数控编程技巧范文

导语：如何才能写好一篇数控编程技巧，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】手工编程、工件坐标系原点、缩短进给路线、合理选用循环切削指令

随着科学技术的飞速发展，社会对机械产品的结构、性能、精度、效率和品种的要求越来越高，单件与中小批量产品的比重越来越大。传统的通用、专用机床和工艺装备已经不能很好地适应高质量、高效率、多样化加工的要求。而数控机床作为电子信息技术和传统机械加工技术结合的产物，集现代精密机械、计算机、通信、液压气动、光电等多学科技术为一体，有效地解决了复杂、精密、小批多变的零件加工问题，能满足高质量、高效益和多品种、小批量的柔性生产方式的要求，适应各种机械产品迅速更新换代的需要，代表着当今机械加工技术的趋势与潮流。其中数控车床由于具有高效率、高精度和高柔性的特点，在机械制造业中得到日益广泛的应用，成为目前应用最广泛的数控机床之一。但是，要充分发挥数控车床的作用，关键是编程，即根据不同的零件的特点和精度要求，编制合理、高效的加工程序。常用的数控编程方法有手工编程和自动编程两种。手工编程是指从零件图样分析工艺处理、数据计算、编写程序单、输入程序到程序校验等各步骤主要由人工完成的编程过程。它适用于点位加工或几何形状不太复杂的零件的加工，以及计算较简单，程序段不多，编程易于实现的场合等。对于几何形状复杂的零件，以及几何元素不复杂但需编制程序量很大的零件，用手工编程难以完成，因此要采用自动编程。下面，笔者以西门子系统为例，主要就数控车床零件加工中的手工编程技巧问题进行一些探讨。

1 正确选择工件坐标系原点

在数控车削编程时，首先要选择工件上的某一点作为数控程序原点，并以此为原点建立一个工件坐标系。工件坐标系的合理确定，对数控编程及加工时的工件找正都很重要。程序原点的选择要尽量满足程序编制简单，尺寸换算少，引起的加工误差小等条件。为了提高零件加工精度，方便计算和编程，我们通常将程序原点设定在工件轴线与工件前端面、后端面、卡爪前端面的交点上，尽量使编程基准与设计、装配基准重合。

2 合理选择进给路线

进给路线是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，即刀具从对刀点开始进给运动起，直到结束加工程序后退刀返回该点及所经过的路径，是编写程序的重要依据之一。合理地选择进给路线对于数控加工是很重要的。应考虑以下几个方面：

2.1 尽量缩短进给路线，减少空走刀行程，提高生产效率

（1）巧用起刀点。如在循环加工中，根据工件的实际加工情况，将起刀点与对刀点分离，在确保安全和满足换刀需要的前提条件下，使起刀点尽量靠近工件，减少空走刀行程，缩短进给路线，节省在加工过程中的执行时间。

（2）在编制复杂轮廓的加工程序时，通过合理安排“回零”路线，使前一刀的终点与后一刀的起点间的距离尽量短，或者为零，以缩短进给路线，提高生产效率。

（3）粗加工或半精加工时，毛坯余量较大，应采用合适的循环加工方式，在兼顾被加工零件的刚性及加工工艺性等要求下，采取最短的切削进给路线，减少空行程时间，提高生产效率，降低刀具磨损。

2.2 保证加工零件的精度和表面粗糙度的要求

（1）合理选取起刀点、切入点和切入方式，保证切入过程平稳，没有冲击。为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，精加工时，最终轮廓应安排在最后一次走刀连续加工出来。认真考虑合理的刀具的切入和切出路线，尽量减少在轮廓处停刀，以避免切削力突然变化造成弹性变形而留下刀痕。一般应沿着零件表面的切向切入和切出，尽量避免沿工件轮廓垂直方向进、退刀而划伤工件。

（2）选择工件在加工后变形较小的路线。对细长零件或薄板零件，应采用分几次走刀加工到最后尺寸，或采取对称去余量法安排进给路线。在确定轴向移动尺寸时，应考虑刀具的引入长度和超越长度。

（3）对特殊零件采用“先精后粗”的加工工序。在某些特殊情况下，加工工序不按“先近后远”、“先粗后精”原则考虑，而作“先精后粗”的特殊处理，反而能更好地保证工件的尺寸公差要求。

2.3 保证加工过程的安全性

应尽量避免刀具与非加工面的干涉，并避免刀具与工件相撞。如工件中遇槽需要加工，在编程时要注意进退刀点应与槽方向垂直，进刀速度尽可能不能用“G0”速度。“G0”指令在退刀时尽量避免“X、Z”同时移动使用。

2.4 简化数值计算，减少程序段数目和编制程序工作量

在实际的生产操作中，经常会碰到某一固定的加工操作重复出现，可以把这部分操作编写成子程序，事先存入到存储器中，根据需要随时调用，使程序编写变得简单、快捷。对那些图形一样、尺寸不同或工艺路径一样、只是位置数据不同的系列零件的编程，可以采用宏指令编程，减少乃至免除编程时进行烦琐的数值计算，精简程序量。

3 合理选用各种循环切削指令

在西门子数控系统中，数控车床有十多种切削循环加工指令，每一种指令都有各自的加工特点，工件加工后的加工精度也有所不同，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。如轮廓切削复合循环指令，不能加工递增中的递减表面（递减中的递增表面）时，应灵活选用G158指令或使用宏指令编程对其进行处理.使其工艺性合理，提高编程效率， 此加工方法更为简捷方便。所以，我们要掌握各自的加工特点及适用范围，并根据工件的加工特点与工件要求的精度正确灵活地选用这些切削循环指令。来提高编程效率和加工精度。

总之，随着科学技术的飞速发展，数控车床由于具有优越的加工特点，在机械制造业中的应用越来越广泛，为了充分发挥数控车床的作用，我们需要在编程中掌握一定的技巧，编制出合理、高效的加工程序，保证加工出符合图纸要求的合格工件，同时能使数控车床的功能得到合理的应用与充分的发挥，使数控车床能安全、可靠、高效地工作，为社会和谐，快速发展作出应有的贡献。

【参考文献】

[1]刘蔡保.数控机床编程与操作[M].化学工业出版社，2009.

