序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾蕚淞瞬煌L(fēng)格的5篇數(shù)控編程的方法，期待它們能激發(fā)您的靈感。

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關(guān)鍵詞 數(shù)控車 子程序 編程方法

中圖分類號：TP311.1文獻標識碼：A

Programming Method Discussion on Subroutine of CNC Lathe

HU Yuanqing

（Guangdong Industry and Commerce Senior Skilled Worker School， Lechang, Guangdong 512200)

AbstractWhen numerical control major students in programming, most of them thinks it is hard to grasp subroutine, so the learning skills of subroutine is valuable to be discussed. Aimed at this problem, the author according to his own practice experience introduces a set of subroutines programming method.

Key wordsCNC lathe; subroutines; programming method

在數(shù)控車床上加工零件的形狀有多種，對其程序的編寫方法也較多，要編寫出一種方便實用的程序卻不是一件容易的事。眾多的方法中諸多情況下使用子程序不僅簡化了復(fù)雜的程序，表現(xiàn)出極大的使用方便性，更主要是能體現(xiàn)出它的高效、高速性。特別值得注意的是，有些系統(tǒng)和零件的部分是必須采用子程序才能加工的，這就更能說明了子程序的重要性。下面結(jié)合實例來討論一下其子程序編程的方法：

如圖所示：零件的材料為45#鋼，以零件的右端面與軸線的交點為編程原點，利用指令對右端外徑進行程序的編寫。

分析：此零件的右端外形成非遞增性，外徑有凸變，用G71復(fù)合循環(huán)不能加工，用G73不太實用，前幾刀存在空行程，加工效率有所降低，相比之下采用子程序較為方便實用。

編寫此類零件的子程序要先按步驟進行，然后對分析的結(jié)果進行匯總，最終編制好子程序。

1 制定刀具加工起始位置和終止位置

刀具的起始位置要考慮到刀具在吃刀時走刀是否會與工件發(fā)生碰撞，前后工序銜接是否合理，銜接部分是否存在痕跡。例圖中的零件把起始位置設(shè)定在30處比較合理，為了刀具不與工件發(fā)生碰撞，刀具（刀尖）應(yīng)離30右端面1-2m，圖例中設(shè)定刀具加工起始位置(30 ,-18)。

刀具終止位置應(yīng)是刀具完全退出了工件的表面,終止位置的外徑要大于所加工零件段的最大外徑1-2mm,圖中終止位置應(yīng)設(shè)定到48外徑處，以右端面為終止面。例圖中從開始位置到結(jié)束位置零件加工段的最大外徑為48,設(shè)定刀具加工終止位置(50,-60)。

2 計算零件最大加工余量（吃刀深度）

最大加工余量 = 零件加工段最大直徑 - 零件加工段最小直徑

例圖中加工零件段最大直徑為48，最小直徑30。

即：Z = 48 - 30 = 18

需要說明的是例圖中的最大加工余量的計算值，是根據(jù)圖例的加工步驟參照零件圖把48外徑作為毛坯最大直徑。

故，當(dāng)用毛坯加工零件時最大加工余量：

最大加工余量 = 零件加工段毛坯最大直徑 - 零件加工段最小直徑

3 設(shè)定吃刀深度確定循環(huán)次數(shù)

根據(jù)上面最大加工余量計算結(jié)果，依據(jù)零件的材料和刀具的性能，選定吃刀深度ap參數(shù)，計算出循環(huán)次數(shù)L，其三者之間有下列關(guān)系式：

循環(huán)次數(shù)L=最大加工余量Z/吃刀深度ap

需要說明的是循環(huán)次數(shù)是個整數(shù)，由計算公式得出的數(shù)值如果有小數(shù)位，應(yīng)向整數(shù)位進位。例如L = Z/ap = 14/3≈4.67 = 5(次)，但此時反推公式會發(fā)現(xiàn)最大余量反而大于理論計算值14，結(jié)果會導(dǎo)致零件尺寸不能保證。此刻可參考吃刀深度參數(shù)值，由循環(huán)次數(shù)根據(jù)關(guān)系式推導(dǎo)確定吃刀深度。

眾所周知，選擇吃刀深度時一般是先把精車（半精車）余量扣除，然后把剩下的粗加工余量盡可能一次切除，如果毛坯精度較差，刀具強度較低，機床功率不足，可分幾次切除余量。通常取：

ap1=（2/3~3/4）Z/2………(1)

ap2=（1/4~1/3）Z/2………(2)

式中Z-粗加工總余量

上例中循環(huán)次數(shù)L取5，則ap == 2.4。例題中取循環(huán)次數(shù)L = 6，吃刀深度ap ===3(mm).

