数控自动编程实训说明（通用8篇）
1.数控自动编程实训说明 篇一
数控3091班《数控编程与加工实训》实习总结
数控3081班于2011年2月21日～3月18日在机电系数控实训室进行了为期四周的实训。
实习的目的主要是：通过实训，让学生把所学的理论知识更好的应用到实践中，通过实训，进一步提高学生分析问题，解决实际问题的能力，培养学生自主学习的能力，养成团结协作、良好的职业道德和职业素养，为以后的工作打下基础。
实训的主要内容是以数控车削、铣削编程和加工为主，辅以仿真加工，让学生更熟练的掌握数控车、铣的编程与数控机床的操作。
在四周的实习时间里，学生通过实训较全面、综合地掌握数控机床的结构和操作，深入，详细地掌握加工工艺等相关知识，能够熟练运用数控车、铣基本指令、循环指令进行编程，掌握常用工、量具的使用方法，能正确测量工件的尺寸，能正确装夹工件，独立操作数控机床加工零件。
实习的第一天，实习指导老师给学生做了实习动员，让学生知道了实习的重要性，明确实习的目的、知道实习中应完成的实习课题、实习中应注意的事项后，数控班的学生就积极地投入到实习中。在四周的实习时间里，数控3091班的学生表现得十分认真积极，每天能认真听实习指导老师进行讲解，看实习指导教师进行示范操作，然后根据老师布置的实习任务进行工艺分析、编程、程序正确后再操作机床加工出零件。在四周的实习时间里，数控3091班的学生大部分都按时按质按量完成了实习的任务。实习中的不足主要是：有个别的学生在实习中精力不集中，程序输入将字母O错输成数字0，导致程序不能运行，不善于通过辨别声音判断切削力是否过大，导致粗加工打刀等现象。
通过这四周的编程与加工训练，全面提高了学生的车、铣编程能力，使学生能够熟练操作机床根据程序加工出工件，为他们以后走上社会工作打下了良好的基础。在以后的实习中，我们实习指导老师争取把实训工作做得更好，让每一个学生都能以积极的态度认真对待实习，让每一个学生在实习中能学到更好的、更先进的技术。
实习指导老师 ：徐运芳
2011年3月 25 日 数控3092班《数控编程与加工实训》实习总结
数控3092班于2011年3 月 21日～4月 15日在机电系数控实训室进行了为期四周的实训。
实习的目的主要是：通过实训，让学生把所学的理论知识更好的应用到实践中，通过实训，进一步提高学生分析问题，解决实际问题的能力，培养学生自主学习的能力，养成团结协作、良好的职业道德和职业素养，为以后的工作打下基础。
实训的主要内容是以数控车削、铣削编程和加工为主，辅以仿真加工，让学生更熟练的掌握数控车、铣的编程与数控机床的操作。
在四周的实习时间里，学生通过实训较全面、综合地掌握数控机床的结构和操作，深入，详细地掌握加工工艺等相关知识，能够熟练运用数控车、铣基本指令、循环指令进行编程，掌握常用工、量具的使用方法，能正确测量工件的尺寸，能正确装夹工件，独立操作数控机床加工零件。
实习的第一天，实习指导老师给学生做了实习动员，让学生知道了实习的重要性，明确实习的目的、知道实习中应完成的实习课题、实习中应注意的事项后，数控班的学生就积极地投入到实习中。在四周的实习时间里，数控3092班的学生表现得十分认真积极，每天能认真听实习指导老师进行讲解，看实习指导教师进行示范操作，然后根据老师布置的实习任务进行工艺分析、编程、程序正确后再操作机床加工出零件。在四周的实习时间里，数控3092班的学生按时按质按量完成了实习的任务。
通过这四周的编程与加工训练，全面提高了学生的车、铣编程能力，使学生能够熟练操作机床根据程序加工出工件，为他们以后走上社会工作打下了良好的基础。在以后的实习中，我们实习指导老师争取把实训工作做得更好，让每一个学生都能以积极的态度认真对待实习，让每一个学生在实习中能学到更好的、更先进的技术。
