数控编程技术范文10篇

摘要：课程思政是高校立德树人的重要举措。以“数控手工编程技术”课程为例，分析了该课程实施课程思政改革的必要性。从课程思政元素的挖掘、思政元素融于教学目标、思政元素融于教学环节和思政元素融于考核标准四个方面探究思政元素融于专业课程教学的途径，以期为我国高职机械类课程思政教学提供可借鉴的参考性建议。

关键词：数控技术；课程思政；教学设计

一、课程思政元素的挖掘

“数控手工编程技术”不仅要求学生掌握数控车、数控铣/加工中心程序编制与操作的基本技能，还应使学生具备精细化的职业素养和高尚的道德情操，这与课程思政的育人目标是相吻合的。依托“数控手工编程技术”的重要课程地位，将思政元素充分融于各个教学环节，其首要任务是根据课程内容挖掘其蕴含的思政元素。笔者根据平时的教学积累，对本门课程各项目中所包含的思政元素进行了深入挖掘，其教学各项目与之对应的思政元素如下表1所示。

二、思政元素融于教学目标

传统教学目标主要包括知识目标和技能目标，为更好地达到思政育人的目的，还需结合各项目所挖掘的思政元素，制定相应的思政目标。以“数控铣削/车削加工认识项目”为例，制定其对应的教学目标，如表2所示。

摘要：作为机械制造技术的重要组成部分，数控加工编程技术的兴起与应用在当前信息时代下对机械制造技术水平具有十分重要的影响，进而影响着机械数控加工的效率和质量。基于此，本文通过对机械数控加工编程技术应用于机械行业的重要性进行阐述和分析，进而对当前机械数控加工编程技术在相关领域的具体应用展开了深入研究。

关键词：新时期；机械数控加工；编程技术

随着我国经济发展质量和科学技术水平的稳步推进，机械制造业也在理论和实践的不断探索中得到了有效发展，其对经济发展的贡献和支持作用得以进一步提升。与此同时，新时期对机械数控加工编程技术的应用与探索也逐渐增多，作为机械加工技术的重要组成部分，数控编程技术水平直接影响着机械零件和产品的加工精度和效率。因此，在新时期下，加强对机械数控加工编程技术的研究与应用已成为机械制造企业需要开展的关键工作。

1机械数控加工编程技术应用于机械行业的重要性

在机械行业中，引入机械数控加工编程技术的重要性主要体现在以下几方面：一是提高机械加工精度。将数控加工编程技术应用于机械行业中，能够通过相应的计算和分析，不断改善机械零件的加工工艺，减小机械零件加工误差，提高机械加工精度，生产出更高质量的机械产品；二是简化机械加工工艺。机械数控加工编程技术的应用可以帮助企业和生产者强化对数控技术中各类设备信息的了解与研究，从而制定出具有更强适用性的编程软件程序，使机械零件的加工工艺得以简化，提高机械加工效率并确保机械数控加工的连续性和稳定性；三是促进机械数控加工行业的发展。随着我国经济与科技水平的稳步发展，机械数控加工领域也处于持续改革和完善过程中，通过加强机械数控加工编程技术的研究与应用，能够更好地适应行业形势变化对机械加工技术发展的要求，进而提高机械加工技术的适用性和整体水平，促进机械数控加工行业的稳健发展。

2新时期机械数控加工编程技术的具体应用

1零件加工工艺方面的机械数控加工编程技术

为了提升零件的精密度，提高机械零件加工的效果和质量，人们将先进的生产设备和科学技术应用到机械设备中，从而保障机械设备的运行达到预期的使用效果。其中应用数控加工技术编程技术可以优化机械零部件的加工工艺，有利于研究分析与刀具设备相关的工艺信息，有利于人们用相关软件编程程序对复杂的机械零部件加工处理的时候对整个机械加工程序优化处理，保障其质量。

1.1刀具的选择

在进行零部件加工时，数控铣削加工工艺发挥着十分重要的作用，因为它会影响机械零部件的加工成本，影响整个机械加工的质量。作为数控铣削加工工艺的主要设备，刀具的选择就十分的重要。目前常用的刀具包括锥度铣刀、刀铣刀、以及圆角立铣等，不同的刀具在不同的应用过程中有着不同的使用效果，所以在选择刀具的时候，必须有一定的原则。首先，在选择刀具类型时应该考察其被加工型面形状。再次，选取刀具时应采用从小到大的原则并考虑型面曲率的大小。最后，尽可能选择圆角铣刀进行粗加工。