4 確定刀具加工循環(huán)點

刀具循環(huán)點直接影響工件的尺寸精度，循環(huán)點大于理論值會造成欠切，這種情況還可以補救，如果循環(huán)點小于理論值則會造成零件的報廢，此種情況是絕對要避免的。可以說子程序中的循環(huán)點的確定是十分重要的，也是難點之處。循環(huán)點確定好了，其它問題也就迎刃而解了。現(xiàn)給出循環(huán)點的計算方法僅作為參考：

循環(huán)點x值 = 零件加工段最大加工余量 + 刀具起始加工直徑

循環(huán)點z值=刀具起始位置的z值.

根據(jù)這一公式，計算出例圖中刀具循環(huán)點為（48，-18）：

X=18+30=48; Z=-18。

根據(jù)加工階段的劃分。當(dāng)零件的加工質(zhì)量要求較高時，零件的加工過程分粗，精加工。當(dāng)零件需要精加工時。子程序粗車后要留精車余量。

則：循環(huán)點x值 = 零件加工段最大加工余量 + 刀具起始加工直徑+精車余量

根據(jù)例題中尺寸精度要求，設(shè)定精車余量為0.5mm,則循環(huán)點（48.5 ,-18）：x=18+30+0.5

5 根據(jù)上述步驟，例題中子程序程序的編寫參考

00001

…

…

N05 G40G97G99M03S400

N10 T0101

N15 M08

N20 M03 S400

N25 G00 X48.5 Z-18子程序循環(huán)點(48.5,-18)

N30 M98 P0002 L6調(diào)用子程序循環(huán)6次

N35 G40 G00 X100 Z100

00002子程序名

N05G91

N10 G01 X-3 F0.2每次循環(huán)吃刀深度

N15 G01 Z-7刀具從起始位置開始加工（30，-18）

N20 G03 X6 Z-20 R20

N25 G01 Z-10

N30 G02 X10 Z-5 R5

N35 G01 X4刀具加工終止位置（50，-60）

N40 G00 Z42沿Z軸退回循環(huán)點的Z位置

N45 G00 X-20退到下一刀加工起始點

N50 M99

子程序N45中刀具X向退回量=刀具終止位置X值-刀具起始位置X值

即：20 = 50 - 30

對于上面編寫好的子程序，從X,Z坐標數(shù)值上會等出某種結(jié)論：子程序中所有X值代數(shù)和等于吃刀深度；Z值代數(shù)和等于零。這也是簡單檢查程序是否正確的一種技巧。

數(shù)控車子程序編程方法很多，零件結(jié)構(gòu)形式不同，采用的子程序編寫形式也不盡一種。上述對于子程序編寫方法的探討僅實用于類似例題形式的零件，其他運用子程序編寫的零件不一定實用。例題中子程序的編寫方法只是作者檢驗的總結(jié),其中很可能存在不足之處，此方法對以后類似例題子程序編寫僅供參考。

參考文獻

[1]上海市職業(yè)技術(shù)教育課程改革與教材建設(shè)委員會組編.職業(yè)技術(shù)教育教材.機電一體化―數(shù)控機床加工技術(shù)專業(yè).機械加工工藝及裝備.

[2]勞動和社會保障部教材辦公室組織編寫.全國中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校數(shù)控加工專業(yè)教材.數(shù)控加工工藝學(xué).第二版.中國勞動社會保障出版社.

[3]孫偉偉.技能型緊缺人才培養(yǎng)系列教材.數(shù)控車工實習(xí)與考級.

