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【摘 要】在数控实践教学中，采用常规的教学方法，使同学们常常忽略精度的概念，根据中心的具体情况，把理论教學与实际有机地结合起来，探索了一套编程的有效教学方法，充分发掘同学们的潜能，提高学生分析问题和解决实际问题的能力。
【关键词】数控;实践教学; 编程; 改革;创新
一、编程方法讲解
数控加工主要有两种编程方法：手工编程与自动编程。
手工编程是指编制零件数控加工程序的各个步骤均由人工完成，即从零件图纸分析、确定加工工艺路线、数值计算、编写零件加工程序单直至程序校验都是由人工完成。对于几何形状不太复杂、计算量小、程序段不多的零件，常采用手工编程，即经济又及时。手工编程在数控车削加工中广泛应用。
自动编程是利用计算机软件编制数控加工程序的过程，又称计算机辅助编程。编程人员只需根据零件图样的要求，使用数控语言由计算机自动地进行数值计算及后置处理，编写出零件加工程序单，通过直接通信的方式将加工程序送入数控机床，指挥机床工作。自动编程准确性高，使得一些计算繁锁、手工编程困难或无法编出的程序能够顺利的完成。自动编程广泛应用于复杂零件的程序编制。
二、编程的内容及步骤讲解
数控车削编程步骤：加工工艺分析→选择加工方案→数值计算→编写程序清单→制备控制介质→程序校对→首件试切。
（1）加工工艺分析 编程人员根据零件图样的技术特性、几何形状、尺寸、精度及工艺要求等，进行加工工艺分析。
（2）选择加工方案 合理地选择加工方案，确定加工顺序、加工路线、装夹方式、刀具及切削参数等;同时还要考虑所用数控机床的指令功能，充分发挥机床的效能;加工路线要短，正确选择对刀点、换刀点，减少换刀次数。
（3）数值计算 根据零件图的几何尺寸确定工艺路线及设定坐标系，计算零件粗、精加工运动的轨迹，得到刀位数据。对于形状简单零件的轮廓加工，要计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或切点的坐标值，有的还要计算刀具中心的运动轨迹坐标值。对于形状比较复杂的零件，需要用直线段或圆弧段逼近，根据加工精度的要求计算出节点坐标值，以这些坐标值作为编程的尺寸。这一步骤通常称为数值计算。
（4）编写程序清单 工艺路线、切削参数及刀位数据确定后，编程人员根据数控系统规定的程序段格式和功能指令代码，编写加工程序单。
（5）制备控制介质 把编写好的加工程序单上的内容记录在控制介质上，作为数控装置的输入信息。通过程序的手工输入或通信传输送入数控系统。
（6）程序校对与首件试切 编写好的加工程序单和制备好的控制介质，必须经过校验与试切才能正式使用。校验的方法是直接将控制介质上的内容输入到数控装置中，让机床空运转，以检查机床的运动规迹是否正确。
在具有图形模拟显示功能的数控机床上，可通过显示走刀轨迹或模拟刀具对工件的切削过程，对程序进行检查。对于形状复杂和要求高的零件，也可采用铝件、塑料或石蜡等易切材料进行试切来检验程序。通过检查试件，不仅可确认程序是否正确，还可知道加工精度是否符合要求。若能采用与被加工零件材料相同的材料进行试切，则更能反映实际加工效果，当发现加工的零件不符合加工技术要求时，可修改程序或采取尺寸补偿等措施。
三、实例加工讲解
如图所示工件，毛坯为Ф18mm×550mm棒材，材料为45钢，数控车削端面、外圆。
1、工艺分析
（1）零件图工艺分析 从图中可以看出，该零件为一台阶轴。材料为45钢，切削加工性能较好。
该零件主要由同心度为0.01mm的两外圆柱面组成，表面粗糙度要求为Ra1.6μm。外圆柱面尺寸公差为IT7级。因此可采用粗车→精车加工方案。
（2）加工工艺的确定 根据图纸要求和毛坯情况，确定工艺方案和加工路线。
