中职数学公式与VB编程的实践论文概要

第一篇：中职数学公式与VB编程的实践论文概要

中职数学公式与VB编程的实践

论文概要：

数学文化课如何与专业课契合结合进行教学？中职计算机班在学习数学时，教师引导学生尝试用数学算法进行VB编程。对提高学生学习数学的积极性，训练VB程序设计都有好处。以中职数学公式与VB编程的实践为契合点，在课后启发计算机班学生，使用数学知识，进行VB编程。本文提供实例，介绍了如何让中职数学课与专业课契合。

本文提出以下论点：中职计算机班数学的学习可以伴随问题的解决进行。数学老师可以在课余启发学生完成编程题目。把VB中学到的编程知识，结合数学方法来解决问题。

本文从三方面阐述论点。第一，首次编程应设置比较容易题目，这样可以让学生很容易完成。让学生感受成功，提高兴趣。第二、随着教学进度的推进，给出的编程任务逐步提高难度。第三、在数学教学中，加入学生的VB编程作业，能进一步深化学生对VB编程的理解。

论文结构：总分结构。

思路：在探索中职数学课与计算机专业课契合教学的过程中，发现中职开设的《Visual Basic编程》中有计算圆的表面积的程序。由此想到利用VB编程，通过数学知识提供的算法解决问题，是中职数学课与计算机课的契合点。

第二篇：中职C语言教学创新与实践论文

摘要：自主学习体现了以学生为中心、以人为本的教学思想，是一种行之有效的教学方法，但中职学生自主学习能力整体比较欠缺，学生怕学、厌学现象严重，给教师的教学带来一定的难度。文章以C语言教学为例，对传统的课堂教学模式进行变革，阐述了接近学生实际的自主学习能力培养策略，以此克服学生厌学、怕学、不会学习的局面。

关键词：中职学校；C语言；自主学习

近几年，中等职业教育又迎来了一个发展的春天，国家连续出台了一系列重大政策措施，大力发展中等职业教育。但是，在中等职业教育迅速发展的今天，还是存在着一些无法回避的问题。中职学生生源差、分数低已成了不争的事实，特别是报考计算机专业的生源质量正呈现出逐年下降的趋势。而对口单招，作为中职教育中的一种升学途径，给了计算机专业的学生与普通高中学生一样的升学机会，能够进入大学继续学习深造。“C语言”课程作为中职计算机专业的一门重要学科，也是计算机专业对口单招的重要考核内容之一。但是与普高学生相比，这部分学生在义务教育阶段基础较差，没有养成良好的学习习惯，进入职校后仍停留在被动的学习层面，思想混乱、不求上进、学习方法不当等现象依然存在，这无疑给正常的教育教学带来了极大的挑战。如何能“授之以渔，而非授之以鱼”，使学生学会学习，养成良好的学习习惯，最终达到提高学生成绩的教学目的，自主学习就显得至关重要。

1自主学习的教学实践内涵

自主学习，又叫自我调节学习，是与传统的接受学习相对应的一种现代化学习方式。其是以学生作为学习的主体，由学生自己确定学习目标、选择学习方法、监控学习过程、评价学习结果的一种学习方式。在我国有许多学者都对自主学习进行了阐述，笔者认为庞维国先生对自主学习的定义最为客观全面。如果学生在学习活动之前自己能确定学习目标，制定学习计划，做好具体的学习准备，在学习的过程中能够对学习进展和学习方法做出自我监控、自我反馈和自我调节，在学习活动后能够对学习结果进行自我检查、自我总结、自我评价和自我补救，这样，他的学习才是自主的。庞维国将自主学习概括为：建立在自我意识发展基础之上的“能学”；建立在学生具有内在学习动机基础上的“想学”；建立在学生掌握了一定的学习策略基础之上的“会学”；建立在意志努力基础之上的“坚持学”。

2自主学习在C语言教学中的意义

自主学习是一线教学中绕不过去的一个概念。对于学生来说，自主学习是一种能力，它是自求自得、独立思考、自我管理的一种能力，拥有这种能力对于学生的终身发展意义重大；同样，对于教师来说，自主学习也是一种手段，它是提高课堂效率的重要手段，通过这种手段教师能够活跃课堂气氛，有效激发学生的学习积极性和主动性。在C语言教学中，自主学习就显得尤为重要。

2.1由应试教育转向素质教育的要求

在应试制度下，C语言课程的分数和学生的升学率成了教师们追捧的对象，教师们只能围绕“教师讲，学生听；教师写，学生抄；教师考，学生背”来进行教学活动，而这与当前新课程改革是背道而驰的。因此，中等职业学校的教师和学生必须从应试教育中走出来，对C语言教学不能只是单单地传授知识，更重要的是培养学生的自主学习能力，使学生学会学习，让学生掌握学习方法和编程技巧，从而培养他们终身学习的能力，真正实现由“应试教育”向“素质教育”的转轨。

2.2中职计算机专业教学发展的迫切需要

在中等职业学校，从事“C语言”课程教学的教师非常少，许多学校都采用大班授课的方式。由于课堂时间有限，仅靠课堂上的时间去学习和掌握知识是远远不够的，还需要学生在课余花一定的时间进行巩固和消化，而且“C语言”本身就是一门实践性很强的课程，是计算机专业学生读懂程序，学会编程的入门级语言，要想真正地学好并掌握它，就必须充分发挥学生的主观能动性，让学生自主构建学习过程，开展有效的自主学习，使学生由“学会”走向“会学”，从而适应当代中职计算机专业发展的需求。

2.3弥补个体差异的有效途径

个体差异一直是教育者重点关注的问题，很多研究者长期以来一直在探究造成学生个体差异的原因，希望找出一种能够弥补这种差异的有效策略。当前，许多研究者认为，造成学生个体差异的原因主要包括先天因素和后天因素两个方面。对于先天因素，我们只能尊重，但是对于后天因素，我们可以通过教育手段加以影响，而且通过研究发现，学生的自主性是影响最大的后天因素之一。中等职业学校的学生本身基础就比较薄弱，对于C语言这门课程，个体差异就表现得更加明显。但是通过开展自主学习，指导学生掌握有效的自主学习方法和策略，帮助其养成良好的学习习惯，能有效弥补学生所学知识点的遗漏，达到弥补个体差异性的目的。

3自主学习能力培养是在中职C语言教学中的实践与创新

在中职C语言的课程教学中，笔者强调将专业课程理论教学与实践教学相结合，注重培养学生的专业素养和综合职业能力。在课程的施教中，大胆变革传统课堂教学，以人为本，以学生为主体；在教学的内容和形式方面，采用自主学习的培养策略，并收到了良好的实施效果，具体做法如下。

3.1加强个体自主学习

（1）开展课前预习。课前开展自主预习，教师设计好导学案，布置好相应的预习任务单，并将导学案中所预先设立的学习目标与学习任务上传至本校的信息化教学平台，让学生明确目标，知道预习中需要“学什么”以及“怎么学”，学完后自行登录教学平台进行课前测试，检测自己“学得怎么样”，所见所得，这一预习的过程本身就是积极主动的，可帮助学生建立主动学习的意识，提高自主学习的能力。

（2）寻找预习疑点，明确上课任务。在课堂教学初始，教师首先要引导学生对先前预习的内容建立“已知”的概念，即通过预习已经了解了哪些内容，其次要引领学生对教材内容进行带读，找出“已知”要点，并发问学生预习中的“未知”要点，从而明确上课的任务。

（3）自主探究疑点。这一过程，教师是引导者，学生是主体，通过设置层层深入的3个任务，让学生由浅入深地探究预习疑点，教师辅助答疑，并对大家探究的结果进行归纳总结。如：在教授C语言双重for循环结构中，先让学生用一重循环输出一个4*4矩形图案，接着抛出疑点，对printf(“**** ”)这条语句进行改写，学生们又探究出再用一条for语句实现，由此学生轻松探究出双重for循环的结构。

（4）增设自练环节。教师通过教学平台让学生自主训练，答题有疑问者可以向同伴寻求帮助，或观看老师的程序演示视频后，再自行上机操练，将自主学习与同伴学习有效结合，增强学习主动性。

（5）课后拓展探究。课后拓展，也即知识的延伸过程，主要针对课堂中没有的、学生又相当感兴趣的内容进行探究，由教师设置相应的课后拓展题，让学生在课后也有学习的空间，鼓励他们自主搜索资料，大胆尝试程序设计，从而让学生懂得更多的编程技巧，激发他们的学习主动性，培养他们的学习兴趣，拓宽他们的学习思路。

3.2开展小组合作

（1）分组。按照“组内异质，组间同质”的原则合理分组，分组采取每组4~6人制，严格按照男女生性别、学生的个体差异、知识应用的水平高低等情况进行合理搭配。同时，教师还可以在充分了解学生的理论知识掌握情况及上机实践情况后，对分组成员进行调整，实行走组制，这样各小组间总体水平基本一致，有利于平衡组间差异，开展公平竞争，保持各小组间总体水平相当，加大学生互助合作的参与度。