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【關(guān)鍵詞】教學(xué)方法；理論；實踐；仿真軟件；層次

自中國加入WTO以來，中國制造業(yè)的總產(chǎn)量不斷攀升，中國正在成為一個制造業(yè)大國。目前中國已有百余種產(chǎn)品位居世界第一。但是，目前中國僅僅是“制造業(yè)大國”而非“制造業(yè)強國”，從總體上說，我國的制造業(yè)多以傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)為主，技術(shù)較為落后，低水平生產(chǎn)過剩，高水平生產(chǎn)能力不足，競爭力嚴重不足。在中國，高檔次的數(shù)控機床只占機床總數(shù)的1.2%，而在日本和美國等發(fā)達國家則占有60%以上。因此，我國的加工制造業(yè)規(guī)模和技術(shù)水平還有待大幅度提高，我國需要為此提供更多高素質(zhì)的數(shù)控人才。數(shù)控編程是一門對學(xué)生邏輯思維要求很強的專業(yè)技術(shù)課，如果單純的理論教學(xué)，易使學(xué)生產(chǎn)生厭倦情緒，再加上職業(yè)學(xué)生知識基礎(chǔ)薄弱，理解能力有限，因此使數(shù)控編程教學(xué)陷入異常困難的境地。在長年的數(shù)控教學(xué)中，我不斷思索，本文將以數(shù)控編程課程為例，就如何從教學(xué)方案上推進和提高技能人才的培養(yǎng)的速度和質(zhì)量進行研究和探討。

一、導(dǎo)授結(jié)合，讓學(xué)生真正掌握技能

把學(xué)生的學(xué)習(xí)由靜態(tài)向動態(tài)轉(zhuǎn)換，將原理知識轉(zhuǎn)換成實用知識，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對掌握數(shù)控專業(yè)技能有很好的促進作用，幫助學(xué)生理解知識，掌握技能。現(xiàn)在，已被廣泛使用的行為教學(xué)方法，要求教師由“授”轉(zhuǎn)變成“導(dǎo)”，教師不僅要親手教授學(xué)生如何使用機床，還要引導(dǎo)學(xué)生完成新零件的工藝設(shè)計、刀具的選用、程序編制以及加工完成，在老師的指導(dǎo)下，學(xué)生可自我解決一系列的問題，比如說公、量、刃具選擇，加工工藝方案，程序如何編制更合理等等問題，如此，大大增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果更顯著。

二、理論聯(lián)系實際，使學(xué)生真正掌握知識

理論是靠實踐來檢驗，而實踐則可用理論來指導(dǎo)。通過實踐來解開某些理論編程中的疑問，理論課的內(nèi)容作為指導(dǎo)實習(xí)具有它的一般性，而單純是實習(xí)過程又具有具體性，就要求學(xué)生扎實掌握某一方面的理論，才能去做好類似的不同的實踐。理論課要為實習(xí)課提高理論依據(jù)，實習(xí)課將理論變成操作技能。

因此，理論與實踐課不能脫節(jié)，而每次的理論實踐之后的這一過程比前一次要有所深入和提高。

三、注重教學(xué)層次，改變教學(xué)方法

1、先具體后抽象

數(shù)控編程的教材開頭用大篇幅說明數(shù)控機床及程序的概述，比如數(shù)控技術(shù)的基本概念，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機床的基本組成和工作原理，數(shù)控機床的分類，插補原理，工藝分析

等等。如果按照書本上的順序先講解這些抽象的概念，然后才去學(xué)習(xí)編寫程序，這樣學(xué)生一開始就沒有學(xué)習(xí)熱情，應(yīng)先大體介紹一下數(shù)控機床，然后講述程序的編寫方法，最后在總結(jié)陳述中引出這些概念，這樣可使學(xué)生學(xué)得更加牢固。

2、由簡到繁，循序漸進

學(xué)生掌握知識的過程是循序漸進的，尤其是基礎(chǔ)相對薄弱的職校學(xué)生來說，由簡到繁是很有效的方法。學(xué)習(xí)數(shù)控編程也是如此，如果讓學(xué)生一開始就學(xué)習(xí)編寫一大段復(fù)雜的程序，學(xué)生肯定很困難。應(yīng)先學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的變成語句，如：M03，M30，G00，G01等，可以完成簡單直線加工程序編寫，然后加入其它語句G02，G03等，可以編寫圓弧加工程序，接下來就是多次從簡到繁的零件圖形練習(xí)，逐漸加入循環(huán)語句的知識。每節(jié)課講解的指令不能過多，確保學(xué)生學(xué)透徹，每次講解新的指令前都要對已學(xué)指令鞏固復(fù)習(xí)一下，達到溫故而知新的目的。

四、利用仿真軟件教學(xué)

1、仿真教學(xué)代替?zhèn)鹘y(tǒng)教學(xué)