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关键词：循环轨迹 编程节点

中图分类号：TG519.1 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）12-0167-02

1、概况

在机械加工业当中，车削加工所占的比重和应用频率较大。在现行使用的数控车床系统当中，以FANUC 0i和GSK 980TD的应用最为广泛。笔者在民营本科独立学院从事工程训练中心数控车削实训教学工作多年，对上述二数控车削系统的指令的教学及其技巧有一定的心得和总结。

2、代码的讲解

一般地，本科二年级学生参加机械加工实训前，未具备机械原理和零件、机械制造等专业基础知识，而绝大部分学生也没有在机械制造企业实践的经历，因此，数控车削的编程和加工实训教学的首要难点是车床的机床结构、机床坐标系的引入、概念的解释，此部分内容配以带视频的多媒体教学方式，能给予学生非常直观、清晰的理解和掌握。再以发展，对数控车削的零件的编程的教学就成为了本工种的重点和难点了。笔者在教学中，先就基本的插补指令G01（直线插补）、G02、G03（顺、逆时针圆弧插补）以及快速定位指令G00进行叙述、解释、举例，加上学生练习编程的环节，作为数控车削编程的入门内容。接着，最大的编程教学的难点就落在了循环指令G71和G73的教学。这项难点内容也占据了教学时间较多的部分。

先来看此二指令的编程格式：

G71为轴向粗车循环指令的代码和格式，G73为封闭循环指令的代码和格式[1]。

从阅读教材的编程格式入手后，可把定义、特点告知学生。工科的学生一般可通过单调性、复合性的函数性质方法来表征图形X轴方向直径尺寸的变化特点来区分开此二程序各自所适用的应用范围。在引入例题前，有必要把刀具轨迹说明一下。

由于刀具运行的轨迹对加工的过程起了决定性的作用，因此，正确引导学生理解好刀具运行的轨迹，既能加深对此二指令的理解，更能深化对加工过程的控制的学习和操作，更是使学生加深对本工种设备的理解，特别是数控车床工件绕主轴高速回转的特性，旋转体的对称性，双方互为基础、互相依存。G71代码的执行，如图1。我们引导学生看懂轨迹图，不要求他们把代码参数的意义全程解释，而是通过直观的图示，理解本代码的走刀特点，从而学会运用到指令的选取当中。同理，G73代码的执行，如图2。明显地，如后文的图3、图4的例题，学生能清晰地通过理解上述走刀的特点来学会对应不同的图形来正确选取循环指令了。

3、例题的选取

3.1 G71教学例题

先看G71的例题，如图3我们会先引导学生读懂图纸和分析图纸。一般地，我们会列出一个表格，如表1，要求学生把节点坐标在直径坐标体系下的坐标从图纸阅读并计算出来，注意强调直径坐标体系，或者插入说明直径坐标系与半径坐标系的区别。有了正确的数据表格，学生就不难从X数值的单调递增的规律里面得出使用G71指令控制走刀了。而具体的参数的讲解以及设定，也需要根据不同程度的学生进行指点。循环指令首行参数U取的数值，需特别说明其为半径方向的数值：切深，再次强调默认单位为毫米；R为退刀的距离，单位同样为毫米，学生较容易理解；马上地，我们会讲解指令的次行的参数U和W，先和学生强调虽两行均有字母代码U，但必须注意区分开其不同的参数意义，此处的U为X轴方向的精加工切削余量（半径方向）[2]，W为Z轴方向的精加工切削余量，由于我们所选取的工件的最右端为平直端面，学生在对刀操作中已完全加工好，故此W参数在程序中可略去，作为常识性问题给学生讲解即可，重点是理解好此处参数U及其数值的选取。我们在实操练习中，使用30°外圆车刀进行工件形状的加工，一般地，直接把经验数值U0.5给学生选取。参数P、Q是循环的程序首行和末行各自的段号，我们会把系统的一些属性也在此讲授给学生。例如GSK系统不会自动生成段号，而FANUC系统则默认从N0010逐行生成段号。F为切削速率，这在基本代码的讲解里已要求掌握，在此，也告知学生一些加工的常识和速度的选取的经验数值。余下需要练习的编程，都给予学生自由编写、探讨。

按上述的技巧的教学，既全面也易懂，学生能深入浅出地理解和运用，也踏出了自行编写完整程序的重要的第一步。我们一改传统的直接拿现成的程序段和图形讲解的方法，就是本着培养学生独立思考、多作实践的教学宗旨。

3.2 G73教学例题

再看G73的例题。此例题也作为学生操作对刀、录入程序、自动加工的习作。由于已经有之前G71的认识和练习的基础，我们在此环节的讲解强调二者的对比，包括适用范围、程序的参数。

关于复合性的理解，需引导学生对全个加工路线（或者说是形体的几何轮廓）作考虑，我们从上一个例子里面已经比较深刻地认识了单调性，既可从加工路线的趋势的变化规律让学生看出，也可从上述表格的数值规律看出。故此，要求学生按上述列表的方法自行列出表格并按图纸计算坐标。

在参数的说明上，由于G73指令首行的U、R的意义与G71的是完全不同的，因此需详尽解释。从刀具轨迹图，我们可以看出U参数的意义，在粗车过程当中，X轴的总切削量为U参数后的数值。不过，在数值的选取上，学生是完全缺乏经验，我们在告知一般加工经验的数值范围之余，也引导学生在实际加工过程中尝试去修改自己选取过的数值，再观察、对比不同数值的选取对加工过程的影响以及效果。参数R表示循环次数。在此，引导学生理解这两个参数需要注意联系、统一的思维，而不能单纯地把两个参数割裂开来。

G73余下参数与G71的意义均相同。当我们遇到圆弧组合较多的工件的轮廓的编程的时候，G73是使用频率非常高的指令，这一点需给学生强调。同时，引导学生在加工的实操过程中去对比G71与G73走刀运行过程的异同。依此学生能结合对G73各参数的理解，自行编写上述图形的程序。同时，我们会再提供一个例子给学生自行编写整个完整的加工程序作练习。

另外，当学生在编程、录入程序、对刀、自动加工全过程的操作上面已经较熟练的基础上，我们在车间现场的指导上面，也可告知最新型的数控车削系统的编程上，已经有G71能兼容有G73的功能，即使是复合性趋势的图形也可用G71运行，并且不会如G73运行过程中出现头2次循环空刀频率较多的现象。仅作了解性讲述，不作课程要求。让学生在熟练本课程要求的同时也对新型、前沿的技术有知晓。

4、结语

综合而言，我们在数控车削编程的教学上，总结出强调形象性、准确性、联系对比、讲求脉络的传授技巧，通过典型、浅显的例子来把较复杂的程序在有限时间内使学生得到最充分、透彻的理解，并且能融会贯通地综合运用在不同的车削工件的编程和加工上。这些技巧和方法，对指导学生数控编程、加工，以及对机械加工操作的创新性思维的发展，均起到重要的基础性的作用。

参考文献

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一、正确选择程序原点

在数控车削编程时，首先要选择工件上的一点作为数控程序原点，并以此为原点建立一个工件坐标系。程序原点的选择要尽量满足程序编制简单，尺寸换算少，引起的加工误差小等条件。为了提高零件加工精度，方便计算和编程，我们通常将程序原点设定在工件轴线与工件前端面、后端面、卡爪前端面的交点上，尽量使编程基准与设计、装配基准重合。

二、合理选择进给路线

进给路线是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，是编写程序的重要依据之一。合理地选择进给路线对于数控加工是很重要的，应考虑以下几个方面：