实习指导老师 ：徐运芳
2011年 4 月日
2.数控自动编程实训说明 篇二
1 组班化教学的特点及优势
1.1 提高数控车床利用效率
实训实践技能教学是高职类教育的核心内容, 学生所掌握的实训技能标志着职业学校教育的水平, 学生技能水平将直接决定并影响学校的办学质量。而组班化教学刚好能弥补传统教学带来的缺陷。在现实教学中, 以天津渤海职业技术学院机械工程系机械制造与自动化专业为例, 学校用于教学的数控车设备数量有限。平均每个班级45名学生, 以4课时的数控车削项目为例, 除去教师讲授理论知识的时间, 每名同学仅能在数控车床上实践20 min, 学生实践时间严重限制了实训效果。在数控教学时, 引入“组班化”教学, 可以让学生充分享受教学资源, 增加每一个学生实践操作的时间, 以有限的数控车设备挖掘最大的潜能, 提高了装备的利用率, 进一步提升教学效能。
1.2 组班化教学
组班化教学其本质特征是个体化教学, 面向的对象是单个的学生, 而并非面向整个班级;教学的各个组织形式的多样化, 教学的内容、模式和方法甚至教学评价方式均以个体的发展而开展。数控车编程与实训课程是理论与实践相结合的学科, 其强调的是培养学生工艺编程和独立操作加工的综合能力。采用组班化教学方式, 组班教师可以投入更多的时间和精力对学生进行单独辅导;教师通过理论讲解, 使学生在一定程度上具备独立工艺编程能力;学生通过勤加练习进一步加强实践动手操作能力。然后教师根据实际情况进行集体理论教学、分组实践教学、操作个体教学的方式进行优势互补。这种方式不但进一步增加教师和学生的接触时间, 还可以实现个别化教学, 提高学生的学习效率。
1.3 组班化教学实现安全操作等问题
组班化教学中教师面对单个学生, 不必花费大量的时间去纠正学生课堂上有可能出现的安全、纪律等问题, 可以将更多的精力放到教学和学生实践操作中去, 对每一名同学的关注时间进一步提升。由于数控车床的特殊性, 组班教学中教师可以加强对课堂的监管和掌控力度, 从而能确保每名学生在出现严重操作失误前及时纠正, 避免出现数控设备的安全事故。
2 组班化教学的教学过程
2.1 搭建工学结合一体化实训室
工学结合一体化实训室的搭建是组班教学的保障。该实训教室是理论教学和实践技能训练相结合的场所, 教师在场内教授学生同时进行实践训练。教师利用各种多媒体设备如投影仪等讲解基础编程指令和范例, 教授学生进行基本的加工工艺和车削数控程序编写, 利用宇龙数控仿真软件进行加工过程的模拟运行以确保没问题[4,5]。在确定模拟操作没有错误后再进行车床实践操作练习。在整个组班教学的过程中实现企业工作过程课堂化, 以真实的工厂模式、任务和产品为模板构建一体化培养体系。
2.2 组班化课堂教学
将自然班学生拆分为2个大组, 每组再分为若干个小组。2个大的组班分别进行数控车教学实践和数控加工仿真实训。每2个星期进行一次组班轮换, 使2个组班达到理论和实践教学各一半的时间, 进一步加强了手工编程与自动化编程的结合。理论课程和实践课程及时有效地进行结合, 强化了理论教学知识点, 增强了学生动手能力。将学生的被动学习变为主动学习, 增强了学生的学习积极性, 实现了学生遇到问题主动学习理论知识的能力。同样, 学生掌握工艺编程知识后会更加有兴趣地进行实践练习, 提高了学生学习的自主性。
2.3 阶梯式教学
根据每位学生的动手实践能力和个性特点进行编组从而引入阶梯式教学方式。实现教师重点指导和学生之间的相互帮助, 从而培养学生间的团队合作精神。针对各组特点实现区别教学法、区别指导和区别考核方法[6,7,8]。在组班化分组过程中将学生分成3个层次。
1) 基础教育。该层次以基础理论和实践教学为主, 针对学生基础知识较差、困难较大、压力较重的特点展开。