目前，在我國所使用的仿真軟件有上海的“宇龍數(shù)控加工仿真系統(tǒng)”、武漢“宇航數(shù)控加工仿真系統(tǒng)”等軟件。仿真系統(tǒng)內(nèi)容豐富，品種齊全，有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控加工中心、數(shù)控線切割、數(shù)控電火花等機床，包括法那克、西門子、廣數(shù)等系統(tǒng)操作面板和軟件，基本上可仿真市面上絕大多數(shù)機床。使用仿真軟件教學(xué)，能得到比課本更全面更系統(tǒng)的教學(xué)資源。

2、利用模擬操作代替實際操作

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關(guān)鍵詞：職業(yè)教育 數(shù)控編程 操作 課程學(xué)習(xí)

高職院校的學(xué)生興趣比較廣泛，求知欲望強，渴望通過各種途徑補充知識，豐富大腦，提高自己的競爭力，通過學(xué)習(xí)新知識、新技術(shù)，掌握一項基本技能。但是高職學(xué)生大多基礎(chǔ)差，在學(xué)習(xí)上，還是沿用了高中的學(xué)習(xí)方法，缺乏計劃性，缺少聯(lián)動性，課堂被動性比較強，不會課前預(yù)習(xí)、上課與老師互動學(xué)習(xí)、課堂提問不積極，課后更不懂怎樣鞏固復(fù)習(xí)。因此，用傳統(tǒng)的授課模式、教學(xué)方法很難讓他們靜下心，好好學(xué)習(xí)。

高職院校通過改革傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式、校企合作、工學(xué)結(jié)合等方式來實現(xiàn)學(xué)校的專業(yè)建設(shè)，提高學(xué)生的專業(yè)技能，已經(jīng)勢在必行。而人才培養(yǎng)模式改革的核心就是課程改革。下面我想從我國職業(yè)教育的培養(yǎng)目標出發(fā)，探索我院的核心課程數(shù)控編程與操作的改革模式。

一、職業(yè)教育的培養(yǎng)目標

職業(yè)教育承擔(dān)著為經(jīng)濟社會培養(yǎng)生產(chǎn)、服務(wù)、技術(shù)、管理第一線應(yīng)用型人才的任務(wù)，培養(yǎng)目標是由知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)、素質(zhì)結(jié)構(gòu)三大部分組成。

1.知識結(jié)構(gòu)：包括科學(xué)文化基礎(chǔ)知識和專業(yè)理論知識。

2.能力結(jié)構(gòu)：包括方法能力、專業(yè)能力和社會能力。其中方法能力是一種基本的發(fā)展能力，教學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)、學(xué)會工作；專業(yè)能力是在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)從事生產(chǎn)、經(jīng)營、服務(wù)等職業(yè)活動所需要的能力，是知識和技能的綜合；社會能力是指從事職業(yè)活動以及生活所需的基本生存和發(fā)展能力。

3.素質(zhì)結(jié)構(gòu)：包括科學(xué)文化素質(zhì)、專業(yè)素質(zhì)、思想品德素質(zhì)。

二、數(shù)控編程與操作課程的性質(zhì)與改革思路

1.課程的性質(zhì)

數(shù)控編程與操作這門課程是機械設(shè)計與制造專業(yè)、機電一體化專業(yè)、數(shù)控技術(shù)專業(yè)以及模具制造等機加工專業(yè)的一門核心課程，具有很強的實踐性和應(yīng)用性。它的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生掌握中等復(fù)雜零件的數(shù)控加工工藝、數(shù)控加工程序的編制、數(shù)控機床的操作等方面的基本知識和技能，使學(xué)生能夠獨立完成各類零件的數(shù)控車削、數(shù)控銑削、加工中心等的程序編制和操作。

2.課程改革思路

（1）構(gòu)建工作過程導(dǎo)向的課程體系，從工作崗位需求、工作任務(wù)出發(fā)；強調(diào)能力的培養(yǎng)。在課程內(nèi)容上本著“適度夠用”的原則，以過程性知識為主，以陳述性知識為輔，或者說，以經(jīng)驗性知識為主，以概念、論證的知識為輔的原則進行改革，形成以工作過程為導(dǎo)向的課程體系。

（2）采用行動導(dǎo)向的教學(xué)方法，強調(diào)學(xué)生是學(xué)習(xí)過程的中心，教師是學(xué)習(xí)過程的組織者和咨詢者，在教學(xué)中與學(xué)生互動，實現(xiàn)學(xué)生參與教學(xué)活動的深度和廣度；教師對教學(xué)過程的有效指導(dǎo)和控制。