1.1.1考虑被加工型面形状

为了保障被加工面的加工质量，在加工机械零部件时，有时也会对凹形进行精细加工处理，一般情况下，处理工具是球头刀。然而，在加工凸形面时，人们一般都是用平端立铣刀作为加工工具。但是也有用圆角立铣刀工具进行加工的情况，就是如果人们明确要求凸形面的加工质量。

随着各大企业对机械数控加工技术的广泛使用，提高了人们对工业水平的需求。但是,数控技术在我国投入使用的时间较晚，我国在管理和技术上远远比不上发达国家。因此，我国的加工企业正在积极探索机械设备的进一步发展，发挥勇于创新的精神，不断发现问题，并积极改善问题。

1数控技术的特点和概念

1.1主要特点

数控加工技术相关的工艺参数可以实现随意改变，所以在进行新产品的研制和换批加工时都变得非常简便。对于普通机床来说，很难完成零件的曲面形状及较为复杂的零件加工等，但是使用数控加工技术能够实现高质量的完工。数控加工技术主要使用的是模块化的加工工具，能够在安装和换刀环节减少时间，很大程度上提高了工具的管理水平和标准化程度。1.2技术概念数控加工技术其实就是在原有的机械技术上进行的改进，只是实现了利用数控技术来提高机械加工的效率。它将以往的机械改造技术和网络通讯、计算机技术结合，实现了机械加工的运动。这与传统的机械加工技术相比，不仅提高了技术的准确度和效率，而且实现了柔性的自动化技术。我国的数控技术主要是利用编程先进行编制，再将程序在计算机上实现，通过操纵计算机来控制机械设备。

2现今数控技术的发展现状

就目前而言，机械化技术还具有一定的优势，如较强的灵活性、较高的准确性等。随着信息化技术在不同领域的逐渐深入，加工产业也将信息技术和计算机软件相融合，生产出了最新的机械数控技术。因此，如果机械数控技术能够将程序的运转、设备维护、员工素质、工作坦度等多个方面进行完善，那么如果机械制造技术与计算机技术实现了完美结合，并应用到实际的生产和生活中，不仅可以提高生产产品的质量，更能够提高机械数控的便捷与稳定。程序的编写精细和严谨性对机械加工的效率和质量具有直接联系。高效和精密的程序编写能够促进产品质量的快速发展。但是，就目前的情况而言，很多机床操作人员都不太重视程序编写环节，大多是采用套用式的程序编写。其次，很多程序员对机床的具体工作情况了解不足，根本无法将机床的整个功能进行全面实现。还有一些程序员的编法不够熟练，松散性大，严重影响可靠性，进行计算机的模拟切削时时间较长，造成数控调试时间减少。由于程序的编制严谨性把控较差，严重降低了产品的质量。

摘要：从数控技术的角度出发，对采用数控技术的数控机床进行介绍，针对数控加工和编程的方式进行深入探究，并重点研究非圆曲线的数控和编程方式，为数控车加工技术提供借鉴。

关键词：数控技术;非圆曲线加工;编程

数字化时代已经来临，各行各业都在积极向着数字化的方向转型，制造业也不例外。数控技术的出现，打破了传统制造业的发展瓶颈，为制造业创造了新的发展机遇。数控技术是数字化控制技术的简称，是工作人员编辑好的程序对机械设备进行控制的技术，在编写的程序中加入对机械设备的运动方式和操作循序等方面的功能，从而更加方便制造。随着计算机技术的发展，现代的数控技术在原有的技术上加入了更多的存储、处理、运算和逻辑等功能，能够更加智能化地进行工业制造。数控车又叫数控机床，是执行数控编译程序的主体。随着人们艺术欣赏水平的上升，加上对物质和精神双方面的需求，现代的制造业要求更加精细，制造的过程也越加复杂。在制造业设计中，非圆曲线的应用十分广泛，不仅具有很高的美观性，同时也更加复杂多变[1-2]。因此，研究数控机床加工非圆曲线编程具有很高的意义和价值，能够推动现代数控加工技术的发展。