2) 提高教育。针对学生依赖性较强但模仿性较强的、能较好地掌握课程规定的特点, 使学生立足于课本, 强化理解课堂理论知识和实践技能。
3) 创新教育。该层次的学生理论知识较扎实, 有浓厚的学习兴趣, 且操作技能娴熟, 在进行教学时, 要加强他们能对复杂套件的加工组装并能确保符合装配图要求, 或者进行个性化的创新加工。
2.4“双师型”教学
数控车的教学是理论和实践相结合的过程, “双师型”教师队是培养数控人才的基础。这就要求教师不仅应该具备良好的教学能力, 还应具备丰富的实践操作经验和技能, 实现教师和工程师双重能力和知识结构相结合。数控车这门课程的组班化教学更加强调教师的专业操作示范技能与实践操作经验[9]。因此教师的企业代职锻炼和培训、工厂学习以及实装维修显得更加重要, 兄弟院校的学习更是提高教师教学能力和专业技能的重要手段, 这些都为组班化教学提供了“双师型”的师资力量。
2.5 多元化的教学考核评价
1) 评价内容多元化。组班化教学评价内容应该多元化, 不仅包括对数控车编程等理论基础知识的掌握, 还要包括对数控车实践操作技能和维修技能的掌握, 以及对学习态度等多元化能力的考核。实现教师对学生的教育考核过程做到目标评价和多元化的要求。
2) 评价主体多元化。组班化教学要改变教师作为主体评价人、单独评价学生的状态, 实现学生自评、同组同学的互评等多主体共同评价的体系。学生的自我评价是实现学生自我提高的关键一步, 不但可以提高学生的积极性和担当性, 更加重要的是评价是反思的结果, 这将进一步促进学生对个人学习的反思, 从而塑造学生独立自主和自我发展的能力, 实现学生的自我成长。而同组的互评也是学生之间学习和交流的过程, 彼此间将更清楚地认识到自己的优缺点。
3) 评价方法的多样化。组班化教学改变以往一式定终身的考核方式, 在教学过程中根据不同的群体启用不同的评价方法和评价标准。理论知识的考核评价将采取分组化的传统书面考查方式, 内容将更加丰富、样式更加灵活、难以适当。对实践操作技能的考核将在全过程中对学生进行全面记录考核, 在结果评价时不仅仅注重技能的提高扎实, 更加注重操作的规范等问题, 在最大限度上给予学生尽可能合理的评价。
3 效果与体会
通过一年多来的实践, 在《数控车编程与实训》教学过程中, 教师不仅能关注到每个学生的个别差异, 更加能充分调动每一个学生的积极性, 进一步挖掘其内在的潜能, 提升了学生的自主创新能力和主动探索欲, 评价体系的多元化实现了师生之间、同学之间的交流合作。在“组班化”的实践教学过程中, 学生学习热情与积极性的提高, 学习效果显著, 成绩突出。
参考文献
[1]岑英敢.论中职学校“双师型”教师队伍建设[J].广西教育, 2009 (15) :7-9.
[2]颜刚.自主探究学习在小班化体育教学中的应用[J].宁波教育学院学报, 2009 (4) :108-109.
[2]李丹.高职商务英语专业毕业设计教学改革模式初探[J].中国科教创新导刊, 2010 (36) :78-79.
[3]程鹏飞.“项目教学, 小班推进”——数控专业实训教学模式的探索与实践[J].中等职业教育, 2006 (14) :24-25.
[4]老青.试议基于计划项目的高职英语专业毕业设计改革[J].教师, 2010 (19) :45-47.
[5]张寿松.小班化教学的理论探讨与实践操作[J].教育探索, 2009 (9) :66-68.
[6]倪绍安.“小班化分组”教学模式在数控专业实训课中的应用[J].中国科技信息, 2009 (23) :34-35.
[7]唐世文, 邹丽丽.高职毕业设计改革初探[J].广州城市职业学院学报, 2009 (6) :78-79.
[8]张锦润.学生实习分层教学浅见[J].广东技术师范学院学报, 2008 (6) :33-35.