三、數(shù)控編程與操作課程改革的內(nèi)容和模式

1.課程改革的內(nèi)容

從生產(chǎn)任務(wù)、生產(chǎn)實際出發(fā)，構(gòu)建工作過程導(dǎo)向的課程模式，將常用的典型零件歸納為幾種不同的加工類型，設(shè)定成幾個學(xué)習(xí)領(lǐng)域，每一個學(xué)習(xí)領(lǐng)域中，分為幾個典型的工作任務(wù)，在每一個學(xué)習(xí)任務(wù)中，滲入所用指令、代碼以及操作方法等，這樣學(xué)生會更有興趣的學(xué)習(xí)，同時也會直接進入工作狀態(tài)。

學(xué)習(xí)領(lǐng)域一：數(shù)控車床加工；

將其分為以下任務(wù)，分別講解實施：

（1）數(shù)控車床介紹及使用方法說明；（2）外圓柱面、外圓錐面零件的編程與加工；（3）外圓弧面零件的編程與加工；（4）外溝槽軸類零件的編程與加工；（5）外螺紋軸的編程與加工；內(nèi)輪廓軸的編程與加工；（6）內(nèi)螺紋零件的編程與加工；（7）學(xué)生實際操作：（8）綜合軸類零件的編程與加工。

學(xué)習(xí)領(lǐng)域二：數(shù)控銑床加工；

將其分為以下任務(wù)，分別講解實施：

（1）數(shù)控銑床介紹及使用方法說明；（2）底座類零件的編程與加工；（3）凸臺類零件的編程與加工；（4）凹槽類零件的編程與加工；（5）異形凸臺零件的編程與加工；（6）孔類零件的編程與加工；（7）螺紋孔類零件的編程與加工；（8）學(xué)生實際操作：綜合輪廓類零件的編程與加工。

學(xué)習(xí)領(lǐng)域三：數(shù)控加工中心；

將其分為以下四大任務(wù)，分別講解實施：

（1）數(shù)控加工中心介紹（分類及換刀形式）；（2）五軸聯(lián)動加工中心介紹；（3）綜合類零件的加工中心編程與加工；（4）學(xué)生實際操作：綜合類零件的加工中心編程與加工。

學(xué)習(xí)領(lǐng)域四：數(shù)控線切割電火花加工；

將其分為以下四大任務(wù)，分別講解實施：

（1）數(shù)控線切割加工介紹（分類及原理）；（2）ISO格式及3B線切割編程實例；（3）數(shù)控電火花加工簡介；（4）學(xué)生實際操作：典型零件的數(shù)控線切割編程與加工。

學(xué)習(xí)領(lǐng)域五：自動編程加工；

將其分為以下六大任務(wù)，分別講解實施：

（1）CAXA數(shù)控車簡介；（2）典型軸類零件CAXA數(shù)控車床編程與加工；（3）CAXA數(shù)控銑床簡介；（4）典型底座類零件CAXA數(shù)控銑床編程與加工；（5）學(xué)生實際操作：軸類零件CAXA數(shù)控車床編程與加工；（6）學(xué)生實際操作：底座類零件CAXA數(shù)控銑床編程與加工。

2.課程改革的模式

（1）教學(xué)模式設(shè)計

首先教師布置項目任務(wù)，學(xué)生在項目任務(wù)的驅(qū)動下進行咨詢、決策、計劃、實施，即借助教師建設(shè)的網(wǎng)站，查閱學(xué)習(xí)資料獲取信息，制定完成實訓(xùn)項目任務(wù)的計劃、步驟，教師也可通過教學(xué)網(wǎng)站對學(xué)生決策過程中遇到的問題進行答疑，即在學(xué)生“做”中“教”。

教師只是指導(dǎo)者，以學(xué)生為中心，教師精心設(shè)計，創(chuàng)建符合工作需要的工作學(xué)習(xí)場景，學(xué)生在“做”中“學(xué)”，教師在學(xué)生 “做”中“教”，學(xué)生全程參與教學(xué)活動，通過參與不僅獲得知識和崗位的職業(yè)能力，而且增強了學(xué)習(xí)的能力和與人協(xié)作溝通的社會能力。

通過采用全新的教學(xué)模式，使學(xué)生由外部刺激的被動接受者和知識灌輸對象轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒓庸さ闹黧w、知識意義的主動建構(gòu)者，教師由知識的傳授者、灌輸者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生主動建構(gòu)意義的幫助者、促進者。

