实现零件的设计与加工。

参考文献

[1]席武军，张辰.基于UG结合PowerMILL在螺旋齿轮数控加工中的应用[J].机械研究与应用，2012（3）：134-136.

[2]胡静，宋晶，王曦崴.基于PowerMILL的密封环高速加工数控编程研究[J].机床与液压，2014，42（10）：68-71.

[3]詹友刚.Creo2.0机械设计教程[M].北京：机械工业出版社，2013.

[4]朱克忆.数控加工编程实用教程[M].北京：清华大学出版社，2008.

[5]吕凤均.浅谈自动编程在数控加工中的利与弊[J]. 新课程研究：职业教育，2013（1）：160-161.

数控车削编程与加工技巧 篇4

1.1 合理选用螺纹循环切削指令G92和G76

数控车床有十多种切削循环加工指令,各自的编程方法也不同,我们在选择的时候要仔细分析,合理选用,争取加工出精度高的零件。G92螺纹切削循环采用直进式进刀方式,刀具两侧刃同时切削工件,切削力较大,而且排削困难,因此在切削时,两切削刃容易磨损。在切削螺距较大的螺纹时,由于切削深度较大,刀刃磨损较快,从而造成螺纹中径产生误差。但由于其加工的牙形精度较高;G76螺纹切削循环采用斜进式进刀方式,单侧刀刃切削工件,刀刃容易损伤和磨损,但加工的螺纹面不直,刀尖角发生变化,而造成牙形精度较差。但工艺性比较合理,编程效率较高,此加工方法一般适用于大螺距低精度螺纹的加工。在螺纹精度要求不高的情况下,此加工方法更为简捷方便。

从以上对比可以看出,因切削刀具进刀方式的不同,使这两种加工方法有所区别,各自的编程方法亦不同,造成加工误差也不同,工件加工后螺纹段的加工精度也有所不同。只简单利用一个指令进行车削螺纹是不够完善的,采用G92、G76混用进行编程,即先用G76进行螺纹粗加工,再用G92进精加工,在薄壁螺纹加工中,将有两大优点:一方面可以避免因切削量大而产生薄壁变形,另一方面能够保证螺纹加工工的精度。需要注意的是粗精加工时的起刀点要相同,以防止螺纹乱扣的产生。

1.2 巧妙运用延时指令G04

(1)大批量单件加工中,为减轻操作者由于疲劳或频繁按钮带来的误动作,用G04指令代替首件后零件的启动。必要时设计选择计划停止M01指令作为程序的结束或检查。(2)用丝锥攻中心螺纹时,需用弹性筒夹头攻牙,以保证丝锥攻至螺纹底部时不会崩断,并在螺纹底部设置G04延时指令,延时的时间需确保主轴完全停止,主轴完全停止后按原正转速度反转,丝锥按原导程后退。(3)在主轴转速有较大的变化时,可设置G04指令。目的是使主轴转速稳定后,再进行零件的切削加工,以提高零件的表面质量。

2 控制尺寸精度技巧

2.1 消除公差带位置的影响

零件的许多尺寸标注有公差,且公差带的位置不可能一致,而数控程序一般按零件轮廓编制,即按零件的基本尺寸编制,忽略了公差带位置的影响。这样,即使数控机床的精度很高,加工出的零件也有可能不符合其尺寸公差要求。

如1图所示零件,￠40尺寸为基轴制,￠35尺寸为基孔制过渡配合,￠20尺寸为基孔制过盈配合,3个尺寸的公差带位置不同,如果编程仍按基本尺寸来编程,而不考虑公差带位置的影响,就可能使某个尺寸加工不符合要求,解决的办法有两种。(1)按基本尺寸编程,用半径补偿考虑公差带位置,即仍按零件基本尺寸计算和编程,使用同一车刀加工各处外圆,而在加工不同公差带位置的尺寸时,采用不同的刀具半径补偿值。用这种方法,要先知道刀尖圆弧半径,所以使用不便,且只适用于部分数控系统。(2)改变基本尺寸和公差带位置,即在保证零件极限尺寸不变的前提下,调整基本尺寸和公差带位置。一般按对称公差带调整。编程时按调整后的基本尺寸进行,这样在精加工时用同一把车刀,相同的刀补值就可保证加工精度。

2.2 采用半精加工消除丝杆间隙影响保证尺寸精度

对于大部分数控车床来说,使用较长时间后,由于丝杆间隙的影响,加工出的工件尺寸经常出现不稳定的现象。这时,我们可在粗加工之后,进行一次半精加工消除丝杆间隙的影响。如用1号刀G71粗加工外圆之后,可在001刀补处输入U0.3,调用G70精车一次,停车测量后,再在001刀补处输入U-0.3,再次调用G70精车一次。经过此番半精车,消除了丝杆间隙的影响,保证了尺寸精度的稳定。

2.3 用绝对编程G90保证尺寸精度

在机床调整方面,要将刀具的初始位置安排在尽可能靠近棒料的地方。在程序方面,要根据零件的结构,使用尽可能少的刀具加工零件使刀具在安装时彼此尽可能分散,在很接近棒料时彼此就不会发生干涉;另一方面,由于刀具实际的初始位置已经与原来发生了变化,必须在程序中对刀具的参考点位置进行修改,使之与实际情况相符,与此同时再配合快速点定位命令,就可以将刀具的空行程控制在最小范围内从而提高机床加工效率。编程有绝对编程和相对编程。相对编程是指在加工轮廓曲线上,各线段的终点位置以该线段起点为坐标原点而确定的坐标系。考虑到加工及编写程序的方便,轴向尺寸常采用相对编程,但对于重要的轴向尺寸,最好采用绝对编程。

3 结语

数控车削编程已日益广泛地应用在各工业部门,本文总结的一些具体结论和编程思想具有普遍意义。随着科技的飞速发展,需要我们掌握一定技巧,编制出更合理、更高效的加工程序,同时能使数控车床的功能得到合理的应用与充分的发挥。

参考文献

[1]尹存涛.小议数控编辑中的几个“点”[J].承德石油高等专科学校学报,2006,(1):35-37.

[2]张耀宗.机械加工实用手册编写组[M].机械工业出版社,1997.

数控车椭圆编程与加工方法 篇5

【关键词】数控车;椭圆;编程与加工

1.引言

数控车床对椭圆零件的编程方法主要分为自动编程和手工编程两种。

使用自动编程软件生成的程序，由于其程序冗长，使得加工时间拉长，加工效率并不高[3]。

如果采用手工编程，根据数控机床的性能，合理选择编程方法，既能避免零件程序冗长的缺点，提高加工效率，也能保证零件的加工质量。

对椭圆零件手工编程的方法有轮廓直线拟合编程、四心法椭圆编程和宏程序编程三种。

本文针对FANUC 0i Mate TC数控车床，详细介绍各种椭圆编程方法，并对椭圆类零件的编程加工给出了合理建议。

2.轮廓离散逼近拟合编程

不同的数控车床对椭圆零件加工的插补原理基本相同，实现插补运算的方法有直线插补和圆弧插补两种。

轮廓离散逼近拟合就是采用直线插补和圆弧插补的原理编程的[1]。

如图1所示零件图(零件毛坯为Φ52棒料)，将椭圆轮廓以3.0mm为间距横向等分10部分，得到A、B、C、……G、H、I九个点，以O点为编程原点，得出该九个点的编程坐标如图所示。