（2）实施。①采用启发式和讨论式对C语言理论知识及概念进行教学。笔者在课堂上讲授基本理论和概念时，告诉学生老师现在只是一名参与者，需要大家分组进行讨论，共同去解决课堂中遇到的问题。笔者将课堂的主动权交给学生，通过一边讲解演示，一边让学生观察思考，学生们表现得非常积极和主动，课堂气氛也十分活跃。讲解与讨论结束后，各组发表自己的意见，笔者视各组的发言情况，再给出牵引式的帮助与指点。②通过创设问题情境对C语言编程语句进行教学。如在讲授C语言IF语句、while语句、for语句等程序设计时，每节课先将本节课的重点通过提前制作的微课或其他多媒体课件予以展示，让学生了解本节课的学习重点和任务。然后，把创设问题展示给学生，让学生分组编程，而且每组都安排一两个比较好的学生，通过这样分组不仅能够很好地完成情境任务，提高课堂教学效率，而且对于后进生是一种帮助和辅导，对于成绩优秀的学生也是一种巩固知识和提高技能的过程。例如在教授C语言循环章节时，可设置一款2人PK的游戏，其中每人最多限答10道题，且轮流答题，谁先答错一题，谁就出局，另一名参赛选手即获胜，若答完10题认为分出胜负，则为平局。此项任务的设置，学生积极性较高，一方面通过答题学生巩固了已有知识，同时对循环的学习奠定了良好的学习基础；另一方面分组学生自己动手编写程序，再用编写的程序进行PK比赛，当场测试程序的执行情况，若存在问题组内动手调试修改，增强了自主学习的意识，激发了学生学习的主动性，提高了自主学习能力。

（3）评价。①改变以前单纯性结果式评价方式，注重形成性评价，将鼓励性评价与学习过程评价相结合，注重改进学习方法，引导学生自我反思、自我比较，体会进步的快乐，增强学习信心。②改变以前以个人成绩为标准的评价方式，注重自评、互评、组评和师评等多种评价方式，促进学生间相互帮助、共同协作、共同进步。

4结语

通过在计算机专业C语言课程教学实践中开展自主学习引导，笔者认为：开展自主学习是一种行之有效的教学方法，是教师把对学生学习的控制权逐渐还给学生的一个互动过程，体现了以学生为中心、以人为本的教学思想，充分地发挥了学生求知的主动性和积极性，增强了学生的学习信心，激发了学习动机，启迪了学生思维，对于中等职业学校的教学改革具有深远的意义。

[参考文献]

[1]戴颜.中等职业学校与普通高中学生学习动机的比较[J].卫生职业教育（调查报告），2006（3）：107-108.[2]孙宏安.自主学习的理论和实践[M].北京：开明出版社，2003.[3]庞维国.自主学习—学与教的原理和策略[M].上海：华东师范大学出版社，2003.[4]张爱卿.动机论：迈向21世纪的动机心理学研究[M].武汉：华中师范大学出版社，1999.

第三篇：数控编程与实践教案23

《数控编程与实践》课程教案

第1 章

数控机床概述

一、内容简介

数控机床是典型的机电一体化产品，是现代制造业的关键设备。本章主要讲述数控机床的基本概念和工作原理、数控机床的分类以及数控机床的技术与发展水平等。本章要求理解并掌握数控机床的基本概念和分类，了解数控技术的发展趋势以及以数控机床为基础的自动化生产系统的发展。

重点：

数控机床的基本概念 ； 数控机床的分类

难点：

数控机床的工作过程和技术性能指标、数控机床按运动控制的特点和伺服系统的类型分类。

二、掌握程度

熟悉：数控机床的基本概念与工作原理 掌握：数控机床的组成及特点 了解：数控机床的产生与发展、数控技术的发展趋势以及数控技术在先进制造技术中的作用

三、课程讲述

1.1 数控机床的基本概念

1.1.1什么是机床的数字控制

数控，即数字控制（Numerical Control，NC），在机床领域指用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法。用这种控制技术控制的机床就称为“数控机床”（Numerically Controlled Machine Tool）或“NC机床”。

数控机床是一种高效、新型的自动化机床，具有广泛的应用前景。它与普通机床相比具有以下特点：

1．适应性、灵活性好；

2．精度高、质量稳定；

3．生产效率高；

4．劳动强度低、劳动条件好；

5．有利于现代化生产与管理；

分布式数字控制（Distributed Numerical Control，DNC）

柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，FMS）

计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System，CIMS）

6．使用、维护技术要求高。1.1.2数控机床的组成

数控机床的种类很多，但任何一种数控机床主要由控制介质、数控系统、伺服系统和机床主体四部分组成，如图1-1所示。此外数控机床还有许多辅助装置。

图1-1 数控机床的基本组成

1.1.3 数控机床的工作过程

如图1-2所示，数控机床的加工，首先要将被加工零件图纸上的几何信息和工艺信息用规定的代码和格式编写成加工程序，然后将加工程序输入到数控系统，在数控系统控制软件的支持下，经过处理与计算后，发出相应的控制指令，通过伺服系统使机床按预定的轨迹运动，从而完成零件的加工。

图1-2 数控机床的工作原理

1.1.4 数控机床的技术性能指标 数控机床的精度指标

数控机床的可控轴数与联动轴数 数控机床的运动性能指标 数控系统的技术性能指标 1.2 数控机床的分类

1.2.1 按运动控制的特点分类 点位控制数控机床 直线控制数控机床

轮廓控制的数控机床

1.2.2 按伺服系统的类型分类 开环控制的数控机床 闭环控制的数控机床 半闭环控制的数控机床 1.2.3 按工艺方法分类

金属切削类数控机床

金属成型类及特种加工类数控机床 特种加工数控机床

1.2.4 按功能水平分类

通常把数控机床分为高、中、低档三类。数控机床水平的高低主要指它们的主要技术参数，功能指标和关键部件的功能水平等内涵。

另一种分法是将数控机床分为经济型（简易）、普及型（全功能）和高档型数控机床。1.2.5 按加工方式分类

数控机床和加工中心（带刀库的数控机床）。1.3 数控机床的产生与发展及技术水平

1.3.1 数控机床的产生与发展 1.3.2 数控技术的发展趋势

1.3.3 以数控机床为基础的自动化生产系统的发展 柔性制造系统（FMS）

柔性制造系统是由两台以上的数控机床或加工中心、其他加工设备和一套能自动装卸物料的系统等组成，在计算机的控制下进行制造的自动化生产系统。它能根据制造系统任务或生产环境的变化迅速进行调整，适用于多品种、中小批量生产。其特点是高效率、高柔性及高自动化等。

计算机集成制造系统（CIMS）

计算机集成制造系统是一个集产品设计、制造、经营、管理为一体，以柔性技术、计算机技术、信息技术、自动化技术、现代管理科学为基础的多层次、多结构的复杂系统。它由4个功能分系统和2个支撑分系统构成，即由管理信息系统、产品设计与工艺设计的工程设计自动化系统、制造自动化系统（柔性制造）、服务信息系统等功能分系统，计算机网络系统及数据库系统等支撑系统组成。在CIMS系统中，综合应用了CAD、CAPP（computer aided process planning）、CAM、数控机床、加工中心、物料传输以及计算机信息管理自动化等技术，可把整个工厂的生产活动有机地联系在一起，实现全厂性综合自动化。1.3.4 数控技术在先进制造技术中的作用

1.数控机床成为现代制造业的关键设备，保证了现代制造业向高精度、高速度、高效率、高柔性化的方向发展。

2.数控机床的发展，带动了CAD、CAM、CAE、CAPP、PDM、FMC、FMS、FML、FMF和CIMS的发展。

四、课后习题或作业及答案 无

五、思考题或期末复习题

第2 章

数控加工编程基础

一、内容简介

本章是数控编程的基础，主要讲述了数控编程的基础知识，常用G代码及M代码功能指令，数控机床坐标系，数控程序段与程序格式等。本章要求熟悉数控加工程序格式以及编程步骤，熟记数控机床坐标系的确定方法和右手笛卡尔直角坐标系的应用。

重点：

数控机床的坐标系； 常规加工程序的格式。

难点：

数控机床的坐标系

二、掌握程度

熟悉：数控机床编程的步骤 掌握：数控机床代码编写 了解：自动编程方法

三、课程讲述 2.1 概

述

2.1.1 数控机床编程的目的与步骤

目的：程序编制是数控加工的一项重要工作，理想的加工程序不仅应保证加工出符合图纸要求的合格工件，同时应能使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，以使数控机床安全可靠及高效地工作。

