基于計算機輔助軟件的數控技術教學＊

楊宇龍

（楊凌職業技術學院，陜西 咸陽 712100）

1 數控編程

1.1 數控編程的方法

數控加工程序的編制方法有兩種：手工編程和自動編程。手工編程是人工完成簡單零件，自動編程是計算機完成復雜零件，但都是通過計算刀位點（CL 點）得到NC 程序[1]。

1.2 手工編程

手工編程分為七步：零件圖分析，工藝過程分析及設計，正確選擇坐標系，數學處理，編寫程序單，制作控制媒介，程序驗證。具體編寫參考相關手冊，流程如圖1 所示。

圖1 手工編程

1.3 自動編程

由計算機完成程序編制中的大部分或全部工作的編程方法，稱為自動編程。常用工業級的CAD/CAM 軟件有NX、MasterCAM、PowerMill、CAXA 制造工程師等，下面簡述NX 自動編程，NX 自動編程如圖2 所示。具體步驟為：①創建幾何體。指定加工區域，即去除的材料。②確定加工方法。選擇合適的加工策略，并設置相應的切削參數。③創建刀具。選擇通用或專用的加工配置，即選用不同的模板來編寫刀軌。同時考慮刀具的類型、直徑、長度，根據加工部位，考慮是否存在干涉等，甚至要指定刀具幾何尺寸。④生成NC 程序。一般需要程序校驗，甚至在加工仿真軟件進行后處理，檢查工藝系統的碰撞干涉等問題，切實提升生學習成效，并提高教學質量[2]，最終上傳到數控機床運行。

圖2 NX 自動編程

2 加工仿真

宇龍軟件具備對數控機床操作全過程和加工運行全環境仿真的功能。因此，通過仿真驗證編程的正誤，提高學生的初步操機水平，即虛擬數控。假定確定了零件的加工工藝和加工方法，且得到最終的NC 程序，下一步進行宇龍仿真，如圖3 所示。

圖3 宇龍仿真

具體步驟為：①選擇機床及數控系統。根據實際，選擇對應的數控機床，如數車、數銑、加工中心等，并選擇數控系統，如FANUC、Siemens、華數、廣數等。②機床回零。機床通電后，進行回零（參考點）操作，目的是建立機床坐標系。③設定毛坯并裝夾毛坯。這里包括設定毛坯的材料、形狀、尺寸等。裝夾毛坯是將設置好的毛坯正確地裝夾到機床上，使毛坯正確定位和夾緊。④選擇并安裝刀具。根據加工方法和加工順序，選擇合適刀具，設定刀具參數。⑤對刀，建立工件坐標系。對刀，主要有試切法和塞尺檢測法。對刀就是確定程序原點在機床上的位置，使刀位點和對刀點重合，使編程坐標系和機床坐標系聯系起來。⑥加載NC 代碼。將編好的數控程序導入數控系統中。⑦自動仿真加工。按下機床操作面板上的自動運行按鈕，進行加工的仿真。

3 軸類零件的實例

下面以軸類零件為例進行全流程手工編程（零件簡單）、仿真加工，零件圖如圖4 所示。

圖4 軸類零件

首先，分析零件確定工藝路線等。毛坯為棒料，采用FANUC 數車；采用三把刀具——外圓車刀、方形切槽刀和螺紋車刀；工藝路線為車外圓—車端面球頭—切螺紋退刀槽—車螺紋。

其次，編制NC 程序，具體如下：

最后，加工仿真。得到虛擬工件，如圖5 所示。

圖5 仿真零件

4 結束語

數控技術實現加工自動化的一種行之有效的方式。根據實際采用一定的編程軟件、加工仿真軟件能夠培養學生初步解決現場問題的能力，適當科學地把二者聯合起來，會大大提升數控技術教學的效果[3]，解決因設備、經驗不足而影響實訓的現實問題。同時在教學中，教師應該堅持適度原則，避免學生對這一系統產生過度依賴，而忽略了真機的操練[4]。