（2）多種教學(xué)方法的運用

①分組討論、小組協(xié)作 將5人分為一組，組織學(xué)生進行討論，小組協(xié)作式學(xué)習(xí)，安排適當(dāng)?shù)恼n題、實訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生運用知識的能力以及相互合作的精神。

②針對每個項目的難點和重點，教師事先在項目中設(shè)置故障，讓學(xué)生加深印象，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

③在教學(xué)過程中，為加強學(xué)生實際操作能力的培養(yǎng)，采用分段式項目教學(xué)，以工作任務(wù)引領(lǐng)提高學(xué)生興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。

④運用啟發(fā)式教學(xué)法，在復(fù)習(xí)舊知識的基礎(chǔ)上，通過項目任務(wù)驅(qū)動、案例或演示實驗，提出問題，激發(fā)學(xué)生的求知欲，啟發(fā)學(xué)生思考，引出所要講授的課題。

⑤在教學(xué)中，要廣泛應(yīng)用多媒體及校本教材資源輔助教學(xué)。

⑥緊密結(jié)合數(shù)控編程與操作職業(yè)技能證書的考證，加強考證的實操項目的訓(xùn)練，提高學(xué)生的崗位適應(yīng)能力。

⑦教學(xué)過程中加強安全教育，提高安全意識，培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。

⑧將學(xué)生的素質(zhì)教育、協(xié)作精神、職業(yè)道德貫穿始終。

四、數(shù)控編程與操作一節(jié)課的課程改革案例（教學(xué)流程圖）

學(xué)習(xí)領(lǐng)域三：數(shù)控加工中心

任務(wù)1：編制圖示零件的加工程序

結(jié)束語：高等職業(yè)教育是我們國家高等教育的重要組成部分，為了使我們的高職學(xué)生從傳統(tǒng)的被動式學(xué)習(xí)，逐漸走向自主的、有興趣的學(xué)習(xí)，探索課程改革勢在必行。同時，培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)素養(yǎng)，全面提升學(xué)生的專業(yè)技能，盡快適應(yīng)行業(yè)、企業(yè)需求，對于全面實施科教興國和人才強國戰(zhàn)略，具有重大而深遠的戰(zhàn)略意義。

主持高等學(xué)校科研課題（2012～2014年）：《注塑模具的優(yōu)化設(shè)計及制造規(guī)范》。項目計劃編號：NJZY12298

參考文獻：

[1]康俐.數(shù)控編程與操作.人民郵電出版社，2011（9）

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【關(guān)鍵詞】 CAD/CAM技術(shù) UG 數(shù)控編程 數(shù)控加工

在現(xiàn)代化機械加工中對零件所需要的精度要求變得越來越高，在這種情況下靠人為手動的進行加工操作不能夠滿足其工藝需求，使得CAD/CAM技術(shù)得以迅速發(fā)展。本文主要針對CAD/CAM技術(shù)的零器件數(shù)控編程方法進行探討。

一、CAD/CAM技術(shù)的內(nèi)涵

CAD技術(shù)是computer aided design（計算機輔助技術(shù)）的縮寫，CAM技術(shù)是computer aided Manufacturing（計算機輔助制造）的縮寫。總體來說CAD/CAM技術(shù)指的是利用計算機軟件來繪制相應(yīng)圖形，并利用計算機分析和處理來進行機械制造的工作，將計算機技術(shù)和機械制造技術(shù)完美的相結(jié)合，制造出更高標準的零器件，來適應(yīng)當(dāng)前高標準的工藝要求，裝配出更加精準、復(fù)雜的工藝設(shè)備。CAD/CAM技術(shù)是當(dāng)前科技的最新技術(shù)，其獨特的優(yōu)越性決定了未來很長時間所占據(jù)的主導(dǎo)地位。

二、數(shù)控CAD/CAM技術(shù)編程的具體應(yīng)用

在目前的機械加工中，很多情況都會利用計算機軟件進行數(shù)控編程來加工零器件。所利用的數(shù)控編程方法種類也特別多，如：UG、3DMAX、Solidworks等3D設(shè)計加工軟件。下面著重介紹利用UG軟件進行數(shù)控編程的具體方法。