内容与步骤：分析被加工零件的零件图，确定加工工艺过程；进行刀具运动轨迹坐标计算；编写程序单；制备控制介质；程序校验和首件试切等。

2.1.2 数控机床程序的编制方法

1．手工编程

从工件的图样分析、工艺过程的确定、数值计算到编写加工程序单、制作控制介质等都是人手工完成。对形状简单的工件，可以使用手工编程。手工编程既经济又及时。但对于几何形状复杂的零件，特别是具有列表曲线、非圆曲线及曲面的零件（如叶片、复杂模具），或者表面的几何元素并不复杂而程序量很大的零件（如复杂的箱体），或者工步复杂的零件，手工编程就难以胜任，因此必须用自动编程的方法。为了缩短生产周期，提高数控机床的利用率，有效解决复杂零件的加工问题，应当使手工编程向自动编程方向发展，但也要看到，手工编程是自动编程的基础，自动编程中许多核心的经验都来源于手工编程，二者是相辅相成的。

2．自动编程

自动编程也称计算机辅助编程，即程序编制工作的大部分或全部由计算机完成。典型的自动编程有人机对话式自动编程及图形交互式自动编程。2.2 字符与代码

2.2.1 字符与代码

字符（Character）：用来组织、控制或表示数据的一些符号，如数字、字母、标点符号、数学运算符等。字符是机器能进行存储或传送的记号。字符也是我们所要研究的加工程序的最小组成单位。

加工程序用的字符分四类。一类是字母，它由大写26个英文字母组成。第二类是数字和小数点，它由0～9共10个阿拉伯数字及一个小数点组成。第三类是符号，由正（+）号和负（-）号组成。第四类是功能字符，它由程序开始（结束）符（如“%”）、程序段结束符（如“；”）、跳过任选程序段符（如“/”）等组成。2.2.2 数控机床功能代码

1．准备功能

准备功能（G功能）是使数控机床建立起某种加工方式的指令，如插补、刀具补偿、固定循环等。G功能由地址符G和其后的两位数字组成，从G00~G99共100种功能。

2．辅助功能

辅助功能（M功能）是用于指定主轴的旋转方向、启动、停止、冷却液的开关，工件或刀具的夹紧和松开，刀具的更换等功能。辅助功能字由地址符M和其后的两位数字组成。从M00～M99共100种功能。

2.3 数控机床的坐标系

2.3.1 坐标系及运动方向的规定

目前，国际标准化组织已经统一了标准的坐标系。我国已制订了JB3051-82《数控机床坐标和运动方向的命名》数控标准，它与ISO841等效。

标准的坐标系采用右手笛卡尔直角坐标系。这个坐标系的各个坐标轴与机床的主要导轨相平行。直角坐标系X、Y、Z三者的关系及其方向用右手定则判定；围绕X、Y、Z各轴回转的运动及其正方向+A、+B、+C分别用右手螺旋定则确定。

2.3.2 机床坐标轴的确定

确定机床坐标轴时，一般是先确定Z轴，然后再确定X轴和Y轴。

2.3.3 数控机床坐标系的原点与参考点

数控机床坐标系的原点

机床坐标系的原点也称机械原点或零点（M），这个零点是机床固有的点，由生产厂家事先确定，不能随意改变，它是其他坐标系和机床内部参考点的出发点。

不同数控机床坐标系的零点也不同。数控车床的机械零点在主轴前端面的中心上。数控铣床和立式加工中心的机床原点，一般在机床的左前下方。数控机床参考点

参考点R也称基准点，是大多数具有增量位置测量系统的数控机床所必须具有的。它是数控机床工作区确定的一个点，与机床零点有确定的尺寸联系。参考点在各轴以硬件方式用固定的凸块或限位开关实现。机床每次通电后，移动件（刀架或工作台）都要进行返回参考点的操作，数控装置通过移动件（刀架或工作台）返回参考点后确认出机床原点的位置，数控机床也就建立了机床坐标系。2.4 程序段与程序格式

2.4.1 程序段

把程序中出现的英文字母及其字符称为“地址”，如：X、Y、Z、A、B、C、%等；数字0~9（包含小数点、“+”、“-”号）称为“数字”。“地址”和“数字”的组合称为“程序字”，程序字（亦称代码指令）是组成数控加工程序的最基本单位。如N010、G01、X-100、Z200、F0.1等。

程序由若干个程序段组成，程序段是由若干程序字和程序段结束指令构成。如N010 G01 X-100 Z200 F0.1；就是一个程序段。在书写和打印程序段时，每个程序段一般占一行，在屏幕显示程序时也是如此。

2.4.2 程序段格式 可变程序段格式 固定程序段格式

使用分隔符的固定程序段格式 2.4.3 常规加工程序的格式

四、课后习题或作业及答案

五、思考题或期末复习题

第3章

数控加工工艺与图形的数学处理

一、内容简介

本章讲述数控加工工艺与图形数学处理的基本内容与方法，并以典型实例讲述了零件的数控加工工艺分析及其工艺文件的制定。是数控机床编程中的基本内容，为学习后续各章内容打好基础。本章要求理解数控加工工艺分析与图形数学处理的基本概念和基本内容，掌握数控加工工艺分析与图形数学处理的方法，并能熟练地制定数控加工工艺文件。

重点：

数控加工工艺分析与图形数学处理的基本概念；数控加工工艺分析的内容与方法，数控加工工艺文件的制定

难点：

数控加工工艺文件的制定

二、掌握程度

熟悉：数控加工工艺分析

掌握：数控加工工艺文件的制定 了解：图形数学处理的基本概念

三、课程讲述 3.1 数控加工工艺

数控加工工艺分析的重要性

1.对于一个零件来说，并非全部加工工艺过程都适合在数控机床上完成，而往往只是其中的一部分工艺内容适合数控加工。

2.在数控加工中无论是手工编程还是自动编程，编程以前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量。

3.在编程中，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）和图形（如图形的基点、节点等）也需做一些处理。因此程序编制中的工艺分析是一向十分重要的工作。3.1.1 机床的合理选用

数控机床通常最适合加工具有以下特点的零件

1）多品种、小批量生产的零件或新产品试制中的零件。2）轮廓形状复杂，对加工精度要求较高的零件。

3）用普通机床加工时，需要有昂贵的工艺装备（工具、夹具

和模具）的零件。4）需要多次改型的零件。

5）价值昂贵，加工中不允许报废的关键零件。6）需要最短生产周期的急需零件。

3.1.2 数控加工工艺性分析

从数控加工的可能性和方便性两方面分析其工艺性。

• 零件图的尺寸标注应符合编程方便的原则

（1）零件图上尺寸标注方法应适应数控加工的特点。（2）构成零件轮廓的几何元素的条件应充分。

• 零件的结构工艺性应符合数控加工的特点

（1）零件的内腔和外形最好采用统一的几何类型和尺寸。

（2）内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，因而内槽圆角半径不应过小。（3）零件铣削底平面时，槽底圆角半径r不应过大。

（4）应采用统一的基准定位。

3.1.3 加工方法与加工方案的确定

加工方法的选择

选择原则：保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。

1.结合零件的形状、尺寸大小和热处理要求等全面考虑。

例如，对于IT7级精度的孔采用镗削、铰削、磨削等加工方法均可达到精度要求，但箱体上的孔一般采用镗削或铰削。一般小尺寸的箱体孔宜选择铰孔，当孔径较大时则应选择镗孔。2.考虑生产率和经济性的要求，以及工厂的生产设备等实际情况。3.1.4 工序与工步的划分

数控加工工艺路线设计与普通机床加工工艺路线设计的主要区别,在于它往往不是指从毛坯到成品的整个工艺过程，而仅是几道数控加工工序工艺过程的具体描述。因此在工艺路线设计中一定要注意到，由于数控加工工序一般都穿插于零件加工的整个工艺过程中，因而要与其它加工工艺衔接好。3.1.5 零件的定位与安装 定位安装的基本原则

1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一。

2）尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹中加工出全部

待加工面。3）避免采用占机人工调整时间长的装夹方案

4）夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位。3.1.6 数控加工刀具及对刀仪

3.1.7 切削用量的确定

切削用量包括主轴转速（切削速度）、背吃刀量、进给量。

合理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。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。

3.1.8 数控加工路线的确定

在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为加工路线。加工路线的确定原则：

1）加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率较高。2）使数值计算简单，以减少编程工作量。

3）应使加工路线最短，这样既可减少程序段，又可减少空刀时间。

此外，确定加工路线时，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况，确定是一次刀，还是多次走刀来完成加工，以及在铣削加工中是采用顺铣还是逆铣等。

3.1.9 工艺文件的制定

零件的加工工艺设计完成后，就应该将有关内容填入各种相应的表格（或卡片）中。以便贯彻执行并将其作为编程和生产前技术准备的依据，这些表格（或卡片）被称为工艺文件。数控加工工艺文件除包括机械加工工艺过程卡、机械加工工艺卡、数控加工工序卡、数控加工刀具卡。另外为方便编程也可以将各工步的加工路线绘成文件形式的加工路线图。