1宏程序编译

在日常生活中，人们通过仔细观察就能发现，不少物品的外形和设计都具有非圆曲线的工艺，常见的非圆曲线有椭圆、双曲线、抛物线等。非圆曲线产品具有较高的复杂性，在产品设计中非圆曲线能够采取较为复杂的组合，从而实现产品的工艺特性。非圆曲线在工业制造中作为直线和圆插补的一个补充，需要采取精细的程序编辑才能够实现。随着计算机技术的发展，现代数控技术的程序设计有两种方式，一种为传统的宏程序编译，一种为自动程序编译。宏程序编译是采用传统的指令方式，采取复杂的数学、逻辑等运算方式，从而实现一系列的运算指令，让数控车在读取程度的时候，能够按照编译的方式来进行操作。由于不同的产品对工艺的要求有所不同，尺寸、大小、非圆曲线的形状都会产生差异，因此每一种产品如果要采用宏程序编译的方式进行生产，都需要对产品进行特定的编译。宏程序编译的方式较为缺少灵活性，并且需要消耗大量的人力，要工作人员对产品工艺特性进行确认之后，再进行指令的编写，才能够完成生产[3-4]。当然，采用宏程序编译也有一定的好处，对加工程序较为相近的产品来说，程序的编译较为简单，只需要修改一部分的数值和公式，就能够实现产品的快速加工。宏程序编译具有三种基本特性，首先是可以进行变量的运算，通过设定不同的变量值能够达到不同的设计效果；其次是能够使用各种编译语句，绝大部分的编译语句具有极高的数学逻辑，能够将想要设计的非圆曲线准确地表现出来；最后，宏程序编译的通用性较强，在曲线设计中的各种参数可以变化，可以针对产品的要求及时进行适当的调整。宏程序编程的基本原理是用户用数量作为数据来进行编译，在程序中变量是可以改变的，并且变量仅仅作为媒介，不同的产品可以赋予不同的数值，从而达到不同的设计效果。应用宏程序编程，非圆曲线有着众多的应用公式，对产品进行适当的公式应用，尽量减少数控机床操作的步骤也是十分重要的。

2自动编程

【摘要】随着中国实现制造业强国战略的实施，培养具良好综合素质的高技能应用型数控加工人才已经刻不容缓。本文针对独立院校数控加工技术实践教学环节中存在的一些问题，进而提出一些切实可行的对策建议，通过对数控和加工实践教学的革新，最终达到提升实践教学效果的目的。

【关键词】数控加工;教学内容;合作平台

今天，随着国家经济总量成功越居世界第二，经济发展带来的人力资源成本上升，使得人力优势已经不再成为企业发展的动力。制造企业发展逐渐进入高附加值的技术密集型时代。机加行业面临着前所未有的挑战与机遇。面对挑战，如何培养出适合行业发展要求的高水平应用型数控加工技术人才至关重要。就此而言，数控加工实践教学作为院校数控加工课程的核心环节，其教学质量至关重要。因此，我们有必要对现有数控加工实践课程进行思考和分析。

一、数控加工技术实践教学存在问题

目前，工科独立院校在机械类专业中普遍开设有数控加工技术。但从实际效果来看，课程结束之后，学生大多长于理论，而缺乏动手能力并且与企业实际生产有脱节现象。造成这种情况主要有以下几方面原因：1.实践教学广度和深度不足。当前学院主要开设的数控类课程，科目覆盖面较窄而且已开设课程中理论课时占比太高，实验实训课时严重不足，课程只能以演示性质为主，对机床操作的一些方法和技巧掌握不足。另一方面，课程设置中学生对自动编程技术通常只能掌握一种，较为单一。2.实验设备有限，校企合作模式单一。实验设备数量少且设备先进性不足。学生在实验中多人一组的模式，使得单个学生在有限的课程时间内练习时间少且学生人数增多，导致危险程度增加。另一方面，校企合作方式陈旧，模式单一，不能起到培养学生的目的。3.数控方面师资力量建设短缺。讲述理论课程的老师，理论基础扎实，制图软件使用熟练，但是在实验实训中缺乏技术、经验丰富、实践能力强的实验工程技术教师。因此，要提高数控加工实践教学质量，就必须转变观念，改变教学思路，构建更加符合应用型技术人才培养的教学体系。