其中曲线OAB段以三点确定一个圆的方法拟合得到圆弧段OB半径为R16.86(AutoCAD绘图得到)。

则该椭圆曲线通过轮廓离散拟合的原理转换成圆弧和若干直线段，这样就可以用一般指令完成零件的编程加工，其NC程序如下：

3.四心法椭圆编程

四心法绘制椭圆是椭圆的一种近似画法，四心法椭圆编程就是采用这种思想，利用AutoCAD绘图软件将椭圆零件图(如图2所示)转换成用四心法绘制椭圆的零件图(如图3所示)，将椭圆轨迹转换成圆弧，这样就避免了数控车床上没有椭圆插补功能的不足，利用G02/G03圆弧插补拟合椭圆轨迹，其NC程序为O0002。

4.宏程序编程

宏程序就是采用变量的程序。

与一般的程序编制相比，宏程序中的地址字符后为一变量，我们可以根据实际情况给变量赋值，并能进行变量间的计算和跳转[2]。

采用宏程序对椭圆零件编程可以分为直角坐标编程和极坐标编程两种方法。

4.1 宏程序直角坐标编程

椭圆的标准方程为：

如图4所示，OA为椭圆短半轴(OA=b)，OB为椭圆长半轴(OB=a)，α角为椭圆平面角，β角为椭圆极角。

结合图4可看出平面角不能完全反映椭圆动点C的长半轴和短半轴。

要使椭圆正确加工达到终点，在编程中应将图4中的极角β代替α才是正确的[2]。

β角的确定方法有两种：一种可以通过Auto CAD绘图软件直接得出极角，如图5所示平面角度为120°，绘图后得极角为111°;另一种方法也可以通过数学推导公式。

(推导过程省略。

)将椭圆参数方程转换成数控车用参数方程如下：

5.结论

通过实际加工生产验证，以上编程方法均能完成椭圆零件的加工，其特点如下：

(1)采用轮廓离散编程逼近椭圆时，其椭圆轮廓度与编程所用的步距大小有关，步距越小，加工精度越高，但刻意减小步距来保证加工精度又会使计算量加大，数控系统处理速度降低，进而影响加工效率[1]。

(2)四心法椭圆编程，是将椭圆曲线转换成圆弧，用G02G03指令编程，简单易懂，其关键是采用四心法将带有椭圆图纸的椭圆部分转换成圆弧。

但其椭圆度差些。

(3)宏程序编程中，其工件加工表面质量主要取决于每次增加Z向歩距或角度大小，增加量越小，其精度越高。

当以角度作为变量编程时，其加工精度比前者高，且程序简短，但需要特别注意编程角度为极角，而非平面角度。

用宏程序加工椭圆时，由于椭圆分层切削，加工路径长，在数控竞赛或批量生产时，为节约时间，提高生产效率，可采用前两种方法作为粗加工，切除工件大部分余量，然后调用椭圆宏程序精加工。

以上方法各具特色，对于椭圆零件的编程加工，应根据具体情况而定。

参考文献

[1]吴凯.数控车床加工椭圆曲线轮廓编程方法的.探讨[J].机械研究与应用，(06)：51-54.

[2]俞涛.基于数控车床FANUC系统对椭圆参数化编程的研究[J].机械制造与自动化，(1)：97-98.

谈数控加工技术与编程一体化教学 篇6

关键词：数控加工技术与编程；一体化教学；教学模式

一、“教、学、做一体化”教学模式

教育部在《关于加强高职高专人才培养工作的若干意见》中明确指出：职业教育要正确处理好教师与学生的关系，在进一步发挥教师在教学工作中的主导作用的同时，更加注重调动学生学习的积极性和主体作用。“教、学、做一体化”教学模式，将学生从原来被动的学习模式中解放出来，使其真正成为学习的主人，突出学生的主体作用；将教、学、做有机地结合，彻底改变教与学分离的现象，在技能训练中掌握理论，在理论学习中提升操作技能；多给学生自己动手操作的机会，使学生从枯燥乏味的理论中解脱出来，获取他们需要的就业技能；教师根据不同学生的实际情况，因人施教，因材施教，加强实践教学,注重技能培养和考核，突出职教特色。根据专业的人才培养模式，确定了数控加工技术与编程的教学模式是以核心职业能力培养为主线，以学生为主体，注重学生专业能力、方法能力和社会能力三方面综合职业能力的培养。

二、一体化教学的实施过程

在一体化教学法的实施中，项目任务是整个教学活动的核心，项目任务设计是否适当，将直接影响教学实施的效果。行为导向项目教学法的教学设计主要包括：项目精选、目标确定、情景设置、小组分配、项目实施、效果评价。在具体教学设计时应遵循以下几点原则：以学生为中心，充分发挥教师的协助作用；项目的选取；创设情境；协作学习；学习效果评价。

1.“教学做一体”教学模式的教学组织过程

实施过程通过一体化教学来完成，主要包括以下几个环节：（1）建立数控实训车间。（2）任务的下达及工作计划的制订。学生收到任务书后，每个小组都要经过自主学习、讨论，制订具体的工作计划。（3）工作过程。制订完工作计划后，学生需提交材料及工具申请，获得准许后到教师处领取所报材料及工具，开始进行数控车削加工，通过加工过程掌握相应的理论知识。（4）项目验收及评价。学生加工完毕后，由教师带领进行项目验收，相当于企业的产品质量检查。

2.教师指导过程

在一体化教学中，教师是一体化教师，即专业理论课教师与实习指导课教师合为一体。教师的指导作用体现在：（1）对理论知识的指导。学生先小组讨论，自主学习，当学生遇到困难解决不了的时候教师才解惑。教师可以采取集中讲解、个别辅导、示范等方法进行解惑，这样学生带着问题听课，学习目的明确，注意力集中，学习效果显著。（2）实践操作的指导。对学生操作过程中遇到的困难以及操作的不规范性给予正确的指导，使学生掌握正确规范的操作要领。

3.考核方法

对学生的学习评价主要以完成项目任务的情况为依据。分三级来考核：第一级是由学生本人进行自评；第二级是由各小组成员根据每一组员对本组活动所作出的贡献和实际表现进行互评；第三级是由教师对小组完成项目情况进行评定。最后由教师综合三个级的评定情况，给出对每一名学生的学习评价。

三、一体化教学的优势

“教学做一体”教学法作为一种新的教学模式，是目前职业教育界推崇的教学模式，有其独特优势。

1.教学观念的转变

项目教学法注重实践，但并不否定理论，而是结合工作任务来讲解理论，有效地将理论和实践结合起来。主要解决的问题是：学生在实际工作中迫切需要的技能和能帮助他们解决问题的方法。因此，教师在教学中应坚持“必需、够用、实用”的理念。

2.氛围的营造

项目教学法强调以学生为中心，以小组学习为单位，需要学生积极主动参与。因此教师要根据心理学原理，善于创设宽松、民主、自由的教学氛围来激发学生的学习兴趣，丰富其想象力，提高其团结协作能力和开拓创新能力。

3.教师职业素质的提升

高职院校为企业培养高技能专门人才，教师本身也需要具备较高的职业素质，因此教师要向“双师型”教师方向发展。高水平的“双师型”师资队伍是高质量教学效果的保证。职业技术院校要不断引进既有实践能力又有较高理论水平的高素质教学人才来充实师资队伍，完善合理师资结构。

4.学习观念的转变

学生在项目教学法的实施中是真正的主体，学生根据项目任务的要求积极参与，激发了“我要学”的学习动机。因此，学生不应该再被动地等待教师布置、安排该干什么，而应该充分发挥主观能动性，发挥自主性、创造性。在此之前要主动阅读和了解要进行项目的相关内容，明确自己在项目中的定位、目标任务，增强责任感。