3.2 图形的数学处理

图形的数学处理就是根据零件图样的要求，按照已确定的加工路线和允许的编程误差，计算出数控系统所需输入的数据。

图形数学处理的内容主要有三个方面，即基点和节点计算、刀位点轨迹计算和辅助计算。

3.2.1 基点计算

各几何元素间的连接点称为基点。如两直线的交点，直线与圆弧的交点或切点，圆弧与圆弧的交点或切点，圆弧或直线与二次曲线的切点或交点等。

基点计算方法：根据图纸给定条件，用几何法、解析几何法、三角函数法或用AutoCAD画图求得。

3.2.2 节点计算

在满足允许编程误差的条件下，用若干直线段或圆弧端分割逼近给定的曲线。相邻直线段或圆弧段的交点或切点称为节点。

3.2.3 刀位点轨迹计算

刀位点轨迹计算又称刀具中心轨迹计算，实际就是被加工零件轮廓的等距线计算。

具体求法：首先分别写出零件轮廓曲线各程序段的等距线方程（距离为刀具半径r刀），再求出各相邻程序段等距线的基点或节点坐标，即求解等距线方程的公共解。

3.2.4 零件轮廓为列表曲线的数学处理

列表曲线的数学处理较为复杂，一般的处理方法是根据列表点选择一个或多个插值方程描述（常称为第一次曲线拟合），再根据插值方程采用直线—圆弧插补方法逼近列表曲线或曲面（常称为第二次曲线拟合）。

3.2.5 工件轮廓为简单三坐标立体型面的数值计算 球头铣刀数控加工一般只有3个垂直移动坐标的数控机床上进行，要求刀轴方向始终保持不变（一般为z轴方向），因此要求立体型面在刀轴方向上为单调曲面。为改善切削性能，有益于加工速度的改善和加工表面质量的提高，将加工曲面平坦方向倾斜一定角度。

3.2.6 辅助计算

3.3 典型零件的数控加工工艺分析

四、课后习题或作业及答案

五、思考题或期末复习题

第4 章

数控车床编程

一、内容简介

本章讲述数控车床的编程特点及各编程指令的使用，数控车床的用途、布局、主要参数及其操作，并通过典型实例讲述了数控车削加工程序的编制。

重点：

数控车床的编程特点及各编程指令的使用； 数控车床编程的综合运用。

难点：

车削加工循环；刀具补偿；子程序调用；宏程序

二、掌握程度

了解：数控车床的用途、布局、主要参数及其操作

掌握：数控车床的编程特点及各编程指令的使用，并能熟练地编制数控车削加工程序。熟悉：数控车加工过程

三、课程讲述 4.1 概述

4.1.1 数控车床的用途、布局

数控车床主要用来加工轴类零件的内外圆柱面、圆锥面、螺纹表面、成形回转体表面等。对于盘类零件可进行钻孔、扩孔、铰孔、镗孔等加工。机床还可以完成车端面、切槽、倒角等加工。

4.1.2 数控车床的主要技术参数

1．机床的主要参数

允许最大工件回转直径—— 460mm；

最大切削直径——292mm 最大切削长度——650mm；主轴转速范围 —— 50~2000r/min（无级）床鞍定位精度——X轴：0.015/100mm ；

Z轴：0.025/300mm 床鞍重复定位精度 ——X轴：±0.003mm ；

Z轴：±0.005mm 刀架有效行程

——X轴：215mm ；Z轴：675mm 快速移动速度——X轴：12m/min ；Z轴：16m/min 刀具规格——车刀20mm×20mm；镗刀φ8mm~φ40mm 自动润滑—15分/次；卡盘最大夹紧力—42140N；安装刀具数—12把

尾座套筒行程—— 90mm；主轴电动机功率——11/15kW 进给伺服电动机——X轴：AC 0.6Kw；Z轴：AC 1.0kW 2．数控系统的主要技术规格

控制轴数——2轴（X轴、Z轴，手动方式时仅1轴）联动轴数——2轴

最小输入增量——X轴：0.001mm ；Z轴：0.001mm 最小指令增量——X轴：0.0005mm/P； Z轴：0.001 mm/P 最大编程尺寸—— ±9 999.999mm 程序存储量——256M；程序号—— O+4位数字

此外，还有直线插补功能、全象限圆弧插补功能、进给功能、主轴功能、刀具功能、辅助功能、编程功能、安全功能、键盘式手动数据输入（MDI）功能、通讯功能、CRT数据显示功能、丝杠间隙补偿、螺距误差补偿、刀具半径及位置补偿和故障自诊断功能等。

4.2 数控车削加工程序的编制

4.2.1 数控车床的编程特点

（1）在一个程序段中，可以采用绝对值编程、增量值编程或混合编程。

（2）直径方向用绝对坐标编程时X以直径值表示，用增量坐标编程时以径向实际位移量的2倍值表示，并附上方向符号。

（3）数控装置具备不同形式的固定循环。

（4）本机床具有刀具半径自动补偿功能（G41，G42），可直接按工件轮廓尺寸编程，无需先计算补偿量。（5）不同组G代码可编写在同一程序段内均有效；相同组G代码若编写在同一程序段内，后面的G代码有效。

（6）对于车削加工，进刀时采用快速走刀接近工件切削起点附近的某个点，再改用切削进给，以减少空走刀的时间，提高加工效率。切削起点的确定与工件毛坯余量大小有关，应以刀具快速走到该点时刀尖不与工件发生碰撞为原则。4.2.2 编程坐标系的设定

1．机床坐标系的建立

机床原点：机床原点为机床上的一个固定点，数控车床一般将其定义在主轴前端面（或卡盘后端面）的中心。

机床坐标系：是以机床原点为坐标原点建立的X、Z轴两维坐标系。Z轴与主轴中心线重合，为纵向进刀方向；X轴与主轴垂直，为横向进刀方向。

机床参考点：是指刀架中心退离距机床原点最远的一个固定点。该位置由设置在机床X向、Z向滑板上的机械挡块通过行程开关来确定。2．编程坐标系（或称工件坐标系）的设定

编程坐标系是用于确定工件几何图形上各几何要素（如点、直线、圆弧等）的位置而建立的坐标系，是编程人员在编程时使用的。编程坐标系的原点就是编程原点。而编程原点是人为设定的。数控车床工件原点一般设在主轴中心线与工件左端面或右端面的交点处。设定编程坐标系的指令格式：

G50 X＿ Z＿ ； 说明：

1）G50表示编程坐标系的设定，X、Z表示编程原点的位置。

2）程序如设该指令，则应在刀具运动指令之前设定。

3）当系统执行该指令后，刀具并不运动，系统根据G50指令中的X、Z值从刀具起始点反向推出编程原点。

4）在G50程序段中，不允许有其他功能指令，但S指令除外，因为G50还有另一种功用（设定恒切削速度）。

4.2.3 常用编程指令的使用

1．快速定位G00 2．直线插补G01 3．圆弧插补G02、G03 4．程序延时（暂停）G04 7．参考点返回检测G27 8．自动返回参考点G28 9．主轴控制G96、G97 11．螺纹车削G32 4.2.4 车削加工循环

1．单一外形固定循环G90、G92、G94 2．复合固定循环指令

这类循环功能用于无法一次走刀即能加工到规定尺寸的场合，主要在粗车和多次走刀车螺纹的情况下使用。如在一根棒料上车削阶梯相差较大的轴，或车削铸、锻件的毛坯余量时都有一些重复进行的动作，且每次走刀的轨迹相差不大。利用复合固定循环指令，只要编出最终走刀路线，给出每次切除的余量深度或循环的次数，机床即可自动地重复切削，直到工件完成为止。4.2.5 刀具补偿功能

由于刀具的安装误差、刀具磨损和刀具刀尖圆弧半径的存在等，因此在数控加工中必须利用刀具补偿功能予以补偿，才能加工出符合图纸要求的零件。此外合理的利用刀具补偿功能还可以简化编程。

刀具功能又称T功能，它是进行刀具选择和刀具补偿的功能。格式：

T ××

××

刀具号

刀具补偿号

说明：1）刀具号从01~12；刀具补偿号从00 ~16，其中00表示取消某号刀的刀具补偿。

2）通常以同一编号指令刀具号和刀具补偿号，以减少编程时的错误，如T0101表示01号刀调用01补偿号设定的补偿值，其补偿值存在刀具补偿存储器内。1．刀具位置补偿 2．刀尖圆弧半径补偿