1.尽量缩短进给路线，减少空走刀行程，提高生产效率

（1）在编制复杂轮廓的加工程序时，通过合理安排“回零”路线，使前一刀的终点与后一刀的起点间的距离尽量短，或者为零，以缩短进给路线，提高生产效率。

（2）进行粗加工或半精加工时，毛坯余量较大，应采用合适的循环加工方式，在兼顾被加工零件的刚性及加工工艺性等要求的前提下，采取最短的切削进给路线，减少空行程时间，提高生产效率，降低刀具磨损。

2.保证加工零件的精度和表面粗糙度的要求

（1）合理选取起刀点、切入点和切入方式，保证切入过程平稳，没有冲击。为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，精加工时，最终轮廓应安排在最后一次走刀连续加工出来。认真考虑刀具的切入和切出路线，尽量减少在轮廓处停刀，以避免切削力突然变化造成弹性变形而留下刀痕。

（2）选择工件在加工后变形较小的路线。对细长零件或薄板零件，应采用分几次走刀加工到最后尺寸，或采取对称去余量法安排进给路线。

（3）对特殊零件采用“先精后粗”的加工工序。在某些特殊情况下，加工工序不按“先近后远”“先粗后精”原则考虑，而按“先精后粗”的原则特殊处理，反而能更好地保证工件的尺寸公差要求。

三、掌握各自的加工特点及适用范围，合理选用循环指令

准确掌握各种循环切削指令的加工特点及其对工件加工精度所产生的影响，并进行合理选用。

在FANUC0-TD数控系统中，循环加工指令很多，每一种指令都有各自的加工特点，工件加工后的加工精度也有所不同，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。如螺纹切削循环加工有两种加工指令：G92直进式切削和G76斜进式切削。G92螺纹切削循环采用直进式进刀方式进行螺纹切削，螺纹中径误差较大，但牙形精度较高，一般多用于小螺距高精度螺纹的加工。G76螺纹切削循环采用斜进式进刀方式进行螺纹切削，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。所以，我们要掌握各自的加工特点及适用范围，并根据工件的加工特点与工件要求的精度正确灵活地选用这些切削循环指令。

四、灵活使用特殊G代码，保证零件的加工质量和精度

相对编程（G91）是以刀尖所在位置为坐标原点，刀尖以相对于坐标原点进行位移来编程。也就是说，相对编程的坐标原点经常在变换，运行是以现刀尖点为基准控制位移，那么连续位移时，必然产生累积误差。绝对编程(G90)在加工的全过程中，均有相对统一的基准点，即坐标原点，所以其累积误差较相对编程小。数控车削加工时，工件径向尺寸的精度比轴向尺寸高，所以在编制程序时，径向尺寸最好采用绝对编程，考虑到加工时的方便，轴向尺寸采用相对编程，但对于重要的轴向尺寸，也可以采用绝对编程。另外，为保证零件的某些相对位置，按照工艺的要求，进行相对编程和绝对编程的灵活使用。

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关键词：职业教育；数控编程课程；教学衔接

一、引言

职业技术教育的衔接不仅有文化基础课的衔接，专业基础课的衔接，还有专业核心课的衔接。职业技术教育不同层次的衔接主要是综合素质能力的衔接，中职毕业生在鉴定和认可的课程标准基础上，再通过高职教育教学与实训，得到了自身能力的提高和学习，实现了中职技能型为主的人才教育向高职技术性为主的人才教育之间的转化。这要依靠课程结构和教学内容的重新组合和创新，也有赖于整个教学全过程的整理优化和设计。本文对高职数控专业核心专业课《数控编程与加工项目化教程》课程与中职数控专业核心课程《数控车床编程与操作基本功》课程的教学衔接进行探讨。

二、数控专业中、高职培养目标的衔接

培养目标衔接是课程衔接的前提条件。培养目标是反映某类教育本质特征的重要方面。数控专业中、高职教育在培养目标上有许多共性，都具有特色鲜明的技术性和职业性，都注重学生职业能力或职业技能的培养与训练，注重学生专业理论知识应用能力、专业技术使用能力和职业技能运用能力的培养，但是两者毕竟是不同层次和不同类型的教育培养。

数控专业的中等职业教育是针对数控车床操作这一具体的职业岗位，以培养学生基本操作技能为主体，强调学生掌握数控车床基本操作和专业基本理论，达到初、中级数控车床操作工的培养目标。同时，围绕这一职业要求所必须具备的文化知识、思想品德和职业道德。数控专业高职教育具有面向数控技术这一职业，它高于数控专业中职教育培养的技术型、操作型人才规格，是以职业岗位的技能和知识为导向，以主要获取职业能力和提高整体素质为目标，通过对学生进行严格的教学和实训，培养具有大专以上知识理论水平、掌握成熟的数控技术理论和管理规范、毕业后能胜任本职业岗位的高等应用型人才。因此，数控专业中职教育为数控专业高职教育提供必要的学习准备和职业技能实训，数控专业高职教育是数控专业中职教育的延伸和提升，实现数控专业中、高职教育的合理衔接，即培养目标的衔接。

三、课程主线的确定

中职《数控车床编程与操作基本功》课程以职业岗位所需要的技能和知识为导向，课程的主要任务是培养学生以数控机床为对象，使学生较全面地了解数控车床的基本知识，掌握数控车削加工编程方法、掌握数控车床操作技能等。通过本课程的教学，使学生达到下列要求：

（1）了解数控系统的基本组成等基本知识；

（2）掌握数控车床的特点、工作原理等基本知识；

（3）掌握数控车床的机械结构特点等；

（4）掌握数控车床的手工编程方法和技巧等；

（5）掌握数控车床的基本操作和要点方法。

高职《数控编程与加工项目化教程》课程以职业岗位所需要的技术和知识为导向，课程的主要任务是培养学生具备数控机床操作加工、数控加工工艺分析与编程调试以及数控机床的选用、验收与维护的专业技能。通过本课程的教学，使学生达到下列要求：

（1）了解机械加工工艺过程的一些基本概念，了解机床夹具的组成及作用，掌握工件在夹具上定位分析，掌握工件夹紧的基本方法；了解常用刀具的种类，几何角度，耐用度和寿命，了解工件主要表面加工方法及加工方案；

（2）学会正确选择数控加工内容，掌握数控加工工艺分析方法，学会设计数控加工工艺路线，学会编写数控加工文件；

（3）了解数控刀具系统的种类及特点，掌握数控刀具的选用方法，了解数控机床附件的种类及其使用方法；

（4）了解数控机床坐标系、工作坐标系、附加坐标系及坐标系的原点等基本概念；掌握手工编程、自动编程及CAD／CAM编程原理和方法；

（5）掌握数控加工程序编制方法和步骤、学会进行数控编程的数值计算，掌握刀具补偿的基本概念，掌握手工编程技巧；

（6）掌握数控车床编程基本技巧；掌握数控铣床编程技巧；掌握数控加工中心编程技巧。

综上所述，中职《数控车床编程与操作基本功》课程主线强调基本知识和具有运用、操作数控车床的能力，这是以动作技能为主、有一定心智技能的能力。高职《数控编程与加工项目化教程》课程主线强调基本知识和具有操作数控机床编程操作熟练的能力，这是以技术应用为主的能力，如分析、判断、编程计算和计算机辅助技术应用等技术。