5.项目的评审

项目完成后，教师要及时进行评审，因为项目成果是小组成员共同努力、辛勤劳作的结晶，教师要以鼓励和赞扬为主，中肯地对项目成果给予评价。项目教学注重的是学生的学习过程而非学习结果，因此，对学生的参与程度、所起作用以及学生的团结协作精神、创新精神、实践能力的提高要给予充分的肯定。

作为现代职业教育工作者，我们要更加重视教学方法。要培养出具有独立工作能力和较强实践能力的学生，教师就要转变传统观念，在教学中大胆引入能适应当前教育形势的新的教学方法。实践证明，“教学做合一”是行之有效的技能型人才培养模式。

参考文献：

数控铣削实例编程分析与加工 篇7

关键词：数控铣削,实例,分析,加工

1 图样分析

数控铣削加工如图1。零件材料为铝合金，毛坯尺寸是126mm×126mm×16mm，准20孔不需要加工，编制加工程序。

1.1 分析结构

由图1可知，该零件需要加工一个六边形凸台，距离上表面高度为3mm，圆形凸台距离上表面高度为6mm。

1.2 确定装夹方式、工件零点

以工件下底面和准20孔的轴线为定位基准。待加工零件为对称结构，工件零点宜选择在工件上表面与孔轴线的交点处。

装夹方式：使用压板螺母、螺栓直接在铣床工作台上一次性装夹完成加工。

2 选择刀具及确定加工路线

该零件没有尺寸精度要求，加工分两步走，首先加工圆形凸台，加工轨迹为R60的圆，下刀深度3mm，分二次下刀;其次加工六边形凸台，加工轨迹为六边形轮廓，下刀深度3mm，一次加工完成。设定选取刀具为准16的平底铣刀，主轴转速1200r/min，进给速度400mm/min。如图2，圆外轮廓加工轮廓轨迹为：S-S1-S2-S3-S4。

六边形外轮廓加工轨迹如图3:s-s′-1-2-3-4-5-6-7-8

3 计算坐标

S点为XOY面上的安全起点。该点坐标S(-80,80),S1(-80,60),S2(0,60),S3和S2重合，S4(30,90)。S′(-80,51.9),1点坐标(X1,Y1)可以通过绘图得出，也可以利用三角函数求出。

1(-30,51.9)，结合轨迹点图2，很容易求出其它点坐标，分别是2(30,51.9),3(60,0),4(30,-51.9),5(-30,51.9),6(-60,0)，从图3可知，7点与1点重合，所以7(-30,51.9),8(0,90)。

4 编制程序

4.1 圆台的程序如下O0001

4.2 六边形凸台的程序如下O0002

5巧设刀具补偿参数

为了减少换刀次数，本例只选用了一把准16铣刀，由刀具补偿分析图4可以得知，加工圆台时需去除余量最大为AB之间的距离即29.1mm，然而刀具加工运行一次在XOY面上去掉金属最大余量也就16mm。对于具有刀具补偿功能的FANUC oi控制系统类型的机床来说，可巧用刀具补偿功能，进行如表1的刀具偏置参数设定。

同样的道理，为了缩短编程的长度，对于六边形凸台的加工，从图3不难得出，可进行刀具偏置参数设定如表2。

6 加工运行

当然，加工此零件，由于不更换刀具，可将程序O0001,O0002合并成一个程序，本例给出独立运行各自程序的过程。对刀完成后，圆台的加工需运行4次，第一次设定刀具半径补偿值为8，长度补偿值为0，运行程序O0001;第二次修改刀具半径补偿值为23，长度补偿值依然不变，再次运行程序O0001;第三次修改刀具半径补偿值为8，长度补偿值为3，运行O0001;第四次修改刀具半径补偿值为23，长度补偿值3不变，运行程序O0001。六边形凸台的加工需运行3次：第一次修改刀具半径补偿为8，运行程序O0002;第二次修改刀具半径补偿值为23，运行程序O0002;第三次修改刀具半径补偿值为30，运行O0002。至此，工件加工完毕。

7 注意事项

在建立刀具补偿或在撤消刀具补偿时，刀具必须移动一段距离，否则刀具会沿运动的法向直接移动一个半径量，容易发生意外。这一点在编程中规划刀具路径时需格外注意。另外，G41、G42、G40在G00或G01模式下使用，不能在G02或G03模式下使用。最后一定要将刀具补偿值在加工或运行之前设定在补偿存储器中。编程过程是制定加工工艺的过程，合理地设计编程路径，巧妙地运用刀具补偿功能，可提高编程效率和加工质量。

参考文献

[1]房连琨.数控铣床刀具半径补偿功能指令的应用技巧[J].煤矿机械,2012,33(3):132-134.

数控铣削加工编程与工艺策略 篇8

1 加工阶段的划分

1.1 粗加工阶段

粗加工一般称为区域切除。在此加工阶段中, 应该在公差允许范围内尽可能多地切除材料。比较典型的区域切除方式是等高切面, 即在毛坯上沿着高度方向等距离划分出数个切削层, 每次切削一个层面的毛坯余量。粗加工阶段的主要任务是切削掉尽可能多的余量, 精度保障不是主要目标, 因此, 在粗加工阶段, 一般选用圆柱立铣刀进行加工。选择圆柱立铣刀的原因是它的圆柱面和端面都有切削刃, 它们可同时进行切削, 切削效率高。除了考虑切削角度外, 选择刀具的主要参数是刀具直径。刀具直径的选择原则:一是铣刀半径RD应小于零件内轮廓面的最小曲率半径Rmin, 一般取RD= (0.8-0.9) Rmin。二是零件的加工高度H< (1/6-1/4) RD, 以保证刀具有足够的刚度。同时在粗加工阶段一般采用行切方式进行切削, 产生区域清除刀具路径。行切法也称为平行切削加工, 它是指刀具以平行走刀的方式切削工件, 可以选择单向或往复两种方式, 并且可以指定角度, 角度指生成的刀位行与X轴的夹角。行切方式可以灵活地设定加工角度, 以最合适的角度对工件进行加工。在粗加工时, 行切法加工具有很高的效率, 一般其切削的步距可以达到刀具直径的70%~90%。

1.2 精加工阶段

对于复杂的曲面加工, 我们可以把加工阶段进一步划分成半精加工和精加工两个阶段, 或只划分成一个精加工阶段。精加工阶段的主要任务是满足加工精度和表面粗糙度要求, 而加工余量是非常小的。如果是曲面铣削, 一般选取球头铣刀。球头铣刀在切削过程中, 被加工曲面与铣刀球面的公法线经过铣刀球面的球心, 使干涉过切现象易于监测, 切削运动轨迹易于控制, 因此在复杂的曲面数控加工中, 得到广泛的应用。

除了刀具角度外, 球头铣刀的主要刀具参数就是球头直径参数。精加工阶段可以采用行切方式, 也可以采用环切方式。环绕切削也称为环切法加工, 环绕式的加工方式是以绕着轮廓的方式清除材料, 并逐渐加大轮廓, 直到无发放大为止。这样可减少提刀次数, 提高铣削效率。使用环绕切削方法, 生成的刀具轨迹在同一层内不抬刀, 并且可以将轮廓及岛屿边缘加工到位。

2 铣削加工类型

根据不同的加工对象, 铣削加工类型是不同的, 基本上可以划分为以下四种情况。

2.1 点位加工

在点位加工中, 刀具从一点到另一点运动时不切削, 各点的加工顺序一般也没有要求, 只根据最少换刀次数原则及路线最短原则, 确定加工路线, 生成刀具运动轨迹。零件中孔的加工就属于点位加工, 它包括钻孔, 扩孔, 镗孔, 攻丝等操作。