3．实现刀尖圆弧半径补偿功能的准备工作 4．刀尖圆弧半径补偿的方向

5．刀具半径补偿的建立或取消指令格式 4.2.6

辅助功能（M功能）

主要控制机床主轴或其他机电装置的动作，还可用于其他辅助动作，如程序暂停、程序结束等。

1．程序停止M00 2．选择停M01 3．程序结束M30、M02 4．主轴旋转指令M03、M04、M05 5．冷却液开关M08、M09 6．调子程序（M98），子程序返回（M99）4.2.7 宏程序简介

所谓宏程序就是把一组数值或变量预先存于一组地址中，当需要时，就用特殊的调用指令调用该变量的地址即可，这些特殊的调用指令就叫宏程序指令，简称宏指令，由宏指令组成的程序叫宏程序。

4.3 数控车床的操作面板及操作简介

4.3.1 操作面板

4.3.2 机床操作简介

1．手动返回机床参考点 2．机床的急停

3．刀具补偿值的输入和修改 4.4 车削加工编程实例

四、课后习题或作业及答案

五、思考题或期末复习题

第5 章

数控铣床编程

一、内容简介

本章讲述数控铣床的编程特点及各编程指令的使用和数控铣床的用途、布局、主要参数及其操作，并通过典型实例讲述了数控铣削加工程序的编制。

重点：

数控铣削编程基础； 数控铣床基本编程方法

难点：

刀具补偿、子程序、计算参数和程序跳转、循环

二、掌握程度

了解：控铣床的用途、布局、主要参数及其操作

掌握：控铣床的编程特点及各编程指令的使用，并能熟练地编制数控铣削加工程序 熟悉：数控铣加工过程

三、课程讲述 5.1 概述

5.1.1 数控铣床的用途、布局

XK5032A是一种可以加工复杂轮廓的中型立式数控铣床，数控系统采用高性能的 西门子SINUMERIK 802D系统。该系统抗干扰性能好、可靠性高、功能强，可实现三轴控制和三轴联动，除可完成复杂的轮廓加工外，还能实现镜像加工、轮廓放大或缩小、钻孔和铣削循环加工等。

5.1.2 数控铣床主要技术参数 1．基本规格

工作台工作面积（长×宽）工作台最大纵向行程 工作台最大横向行程 工作台最大垂直行程 主轴套筒移动距离

主轴端面到工作台面距离 主轴转速范围 主轴转速级数 工作台进给量 纵、横向快进速度

垂向快进速度主电动机功率 机床外形尺寸（长×宽×高）

2．数控系统的主要技术规格 控制轴数 联动轴数 最小设定单位 最小移动单位 最大指令值 定位精度 重复定位精度 程序存储量 5.2 数控铣削编程基础

5.2.1 数控铣床的编程特点

（1）铣削是机械加工中最常用的方法之一，主要包括平面铣削和轮廓铣削。二坐标联动用于加工平面零件轮廓；三坐标及以上的数控铣床用于难度较大的复杂工件的立体轮廓加工。

（2）数控铣床的数控装置具有多种插补方式。一般都具有直线插补和圆弧插补，有的还具有极坐标插补、抛物线插补、螺旋线插补等多种插补功能。

（3）编程时要充分熟悉机床的所有性能和功能。如刀具长度补偿、刀具半径补偿、固定循环、镜像、旋转等功能。

（4）由直线、圆弧组成的平面轮廓铣削的数学处理比较简单。非圆曲线、空间曲线和曲面的轮廓铣削加工，数学处理比较复杂，一般要采用计算机辅助计算和自动编程。5.2.2 基本编程功能指令

数控铣床与数控车床的编程功能相似，数控铣床的编程功能指令也分准备功能和辅助功能两大类。以西门子SINUMERIK 802D数控系统为例介绍数控铣床的基本编程功能指令。

1、程序结构

（1）程序名

SINUMERIK 802D数控系统程序名的命名规则是开始的两个符号一般是字母、其后的符号可以是字母、数字或下划线、最多为16个字符，但不得使用分隔符。例如将程序命名为AB001、L10等。

（2）程序段

程序段是由若干字段和结束符组成。段结束符表示程序段结束。在程序编写中进行换行或按输入键可以自动产生段结束符。编程时大写字母和小写字母没有区别。所以在计算机上编写并通过通信方式输入数控系统的程序，字母可以不分大小写。但一般用大写字母。

2、准备功能G

G功能指令是用地址字符G和后面的数字来表示的 3．辅助功能M M功能指令是用地址字M及后面的数字表示的，其书写格式和含义同数控车床。

4．其他功能

（1）F功能

进给速度F是刀具轨迹速度，它是所有移动坐标轴速度的矢量和。G94为进给速度（mm/min）；G95为进给率（mm/r）（只有主轴旋转控制才有意义）。

（2）S功能

S功能指令表示数控铣床主轴的转速，单位为r/min。主轴的旋转方向和停止转动通过M指令（M3主轴顺时针转动；M4主轴逆时针转动；M5主轴停止转动）来实现，如编程M3 S1000表示主轴顺时针转动，转速为1000r/min。

（3）T功能

T功能指令表示选择刀具，用T1~T32表示，如T2表示选用2号刀具。5.3 数控铣床基本编程方法 5.3.1 坐标轴运动

1．快速移动指令G0

快速移动指令G0用于快速定位刀具，模态有效。

2．直线插补G

1本指令使刀具以直线插补方式从起始点移动到目标点，并以F编程的进给速度运行。

3．圆弧插补G2、GG2指令表示在指定平面顺时针插补；G3指令表示在指定平面逆时针插补。平面指定指令与圆弧插补指令的关系见图5-11所示。

5.3.2 倒圆和倒角

在一个轮廓拐角处可以插入倒角或倒圆，指令CHF=…或者RND=…与加工拐角的轴运动指令（G1、G2、G3）一起写入到程序段中，只在当前平面中执行该功能。

5.3.3 刀具补偿 本系统具有刀具长度补偿和半径补偿功能，刀具的有关参数被单独输入到一专门的数据区，包括刀具长度及半径的基本尺寸、刀具磨损尺寸和类型等参数。在程序中只要调用所需的刀具号及其补偿参数，控制器就利用这些参数执行所要求的轨迹补偿，就能加工出满足要求的工件。

5.3.4 子程序

（1）用子程序编写经常重复进行的加工，比如某一确定的轮廓形状。子程序的结构与主程序的结构相同，在子程序中最后一个程序段用M02指令结束程序运行，也可以用RET指令结束子程序，但RET指令要求占用一个独立的程序段。

（2）子程序名可以自由选择，其方法与主程序中程序名的选取方法一样，但扩展名不同，主程序的扩展名为“.MPF”，在输入程序名时系统能自动生成扩展名，而子程序的扩展名“.SPF”必须与子程序名一起输入。

（3）在子程序中，还可以使用地址字符L，其后面的值可以有7位（只能为整数），地址字符L之后的0均有意义，不能省略。

（4）在一个程序中（主程序或子程序）可以直接利用程序名调用子程序。子程序调用要求占用一个独立的程序段。如果要求多次连续地执行某一子程序，则在编程时必须在所调用子程序的程序名后的地址P下写入调用次数，最大调用次数可达9999（P1~P9999）。

（5）在子程序中可以改变模态有效的G功能，比如G90到G91的变换。在返回调用程序时要注意检查一下所有模态有效的功能指令，并按照要求进行调整；对于R参数也需同样注意，不要无意识地用上级程序界面中所使用的计算参数R来修改下级程序界面的计算参数。（6）本系统子程序嵌套最多为四级 5.3.5 计算参数和程序跳转

要使一个NC程序不仅仅适用于特定数值下的一次加工，或者必须要计算出数值的情况，这两种情况均可以使用计算参数。你可以在程序运行时由控制器计算或设定所需要的数值；也可以通过操作面板设定参数数值。如果参数已经赋值，则它们可以在程序中对由变量确定的地址进行赋值。

在加工非圆曲面时，系统没有定义指令，这就需要借助计算参数R，并应用程序跳转等手段来完成曲面的加工。5.3.6 循环

循环是指用于特定加工过程的工艺子程序，比如用于钻孔、镗孔、铰孔、攻丝、排列孔加工、凹槽切削和坯料切削等，只要改变参数就可以使这些循环应用于各种具体加工过程，可大大减少编程工作量。

5.4 数控铣床的操作面板及操作简介

5.4.1．操作面板简介

5.4.2 机床操作简介 5.5 铣削加工编程实例

四、课后习题或作业及答案

五、思考题或期末复习题

第四篇：数控加工工艺与编程论文

目 录

摘 要·······························2

一、数控加工的特点························3

二、数控设备的概述························4

2.1数控机床的特点·······················4 2.2数控机床的发展·······················4 2.2.1数控车床的发展史····················4 2.2.2数控车床的最新发展···················5 2.3数控机床的应用·······················6 2.3.1数控机床加工的对象···················6 2.3.2数控机床在机械制造中的应用···············6