四、课程知识点的衔接

中职《数控车床编程与操作基本功》与高职《数控编程与加工项目化教程》是数控专业的一门核心主干课。中职与高职层次课程知识点具体如下：

中职一共分七个项目二十三个任务：

项目一：数控车床的基本认识。任务一：数控车床的认识；任务二：数控车削加工工艺；任务三：数控车床中的坐标系。

项目二：轴类零件的车削。任务一：外圆的车削；任务二：阶梯轴的车削；任务三：锥面工件的车削；任务四：圆弧工件的车削；任务五：复杂轴类工件的车削。

项目三：槽类工件的车削。任务一：浅槽的车削；任务二：深槽的车削；任务三：V型槽的车削；任务四：圆弧槽的车削；任务五：复杂槽的车削。

项目四：编制螺纹的车削。任务一：连续螺纹的车削；任务二：三角形外圆螺纹的车削；任务三：梯形螺纹的车削。

项目五：盘类工件的车削。任务一：简单盘类工件的车削；任务二：复杂盘类工件的车削。

项目六：套类工件的加工。任务一：简单套筒类工件加工；任务二：复杂套筒类工件加工。

项目七：综合工件的加工。任务一：复杂轴类工件的加工；任务二：配合件的加工；任务三：批量生产。

高职一共分三个工作模块十一个项目：

工作模块一：数控车削编程与加工。项目一：手动车削定位销；项目二：数控车削锥轴；项目三：数控车削球头螺杆；项目四：数控车削轴套；项目五：数控车削球头联轴节；项目六：数控车削椭圆轴。

工作模块二：数控铣削编程与加工。项目一：数控铣削U形槽板；项目二：数控铣削六方模板；项目三：数控铣削凹半球曲面。

工作模块三：数控加工中心编程与加工。项目一：加工孔板；项目二：加工座板。

五、教学方法的衔接

中职《数控车床编程与操作基本功》课程中已经学习的基本内容，特别是数控车床编程的相关内容，在高职《数控编程与加工项目化教程》课程中可以根据具体内容省略、精讲或拓宽加深，如数控车削椭圆轴用宏程序编程加工。其次，数控铣床和加工中心的教学是中职教学的一个延伸和提高，另外，高职针对《数控编程与加工项目化教程》的课程专门设置了2周数控车床实训、2周数控铣床和加工中心实训，这样既在理论学习的基础上，更加强化了动手操作能力和职业素养能力，培养了学生的职业性、专业性、技能性，并且以职业资格证书考核学生技能，如中级、高级数控车工和中级、高级数控铣工等，提升了学生职业素养和技术水平，为其提供了很好的就业前景。

数控专业核心专业课高职《数控编程与加工项目化教程》与中职《数控车床编程与操作基本功》的教学衔接，是核心专业课教学衔接的核心内容之一。本着以培养目标的所需能力和知识，以教学主线为主，教学内容项目化教学，相关知识点也是由浅入深、由简单到复杂、从基础到提高、最后到提升的有机结合，以及在课程实践教学中以技能训练为主过渡到以技术应用为主的综合实训。

要实现中、高职“数控编程”课程的合理衔接，我们要认真分析中、高职课程的现状，依赖多种衔接模式和教学配合，合理开发职业教育数控编程课程的培养目标和教学大纲、合理地进行教材选用，从而提高数控专业核心课程的教学质量，为培养优秀人才提供更好的台阶。

参考文献：

［1］ 肖爱武，何荣誉.数控编程与加工项目化教程［M］.南京：

南京大学出版社，2012.

［2］ 陈洪涛.数控加工工艺与编程［M］.北京：高等教育出版

社，2006.

［3］ 郭仁生.高中职“机械基础”课程的教学衔接研究［J］.

湖南工业职业技术学院学报，2003，（4）：78-81.

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三、任务驱动式数控实验教学的实施及其考核1.任务驱动式数控实验教学的实施数控实验教学安排在数控理论课后和数控实训课前进行，实验课安排在理论课之后，与理论课交替进行。而且实验课必须安排在有数控仿真软件的多媒体机房进行。在理论课讲授完一个或几个知识点后，紧跟着安排相应的实验课。这样有助于使学生及时地很好地理解和掌握相关知识点，为后续课程内容的学习和理解打好基础。在开始实验前，首先由实验指导老师布置实验任务，并说明实验要求、基本要领及评分标准。同时作为实验前准备工作，让学生反复学习和理解课堂内容，对所讲内容进行归纳和预写实验报告，使学生按照听课复习归纳并准备实验报告进行实验的基本流程，带着问题，带着兴趣，带着任务，带着期待进入课堂、进入实验。要求学生多学习勤思考，遇到问题发挥主观能动性，积极地解决问题。鼓励学生挑战自我，挑战难度系数高的编程实验任务。学生要提交写好的实验报告，实验报告可以在预实验报告的基础上进行修改。实验报告要求写上实验进行的过程、发现的问题和解决的问题以及存在的问题。如在编写铣削零件内轮廓程序的编写中，如果左、右刀补（G41、G42）的选取与走刀路线不一致，那么在加工后测量轮廓时，会发生尺寸相差一个直径值的情况等。2.任务驱动式数控实验成绩评定以上编程项目的每个实验任务，都准备多套难度不同的零件图纸。每种零件图纸的分值有所不同，难度大的分值高，难度低的分值低。难度系数较大的分值定为100，中等难度的满分定为80，一般难度的满分定为60。学生可以根据自己的意愿任意选择不同难度系数的零件图纸进行编程。每个实验都有任务目标如加工结果符合图纸要求。整个实验要求学生自己独立完成。必要时教师给予指导，发现问题及时纠正，共性问题及时在实验课堂上进行指导加以解决。

根据数控程序编制的特点，将实验成绩分为程序完成情况分、知识点掌握情况分、实验报告分和平时表现分。教师应该掌握学生进行实验的全过程，并根据实验完成情况进行评分。如在规定时间内完成的给予基本分，运行程序并测量加工轮廓曲线的正确性进行评分，检查程序结构的完整性进行评分，检查指令使用的正确性进行评分，提问程序中主要程序段的若干问题（如五个）让学生回答，根据回答的准确程度加以评分。还有对实验报告的完成情况进行评分，根据遵守实验纪律等给予平时成绩分。实验成绩登记表如表2所示。

四、结言教育家陶行知先生所倡导的“在学中做，在做中学”的教育理论，以具体的任务为学习动力或动机；以完成任务的过程为学习过程；以展示任务成果的方式来体现教学的成就。任务驱动式教学，顾名思义就是“以任务为驱动”的教学方式。这种教学方式对学生综合能力的培养十分重要，正日益受到职业教育界的普遍关注。在任务驱动式教学中，任务为主线、教师为主导、学生为主体，学生参与到教学当中来，学生在接受老师布置的任务后，针对任务，主动地仔细消化课堂教学的编程理论，制定实施计划，最后完成任务。整个教学过程充分体现着学生的主体地位，实现做学合一，使良好的教学效果得以实现。数控编程具有理论性和技巧性，有较大技术含量，有着与一般理论课程相对特殊的方面。以往的教学实践证明，普通的填鸭式、满堂灌等教学方式，理论与实践相脱节，远不能适应数控编程教学的需要。本稿将数控编程内容及知识点，由简单到复杂设计为多个实验，以任务的形式布置给学生，使学生在完成实验任务的同时学到编程方法、技巧，取得了很好的教学效果。

参考文献：

[1]张红英.任务驱动教学法在数控机床编程教学中的应用[J].职业教育研究，2006，（12）：92-93.