2.2 平面轮廓加工

平面轮廓零件的轮廓多由直线、圆弧和曲线组成, 选用两轴连动的数控铣床即可加工。加工时一般采用环切方式, 即刀具沿着某一固定的转向围绕工件轮廓作环形运动。最终一环刀具的运动轨迹是工件轮廓的等距曲线, 即将加工轮廓线按实际情况向左或向右偏一个刀具半径。轮廓精加工编程时采用刀具半径补偿功能, 直接按轮廓轨迹编程, 并且选为顺铣切削模式。

2.3 型腔加工

二维型腔是指以平面封闭轮廓为边界的平底直壁凹坑, 二维型腔加工的一般过程是:沿轮廓边界留出精加工余量, 先用平底端铣刀用环切或行切法走刀, 铣去型腔的多余材料, 再沿型腔底面和轮廓走刀, 精铣型腔底面和边界外形。型腔加工有两种方式:一种是环切方式, 另一种是行切方式。型腔的环切方式与平面轮廓的环切方式相似, 刀具基本上是做与工作轮廓等距离的环形运动, 逐步接近工件, 最后一环是沿工件轮廓向左或右偏离一个刀具半径的曲线。行切方式, 刀具可以按S形或Z形方式走刀, 当型腔较深时, 则要分层进行粗加工, 这时还需要定义每一层粗加工的深度以及型腔的实际深度, 以便计算需要分多少层进行粗加工。

2.4 曲面加工

用于加工具有三维曲面轮廓的零件, 采用三坐标或三坐标以上连动的数控机床或加工中心加工。曲面加工比较复杂, 根据加工精度、表面粗糙度要求, 曲面加工需要经历粗加工、半精加工、精加工等加工阶段, 每个阶段的切削方式是不同的。根据曲面形状的差异, 切削方式也是不一样的。平行式主要用于凸形和凹形工件的加工。径向式切削适合圆形工件, 沿圆工件的中心产生径向刀具路径。挖槽式用于型腔类工件。等高外形式适用于凸形和凹形坡度较陡的工件。使用等高外形加工时, 可能在工件顶部或曲线处无法切削到, 以致留下一些刀痕, 可以用浅平面加工加以清除。曲面间交角处的残屑可用交线清角式清理。残屑清除式主要清除在以前的加工区, 用较大的铣刀铣削时所剩下的余屑材料。

3 数控铣削编程工艺要点

3.1 集中加工工序

数控铣削经常采用工序集中加工方式, 尽可能减少装夹次数, 减小重复定位误差。在一次装夹下, 要完成粗、半精和精加工, 合理地安排各工序的加工顺序, 有利于提高加工精度和生产效率。

3.2 采用分层铣削

先粗铣去除余量, 然后再精铣。在粗加工时可以采用较大的切削用量, 在精加工时则采用较小的切削用量和较高的主轴转速。在粗、精加工阶段可以编制不同的刀具路径。

3.3 多点工件夹持

在装夹时对工件的多个部位进行夹持, 应注意既要保持工件装夹的稳定性, 又要考虑到不影响加工中的走刀、进退刀、换刀和中间测量。

3.4 优化加工路线

尽量减少进、退刀时间和其他辅助时间;铣削零件轮廓时, 尽量采用顺铣方式, 以提高表面精度;进、退刀位置应选在不太重要的位置, 并且使刀具沿零件的切线方向进刀和退刀, 以免产生刀痕;先加工外轮廓, 再加工内轮廓。

3.5 合理选择切削用量

合理地选择切削用量, 不但可以提高切削效率, 还可以提高零件的表面精度。选择切削用量的原则:粗加工时, 一般以提高生产率为主, 但也应考虑经济性和加工成本;半精加工和精加工时, 应在保证加工质量的前提下, 兼顾切削效率、经济性和加工成本, 影响切削用量的因素有机床的刚度、刀具的使用寿命、工件的材料和切削液。切削用量的具体数值应根据机床说明书、切削用量手册, 并根据实际经验确定。

总而言之, 在生产加工时, 对于不同的零件必须根据它的形状特点、工件的材料、加工的精度和表面粗糙度要求来选择最佳的加工方法, 合理划分加工阶段, 选择合适的加工刀具, 确定最优的切削用量, 计算合理的毛坯尺寸与形状, 确定合理的走刀路线, 最终编制出高质量的数控加工程序, 以提高数控加工的质量和效率, 并降低生产和加工的成本。

摘要：本文主要围绕数控铣削加工过程中, 依据零件形状、材料、加工精度的不同, 采用等高切削、行切、环切等加工方式, 合理划分铣削的阶段, 通过选取点位加工、平面轮廓加工、型腔加工、曲面加工等方式, 合理选择刀具, 确定切削余量, 优化加工路线, 提高数控加工的质量和效率。

关键词：数控铣削,加工,编程,工艺策略

参考文献

[1]许祥泰, 刘艳芳.数控加工编程实用技术[M].北京:机械工业出版社, 2000.

[2]邓弈, 苏先辉, 肖调生.Mastercam数控加工技术[M].北京:清华大学出版社, 2004.

数控机床的加工与编程 篇9

多轴数控机床指在一台机床上除了具有x、y、z直线移动轴外,还具备至少1个以上的旋转轴,并可以联动控制的数控机床。多轴联动数控机床进行加工的优点是:可以实现一次装夹,多工位加工;能使用简单夹具,避免复杂或过渡工装的设计与制造,显著地减少制造的辅助时间;刀具或刀具姿态角可调,避免刀具干涉、欠切或过切,简化刀具形状;实现空间斜孔、复杂型面的简化编程加工;提高加工精度和制造效率,极大地提高经济效益。

最近几年,科学技术的发展突飞猛进,多轴加工技术发展趋于成熟,多轴加工机床也开始渗透到我国的民用工业中,随着人们对产品快速更新换代的要求越来越高,多轴加工机床在制造领域正在体现出越来越明显的优势。

本文利用五轴的数控编程技术,探讨多轴刀路策略及其数控加工工艺,并使用国内优秀CAD/CAM软件CAXA制造工程师,对图1所示的典型五轴零件完成数控加工工艺分析和编程加工。

2 五轴零件的总体工艺分析及工装设计

从图1的零件结构特征分析,关键结构有两个:一是由斜平面组成的顶部五角星,二是6个叶片及其叶片底部曲面组成的叶轮结构。面对这一组合结构,采用传统的3 轴数控加工策略,即使用清根刀路也无法清晰地加工出五角星的斜平面交接边,而采用专用夹具亦需多次装夹和定位,效率低下,且加工质量不佳;而对叶轮结构的加工则完全无能为力。综合以上分析,引入多轴加工思想,刀路设计思路如下:首先以三轴加工策略完成粗加工和规则特征的加工,其次以五轴定向加工策略结合三轴加工策略完成五角星的加工,最后以五轴叶轮加工策略完成叶片及叶片底面的加工。

五轴零件材料为铝,毛坯采用实心圆盘(直径150mm、厚62mm),刀具采用高速钢。数控编程工艺编排按粗加工、半精加工、精加工的顺序进行。粗加工用大刀具快速地加工出工件大致形状,半精加工用较小刀具去除粗加工遗留的大余量,并保留适当余量,精加工根据结构特征采用不同的刀具及工艺分区域加工,保证加工效果和加工精度。基本的工艺过程如表1所示。