三、数控加工工艺与程序编制····················7

3.1数控加工工艺分析······················7 3.2数控加工程序编制简介····················10

四、盘类零件的加工工艺与程序编制·················11

4.1盘类零件的选择·······················11 4.2零件加工工艺分析······················11 4.3零件加工程序编制······················12

五、总结·····························13

参考文献······························14

摘 要

本文通过对数控加工的特点，数控设备的特点，发展以及应用的一般阐述，对数控技术的发展历史以及最新的发展进行了阐述，和对数控加工工艺过程以及数控程序的编制等方面对《数控加工工艺与编程》课程，进行了一系列的理论与实际操作的论述，对数控编程方法做出了一些简单的描述，以及在数控加工工艺中要注意的几个方面进行了一定的说明，最后再以盘类零件作为数控编程的例子，对数控工艺以及编程过程进行了详细的说明。

关键字：数控工艺 数控编程 数控加工

一、数控加工的特点

数控加工体现了精度高、效率高，能适应多品种中小批量、形状复杂零件的加工等优点，在机械加工中得到了广泛的应用。概括起来，数控加工有以下几方面的特点；

1、精度高、质量稳定

数控机床是在数控加工程序控制下进行的，一般情况下加工过程不需要人工干预，这就避免了操作者人为产生的误差。在设计制造数控机床时，采取了多种措施，使数控机床的机械部分达到了较高的精度和刚度。此外，数控机床的传动系统与和机床结构都具有很高的刚度和热稳定性。通过补偿技术，数控机床可获得比本身精度更高的加工精度，尤其提高了同一批零件生产的一致性，产品合格率高，加工质量稳定。

2、适应性强

适应性是指数控机床随生产对象变化而变化的适应能力。在数控机床上加工不同的零件时，不需要改变机床的机械结构和控制系统的硬件，只需要按照零件的轮廓编写新的加工程序，输入新的加工程序后就能加工新的零件。这就为复杂结构零件的单件、小批量生产新产品试制提供了极大的方便。

3、生产效率高

零件加工所需的时间主要包括机动时间和辅助时间两部分。数控机床主轴的转速和进给量的变化范围比普通机床大，而且是无级变化的，因此数控机床每一个工序、工步都可选用最合理的切削用量。由于数控机床结构刚性好，因此允许进行大切削用量的强力切削，这就提高了数控机床的切削效率，节省了机动时间。数控机床的移动部件空行程运动速度快，自动换刀时间短，辅助时间比一般机床大为减少。数控机床在批量生产更换被加工零件时不需要重新调整机床，可以节省用于停机零件安装调整的时间。由于数控机床的加工精度比较稳定，一般只做首件检验或工序间关键尺寸的抽样检查，因而可以减少停机检验的时间。在使用带有刀库和自动换刀装置的数控加工中心机床时，采用工序集中的方法加工零件，减少了半成品的周转时间，大大提高了生产效率。

4、劳动强度低

数控机床对零件的加工是在程序控制下自动完成的，操作者除了控制按钮与开关、装卸工件、关键工序的中间测量以及观察切削状态是否正常之外，不需要进行繁重的重复性手工操作，劳动强度与紧张程度可大为减轻，劳动条件也得到了相应的改善。

5、有利于生产管理的现代化

在数控机床上加工零件所需要的时间基本上是固定的，工时费用可以计算的更精确。这有利于合理编写生产进度计划，有利于实现生产管理现代化。

6、易于建立计算机通信网络

由于数控机床与计算机联系紧密，且使用数字化信息，易于与计算机建立通信网络，便于与计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）系统相连接，形成计算机辅助设计和辅助制造一体化。

7、价格较贵、调试和维修困难

数控机床采用了许多先进技术，使得数控机床的整体价格较高，并且由于数控机床的机械结构、控制系统都比较复杂，所以要求操作人员、调试和维修人员 应具有专门的知识和较高的专业技术水品，或经过专门的技术培训，才能胜任相应的工作。

二、数控设备的概述

数控机床(Numerical Control Machine Tools)是用数字代码形式的信息(程序指令)，控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床，简称数控机床。2.1数控机床的特点

数控机床与普通机床加工零件的区别在于数控机床是按照程序自动加工零件，而普通机床主要由工人手工操作来加工零件。在数控机床上加工零件只要改变控制机床动作的程序，就可以达到加工不同零件的目的。因此，数控机床特别适用于加工小批量且形状复杂，要求精度高的零件。

由于数控加工是一种程序控制过程，使其相应的形成了以下几个特点：

1、自动化程度高，可以减轻工人的劳动强度。数控机床对零件的加工是按事先编好的程序自动完成的，操作者除了操作键盘、装卸零件、安装刀具、完成关键工序的中间测量以及观察机床的运行之外，不需要进行繁重的重复性手工操作（有的数控机床可以自动装卸零件、安装刀具等）；劳动强度与紧张程度均可大为减轻，劳动条件也得到相应的改善。

2加工精度高，加工质量稳定可靠，重复性好。加工误差一般能控制在0.01mm左右。数控机床进给传动链的反向间隙与与丝杠螺距误差等均可以由数控装置进行补偿，因此，数控机床能达到比较高的加工精度。此外数控机床传动系统与机床结构都具有很高的刚度和热稳定性，从而提高了它的制造精度和重复性，特别是数控机床的自动加工方式避免了生产者的人为操作误差，同一批加工零件的尺寸一致性好，产品合格率高，加工质量十分稳定。

3、加工生产率高。零件加工所需要的时间包括机动时间和辅助时间两部分。数控机床能够有效的减少这两部份的时间，因而加工生产率比普通机床高得多。数控机床主轴转速和进给量的范围比普通机床的范围大，每一道工序都能选择最合理的加工切削量；良好的结构刚性允许机床进行大切削量的强力切削，有效的节省了机动时间。数控机床移动部件的快速移动和定位时间比一般机床少得多。数控机床在更换被加工零件时，几乎不需要重新调整机床，而零件都装夹在简单地定位装置中，用于停机进行零件装夹，调整时间可以节省很多。

4对零件加工的适应性强、灵活性好、能加工形状复杂的零件。

5有利于生产管理现代化。用数控机床加工零件，能准确地计算加工零件的加工工时，并有效的简化检验和管理工装夹具、半成品的工作。这些特点有利于使生产管理现代化，便于实现计算机辅助制造。数控机床及其加工技术是计算机辅助制造系统的基础。

6随着市场经济的发展，产品更新周期变短，中小批量的生产所占的比例越来越大，对机械产品的精度和质量要求也在不断的提高，普通机床越来越难以满足加工的要求。同时，由于技术水平的提高，数控机床的价格也在不断下降，因此，数控机床在机械行业中的使用将越来越普遍。2.2数控机床的发展

2.2.1数控机床的发展史 1.第一代数控机床产生于1952年（电子管时代）。

美国麻省理工学院研制出一套试验性数字控制系统，并把它装在一台立式铣床上，成功地实现了同时控制三轴的运动。这台数控机床被大家称为世界上第一台数控机床，但是这台机床毕竟是一台试验性的机床。到了1954年11月，在帕尔森斯专利基础上，第一台工业用的数控机床由美国本迪克斯公司。

2.第二代数控机床产生于1959年（晶体管时代）。

电子行业研制出晶体管元器件，因而数控系统中广泛采用晶体管和印制电路板，使数控机床跨入了第二代。同年3月，由美国克耐·杜列克公司（Keaney ＆ Trecker Corp）发明了带有自动换刀装置的数控机床，称为“加工中心”。现在加工中心已成为数控机床中一种非常重要的品种，在工业发达的国家中约占数控机床总量的l/4左右。

3.第三代数控机床产生于1960年（集成电路时代）。

研制出了小规模集成电路。由于它的体积小，功耗低，使数控系统的可靠性得以进一步提高，数控系统发展到第三代。

以上三代，都是采用专用控制的硬件逻辑数控系统（NC）。4.第四代数控机床产生于1970年前后。

随着计算机技术的发展，小型计算机的价格急剧下降、小型计算机开始取代专用控制的硬件逻辑数控系统（NC），数控的许多功能由软件程序实现。由计算机作控制单元的数控系统（CNC），称为第四代。1970年，在美国芝加哥国际展览会上，首次展出了这种系统。5.第五代数控机床产生于1974年。

美、日等国首先研制出以微处理器为核心的数控系统的数控机床。30多年来，微处理机数控系统的数控机床得到飞速发展和广泛的应用，这就是第五代数控（MNC）。后来，人们将MNC也统称为CNC。

6.20世纪80年代初，国际上又出现了柔性制造单元 FMC—Flexible Manufacturing Cell。这种单元投资少、见效快，既可单独长时间少人看管运行，也可集成到FMS或更高级的集成制造系统中使用。所以近几十年来，得到快速发展。

2.2.2数控机床的最新发展

1.高速化

随着汽车、国防、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新材料的应用，对数控机床加工的高速化要求越来越高。2.高精度化