二、数控加工实践教学的思考与建议

1课程教材设计思路

（1）高职生的职业面向。数控技术专业高职生的主要就业岗位为数控机床的操作、数控加工工艺设计、数控加工编程技术、数控机床的维护与维修、制造类企业产品的销售与生产管理。就业范围为机械、电子、模具、航空航天、汽车、船舶、军工等行业企业。同时，引入职业资格证书或技术等级证书，实施“双证书”教育，毕业时，学生要求获得毕业证书以及加工中心操作工或数控铣工或数控车工中级职业技能证书。

（2）课程培养目标的确定。《数控加工编程与操作》课程是本专业领域方向的核心技能课程。通过课程的学习，学生能熟练地操作数控车床、数控铣床与加工中心机床，熟悉数控加工的编程指令，掌握零件的数控加工工艺设计、编程的方法与技巧，综合运用数控加工的理论知识与操作技能，提高分析与解决生产实际问题的能力，为将来走向职业岗位打好坚实基础。

（3）课程教材模块设计过程。根据教学规律要求和核心能力的可融合性，首先组合设计出许多教学模块，同时参照国家职业技能鉴定考核大纲的内容要求，有重点的取舍模块内容，然后进一步明确各模块在学生未来工作中的意义和作用、完成模块教学应采取的方式、模块的权重和分值以及教学效果评价标准等，确定模块教学所需的学时数，最后将教学模块合理归类并组合为课程。《数控加工编程与操作》课程分为数控车削编程与操作项目和数控铣削编程与操作项目，每个项目又分为数控机床操作技能、数控加工工艺和数控编程三个教学模块。

2课程教材模块设计

2.1数控机床操作技能模块

[摘要]通过对异形零件的整体结构分析，明确加工难点，制定合理的加工工序，结合精益生产理念完成加工过程。外型加工采用四轴数控加工方法，利用CATIA-CAM数控编程模块完成前置处理加工轨迹创建，生成APT文件，利用机床后置处理技术将刀位轨迹转换成机床识别的数控加工程序，再利用VERICUT软件对加工程序刀具路径进行仿真，最后在四轴数控机床上完成加工验证。

[关键词]异形零件；精益生产；四轴数控；VERICUT

本研究涉及的异形零件用于通过测量流体压差而确定流量的装置，其结构是由等直径入口段、收缩段、喉道、扩散段组成，是先收缩而后逐渐扩大的管道，测量其入口截面和最小截面处的压力差，再利用伯努利定理求出流量。目前在航空航天产品、船舶、热电、电力等领域应用广泛。具备对流体产生的阻力小，压差大、精度高、测量范围宽，稳定性好、有平滑的压差等特性。异形零件属于典型的薄壁铝合金零件，腔体壁厚为2mm，材料切除率高达80%以上,在加工过程中极易产生变形,且在残余应力作用下零件很容易发生整体的弯、扭以及翘曲变形。前期整体加工验证采用五轴数控机床完成，为对提升核心零件加工能力的整体要求，五轴整体加工周期较长，机床占用率较高。经研究改变了零件加工方案，在加工方法上进行创新，利用四轴数控编程技术代替原有的五轴加工，对三轴数控加工中心进行了改造升级成为四轴联动机床，结合多台数控车床设备将零件的加工工序进行分解，依据分解工序建立精益单元加工工位，按照精益单元的生产模式进行节拍式、动态加工和管理，形成异形零件流水加工生产线。与传统的五轴加工过程相比较，以小批10件加工模式为例效率提升75%左右。其中异形零件精益单元加工过程的关键技术、难点问题集中在四轴曲面加工，异型零件腔体外表分布着形状各异的支柱接口，其尺寸精度、外观表面要求较高。同时四轴数控机床与五轴数控机床相比，机床的结构、运动特性发生改变，导致四轴机床刀具摆动、工作台旋转受限，编程难度增加。