1）装夹定位的确定。对于轴类零件，轴心线为工艺基准。用三爪卡盘夹紧定位，并使工件前端面距离卡爪端面为100mm。一次装夹完成粗、精加工。
2）加工路线的确定。以（18，0）点为起点，按照粗精加工分开的原则，从右至左车削外轮廓面。其路线为：车端面→粗车Ф12 mm外圆→粗车Ф16mm外圆→倒右端1×45°角→精车Ф12 mm外圆→精车Ф16mm外圆→倒左端1×45°角→切断。
粗加工进给量1.5mm左右，精加工进给量0.3mm。
（3）选择机床设备 根据零件图样要求，选用经济型数控车床即可达到要求。故选用华中世纪星卧式数控车床。
（4）刀具选择 根据加工要求，选用三把刀具，T01为45°端面车刀，材料为YT15;T02为90°外圆车刀，材料为YT15;T03为切断刀，材料为YT5。
（5）切削用量选择 根据加工要求，粗车外圆、精车外圆、切断分别选用切削用量，主轴转速分别为600、1000、400r/min;进给量分别为0.17、0.08、0.03mm/r;被吃刀量分别为1.5、0.3mm。
2、主要操作步骤及程序
接通电源，进入操作系统→回参考点→安装零件→安装车刀（将车刀装入刀架，注意各车刀在刀架中的位置）→建立坐标系→设置刀具补偿值→程序输入。
加工程序单
程序 说明
O1111 程序名
N0010 G21; 公制输入（mm）
N0020 G90; 绝对方式 N0030 G92 X100 Z100; 設置换刀点
N0040 M03 S600; 主轴正转，600 r/min
N0050 T0101; 换刀，调用1号刀及1号刀偏值 （45°端面车刀）
N0060 G00 X18 Z0; 定位到起刀点
N0070 G01 X0 F100; 车端面
N0080 G00 X100 Z100; 回换刀点
N0110 T0202; 换刀，调用2号刀及刀偏值（90°外圆车刀）
N0120 G00 X18 Z2; 定位到起刀点
N0130 G80 X16.8 Z-95 F100; 采用固定循环车外圆至Φ16.8mm
N0140 G80 X16.3 Z-95; 采用固定循环车外圆至Φ16.3mm
N0150 G80 X14.5 Z-24.5; 采用固定循环车外圆至Φ14.5mm
N0160 G80 X13 Z-24.5; 采用固定循环车外圆至Φ13mm
N0170 G80 X12.3 Z-24.5 采用固定循环车外圆至Φ12.3mm
N0180 G00 X10; 定位到直径Φ100mm处
N0190 G01 Z0; 刀尖移动到端面
N0200 X12 Z-1; 倒角1X45°
N0210 G00 Z2;
N0220 X12.02; X方向进刀至尺寸
N0230 M00; 程序停止
N0250 G01 Z-24.5 F80 S1000; 精车外圆Φ12mm外圆
N0260 X15.89; 精车端面
N0270 Z-95; 精车Φ16mm外圆
N0280 X17; 退刀至Φ17mm处
N0290 G00 X100 Z100; 回换刀点
N0310 T0303; 调用3号刀刀偏（切断刀）
N0320 G00 X18 Z-90; 定位
N0330 G01 X14 F50; 切至Φ14mm
N0340 X18 F100; 退刀至Φ18mm
N0350 G00 Z-89; Z 方向退1mm
N0360 G01 X16 F50; 倒角1x45°
N0370 X14 Z-90;
N0380 X2; 切至Φ2mm处
N0390 X18 F100; 退刀至Φ18mm处
N0400 G00 X100 Z100; 回到换刀点
N0420 M05; 主轴停止
N0430 M02; 程序结束