数控机床精度的要求现在已经不局限于静态的几何精度，机床的运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得重视。3．功能复合化

复合机床的含义是指在一台机床上实现或尽可能完成从毛坯至成品的多种要素加工。根据其结构特点可分为工艺复合型和工序复合型两类。工艺复合型机床如镗铣钻复合——加工中心、车铣复合——车削中心、铣镗钻车复合——复合加工中心等；工序复合型机床如多面多轴联动加工的复合机床和双主轴车削中心等。采用复合机床进行加工，减少了工件装卸、更换和调整刀具的辅助时间以及中间过程中产生的误差，提高了零件加工精度，缩短了产品制造周期，提高了生产效率和制造商的市场反应能力，相对于传统的工序分散的生产方法具有明显的优势。4．控制智能化

随着人工智能技术的发展，为了满足制造业生产柔性化、制造自动化的发展需求，数控机床的智能化程度在不断提高。5.极端化（大型化和微型化）

国防、航空、航天事业的发展和能源等基础产业装备的大型化需要大型且性能良好的数控机床的支撑。而超精密加工技术和微纳米技术是21世纪的战略技术，需发展能适应微小型尺寸和微纳米加工精度的新型制造工艺和装备，所以微型机床包括微切削加工（车、铣、磨）机床、微电加工机床、微激光加工机床和微型压力机等的需求量正在逐渐增大。6.新型功能部件

为了提高数控机床各方面的性能，具有高精度和高可靠性的新型功能部件的应用成为必然

7.多媒体技术的应用

多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力，因此也对用户界面提出了图形化的要求。合理的人性化的用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。除此以外，在数控技术领域应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，应用于实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等，因此有着重大的应用价值。

2.3数控机床的应用 2.3.1数控加工的对象

1用通用机床加工时，要求设计制造复杂的专用夹具或需要很长调整时间的零件。

2.多品种、多规格、中小批量的零件生产，特别适合新产品的试制生产。3.加工精度、表面粗超度要求较高的零件。

4.形状、结构复杂，尤其是具有复杂曲线、曲面轮廓。5价格高，一旦出现废品就会造成严重的经济损失的零件。

6钻、扩、铰、镗、攻丝等工序联合进行，相对位置精度要求较高的零件。7.在普通机床上生产效率低，劳动强度大，质量难以稳定控制的零件。2.3.2数控技术在机械制造中的应用

1.数控技术在煤矿机械中的应用

我国是一个煤炭大国，煤炭资源在我国的能源系统中占有举足轻重的地位。这就决定了我国的煤机企业的任务是为煤炭系统生产高质量、高可靠性的煤炭开采及保护装备。在激烈的市场竞争的条件下，如何谋生存、求发展，煤机行业本身的水平关键要看创新能力、人员素质和企业素质的提高。企业设备数字化化程度高低(数控设备占主要设备拥有量比率)是代表工业化水平的标志，同时要组建符合厂情的生产模式，机床的配置上要根据被加工零件的图纸的复杂程度、精度、材质、数量和热处理等因素来选择机床

2.数控技术在汽车工业中的应用

汽车工业近20年来发展尤为迅猛。在快速发展的过程中，汽车零部件的加工技术也在快速发展，数控技术的出现，更加快了复杂零部件快速制造的实现过程。将高速加工中心和其它高速数控机床组成的高速柔性生产线集“高柔性” 与“高效率”于一体，既可满足产品不断更新换代的要求，做到一次投资，长期受益，又有接近于组合机床刚性自动线的生产效率，从而打破汽车生产中有关“经济规模”的传统观念，实现了多品种、中小批量的高效生产。数控技术中的虚拟制造技术、柔性制造技术、集成制造技术等等，在汽车制造工业中都得到了广泛深入的应用。21世纪的汽车加工制造业已经离不开数控加工技术的应用了。

三、数控加工工艺与程序编制

3.1数控加工工艺分析

1、数控加工工艺的主要内容

（1）了解图纸的技术要求，如尺寸精度、形位公差、表面粗糙度、工件的材料、硬度、加工性能以及工件数量等；（2）根据零件图纸的要求进行工艺分析，其中包括零件的结构工艺性分析、材料和设计精度合理性分析、大致工艺步骤等；

（3）根据工艺分析制定出加工所需要的一切工艺信息——如：加工工艺路线、工艺要求、刀具的运动轨迹、位移量、切削用量（主轴转速、进给量、吃刀深度）以及辅助功能（换刀、主轴正转或反转、切削液开或关）等，并填写加工工序卡和工艺过程卡；

（4）根据零件图和制定的工艺内容，再按照所用数控系统规定的指令代码及程序格式进行数控编程；

2、零件的工艺分析

在确定数控加工零件和加工内容后，根据所了解的数控机床性能及实际工作经验，需要对零件图进行工艺分析，以减少后续编程和加工中可能出现的失误，零件图的工艺分析可以从以下几个方面考虑。

（1）审查零件图的完整性和正确性。对轮廓零件，审查构成轮廓各几何元素的尺寸或相互关系的标准是否准确完整。例如：在实际工件中常常会遇到图纸中给出的几何元素的相互关系不正确、缺尺寸，使编程计算无法完成。或虽然给出了几何元素的相互关系，但同时又给出了引起矛盾的相关尺寸、尺寸多余等同样给编程带来困难。

(2)审查零件图中的尺寸标准方式是否适应数控加工的特点。对数控加工来说，最倾向于以同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸，这种标准方法便于编程，也便于尺寸之间的相互协调，在保持设计、工艺、检测基准与编程原点位置的一致性方面带来很大方便，由于零件设计人员往往在尺寸标准中较多地考虑装机等使用性能，而不得不采取局部分散的标准方法，这样会给工序安排与数控加工带来诸多不全。事实上，由于数控加工精度及重复定位精度都很高，不会因产生较大的积累误差而破坏使用特性，因而改变局部分散标准法为集中引注或坐标式标注是安全可行的。

（3）审查和分析零件所要求的加工精度，尺寸公差是否都可以得到保证。数控机床尽管比普通机床加工精度高，但数控加工车普通加工一样，在加工过程中都会遇到受力变形的困扰，因此对于薄壁零件、刚性差的零件加工，一定注意加强零件加工部位的刚性，防止变形的产生。

(4)特殊零件的处理。对于一些特殊零件，由于某些原因可能影响加工精度，可以选择恰当的粗精加工。

3、走刀路线与加工顺序的确定 在数控加工过程中，每道工序的走刀路线直接影响零件的加工精度与表面粗糙度。刀具刀位点相对于零件运动的轨迹称为走刀路线，包括切削加工的路径和刀具切入、切出等空行程。在普通机床加工中，走刀路线由操作者靠工作经验直接把握，工序设计时无须考虑。但是在数控加工中，走刀路线直接由数控程序控制的，因此，工序设计时，必须拟定好刀具的走刀路线，并绘制好走刀路线图，来指导数控程序的编写。

走刀路线的确定，应该遵循以下几点原则：

（1）走刀路线应该保证被加工零件的精度和表面粗糙度。在进行数控加工时，根据零件的加工精度、刚度和变形等因素来划分工序时，应遵循粗、精加工分开原则来划分工序，即先粗加工全部完成之后再进行半精加工、精加工。对于某一加工表面，应按粗加工—半精加工—精加工顺序完成，粗加工时应当在保证加工质量、刀具耐用度和机床—夹具—刀具—工件工艺系统的刚性所允许的条件下，充分发挥机床的性能和刀具切削性能，尽盘采用较大的切削深度、较少的切削次数得到精加工前的各部余童尽可能均匀的加工状况，即粗加工时可快速切除大部分加工余量、尽可能减少走刀次数，缩短粗加工时间，精加工时主要保证零件加工的精度和表面质量，故通常精加工时零件的最终轮廓应由最后一力连续精加工而成

（2）应该使加工路线最短，来缩短数控加工程序，缩短空走刀时间，提高加工效率。在保证加工质量的前提下，使加工程序具有最短的走刀路线，不仅可以节省加工时间，还能减少一些不必要的刀具磨损及其它消耗。走刀路径的选择主要在于粗加工及空行程的走刀路径的确定，因精加工切削过程的走刀路线基本上都是沿着其零件轮廓顺序进行的。一般情况下，若能合理选择起刀点、换刀点，合理安排各路径间空行程衔接，都能有效缩短空行程长度。

（3）要尽量简化数值计算，以减少编程的工作量。

（4）当某段走刀路线重复使用时，为了简化编程，缩短程序长度，应该使用子程序。

4、工艺顺序的安排原则：先加工基准面（1）一般情况下先加工平面，后加工孔。（2）先加工主要表面，再加工次要表面。（3）先安排粗加工工序，再安排精加工工序。

5、对于数控铣床

（1）对于铝镁合金，钛合金和热合金来说，建议采用顺铣加工，对于降低表面粗糙度值和提高刀具耐用度都有利。

（2）对于零件毛坯为黑色金属锻件或铸件，表皮硬且余量一般较大，这时采用逆铣较为有利。

6、数控加工刀具的选择

刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材科的性能、加工工序切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。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。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。