零件使用广州数控25i型五轴数控机床完成加工,该机床采用典型的3+2结构,即配置双数控转台,在X、Y、Z三直线轴的基础上增加B、C两旋转轴。数控转台的定位装夹部件是数控转台上的圆盘(放射状均布8条T型槽,中心为准25mm通孔)。

工装夹具需自行设计,夹具采用直径100mm(小于零件直径)、高100mm的圆柱钢件,具体设计如下:(1)圆柱夹具与零件的装夹:圆柱夹具一端面过中心加工出宽16mm的十字凸台,圆盘零件底面过中心加工出宽16mm十字凹槽,夹具十字凸台与零件十字凹槽配合定位,同时圆柱夹具中心加工成阶梯通孔,零件底面中心加工出M12工艺螺纹孔,M12螺栓通过夹具阶梯通孔并锁紧零件;(2)圆柱夹具与数控转台的装夹:夹具另一端面中心加工直径25mm、高10mm圆凸台,与数控转台中心孔配合定位,距此端面10mm的外圆周处加工宽15mm圆周槽,使用T形键和压板压紧夹具圆周槽于数控转台上,完成装夹。

3 五轴零件的子工艺分析及数控编程

使用CAXA进行编制加工刀路之前,首先需完成以下编程准备:(1)造型准备———叶轮曲面的创建,加工轮廓的抽取等等;(2)装夹准备———同上,制作直径小于工件的夹具、在工件底面加工定位槽和攻丝,并安装在数控转台圆盘上。

3.1 顶面光整

工件底面装夹前已经过加工,工装后,为保证零件总高61mm尺寸,首先进行顶面光整加工,测量工件厚度,通过改变降低工件坐标系Z值,完成工件厚度的精度保证。加工过程打开切削液,提高切削顶面的光洁度。综合考虑到后续的整体加工,减少换刀,采用准20平底铣刀进行加工。主要加工参数设置如下:切削速度1400r/min;进给速度800mm/min;下刀速度300mm/min;退刀速度3000mm/min;加工轮廓选取圆柱外圆周;加工行距16mm。刀路轨迹计算如图2所示。

3.2 外圆柱面加工

采用直径为准150的圆盘料作为毛坯,毛坯外径略大于准150,考虑到毛料的不均匀性和外圆柱面的光洁度,外圆柱面的加工分圆周侧向两次加工完成。(1)第一步半精加工外圆柱面,留侧壁余量为0.4mm,分层加工到深度Z-62mm,层深8mm;主要加工参数设置如下:切削速度1400r/min,进给速度800mm/min,下刀速度300mm/min,退刀速度3000mm/min,刀路轨迹计算如图3(a)所示;(2)第二步精加工外圆面,一层加工到位,主要切削参数设置为:切削速度1400r/min,进给速度600mm/min,下刀速度300mm/min,退刀速度3000mm/min。刀路轨迹计算如图3(b)所示。

3.3 整体开粗

五轴零件的基本形状为凸台结构,无凹槽特征,相对环切加工策略,整体开粗采用平行加工策略突现以下优点:刀路规整,折弯少,抬刀少,加工综合效果好。主要加工参数设置如下:切削速度1400r/min,进给速度1200mm/min,加工深度范围为Z-1～Z-47mm,切削层深1.5mm,切削行距16mm,加工余量0.5mm,下刀速度300mm/min,退刀速度3000mm/min,加工对象选择工件整体,限制边选择圆柱外轮廓。刀路轨迹计算如图4所示。

3.4 五角星精加工

五角星由10个侧三角平面组合构成,且平面交界处为锐边连接,不能使用小球刀加工曲面的加工策略,典型的3轴清根刀路亦无法加工到位,而需借助五轴定向加工策略,使用平底铣刀完成加工。首先选择五角星一角的一侧平面建立坐标系,在此坐标系下使用三轴的轮廓铣刀路加工此侧平面,如图5(a)所示,并围绕中心轴(Z轴)进行旋转阵列,可得其它四角同侧平面的刀路轨迹;五角星五角的另一5个同侧平面的刀路轨迹同上操作可得,如图5(b)所示。主要加工参数设置如下:切削速度1400r/min,进给速度600mm/min,下刀速度300mm/min,退刀速度3000mm/min。

3.5 圆球特征精加工

五角星往下拉伸与圆球交接,构成圆球的基本特征,曲面特征既有陡峭面,也存在平缓面。选用等高精加工2刀路较为合适,既可设置深度加工变化的层高,也可设置XY平面的间距,同时对陡峭面和平缓面达到较好的综合加工效果。五角星与圆球交界处曲率半径为3mm,由于加工深度较大,为保证刀具加工时的刚性,故尽可能选用大刀,此处采用R3球刀,主要加工参数设置如下:切削速度3600r/min,进给速度2000mm/min,下刀速度300mm/min,退刀速度3000mm/min,Z向层高0.3mm,最小层高0.1mm,最小XY距离0.05mm,最大投影距离5mm,加工范围为Z-4～Z-36mm。刀路轨迹计算如图6所示。

3.6 圆球底部平面精加工

为得到良好光洁的圆球底部平面,采用尽量大的平底刀是合理的选择,故此处不采用3.5节中的球头刀同时加工,而增加新的轮廓铣刀路,选用平底刀加工。在软件中通过测量,圆球底部平面宽度为8～9mm之间,为保证加工过程的刀具刚性,选择准8平底刀。使用空间曲线功能构建圆球底部平面的外圆轮廓边和内圆轮廓边,首先使用轮廓铣精加工刀路沿内圆轮廓加工,如图7(a)刀路所示,其次使用轮廓铣加工刀路沿外圆轮廓加工,如图7(b)刀路所示,达到加工效果,主要加工参数设置如下:切削速度2400r/min;进给速度600mm/min;下刀速度200mm/min,退刀速度3000mm/min。

3.7 叶轮精加工

叶轮特征包括叶片和叶轮底面特征。为简化曲面处理和刀路运算,将叶轮底面、叶片和叶片顶部分开加工。

(1)叶轮底面精加工,整体粗加工以后,叶片左侧呈外凸状,余量较小,叶片右侧呈内凹状,余量较大,故加工叶轮底面时应从叶轮底面右侧(即叶片左侧边)进刀,避免首先切入零件大余量处影响切削质量,严重时甚至断刀。主要加工参数设置如下:切削速度3600r/min,进给速度1500mm/min,下刀速度200mm/min,退刀速度3000mm/min,叶轮装卡方式为Z轴向上,分度角为60°,底面上下部延伸量分别为3mm,最大步长为0.3mm,最大行距0.3mm,走刀方式为往复,进给方向为从右到左,选择底面优先,取消叶片选项。刀路轨迹计算如图8所示。继而将刀路绕中心轴(Z轴)旋转阵列5份,即可得其余5个叶轮底面的加工刀路。

(2)叶片顶面精加工:叶片顶面精加工无需五轴加工策略,使用三轴加工策略即可,在此选择参数线精加工刀路。由于该刀路受曲面边的限制,需在顶部曲面四周做2mm的延伸,以保证加工到位。主要加工参数设置如下:切削速度3600r/min,进给速度2000mm/min,下刀速度300mm/min,退刀速度3000mm/min,行距0.3mm,切削方向沿顶面由下往上。刀路轨迹计算轨迹如图9所示。继而将刀路绕中心轴(Z轴)旋转阵列5份,即可得其余5个叶轮顶面的加工刀路。