[2]朱仁盛，申倚洪.任务驱动教学法在数控专业教学中的探索[J].装备制造技术，2007，（3）：100-102.

[3]熊勇，魏圣坤.任务驱动教学法在数控加工实习教学中的应用[J].泸州职业技术学院学报，2009，（03）：15-17.

[4]侯培红.数控编程与工艺实验实训指导.上海交通大学出版社，2008，（6）.

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【关键词】效率方法；数控机床；切削刀具

一、高效数控加工对企业生产的意义

数控机床具有生产效率和加工自动化程度高，零件的加工精度和产品的质量稳定性好，能完成许多普通机床难以加工或根本无法加工的复杂型面加工，几乎不要专用的工装卡具、减少在制品，提高经济效益和大大减轻操作工人的劳动强度等众多优势。正因为数控机床的高效率、高性能、高稳定性等特点，越来越多的企业开始加强对数控加工的要求，大力发展以数控机床为先导的装备制造业已成为我国政府的一项产业政策，将对数控机床的发展产生重大的影响。用好数控机床提高数控机床的利用率具有重要的现实意义，它不仅能增加企业的效益，而且还有助于提高我国制造业的整体素质和加快建设制造强国的进程。

二、数控加工技术发展现状

1.数控机床运用水平低下

数控加工在中国制造业中已经有了较长的使用时间，虽然有严格的数控机床操作规范、良好的机床维护保养，但是其本身的精度损失是不可避免的。为了控制产品的加工质量，我们定期对数控设备进行检测维修，明确每台设备的加工精度，明确每台设备的加工任务。对于大批量成批生产的零件加工工厂，应严格区分粗、精加工的设备使用，因为粗加工时追求的是高速度、高的去除率、低的加工精度，精加工则相反，要求高的加工精度。而粗加工时对设备的精度损害是最严重的，因此我们将使用年限较长、精度最差的设备定为专用的粗加工设备，新设备和精度好的设备定为精加工设备，做到对现有设备资源的合理搭配、明确分工，将机床对加工质量的影响降到了最低，同时又保护了昂贵的数控设备，延长了设备的寿命。

2.刀具运用次数及位置不合理

利用数控车床进行批量生产、特别是大批量生产时，在保证加工质量的前提下，提高加工效率、确保加工过程的稳定性是获得良好经济效益的基础。数控车削批量加工时，选择简便的换刀方式，是减少换刀辅助时间、减少机床磨损、降低加工成本的有效途径。改进换刀点设置是为达此目的进行的有效尝试之一。为此，在夹具选择、走刀路线安排、刀具排列位置和使用顺序等方面都要精细分析、优化设计，改进换刀点设置，减少运行成本，提高加工效率。

3.数控编程技巧能力弱

程序的效率直接影响着机床的工作效率，所以优化编程质量是提高数控机床工作效率的一个重要方法。首先，熟悉机床的指令，充分开发机床的内部功能，寻找高效的编程和加工方法。其次，大力推广计算机编程，加强计算机切削模拟，提高程序的可靠性，从而减少或取消在数控铣床上调试程序的时间。再次，合理编程，尽量减少机床走空刀的情况。

三、如何提高数控机床加工效率

1.加强对数控加工操作人员的培养

数控机床虽然智能程度提高，但是人的作用却至关重要。没有技术好的编程人员，数控机床的效率就不可能得到有效提高，没有好的机床操作者就达不到最佳加工方式，产品的废品率就会提高，同时也会大大降低数控机床的使用效率和缩短机床的使用寿命。因此，要提高数控加工的效率，就必须培养出优秀的数控技术人员。

2.合理管理数控机床

数控机床不同于普通机床，不能把管理普通机床的方法照搬到数控机床上。据一些使用数控机床较早的用户多年管理实践证明，凡是数控机床较多的单位，以相对集中管理的方式较好，即“专业管理，集中使用”的办法。工艺技术准备由工厂工艺技术部门负责，生产管理由工厂下达任务统一平衡。有条件的可以采用计算机集成管理的生产方式。由计算机把数控机床生产所需的各种作业和加工信息管理起来，实行信息共享，以减少生产准备时间，优化物流路线，可有效的提高生产率。

3.选择优良切削刀具

刀具的选择是保证加工质量和提高加工效率的重要环节。为了提高生产率国内外数控机床尤其是加工中心正向着高速、高刚性和大功率方向发展。这就要求具必须具有能够承受高速切削和强力切削的性能，而性能要稳定。在选用刀具材料时，凡加工情况允许选硬质合金刀具时，就不应选用高速钢刀具。有条件的选用性能更好更耐磨的刀具，如涂层刀具、立方氮化刀具、陶瓷刀片等。球头刀具的使用，在进行自由曲加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此为保加工精度，切削行距一般取得很密，故加工效率很低。平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头具。因此，只要保证不过切，无论是曲面的粗加工还是加工，都应优先选择平头刀。

4.设置合理的数控加工程序

数控机床使用水平的高低不但与设备操作者的技术水平有关，而且很大程度上取决于编程人员的编程技巧和机械加工工艺水平的高低。一个好的程序应该是：在保证加工质量的前提下，程序段最少、工件的加工周期最短。为了缩短非切削时间，提高效率。在编程时可考虑下列问题：指令并行执行，由于数控程序的执行方式是逐行执行，降低非切削时间，可将各种指令结合在同一行执行。即根据各类指令所完成的动作“使不会发生动作干涉的部分指令并行执行。”例如：可把主轴的启动&停转与快速移动、定位相重合。把刀具的准备与寻位，切削过程相重合。这样就减少了非切削时间，减少换刀次数。除了，在优化工艺路线中，提及的措施外，在有一定的生产批量。且在机床功率和主轴刚度允许的情况下，可以采用复合刀具。多轴小动力头，多刃刀具进行加工，这就能够减少换刀次数及其辅助时间，多点位换刀，编程人员为了保证加工中心换刀时的安全，刀具不碰到工件或夹具和编程方便。换刀点一般都设在远离工件的位置并将换刀点固定。即所有的换刀都在这个确定的换刀点进行，这种方法的好处是：换刀安全、简单、方便。其不足是：此方法可能造成退刀路径的增加，退刀过程中转折点的增多，从而导致换刀时间的延长，致使加工效率下降。为了解决这一问题，可根据各工步加工表面的位置及刀具、工件、夹具之间的空间关系。设置多个换刀点，以减少退刀过程中的停顿，定位次数。由于这样减少了换刀过程中主轴快速移动距离和移动中的停顿定位次数”故有效降低了非切削的辅助时间。