(1)选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产 中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀，加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。

(2)在进行自由曲面（模具）加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般采用顶端密距，故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优先选择平头刀。另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，则可以使整个加工成本大大降低。

(3)在加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和按刀动作。因此必须采用标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。目前我国的加工中心采用TSG工具系统，其刀柄有直柄（3种规格）和锥柄（4种规格）2种，共包括16种不同用途的刀柄。

(4)在经济型数控机床的加工过程中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则：①尽量减少刀具数量；②一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工步骤；粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；④先铣后钻；⑤先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；⑥在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。

7、切削用量的确定 1.切削用量的选择原则

合理选择切削用量的原则是：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。具体数值应根据机床说明书切削用量手册，并结合经验而定。

2.背吃刀量的选定

背吃刀量由机床、工件和刀具的刚度来确定，在刚度允许的情况下，应该尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。确定背吃刀量的一般方法：

（1）在工件表面粗糙度值要求为Ra12.5-25μm时，如果数控加工的加工余量小于5-6mm，粗加工一次尽给就可以达到要求。但在余量较大，工艺系统刚性较差或机床动力不足时，可以多次尽给完成。

（2）在工件表面粗糙度要求为Ra3.2-12.5μm时，可以分为粗加工和半精加工两步进行。粗加工的背吃刀量同（1）中的要求相同。粗加工后留0.5-1.0mm余量，在半精加工时切除。

（3）在工件表面粗糙度值要求为Ra0.8-3.2μm时，可以分为粗加工、半精加工、精加工三步进行。半精加工时的背吃刀量取1.5-2mm。精加工时背吃刀量取0.3-0.5mm。

3、进给量的确定

（1）当工件的质量达到要求能够保证时，为了提高生产效率，可以选择较 高的进给速度。一般在100-200m/min范围内选取。

（2）在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选用较低的进给速度，一般在20-50m/min范围内选取。

（3）当加工精度、表面粗糙度要求较高时，进给速度应该选小一点，一般在20-50m/min范围内选取。

（4）刀具空行程时，特别是远距离“回零”时，可以选择该机床数控系统设定的最高进给速度。

4、切削速度的选择

（1）工件材料的强度和硬度以及切削加工性等因素，加工材料的强度和硬度越高时，选较低的切削速度，反之取较高的速度，刀具材料切削性能越好，切削速度越高。

（2）断续切削时，为减小冲击力和热应力，要适当降低切削速度。

（3）在容易发生震动的情况下，切削速度应该避开自激震动的临界速度。

（4）加工大件、细长件和薄壁件时，选用较低切削速度。

（5）加工带外皮的工件时，适当降低切削速度。

（6）应该尽量避开积削瘤产生的区域。主轴转速计算公式：

N=1000Vc/（πD）Vc为切削速度，N为主轴转速，D为工件直径。计算主轴转速要根据机床说明书选取机床具有的或是接近的转速。3.2数控加工程序编制简介

1、数控编程的内容与方法 1．数控编程的内容

数控编程的主要内容有：分析零件图样，确定数控加工工艺方案、数值计算、编写零件加工程序、校对程序及首件试切。

2．数控编程的步骤（1）分析图样。

（2）确定加工工艺规程。（3）数值计算。

（4）编写零件加工程序单。（5）程序校验与首件试切。3.数控编程的方法 1．手工编程

手工编程是指编程的各个阶段均由人工完成。利用一般的计算工具，通过各种数学方法，人工进行刀具轨迹的运算，并进行指令编制。

这种方式比较简单，很容易掌握，适应性较大。适用于中等复杂程度程序、计算量不大的零件编程，对机床操作人员来讲必须掌握。

2.自动编程

对于几何形状复杂的零件需借助计算机使用规定的数控语言编写零件源程序，经过处理后生成加工程序，称为自动编程。

随着数控技术的发展，先进的数控系统不仅向用户编程提供了一般的准备功能和辅助功能，而且为编程提供了扩展数控功能的手段。

2、程序结构与格式

1.程序开始符、结束符

程序开始符、结束符是同一个字符，ISO代码中是%，EIA代码中是EP，书 写时要单列段。2.程序名

程序名有两种形式：一种是英文字母O（%或P）和1～4位正整数组成；另一种是由英文字母开头，字母数字多字符混合组成的程序名(如TEST1 等)。一般要求单列一段。3.程序主体

程序主体是由若干个程序段组成的。每个程序段一般占一行。4.程序结束

程序结束可以用M02或M30指令。一般要求单列一段。

加工程序的一般格式举例： % // 开始符 O2000 // 程序名

N10 G54 G00 X10.0 Y20.0 M03 S1000 //程序主体 N20 G01 X60.0 Y30.0 F100 T02 M08 N30 X80.0 „„.N200 M30 // 程序结束

四、盘类零件的加工工艺与程序编制

4.1盘类零件的选择

由于本次工艺编程加工的零件可以自由选择，所以我选择的盘类零件的零件图如下图所示：

要求：毛坯为70㎜×70㎜×18㎜板材，六面已粗加工过，要求数控铣出如图所示的槽，工件材料为45钢。

4.2零件加工工艺分析

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，用通用台虎钳夹紧工件前后两侧面，台虎钳固定于铣床工作台上。2.工步顺序 ① 铣刀先走两个圆轨迹，再用左刀具半径补偿加工50㎜×50㎜四角倒圆的正方形。

② 每次切深为2㎜，分二次加工完。2．选择机床设备

根据零件图样要求，选用经济型数控铣床即可达到要求。故选用XKN7125型数控立式铣床。3．选择刀具

现采用φ10㎜的平底立铣刀，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该机床性能、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XOY平面内确定以工件中心为工件原点，Z方向以工件表面为工件原点，建立工件坐标系。4.3零件的程序编制

按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。

考虑到加工图示的槽，深为4㎜，每次切深为2㎜，分二次加工完，则为编程方便，同时减少指令条数，可采用子程序。该工件的加工程序如下： N0010 G00 Z2 S800 T1 M03； N0020 X15 Y0 M08；

N0030 G20 N01 P1.-2； N0040 G20 N01 P1.-4； N0050 G01 Z2 M09；

N0060 G00 X0 Y0 Z150；

N0070 M02； N0010 G22 N01； N0020 G01 ZP1 F80；

N0030 G03 X15 Y0 I-15 J0； N0040 G01 X20；

N0050 G03 X20 YO I-20 J0；

N0060 G41 G01 X25 Y15； N0070 G03 X15 Y25 I-10 J0； N0080 G01 X-15；

N0090 G03 X-25 Y15 I0 J-10； N0100 G01 Y-15；

N0110 G03 X-15 Y-25 I10 J0； N0120 G01 X15；

N0130 G03 X25 Y-15 I0 J10； N0140 G01 Y0；

N0150 G40 G01 X15 Y0； N0160 M30；

五、总结 时间很快，《数控加工工艺与编程》这门课程就结束了，在这门课的学习过程中，我学到了很多东西，对数控加工有了更加深入的了解，明白了哪些零件适合数控加工，以及数控加工的特点，学会了基本数控车床与铣床的程序编制，掌握了一些数控编程的基本指令，对数控加工过程也有了充分的了解，尤其是对数控加工工艺过程的分析，使得对零件加工有了一个新的认识，加工时刀具的走刀路线，刀具的选择，切削用量的选择等等，一个零件加工后质量的好坏，与这个过程是密不可分的，经过学习，我能够对一个零件从编程到加工完成，有一个很明确的认识，虽然在学习过程中，遇到了不少的问题，但是通过老师的指点，和与同学们的探讨，我都能够理解并且掌握。

总之，通过对这门课的学习使我对数控有了全面的了解，在学习中应与理论与实践相结合，更好的掌握基础，我相信在未来的工作我将把我所学的理论知识和实践经验不断应用到实际工作来，充分展示自我价值和人生价值，为实现自我的理想而努力奋斗。

参考文献

［1］ 赵先仲 程俊兰.数控加工工艺与编程.2011年 北京 电子工业出版社 ［2］ 邓三鹏.数控机床结构及维修.2014年 北京 国防工业出版社 ［3］ 王爱玲.数控机床结构及应用.2013年 北京 机械工业出版社

第五篇：VB实现PC与欧姆龙PLC通讯的串口编程

Private Sub Form_Load()

Dim i As Integer'OPEN COM1

If ComTrue(1)= 0 Then

If ComOpen(1, 38400, 7, 1, 1, “sjh”)= 1 Then 'MsgBox(“已注册”)'sjh为你的注册账号Call SetDelayNum(64)

End If

End If

jisu

jisu1

jisu2

End Sub