(3)叶片侧面精加工:以上完成叶片底面和顶面加工后,再单独进行叶片侧面的加工,主要加工参数设置如下:切削速度3600r/min,进给速度1500mm/min,下刀速度300mm/min,退刀速度3000mm/min,最大步长0.3mm,叶轮装卡方式为Z轴向上,走刀方向为环切方式,加工层数10层,叶片的上部延伸量为3mm,下部延伸量为6mm。刀路轨迹计算轨迹如图10所示。继而将刀路绕中心轴(Z轴)旋转阵列5份,即可得其余5个叶片侧面的加工刀路。

4 结语

针对不同结构的多轴机床,需开发对应的后处理程序。以上刀路轨迹经过专用的后处理程序编译为数控加工程序,在广州数控25i型五轴数控铣床上完成了加工,加工效果满足所需技术要求,零件实物见图11所示。使用多轴机床能够实现一次装夹即可完成零件的多特征和多变曲面加工,同时避免了多次装夹导致的精度误差,节省了大量的工装设计与制作等辅助加工时间。多轴加工技术已成为现代加工技术发展和普及的方向,可显著提升零件的加工效率与制造质量。

摘要：文中在典型五轴零件的结构分析和工艺分析基础上,基于传统的三轴数控加工工艺,融合前沿的五轴加工策略,使用CAXA制造工程师设计了典型五轴零件的刀路,并完成了五轴零件的数控编程和加工,获得了满足要求的加工效果。

关键词：数控加工,五轴,CAXA

参考文献

数控加工与编程能力培养方法 篇10

人才培养必须以就业为第一要务，通过以企业的实践过程为任务流程，规划了课程群的理论教学、实践教学、素质教育的三大体系，提出了三大体系在教学中的探索性实践方法。

一、数控加工与编程课程群体系规划

通过典型企业的调研了解企业的技术、生产，以及对员工的岗位人才需求，结合大学人才培养特色，凝炼制订出数控技术专业的人才培养目标和方案，构建支撑课程群体系。制造企业需求的数控加工与编程岗位能力包括识别工程图纸的能力、操作数控机床的能力、数控工艺的制定能力、数控零件的程序编制能力等。

优化整合传统的专业学科基础课、专业课，突出工程应用能力培养的主线地位，构建基于数控加工与编程能力的课程群体系。在理论课体系中，将画法几何、机械制图、AUTOCAD、机械CAD原理、三维软件设计课程整合成机械制图与CAD课程，培养学生的识别工程图纸和制图能力;将公差配合与技术测量、金属切削机床、夹具、刀具、机械制造工艺、机械制造质量学整合成机械制造工艺与实施课程，培养机械加工工艺的编制和加工能力;将数控加工工艺与编程、计算机辅助数控编程整合成数控加工与编程课程，培养典型数控加工工艺编制、数控程序编制和加工能力。在专业选修课程体系中设置数控车(铣)中级工职业技能鉴定培训、数控车(铣)高级工职业技能鉴定培训、数控工艺员鉴定培训、制图员培训、三维建模资格证书培训(UG、SOLIDWORS等系列)等，此类课程为学生考取职业资格等级证书提供相应培训，增加就业资本;选修课程开设模具制造、先进制造技术等数控加工与编程的拓展课。

将实践环节分解成理论课内试验、课程设计、实习和实训等部分。实践环节具体设置为工程测绘和制图、三维建模、金工实习、机械制造基础试验、机械制造工艺与实施课程设计、数控加工与编程试验、数控加工与编程实训、数控加工与编程综合课程设计等。

专业素质教育为学生课程外自修环节，包括数控车床工和铣床工的职业鉴定等级证书、制图员证书、三维设计证书、数控工艺员证书、各种相关竞赛获奖证书、专题讲座等。取得相关学科证书的学生将获得学分加分或课程减免的奖励。

二、课程综合改革措施

1. 实施项目教学法

教学改革过程中以项目教学法为基础，采用企业典型实例作为项目，对一门系统学科利用实际例子由浅入深，层次递进培养工程能力，在这一过程中以企业的产品制造流程为项目实施的标准。教学过程中理论课和课内实验讲授基本事例，先通过理论课布置项目实例，讲述课程要求的能力目标，而后分析完成项目的流程，进行知识点分解，按照流程讲述知识点。

以机械制造工艺与实施课程为例，机械制造中使用的机床、刀具、加工方法等基础知识学生已经在课程群中的金工实习中学习过，在讲述课程理论知识时，简单的理解性知识可以采取布置任务学生自学的方式完成，具体项目及知识点如表1所示。

课程设计与理论课程联合进行，先讲授理论课程，课程中提出课程设计具体要求，设计典型件的工艺流程、夹具、加工装配完成后进行零件加工。在讲授理论课程时，以此夹具上的零件讲授项目的知识点，对难理解的知识点放在课程设计中讲解，此时学生已经系统学习了基础理论，有了一定的实践经验。

2. 以学生能动学习为中心教学

培养学生能动学习能力，比如对于工程识图和制图能力的培养，变大班授课为小班授课，在制图教室授课，教师可以讲课，同时学生可以画图，直接从工程图纸识图开始，将复杂的画法几何知识融入识图和制图过程中。学完理论课后，直接进行机械零件测绘实践，将其画成AUTOCAD二维平面图纸，而后利用UG软件画出三维实体图形，学生能够学有所用。

对于实习实训、职业技能鉴定考证培训等实践类课程，教师分步操作，学生依次训练，教师检查指导评判，最后给出实际零件，学生自主完成，每课有目标，目标必实现。

安排学生自主查找资料解决问题、课后布置理论研究、动手编程和上机操作加工等探索性题目。开放数控机床实验室，接受学生课外实验和创新制作，调动学生能动学习的积极性。鼓励学生参加机械设计制造创新大赛和数控职业技能竞赛，以竞赛的标准培训参赛学生，使学生认识不足，自主寻找差距，能动学习。

3. 加强工程软件应用能力培养

企业广泛使用工程软件数控加工零件，以典型企业使用的应用软件为教学工具，改革教学内容，培养学生的数控加工和编程综合能力。选用的软件有AUTOCAD、UG、VERICUT、VNUC、CAXA工艺图表等，用来进行三维设计、数控加工和仿真等。

4. 企业化情景模拟

建立校企合作模式，除安排学生去企业参观、顶岗实习等形式外，对于学校中的实践环节按照企业情境和生产流程构建。

在数控加工与编程综合课程设计中，组成项目小组，组内按照现代企业岗位部门的设置，分为材料和生产准备、工艺编制、数控程序编制、机床操作加工、产品检验等角色，分别对应于企业内部的生产准备工、工艺员、编程员、数控机床工、检验工等工作岗位。在项目中引入企业先进的管理理念，比如，利用精益生产中的“看板管理”绘制进度流程图和阶段将要完成的工作目标，使团队成员对任务一目了然;加工中执行企业的“6S”现场管理标准;在课程设计和实训中使用的工艺文件按照企业的标准和规范编制。

5. 成绩评定与考核

成绩评定以考核能力为主线，注重对工程职业能力、创新能力的考核。考核具体形式有课上回答、课堂讨论、课后作业、阶段大作业、期中考试、上机练习作业、期末考试、实训报告、实训过程、实训答辩、面试、实操、仿真操作等形式。考核地点有课内、课外、平时、期中、期末、实验、实训、工厂车间、课程设计、CAD/CAM机房等。考核人员由教师、企业教师共同组成。考核成绩向学生公开，同时展示作品和评语。

摘要：为培养高职数控技术专业学生的数控加工与编程能力, 作者提出了数控加工与编程课程群的概念, 以典型制造型企业的岗位能力需求为基础, 以生产过程为任务流程, 规划了课程群的理论教学、实践教学、素质教育的三大教学体系, 提出了在教学中实施综合课程改革的探索性实践方法。

关键词：高职院校,数控技术专业,数控加工与编程课程群,体系规划,课程综合改革措施

参考文献

[1]陈冰.理实一体化教学在数控专业中的实践与应用[J], 职教论坛, 2007, (6) :16-20.