2.1 UG軟件的簡單介紹

UG軟件可謂是當(dāng)前計算機和機械加工結(jié)合最緊密的軟件，UG的功能十分的強大，它可以進行三維的立體建模設(shè)計、可以進行機械制造加工仿真、可以進行數(shù)控程序的直接生成。在生成數(shù)控編程程序后就可以進行數(shù)控加工制作。

2.2編程的具體操作方法

利用計算機軟件進行數(shù)控編程的大致步驟：建模、設(shè)計零件、標注尺寸、仿真加工、導(dǎo)出數(shù)控編程加工程序。

第一步，對需要加工的零件進行建模；UG軟件的建模模塊主要分為：實體建模、特征建模以及自由形狀建模，其中實體建模是使用最為普遍的建模方式，建模是進行整個零件設(shè)計的基礎(chǔ)。

第二步，在對所需要的零件建好模型之后，需要對所加工的零件進行設(shè)計；這時UG軟件的強大功能展現(xiàn)出來，你可以在軟件上盡情的發(fā)揮你的想象力，設(shè)計出滿意的作品。當(dāng)然，在設(shè)計的過程中，必須對UG軟件的使用方法清楚，依據(jù)設(shè)計的基本要求，先完成整體輪廓的設(shè)計，再對細微的地方進行設(shè)計。在此期間，會用到UG的曲線、直線、拉伸、切除等等平面、立體繪圖工具。在遇到復(fù)查的圖形時，會涉及到多次建模、畫出輔助線、輔助平面等特殊的繪圖技巧。在將每個零件畫出后，在進行統(tǒng)一的零件裝配工作，最后將所有零件組成一個完整的整體，檢驗整體設(shè)計的質(zhì)量是否合格。

第三步，對設(shè)計的零件尺寸做出標注；標注出零件的斜面角度、邊長等具體尺寸，觀察所設(shè)計的尺寸對設(shè)計整體是否有影響，同時方便對零件模形的修正過程。通過標注尺寸，也方便對后續(xù)其它零件的繪制，使所繪制出來的零件尺寸保持一致，能夠順利的進行裝配工作。當(dāng)然第二步和第三步有時也會同時進行。

第四步，前期設(shè)計完工后，就可以開始采用UG的仿真加工技術(shù)，對原材料按照所涉及的模型進行仿真加工；仿真加工可以充分的檢驗設(shè)計時是否出現(xiàn)加工工藝的問題，通過仿真加工極大地縮減原材料的浪費，可以在UG軟件上進行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，做到實際生產(chǎn)時，能夠順利的一次性加工成功。

第五步，直接通過UG軟件生成數(shù)控加工程序。此步驟也是我們需要的步驟，前面的步驟都是為其做準備工作。在仿真加工無誤后，可以利用UG軟件直接導(dǎo)出數(shù)控加工的程序，省去直接編寫程序的麻煩，也減少其中帶來的錯誤，為機械加工生產(chǎn)帶來不必要的損失，提高精確率。

這五個步驟，是當(dāng)前使用計算機軟件進行數(shù)控編程的具體方法。通過此種方法進行數(shù)控編程，最大的優(yōu)點就是保證數(shù)控生產(chǎn)編程準確率，嚴格按照此方法，幾乎可以達到百分之百的準確率。但是，利用計算機軟件進行數(shù)控編程的方法對操作人員的技能水平要求特別高，操作人員必須對所用的計算機軟件十分的熟悉，才能夠保證數(shù)控編程程序的順利導(dǎo)出。

三、結(jié)束語

利用計算機軟件進行數(shù)控編程極大地提高了數(shù)控編程的準確率，特別是對復(fù)雜零件編程時，手動編程往往會出現(xiàn)一些小的問題，導(dǎo)致零件裝配時出現(xiàn)質(zhì)量問題。

但是，目前利用計算機軟件進行機械加工的相應(yīng)配套成本較高，制約其發(fā)展，往往只利用與工藝復(fù)雜、精度較高零件的制造。

參 考 文 獻

[1]向杰. 基于CAD/CAM技術(shù)的零件數(shù)控編程方法研究[D].電子科技大學(xué)，2011.