通过高效数控加工技术的研究提高数控制造技术水平，提高数控加工的能力来增强企业的综合竞争力意境成为当前企业的生存之道。数控机床的高效率、高性能、高稳定性等特点，越来越多的企业开始加强对数控加工的要求，大力发展以数控机床为先导的装备制造业已成为我国政府的一项产业政策，将对数控机床的发展产生重大的影响。用好数控机床提高数控机床的利用率具有重要的现实意义，它不仅能增加企业的效益，而且还有助于提高我国制造业的整体素质和加快建设制造强国的进程。

【参考文献】

[1]丁海萍.刀具补偿在数控加工中的应用[J].装备制造技术，2008（05）.

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【关键词】数控编程；实训；课程

数控编程是一门主要以实训为基础的课程，在教学中具有突出的作用，是培养学生观察、动手、思维能力、数控铣加工技能的重要手段，也是培养学生吃苦耐劳精神一种好的方法，更是完成教学活动不可或缺的环节。各种类型的数控设备，具体形象地展示了数控程序理论知识的形成和加工过程步骤，为学生的学习提供了丰富的感性材料，强化了学生的感知，从而达到学生牢固学习数控编程知识的目的，让学生在实训的过程中培养机械加工兴趣，从而提高加工制造工艺技能，并将所学知识应用于以后的岗位之中。

笔者认为，老师应该创造条件努力上好数控编程实训课，要上好数控编程实训课可以从下面几个方面入手。

一、认真备课

有些教师认为数控编程实训课最容易上，学生喜欢，积极性高。其实真正上好数控编程课是很花时间的，不下一番功夫是很难达预期效果的。老师除写好教案外，还应该提前预做实训项目课题，以便取得第一手资料，懂得项目课题中的关键所在，学校的数控设备是否有问题、能否正常用，这样在实训课中才能取得主动，才能做到有备无患。相反，如果不去摸索课题的关键点和难点，那在课程之中十有八九会卡壳，顾此失彼，甚至无法有效将课程继续下去。“凡是预则立，不预则废”，认真备课是上好实训课的前提，备好课，这是教师保证和提高教学质量的关键。决不能因为实训课是以学生的动手为主，教师就忽视备课，也不能由于已有几年的教学经验而放松这方面的要求。

二、加强上课时的组织指导

指导学生严格遵守数控设备操作规程，学生违反操作的情况是难以避免的。例如，不穿工作服、加工中不关闭安全门、实训中与他人交谈等。指导学生遵守操作规程是一项必须坚持不懈进行的重要工作，指导中既应重视使学生明确每一个正确操作带来的安全保障，认识错误操作可能发生的危害，更要多给学生练习的机会，严格要求学生养成正确操作的习惯和熟练的技巧。不能代替学生操作，如需教师示范，示范后也要求学生重做，在纠正错误中向学生分析说明情况。还有通过提问，指导学生认真观察数控设备是如何运行程序加工产品的，让其积极思维。教师在巡视指导中，要善于根据学生情况给学生难度不一的课题，进行差异化实训。例如，学习基础不好的就适当降低难度，基础好的就增加一些难度。要善于对学生恰当地启发提问。当学生在做课题中出现问题而不知如何解决时，教师必须及时地给予提示，或从理论方面，或从设备装置方面，或从操作方面去仔细检查，找出原因，使之重新做课题获得成功。这样，既保证了进度，又培养了学生分析和解决问题的能力，有利于提高实训课的质量。

三、激发学生的求知欲，引导学生探索加工规律。

学生正处于青春期，对于自己不懂得事物存在好奇心，激发学生的学习兴趣，培养他们的观察能力兴趣是影响学生学习积极性最直接的因素，数控编程实训课具有知识性、实用性、趣味性等许多特点，可以使学生产生浓厚的兴趣。在观察数控设备加工零件时，教师要善于引导学生观察整个加工工艺流程的发生过程、程序的运行、说明切削参数选择的道理、刀具半径补偿的计算方法等与数控编程息息相关的理论知识，学生在实训之中就会消化、理解课堂所学的机械加工理论，更进一步激发了学习理论知识兴趣。当学生对其有了真正的兴趣，学生自然就会有：足够的学习热情，足够的学习动力，足够的学习耐心，足够的学习持久力，这样教师教学就会事半功倍，成就感油然而生。

四、通过工程制图、识图来培养学生的空间想象能力

绝大部分数控编程实训课都配有工程图，老师应引导学生识图，画图来学习图中所包含的工艺信息、编程信息、机械零件结构几何信息。这样既有利于帮助学生学习加工工艺，也便于学生编写和掌握好数控加工程序。比如通过画图能正确理解刀具半径补偿的基本原理、能合理选择加工刀具的类型，规格大小、能规划好走刀轨迹，为后继编程加工做足了准备功夫，这样学生通过自己动手，自己绘图，就基本能掌握编程技巧和加工规律。学生通过绘图牢固地掌握了各种编程及加工知识，学会了自己分析、浓缩知识，只有自己亲手做的印象才深刻，自然就能轻松地掌握了编程精髓，更为重要的是发展了学生的空间想象能力，为将来的岗位工作奠定了良好的基础。

五、有效利用多媒体，通过三维仿真软件开拓学生的视野

由于条件限制有许多机械零件无法在学校数控设备上加工，有一部分加工方法对于学生而言都是陌生的，甚至很多高新技术很多同学都没有听说过。通过利用多媒体和三维仿真软件向学生展示多种多样的新技术、新工艺，新方法，使学生对于这些新技术有所认识和了解，才能进一步对其产生兴趣。而且很多在课堂上无法完成的课题，也可以利用多媒体技术向学生展示，以弥补课堂实训的不足。

例如发动机螺旋桨及空间扭曲面的加工，可以通过三维仿真软件中的五轴联动加工中心虚拟现实加工，我们应该深入挖掘三维软件这一优势，吸引学生投入到学习当中。通过观看虚拟加工调动学生积极性，变学生的被动学习为主动参与，使学生在乐趣中获取知识。这样学生对于数控编程兴趣增加了，可以帮助学生提升学习能力，开拓学生视野，丰富学生知识广度，自然教学效果也会大幅提高。

总之，上好数控编程实训课在数控编程教学中具有很重要的现实意义的。我们每位一线教师都应该把他重视起来。

参考文献：

[1]郭玉梅. 高等职业教育实践教学管理研究. 北京： 中国农业大学出版社 ， 2009.