[2]陶勇仿, 商存惠.CDIO大纲对高等工科教育创新的启示[J].中国高教研究, 2006, (11) :81-83.

数控机床的加工与编程 篇11

摘要：结合高职学生的特点和高职教育培养的目标，本文以《数控编程与加工》为例，阐述了项目教学法的内容设计、任务组织实施、评价考核等具体的方法和手段，介绍了项目法在教学体系中的应用及意义。通过任务驱动教学，以真实或接近真实的生产环境和生产任务为载体来培养学生的职业能力，使学生的学习更有实用性和针对性。

关键词：培养方案 实用性 实训 项目教学法

0 引言

《数控编程与加工》是高职院校数控专业及其它相关专业的一门专业核心课程。在传统的教学过程中，主要以课堂讲授为主，辅之以加工实训环节。这一模式导致理论与实践不能较好的结合，使得学生无法学以致用，不能满足市场对高素质的技能型职业人才的要求。为了克服这种模式的弊端，有必要对《数控编程与加工》这门课程进行教学模式改革，建立理论与实践应用之间的纽带，培养数控技术领域的技能型、应用型人才。

1 项目教学法的概念

项目教学法是学生在教师的指导下亲自完成一个项目的过程，在这一过程中以任务为导向，主要发挥学生的自主性，在教学过程中尽量做到“教、学、做体系化”和“任务驱动，项目导向”，合理完成项目的各个细分子任务。教师根据教学目标设置项目，把教学内容融会在每个项目之中，学生通过完成任务达到对所需知识和技能的熟练运用和掌握。在发挥学生主动性的同时，教师也要加大对学生的监督，教学形式主要通过学生以小组的形式组织学习，让学生把每一个教学环节的任务保质保量的完成，最后经过老师的检查，提出改进意见，评估学生的实际学习效果。

2 《数控编程与加工》项目教学法的指导思想

教学活动的有效进行，必须要注意考虑学生的知识背景，确保教师的授课内容、授课方式能够让学生们接受。基于课程自身的特色，教师要用自己实际经验更好的指导学生的学习，激发学生探索学习规律的兴趣，增加课堂学生自主讨论的时间，发挥学生自主学习精神。项目教学法主要是让学生理解和掌握基本的知识与技能和方法，学习活动经验[1]。

3 《数控编程与加工》课程运用项目教学法具体内容设计

根据课程职业能力要求，以职业能力培养为重点，按由简到难、由单一到综合的顺序，设计为10个模块，《数控编程与加工》项目教学法的整体教学内容设计具体如下表所示：

■

4 《数控编程与加工》项目教学法的具体实施

在项目教学法中，根据相应的教学模块的具体内容，设计包含实际行动过程的情景学习，发挥情景学习的优势，通过资讯、决策、计划、实施、检查、评价等六个具体的行动过程来进行。下面具体以“基本外轮廓面的车削加工”为学习情景介绍项目实施的过程。

学习情境：在数控车床上完成零件的加工，其零件图如图1、2所示：

■

项目工作的具体任务如下描述：

所用的毛坯材料为LY12，毛坯尺寸为Ф38mm×100mm的棒料。制定零件加工工艺流程卡片，编写零件加工程序，然后通过仿真软件进行虚拟操作加工，虚拟状态下没有问题的，进行实际数控机床操作加工，注意对加工后的零件进行检测、评价。

4.1 资讯 在这个环节的教学任务中，教师需要把项目工作的任务及完成项目的流程方法介绍给学生，让学生尽快熟悉其中的要旨，同时教会学生准确地使用工艺技术资料，检索相关技术资源，学生还要学会正确阅读项目任务书，提高实际教学效果。

4.2 决策 教师要求学生根据项目要求填写相应的工艺文件，应该包括以下主要内容：把零件加工顺序卡片制作好并按规定摆放、工艺装备的使用型号的数量、绘制零件加工走刀路线图、编制零件数控车床加工程序等。在这一环节，教师听取学生的决策意见，进行解疑答惑。

4.3 计划 在本阶段学生发挥主观能动性，共同探讨计划；教师巡回检查指导，对整个项目实施过程进行检查和监控[2]。根据讨论结果及教师点评建议，学生进一步完善零件加工工艺规程卡及确定操作加工方案。

4.4 实施 实施阶段即练习操作环节，包括：将编制好的零件加工程序在仿真软件上进行虚拟操作加工、在数控车床上输入加工程序并进行校验、检查实际操作加工前准备、实际操作加工等，学生根据计划对具体的零件进行编程与加工，完成项目任务书的要求。这一阶段主要锻炼学生的实际加工能力及相互协作能力。

4.5 检查 检查主要包括教师检查及小组成员互相检查，这一环节主要是查漏补缺，学生应注意操作要点并及时总结原因。

4.6 评价 评价多采用自评、互评、教师点评和竞赛等方式。对学生加工的零件进行检测并进行成绩评定，对加工中存在的问题和较差的产品进行讨论和分析，对完成好的组和学生给予表扬或奖励，通过评价使学生具备独立思考能力及全面掌握零件加工过程[3]。

行动过程与教学内容总体设计具体如表2所示：

5 结语

项目教学法将理论与实践相结合，使学生在“做中学”、“学中做”，有效地激发了学生的主动性及创造性[4]。一方面，在项目完成的过程中学生获取新的知识与技能；另一方面，也很好的锻炼了学生了团队精神与沟通能力。项目教学法创造了零距离与企业接轨条件，使学生的学习更有实用性和针对性，为培养数控技术领域的技能型、应用型人才提供了一个可行的教学模式。

参考文献：

[1]杜飞飞.浅析项目教学法在《数控加工工艺与编程》实训环节中的应用[J].科技信息，2010（7）.

[2]郑金辉.浅谈项目教学法及其在数控车削编程与加工中的应用[J].科学技术，2011（11）.

[3]王虎军，吴培宁，锁小红.《数控机床操作与加工》项目化教学课程改革探索[J].科教纵横，2012（10）.

[4]李红.《数控加工工艺与编程》运用任务驱动教学法的研究与实践[J].职业教育研究，2012（8）.