通过以上讲解，不仅使同学们学会了编程，也使同学们懂得了编程应考虑那些问题。通过理论与实际相结合的锻炼，使同学们大大提高了分析问题和解决实际问题的能力。今后我们还将继续探索更新更有效的教学方法，进行更多实践教学的改革与创新。
【关键词】数控;实践教学; 编程; 改革;创新
一、编程方法讲解
数控加工主要有两种编程方法：手工编程与自动编程。
手工编程是指编制零件数控加工程序的各个步骤均由人工完成，即从零件图纸分析、确定加工工艺路线、数值计算、编写零件加工程序单直至程序校验都是由人工完成。对于几何形状不太复杂、计算量小、程序段不多的零件，常采用手工编程，即经济又及时。手工编程在数控车削加工中广泛应用。
自动编程是利用计算机软件编制数控加工程序的过程，又称计算机辅助编程。编程人员只需根据零件图样的要求，使用数控语言由计算机自动地进行数值计算及后置处理，编写出零件加工程序单，通过直接通信的方式将加工程序送入数控机床，指挥机床工作。自动编程准确性高，使得一些计算繁锁、手工编程困难或无法编出的程序能够顺利的完成。自动编程广泛应用于复杂零件的程序编制。
二、编程的内容及步骤讲解
数控车削编程步骤：加工工艺分析→选择加工方案→数值计算→编写程序清单→制备控制介质→程序校对→首件试切。
（1）加工工艺分析 编程人员根据零件图样的技术特性、几何形状、尺寸、精度及工艺要求等，进行加工工艺分析。
（2）选择加工方案 合理地选择加工方案，确定加工顺序、加工路线、装夹方式、刀具及切削参数等;同时还要考虑所用数控机床的指令功能，充分发挥机床的效能;加工路线要短，正确选择对刀点、换刀点，减少换刀次数。
（3）数值计算 根据零件图的几何尺寸确定工艺路线及设定坐标系，计算零件粗、精加工运动的轨迹，得到刀位数据。对于形状简单零件的轮廓加工，要计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或切点的坐标值，有的还要计算刀具中心的运动轨迹坐标值。对于形状比较复杂的零件，需要用直线段或圆弧段逼近，根据加工精度的要求计算出节点坐标值，以这些坐标值作为编程的尺寸。这一步骤通常称为数值计算。
（4）编写程序清单 工艺路线、切削参数及刀位数据确定后，编程人员根据数控系统规定的程序段格式和功能指令代码，编写加工程序单。
（5）制备控制介质 把编写好的加工程序单上的内容记录在控制介质上，作为数控装置的输入信息。通过程序的手工输入或通信传输送入数控系统。
（6）程序校对与首件试切 编写好的加工程序单和制备好的控制介质，必须经过校验与试切才能正式使用。校验的方法是直接将控制介质上的内容输入到数控装置中，让机床空运转，以检查机床的运动规迹是否正确。
在具有图形模拟显示功能的数控机床上，可通过显示走刀轨迹或模拟刀具对工件的切削过程，对程序进行检查。对于形状复杂和要求高的零件，也可采用铝件、塑料或石蜡等易切材料进行试切来检验程序。通过检查试件，不仅可确认程序是否正确，还可知道加工精度是否符合要求。若能采用与被加工零件材料相同的材料进行试切，则更能反映实际加工效果，当发现加工的零件不符合加工技术要求时，可修改程序或采取尺寸补偿等措施。
三、实例加工讲解
如图所示工件，毛坯为Ф18mm×550mm棒材，材料为45钢，数控车削端面、外圆。
1、工艺分析
（1）零件图工艺分析 从图中可以看出，该零件为一台阶轴。材料为45钢，切削加工性能较好。
该零件主要由同心度为0.01mm的两外圆柱面组成，表面粗糙度要求为Ra1.6μm。外圆柱面尺寸公差为IT7级。因此可采用粗车→精车加工方案。
（2）加工工艺的确定 根据图纸要求和毛坯情况，确定工艺方案和加工路线。
1）装夹定位的确定。对于轴类零件，轴心线为工艺基准。用三爪卡盘夹紧定位，并使工件前端面距离卡爪端面为100mm。一次装夹完成粗、精加工。