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要充分发挥数控车床的作用，关键是编程，即根据不同零件的特点和精度要求，编制合理、高效的加工程序。下面笔者以HNC-21/22T系统为例，就数控车削加工中手工编程技巧问题进行一些探讨。

1 正确选择程序原点

在数控车削编程时，首先要选择工件上的一点作为数控程序原点，并以此为基准建立一个工件坐标系。程序原点的选择要尽量满足程序编制简单，尺寸换算少，引起的加工误差小等条件。通常将程序原点设定在工件轴线与工件前端面的交点上，尽量使编程基准与设计、装配基准重合。

2 合理选择进给路线

2.1 尽量缩短进给路线，减少空走刀行程，提高生产效率

1）巧用起刀点。如在循环加工中，根据工件的实际情况，在确保安全和满足换刀的前提下，使起刀点尽量靠近工件，减少空走刀行程，缩短进给路线。

2）在编制复杂轮廓的加工程序时，通过合理安排“回零”路线，使前一刀终点与后一刀起点间的距离尽量短，以缩短进给路线，提高生产效率。

3）粗加工或半精加工时，毛坯余量较大，可采用合适的循环加工方式，以最短的切削进给路线，减少空行程时间。

2.2 保证加工零件的精度和表面粗糙度要求

1）合理选取起刀点和切入方式，使切入过程平稳，没有冲击。精加工时，最终轮廓应安排在最后一次走刀，连续加工出来；减少在轮廓处停刀而留下刀痕；沿零件表面的切向切入和切出，避免划伤工件。

2）选择工件加工后变形较小的路线。对细长零件，应分几次走刀加工到最后尺寸。在确定轴向移动尺寸时，应考虑刀具的引入长度和超越长度。

2.3 保证加工过程的安全性要避免刀具与非加工面的干涉，并避免刀具与工件相撞。如槽的加工，编程时进退刀点应与槽垂直，进刀不能用“G00”，退刀时避免“X、Z”同时移动。

2.4 减少程序段数目和编制程序工作量如有固定的加工操作重复出现，可编写子程序随时调用。对形状一样、尺寸不同或工艺一样、数据不同的零件，可用宏指令编程，精简程序量。

3 准确掌握并合理应用各种循环切削指令

在HNC-21/22T数控系统中，数控车床有十多种循环加工指令。每一种指令都有各自的特点，工件加工后的精度有所不同，各自的编程方法也不同。在选择的时候要仔细分析，合理选用。如螺纹循环加工有两种指令：G32和G76。G32采用直进式进刀切削，螺纹中径误差较大，但牙形精度较高，一般用于小螺距高精度螺纹的加工。G76采用斜进式进刀切削，牙形精度较差，但工艺性比较合理，编程效率较高，适用于大螺距低精度螺纹的加工。结合它们的特点及适用范围，并根据工件的精度灵活地选用这些指令。如需加工高精度、大螺距的螺纹，则可采用G32、G76混用的办法，即先用G76粗加工，再用G32精加工。

4 灵活使用特殊G代码，保证零件的加工质量和精度

4.1 返回参考点G28、G29指令参考点是机床上的一个固定点，主要用作自动换刀或设定坐标系。刀具能否准确地返回参考点，是衡量其重复定位精度的重要指标，也是数控加工保证其尺寸精度的前提条件。 实际加工中，巧妙利用返回参考点指令，可以提高产品的精度。比如在加工主要尺寸之前，刀具可先返回参考点，再重新运行到加工位置，以保证加工的尺寸精度。

4.2 延时G04指令是人为地暂时限制运行的程序，实际加工中，G04指令可作一些特殊使用

1）大批量加工单件工时较短的零件时，启动按钮频繁使用，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。延时时间按完成单个零件的装卸时间设定，在操作人员熟练地掌握数控加工程序后，延时的指令时间可以逐渐缩短。零件加工程序设计成循环子程序，G04指令就设计在调用该循环子程序的主程序中。

2）丝锥攻螺纹时，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，使丝锥作非进给切削加工，延时的时间需确保主轴完全停止，再反转后退。

3）主轴转速有较大变化时，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。

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关键词：数控车；撞刀；仿真软件；对刀

中图分类号：TG51文献标识码：A

数控机床具有高速、高效、高精度、高自动化和低劳动强度的特点，在机械制造业中得到广泛的应用，社会对数控操作工的需求也逐年增加。因此各个职业学校加大了对数控设备的投入，直接购买生产型数控机床，培养能直接上岗的专业人才，数控机床对操作人员的要求却比较高，操作者一旦操作失误，就会对机床造成损坏，带来较大的经济损失并影响教学的正常进行。

一、数控车撞刀事故的分析

数控车的一般加工过程是：分析图样，确定加工工艺，编程与输入，对刀，加工工件。撞刀往往发生在这些过程中：

1、程序错误1）编写错误，数控加工程序的编制，要求编程者对编程格式和指令的刀具轨迹一清二楚。如G0指令不仅要知道它是快移指令，还要清楚它的移动轨迹，它可以为直线，也可以为折线，否则G0走折线时就可能撞刀。初学者的复合循环指令是最容易出现问题的地方；2）输入有误，学生在输入程序时漏输或错输。如切削工件开始时，刀具以G0速度运行至进刀点，再以G1的速度接近工件并正常切削，此时若漏输了G1，则系统会默认G0的速度切入工件，就会发生撞刀；3）工艺安排不合理，如果程序中的换刀点设置离工件太近，切削用量设定不合理，也会造成撞刀事故。

2、对刀错误

刀补错误主要是因为测量时读错数或对刀的方法、步骤不正确引起。刀补错误表现为某把刀在执行其刀补换刀后，刀尖与基准刀刀尖的重合度偏差较大。而系统在加工零件时却默认换刀后每把刀的刀尖均与基准刀刀尖重合的原则。因此，在这种实际与理论不符的错误前提下，就有可能导致撞刀事故发生。不同数控车床的对刀原理是相同的，即通过对刀操作，计算出机床原点和编程原点的偏置量，输入并存储到数控系统，建立起工件坐标系。那么对刀时容易出现的问题主要有，1）设定错误，现在社会上的数控系统比较多，每种系统的设定方式不尽相同，若对刀过程中设定不正确，不理解车床机械原点和编程原点的关系，不知道工件坐标系和机床坐标系的含义，往往产生此类错误；2）对刀偏差大，测量的数据错误或读错数最终都会导致对刀偏差大，使刀尖运行轨迹严重偏离工件的轮廓（编程轨迹），从而发生撞刀事故。