作者简介：

王亚利（1986-），女，湖北黄冈人，佛山职业技术学院机电工程系，助教。

数控机床的加工与编程 篇12

一、网络教学的特点

1. 教学资源丰富多样。

网络能够为学习者提供形式多样的信息包括文字、图片、动画、音频、视频等, 丰富多样的资料引人入胜。网络课程教学设计时应该充分利用这些特点和技术, 将课堂教学中欠缺的表现方式加入到网页中来, 使学生通过这些形象的、动态的、交互性强的媒体形式加深对新知识的领悟。

2. 学习过程的自主性。

在网络环境下学习, 学习者身边没有教师和各种规章制度的监督, 学习过程完全在自身的管理和制约下进行, 学生可在任何时间、任何地点根据自己的水平、以自己喜欢的方式学习, 这就要求学习者具有高度的自主性。教学设计中应充分考虑学习者的学习过程自主性特点, 教学设计中注意情景设计、任务驱动、逻辑演绎等能激发和维持学习动机的教学方法以加强学生的学习动力和兴趣。

3. 学习活动的多样性。

网络学习的学习活动是多种多样的, 学生可在聊天室里以文字形式与同学讨论问题、向老师请教, 可通过学习资源的获取, 链接内存、下载信息等方式学习, 还可以利用网络技术进行师生、生生间学习交流、学习讨论的交流活动如留言板、BBS、邮件、讨论区、在线记录等方式, 教学设计要充分体现以学生为主体、以教师为主导的思想, 设计尽可能多的适于网络自主学习的学习活动。

4. 评价方式多元化。

在网络环境下的教学设计中, 考虑到学生学习的方式多样, 在教学设计过程中的学习评价方式也出现了多元化, 除了通常所用的最终评价外, 更加重视过程评价、学习跟踪评价等。

二、网络课程教学设计的原则

1. 重视资源设计的原则。

学习资源是网络课程的重要组成部分, 是学习者的学习活动的基础和依据, 包括数字化、多媒体化、网络化的各种资源, 重视资源设计主要在于学习资源的加工与组织、学习工具的利用两个方面。学习资源的加工与组织, 是指根据教学内容、教学对象的特点, 选择合适的多媒体表达方式并进行科学的组织, 为学习者提供最佳的学习环境。学习工具的利用是指教学设计时为学习者提供多样的认知工具, 如Explorer浏览器、E-mail、BBS论坛、聊天室等以适应不同学生的不同学习需求。

2. 利于自主学习的原则。

首先, 学习者可以自由选择学习主题、学习工具、选择与学习内容相关的网站, 选择自己感兴趣的讨论专题等, 从而促进自主学习活动的高效。其次, 利用激发和维持学习动机的策略和自我监控策略等, 激发学生的动力, 使自主学习能够有效进行。最后, 教师适度介入辅导, 对学生的学习活动给予适当的帮助、适时的调控。

3. 便于交流互动协作学习的原则。

利用网络进行自主学习时, 学习者极容易产生孤独感, 学习效果将受到影响。因此, 为学习者创造协作学习环境, “在线讨论”“主题论坛”等使学习者在合作、互助的气氛中进行学习。

4. 符合课程特点的原则。

根据课程性质的不同, 选用符合课程特点的教学设计方法, 特别是对于职业教育课程, 强调职业能力的培养, 因此往往采用以工作任务为核心组织教学内容, 并以工作过程为导向实施教学过程。

三、《数控编程与加工》网络课程教学设计

1. 课程定位与学习者分析。

根据职业培养要求, 该课程是培养学生的数控加工工艺设计、数控加工程序编制、数控机床与刀具及工装选用、数控机床操作等职业核心能力, 其前修课程为数控加工工艺、后续课程为CAD/CAM技术。该课程的使用对象为数控技术、数控设备应用与维护两个专业的大二学生, 学习者主要表现为学习动机由外部动机转向内部动机, 自学意识较强, 学习目的较为明确。经过一年的大学生活, 学习方法已经掌握, 加上自身逐渐成熟, 深知专业课程的重要性和对未来职业知识的渴求, 学生的自学能力较强。

2. 教学内容和目标设计。

根据《数控编程与加工》课程性质, 在内容选取上参照《数控机床操作工 (Ⅲ级) 国家职业标准》, 确定核心职业能力, 对应核心职业能力的培养安排了5个典型模块, 并细化开发出23个学习项目。课程内容通过任若干工作任务的实施、完成, 让学生掌握数控车工、数控铣工、加工中心操作工的编程知识和数控机床操作技能。课程建议课时说明学习《数控编程与加工》所需的时间, 学习者可在建议课时的基础上对自己的学习时间进行安排和调整, 以便学习者在自主学习过程中合理安排时间。教学内容中的各任务是由简单零件的编程加工到复杂零件的编程加工, 直到数控职业技能考核训练, 这符合学生学习的认知规律, 学生最终能达到数控中级工的水平。

以模块3“数控铣削编程与加工”为例, 建立模块内容与目标的关系, 见表1-1。

同时对每一模块中的单个任务与学习目标之间同样建立关系, 以任务3.4为例, 如表1-2。

3. 教学方法设计。

(1) 问题探究式教学法。在知识的应用教学部分, 学生在学习概念及原理时, 老师只对学习者提出问题, 学生自己通过阅读、观察、实验、思考、讨论等去独立探究, 自行发现并掌握相应的原理和结论的一种教学方法。教学过程分三步走:提出要解决的问题;找出与问题相关的因素;应用已有知识和经验解决问题。 (2) 案例教学法。在学习指令的应用、规律和技巧部分, 采用案例教学法。由于零件加工的数控指令学习单调枯燥, 采用该方法适于通过特例分析找出各指令的用法和规律。实施过程分四步走:导入已完成的工艺方案;分析具体工序的关系与要求;介绍各工序可以使用的相关指令及指令格式;归纳不同指令的使用情况、使用方法、使用技巧。 (3) 行为导向教学法。从职业教育特征以“行动导向”理念、“工作过程为主线”来实施教学, 以任务导入将学生的学习目的建立在“做什么”的基础上, 在完成任务的过程中是学习知识和培养技能, 学生在任务实施过程中逐步知道“怎样做”, 并逐渐积累工作经验, 知道“怎样做更好”。数控加工职业岗位的工作内容及工作过程如下:拿到图纸→读图并进行工艺分析, 要求能够看懂零件的形状和加工技术要求→制订工艺规程, 要求能够拟定工艺路线, 并选择加工设备、刀具、夹具、量具以及加工参数→编制加工程序, 能手工编制或者利用CAD/CAM软件进行自动编程→工艺验证, 能够操作机床进行零件首件加工, 验证加工工艺和加工程序→改进最终确定工艺规程以及加工程序并形成工艺文件。对于该课程的学习过程是任务导入 (零件图纸) →任务分析→必备知识学习 (工艺知识和编程指令) →任务实施 (编程与仿真、加工、检测) 。 (4) 真实与虚拟相结合的方法。在课程教学任务实施过程中, 机床操作零件加工部分采用了三维仿真虚拟加工, 增加了学生学习的真实感, 有利于学生对指令的掌握。

4. 教学效果评价设计教学评价设计是教学设计中不可缺少的一部分, 也是教学设计趋向完善的调控环节, 它不仅仅是对学习结果的估计和测量, 更重要的是对今后教育工作的一种暗示和导向。

主要包括学习态度评价、学习质量评价、参加协作学习评价、自我评价以及学习者之间的互评, 教师可利用所管理的日志, 观察每个学习者的学习行为状态, 再结合其他评价, 可以非常容易地了解学习成长记录, 并对学习者进行评价。

网络课程教学设计, 对推进课堂教学改革的作用, 是显而易见和不容置疑的。基于网络的课程教学设计充分利用现代信息技术和信息资源, 科学合理安排教学过程的各个环节和要素, 采用必要的手段对教学过程进行有效地控制, 从而使网络课程的教学发挥应有的作用。最终实现培养学生的信息素养、创新精神和自主学习能力的目标。

摘要：从网络教学的特点、网络学习的自主性及职业教育的特殊性出发, 利用网络及多媒体的优势, 对高职课程数控编程及加工进行网络课程教学设计。

关键词：项目化教学,网络课程,教学设计

参考文献

[1]张伟.自主式学习的网络课程设计探讨[J].教育理论与实践, 2002, (10) .

[2]苏娜, 张莉莉.网络课程的教学设计策略初探[J].教学研究, 2009, (3) :86.