1异形零件结构特点描述

异形零件作为流量温度传感器的一部分，零件包含曲面、异形槽、异形安装座、圆周分布的联接螺柱和安装孔、高低压接口等特征。结构特点如图1所示。①高、低压管接口异形零件外形曲面上分布着高、低压管接口，由于气流从等直径入口段进入，经过孔径收缩变小、吼道阶段过渡，气体通过吼道的速度越大，产生的气体流量压力越小。相反经过孔径扩张变大，吼道阶段过渡，气体通过吼道的速度越小，产生的气体流量压力越大。②固定安装支柱高压区、低压区各一个固定安装支柱，结构尺寸一致，中心位置进行保险孔位加工，起到固定配合部件的作用。③感温部件接口接口尺寸与感温部件连接，内孔进行螺纹加工，支柱高度及螺纹深度与感温部件结构相关，且在感温部件接口侧后方45°位置有保险孔位加工。起到固定配合部件的作用。④密封接口密封接口分为入口端和出口端，且均与密封圈连接，加工尺寸精度要求较高，确保气体流量在入口端、出口端无泄漏现象，否则会对内腔气体流量压力产生失压现象，导致高、低压管接口输出端气流压力不准确。⑤上、下盖板安装槽异形零件正反面平台内侧均匀分布U型槽，局部位置与焊接支柱连接，通过焊接加工工艺方法固定，成型后螺钉拧紧上、下盖板零件，封闭与文丘里管连接的零部件及其它测试产品。

2精益加工过程

【摘要】本文主要对数控加工中的参数化编程进行详细阐述并分析，提出相应的宏程序开发的方法和步骤。

【关键词】数控加工；变量；数据；参数化；宏程序

1什么是参数化编程

参数化的编程也可以叫做零件类的编程，也就是说，一组零件中的各个部件的属性都相同的，属于同一类，这种情况下，就可以用变量来对数据进行编程了，尔不单单是只可以用特定的数据了。在这种类型的编程中，包含着决策，基于已知数据并带有某种约束，和一些标准的CNC的编程来进行比较大的话，参数化编程需要的编程工具要相对的需要强大一些。宏程序可提供这些工具。参数化程序一定是宏程序，但宏程序在相似零件类的意义上并不一定是参数化程序。数控编程数据可以分为常量数据和变量数据。在数控加工过程中任何数据都可以成为变量数据。加工条件的设定是根据材料硬度不同进行的。比如说刀的型号、使用的机床型号、尺寸数据、以及表面光洁度的要求、以及通常我们所说公差精准度。在加工件基本特征不同的情况下，刀具设定的下刀深度，主轴的进给速度也会随之改变。例如，在加工零件的过程中，指定了零件的长和宽。长与宽属于尺寸特征，在进行矩形零件的加工时，这就是属于变量。这就要求每一个矩形零件都有自己单独的程序。为了使加工变的简单化，目前最为有效的方法就是设定相应的宏观程序，这个简单的编程使用于任何的矩形件的加工。在这其中变量是长度和宽度，之后所有的编程可以按照这个程序。

2参数化编程的优势

生产中的快速转换是宏程序中零件类的最大优点。开发宏程序比开发标准程序常常需要更多的时间，尤其是如果经常使用宏程序的话。参数化编程的优点主要体现在以下几个方面。

摘要数控机床是先进制造技术的基础设备，是典型的机电一体化产品。掌握数控编程技术是充分利用好这类装备关键，也是我们提高数控铣削工程训练教学水平的重要标志。

关键词数控机床数控铣削加工数控编程“R”参数编程

“数控铣削技术训练”是我中心新近开设的一门理论性较强的工程训练科目。在教学形式上，它不同于过去传统的、机械的“金工实习”。其训练目的是：了解当今先进的机械制造方法，充分发挥当今大学生知识新、反应快、创造力强的特点，结合具体的实践教学，广泛培养学生的动手能力、综合应用能力和创新能力。

由于受客观条件和教学时间的限制，自动编程（计算机编程）在目前各高校的工程训练中还未被普及，为了了解编程的基本原理及方法，手工编程仍为最常用的基本训练内容之一。

对于加工形状简单的零件，计算比较简单，程序不多，采用手工编程较容易完成，因此在点定位加工及由直线与圆弧组成的轮廓加工中，手工编程仍广泛应用。但对于形状复杂的零件，特别是具有非圆曲线、列表曲线及曲面的零件，用一般的手工编程就有一定的困难，且出错机率大，有的甚至无法编出程序。而采用“R”参数编程则可很好地解决这一问题。

非圆曲线轮廓零件的种类很多，但不管是哪一种类型的非圆曲线零件，编程时所做的数学处理是相同的。一是选择插补方式，即首先应决定是采用直线段逼近非圆曲线，还是采用圆弧段逼近非圆曲线；二是插补节点坐标计算。采用直线段逼近零件轮廓曲线，一般数学处理较简单，但计算的坐标数据较多。