二、数控车撞刀事故的防范

1、工艺方面确定合理的工艺路线，设置合理的进、退刀点，给定合适的切削用量。

2、编程方面首先要清楚程序中每个指令的确切含义，做到有的放矢，其次书写程序要规范，按照一定的格式编写，如编写程序的开头和结尾可用下面的固定格式式：

N1 （完成某项切削任务的标记号）

G97 G99 （设定车床工作状态 转速r/min和进给量mm/r）

M43（自动换挡车床用）

M3 Sxxx （给定转速）

T0101 F0.2（调用对刀值，给定刀具进给速度）

G0 X100.0 Z100.0 （刀具移动到安全位置）

Xxx.xxZxx.xx（刀具快速移动到进刀点，准备切削）

……（刀具切削的内容）

G0 X100.0（为保证安全，退刀先退X轴）

Z100.0（刀具回到换刀点）

M5（停止主轴的旋转）

M0或M1（暂停程序的运行）

另外利用仿真软件，防止撞刀事故的发生。实习教学中，一般会有配套的仿真软件。仿真软件非常有利于数控技能人才的批量培训，帮助初学者透彻理解编程指令，数控加工程序的编制要求编程者对被指令的刀尖轨迹一清二楚。因此也要求编程者对指令的含义、用法等完全掌握。譬如G00快速移动指令，不光要知道它是快速移动指令，还要更进一步了解它的移动轨迹一通常为一折线而非直线。对指令含义一知半解，起点与终点混淆不清，是数控编程之大忌。在这种情况下编制的程序极易出错造成撞刀。初学者在使用较复杂的复合循环指令时最容易出现这些问题，通过仿真软件进行模拟对刀和模拟加工，非常有利于提高我们的编程能力与编程技巧，同时也可以大大地降低撞刀事故的发生，最后输入程序时，要仔细、认真，做到不漏输、不多输。先要保证输入程序的正确性，，可以通过计算机仿真软件来检验。在程序输入数控机床后，也可以利用机床数控系统的图形模拟，锁定机床，不让刀架运行，从轨迹图形上判断编程的正确性。

3、运行程序方面

1）对刀数据要正确

对刀时，一定要知道程序中的编程原点，把刀尖对准到编程原点。必要的情况下要进行对刀验证，即把所用刀具的刀补值调出，手动移动刀具，使刀尖接近工件，依工件和刀尖点的距离估算刀尖点在工件坐标系中的坐标值，和机床系统显示的工件坐标值比较，差值应在1~2mm以内。

2）调试动作要规范实习教学过程中，为保证安全，首先把快速移动倍率置于较低档，机床处于单段运行状态，然后将一个手指放在循环启动按钮上，另一个手指放在循环保持按钮上，牢记急停按钮的位置，启动程序，时刻观察屏幕上程序坐标的变化，判断其是否和刀尖实际运动轨迹一致，若认为不合适可随时按下循环保持按钮，停止程序的运行，如程序没有问题，可继续按下循环启动按钮。

4、其它方面

现在的数控机床一般都有硬限位和软限位来控制刀架的行程，实训教师也可以通过调整这两个限位来减少撞车机率。

总之，在数控车实习中，要做到工艺安排合理，程序编制正确，调试程序规范，就能减少和杜绝撞刀事故的发生，确保实习过程的安全，保障实习教学的顺利进行。

参考文献

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（一）工件分析

零件图

该零件总长度：105mm，最大回转直径为60mm，有多个台阶及退刀槽，4处倒角从左至右分别为2*2*45°，2* 1.5*45°，1：10的配合件1的锥孔。表面粗糙度Ra：3处为1.6μm，1处为3.2μm，其余为6.3μm。

工件1需要加工的表面有Φ60mm、Φ30mm、Φ25mm，锥度为1：10的锥度孔，3处3*1的退刀槽。

（二）工件的技术要求

（1）未标注倒角为C1。

（2）不准使用砂纸，磨石，锉刀，等辅具抛光加工表面。

（3）1：10锥度孔与件2配合，用涂色法检验接触面大于70%。

（4）未注尺寸公差按GB/T 1804f。

二、零件的工艺设计

（一）加工设备的选定

本设计采用数控机床加工的方法，根据实际的机床设备和零件的加工要求，选用广州数控GKS980T型数控车床。

（二）零件材料和毛坯的选用

根据实际情况和加工零件的具体要求，选用零件的材料为45号钢，45号钢为优质碳素结构用钢，是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45～52HRC。

毛坯的选择：工件毛坯的尺寸为Φ65*110mm的棒料。

（三）夹具的选用

选用夹具时，通常考虑以下几点：

（1）尽量选用可调整夹具、组合夹具及其它通用夹具，避免采用专用夹具，以缩短生产准备时间。

（2）在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。

（3）装卸工件要迅速方便，以减少机床的停机时间。

（4）夹具在机床上安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上加工。

选择使用三爪卡盘：是数控车床的通用卡具.三爪卡盘最大的优点是可以自动定心.夹持范围大，根据图样可知，所加工的零件为典型轴类零件中的圆锥套筒配合件，由于锥度孔与锥度轴之间的配合要求较高，故要求零件的同轴度也有较高要求。

（四）刀具的选择

刀具选择总的原则是：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在数控加工中刀具的选用直接关系到加工精度的高低，加工表面质量的优劣和加工效率的高低，数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点与普通机床相比，数控加工时对刀具提出了更高的要求，不仅要求刚性好、精度高，而且要求尺寸稳定、耐用度高、断屑和排屑性能好，同时要求安装调整方便，满足数控机床的高效率。在本设计中所加工的零件的零件材料为45号钢，图样尺寸要求较高，故选择的刀具材料是硬质合金。根据每个工件的情况，来选取刀具，具体如下：

三、加工工艺方案

（一）工件工艺方案

1、确定工艺方案

采用三爪卡盘夹持Φ65外圆，棒料伸出卡盘外约65mm先加工左端外圆轮廓。然后掉头，棒料伸出约65mm加工右端外圆轮廓和内圆锥孔和内阶孔。

2、工具的准备

200mm卡尺，深度卡尺，25～50mm尺，35～50内径百分表，万能内角度尺。

3、工艺路线的的设计

（1）用1号刀进行轮廓的粗车和精车，采用轮廓粗车循环指令G71和精车循环指令G70进行编程。

（2）用2号刀进行内锥度孔的粗加工，采用轮廓粗车循环指令G71进行编程。

（3）用3号刀进行内锥度孔的精加工，采用精车循环指令G70进行编程。

（4）用4号刀进行3X1退刀槽的加工。

4、切削用量

粗车轮廓时车削深度为1mm退刀量为0.5mm，进给量为1mm/r，主轴转速为800r/min；精车轮廓和内孔时进给量为0.15mm/r，主轴转速为1200r/mm。粗车完毕后，X向单边精车余量为0.2mm，Z向单边精车余量为0.2mm；车槽时进给量为0.15mm/r，主轴转速为600r/mm，车刀进入槽底部进给暂停2S。

5、工件原点

以装夹零件右端面与回转轴线交点为工件原点。

参考文献：