2）加工路线的确定。以（18，0）点为起点，按照粗精加工分开的原则，从右至左车削外轮廓面。其路线为：车端面→粗车Ф12 mm外圆→粗车Ф16mm外圆→倒右端1×45°角→精车Ф12 mm外圆→精车Ф16mm外圆→倒左端1×45°角→切断。
粗加工进给量1.5mm左右，精加工进给量0.3mm。
（3）选择机床设备 根据零件图样要求，选用经济型数控车床即可达到要求。故选用华中世纪星卧式数控车床。
（4）刀具选择 根据加工要求，选用三把刀具，T01为45°端面车刀，材料为YT15;T02为90°外圆车刀，材料为YT15;T03为切断刀，材料为YT5。
（5）切削用量选择 根据加工要求，粗车外圆、精车外圆、切断分别选用切削用量，主轴转速分别为600、1000、400r/min;进给量分别为0.17、0.08、0.03mm/r;被吃刀量分别为1.5、0.3mm。
2、主要操作步骤及程序
接通电源，进入操作系统→回参考点→安装零件→安装车刀（将车刀装入刀架，注意各车刀在刀架中的位置）→建立坐标系→设置刀具补偿值→程序输入。
加工程序单
程序 说明
O1111 程序名
N0010 G21; 公制输入（mm）
N0020 G90; 绝对方式 N0030 G92 X100 Z100; 設置换刀点
N0040 M03 S600; 主轴正转，600 r/min
N0050 T0101; 换刀，调用1号刀及1号刀偏值 （45°端面车刀）
N0060 G00 X18 Z0; 定位到起刀点
N0070 G01 X0 F100; 车端面
N0080 G00 X100 Z100; 回换刀点
N0110 T0202; 换刀，调用2号刀及刀偏值（90°外圆车刀）
N0120 G00 X18 Z2; 定位到起刀点
N0130 G80 X16.8 Z-95 F100; 采用固定循环车外圆至Φ16.8mm
N0140 G80 X16.3 Z-95; 采用固定循环车外圆至Φ16.3mm
N0150 G80 X14.5 Z-24.5; 采用固定循环车外圆至Φ14.5mm
N0160 G80 X13 Z-24.5; 采用固定循环车外圆至Φ13mm
N0170 G80 X12.3 Z-24.5 采用固定循环车外圆至Φ12.3mm
N0180 G00 X10; 定位到直径Φ100mm处
N0190 G01 Z0; 刀尖移动到端面
N0200 X12 Z-1; 倒角1X45°
N0210 G00 Z2;
N0220 X12.02; X方向进刀至尺寸
N0230 M00; 程序停止
N0250 G01 Z-24.5 F80 S1000; 精车外圆Φ12mm外圆
N0260 X15.89; 精车端面
N0270 Z-95; 精车Φ16mm外圆
N0280 X17; 退刀至Φ17mm处
N0290 G00 X100 Z100; 回换刀点
N0310 T0303; 调用3号刀刀偏（切断刀）
N0320 G00 X18 Z-90; 定位
N0330 G01 X14 F50; 切至Φ14mm
N0340 X18 F100; 退刀至Φ18mm
N0350 G00 Z-89; Z 方向退1mm
N0360 G01 X16 F50; 倒角1x45°
N0370 X14 Z-90;
N0380 X2; 切至Φ2mm处
N0390 X18 F100; 退刀至Φ18mm处
N0400 G00 X100 Z100; 回到换刀点
N0420 M05; 主轴停止
N0430 M02; 程序结束
通过以上讲解，不仅使同学们学会了编程，也使同学们懂得了编程应考虑那些问题。通过理论与实际相结合的锻炼，使同学们大大提高了分析问题和解决实际问题的能力。今后我们还将继续探索更新更有效的教学方法，进行更多实践教学的改革与创新。