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【關(guān)鍵詞】倒圓角 分層加工 刀具半徑補償 G10

倒圓角就是把工件的棱角切削成圓弧面的加工，在數(shù)銑加工應(yīng)用的非常頻繁。圓角曲面可以看成是由無數(shù)等高線組成的，所以我們可以采用分層加工的方式倒圓角，每一層都沿著等高線走刀，一層一層的加工出圓角曲面。

方法一、計算每層的等高線軌跡

圓孔倒角等高線都是圓，高度增加圓的半徑也在變大。編程時只要計算出每個高度圓的半徑，然后使用圓弧指令G02或G03和宏程序編寫加工程序。

程序的編寫

O1000 程序名

N10 M6 T1 換上一號刀，Ф10mm立銑刀

N20 G54 G90 G40 設(shè)置加工初始狀態(tài)

N30 G00 X0 Y0 刀具快速移動到X0 Y0處

N40 M03 S1000 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速1000r/min

N50 Z5 刀具快速下降到Z5處

N60 #1=0 定義變量的初值（θ的初始值）

N70 WHILE[#1LE90]DO1 循環(huán)語句，當(dāng)#1≤90°時在N80～N120之間循環(huán)，加工圓角曲面

N80 G01 Z[10*SIN[#1]-10] F100 指定每一層的加工高度和進給速度

N90 G41 X[35-10*COS[#1]] D1 移動到每層銑削時的初始位置同時引入左刀補

N100 G3 I[10*COS[#1]-35] 逆時針加工整圓，分層等高加工圓角

N110 G40 G1 X0 移動到X0 YO處同時取消刀補

N120 #1=#1+5 角度值每次增加5°（增量值取得越小，圓角的加工精度越高）

N130 END1 循環(huán)語句結(jié)束

N140 G0 Z100 快速抬刀到Z100處

N150 M30 程序結(jié)束

方法二、用刀具補償值指令G10編程

只減小程序中的半徑r，而不改變刀具實際半徑R，加工輪廓就會向外偏移，偏移量就等于實際半徑R-程序半徑r。如果使R-r等于每層等高線相對于底層圓弧輪廓的水平偏移量，偏移后的輪廓就能和每一層的等高線軌跡重合。只要把r設(shè)成變量#101，并通過刀具補償值指令G10輸入到程序中就可以實現(xiàn)刀具自動偏移按等高線輪廓加工圓角。

程序的編寫

要想在程序中改變刀具半徑，就需要用到輸入刀具補償值的指令――G10，編程格式：G10 L12 P0 R#101（P：刀具補償號R：刀具補償量）

O1002 程序名

N10 M6 T1 換上一號刀，Ф10mm立銑刀

N20 G54 G90 G40 設(shè)置加工初始狀態(tài)

N30 G00 X0 Y0 刀具快速移動到X0 Y0處

N40 M03 S1000 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速1000r/min

N50 Z5 刀具快速下降到Z5處

N60 #1=0 定義變量的初值（θ的初始值）

N70 #101=5 定義變量的初值（刀具半徑R的初始值）

N80 WHILE[#1LE90]DO1 循環(huán)語句，當(dāng)#1≤90°時在N90～N150之間循環(huán)，加工圓角曲面

N90 G10 L12 P1 R#101 指定一號刀具的半徑補償值

N100 G01 Z[10*SIN[#1]-10] F100 指定每一層的加工高度和進給速度

N110 G41 X25 D1 移動到每層銑削時的初始位置同時引入左刀補

N120 G03 I-25 逆時針加工整圓，分層等高加工圓角

N130 G40 G1 X0 移動到X0 YO處同時取消刀補

N140 #1=#1+5 角度值每次增加5°（增量值取得越小，圓角曲面的加工精度越高）

N150 #101=10*COS[#1]-5 計算一號刀具的半徑補償值

N160 END1 循環(huán)語句結(jié)束

N170 G0 Z100 快速抬刀到Z100處

N180 M30 程序結(jié)束

上面講了兩種倒圓角的編程方法：

第一種方法思路簡單但，只適用于在輪廓比較規(guī)則的型腔上加工圓角，像圓孔、方形型腔等，如果型腔的輪廓比較復(fù)雜或者不規(guī)則就難以實現(xiàn)了；

第二種方法用在程序中改變刀具半徑的方法編程，因為這種方法只按型腔的輪廓編程，因此可以簡化編程，而且能夠?qū)崿F(xiàn)在任何形狀的型腔上加工倒角。實際上任何由等高線組成的曲面都可以用這種方法來加工。

這兩種方法并不只局限于FANUC系統(tǒng)，它們的編程思路同樣可以用到其他系統(tǒng)當(dāng)中。

【參考文獻】