3.数控自动编程实训说明 篇三
【摘 要】阐述在原有改革基础上对“数控加工编程与实训”课程教学进行深度改革，突出以学生为主体，以项目化为载体的“教、学、做”一体化教学模式，力求培养学生职业技能。
【关键词】数控加工编程与实训 高职 一体化教学 深度改革
【中图分类号】 G 【文献标识码】 A
【文章编号】0450-9889（2014）01C-0143-02
数控加工技术是现代制造的基础，同时也是现代制造的核心，其先进性反映了一个国家的战略地位和综合国力，全球的制造业强国都在采取各种措施积极推进本国数控技术及其附属产业的发展。然而，当前我国掌握数控技能的专业人才不仅数量短缺，在质量上与发达国家或地区相比也存在着明显差距。因此，我国需要加强数控加工人才的培养，而以培养技能型人才为主要目的的高职院校更是责无旁贷。高职院校专业技能人才培养应以区域内行业的发展需要为出发点，其所培养的数控专业学生，要求掌握有关数控技术的知识，具备熟练应用数控机床的专业技能，并能通过训练积累一定的实践经验；还要具有良好的职业道德和职业素养，以便能更快地适应社会的需要，服务于区域、行业发展。
一、“数控加工编程与实训”课程教学初次改革及其成效
近年来，众多高职院校在数控技术专业课程教学中不断探索，加快教学改革。鉴于“数控加工编程与实训”课程所要求的较强理论性和较强实践性，课程涵盖的知识面较广的特点，许多高职院校经过认真分析研究，完成了对课程的初次改革，在培养学生理论知识和实践能力的综合性方面取得了一定的成效。其中，项目化教学得到了广泛的应用。项目化教学以工学结合、行动导向、项目载体、任务驱动、素质渗透、学生主体、理论实践一体化等为精髓，是当前职业教育提倡的行动导向教学法中的一种，也是国际国内备受推崇的效果优秀的职业教育方法。“数控加工编程与实训”课程教学改革实施后，教学过程如表1所示。
表1 初次教学改革的教学过程
实施步骤教学内容实施过程
一理论教学教师教、学生学
二布置任务教师下达、学生执行
三示范操作教师实践、学生观摩
四填写工艺文本资料教师给出模板、学生分析填写
五加工实训学生模仿加工、实机操作
六上交文本资料、实物作品教师评定成绩
通过教学实施可以发现，初次改革仍存在以下弊端：一是工作任务简单。教师在设定任务时，要综合考虑整个班级甚至整个年级学生的制作水平的差异，不便于设计形状复杂、精度较高的零件。二是从教学模式上看，虽然形成了教学一体化教学模式，但是由教师教、学生学、学生做，学生缺乏独立思考的过程，创新思维受到限制，单纯地模仿教师的行为，也不能对学生进行个性培养，发挥每个学生的自身优势。经常会出现这样的场景：一个班组只要有一人加工出零件，本班组的所有人就都能加工出该零件。三是实训室、设备的利用率较低，不能优化实训室、设备的使用，造成了人力、物力资源等的浪费。
从教学内容和实施过程中不难看出，虽然经过了改革，但教学的主体仍然是教师，学生围绕着教师的教而学。教学过程中的乏味、无新意依然存在，教与学的双主体性来能体现，学生的能力提高不明显。
二、“数控加工编程与实训”课程教学的深度改革
为了切实地达到培养学生设计、分析、动手实践、职业素养等综合能力的目的，应遵循高职学生的发展规律，在已有改革基础上，对“数控加工编程与实训”课程教学内容进行再定位和再剖析，进一步深入细致地对教学进行二次改革。
（一）前期课程及其培养目标
在学习“数控加工编程与实训”课程前，学生需要先进行机械制造类基础课程的学习，实现相关的知识目标和能力目标，如表2所示。
表2 机械制造类基础课程及其培养目标
课程名称知识目标、能力目标
机械制图能用图样正确表达零件结构、工作原理、技术要求
机械制造基础掌握机械工程材料和机械制造工艺过程一般规律、机械制造基本方法，具备对一般机床的实际操作能力
机械制造技术能对机械制造过程有总体的、全面的了解，掌握金属切削过程的基本规律，具备制定工艺规程的能力，具备对制造系统、制造模式选择、决策的能力
（二）教学实施过程
第一步：理论教学、零件设计、工艺设计。相对而言，数控机床操作的危险性比普通机床要高，因此在“数控加工编程与实训”课程中理论教学是不能忽略的，学生必须掌握扎实的理论基础才能进行实践操作。在理论教学过程中，教师作为讲授编程理论的主体，学生以自己的灵感为载体，自行设计零件，绘制图纸，为之后的实训做好前期准备。教师在此教学过程中循序渐进不断提出新的工作要求，学生每人必须自行设计车削零件、铣削零件各一件，所设计的零件必须包含圆弧、内外螺纹、槽、孔等具有典型加工工艺的结构。教师对学生所设计的图纸进行指导并帮助学生进行修改分析，注意强调零件的结构工艺性。结合实训室设备的加工精度，再适当调整工艺尺寸公差和形位公差，控制加工的难易程度。完成设计工作之后，进行工艺规程编写任务，制定并填写“机械加工工艺过程卡片”和“机械加工工序卡片”，培养学生合理利用现有的生产条件，制定出合理并且经济有效的加工方法进行生产加工的实践能力。整个步骤，实质既是一次学习新知识的过程，又是一次综合应用基础课程的过程。对学生而言，既熟悉又陌生，激发了学生学习好奇心；对教师而言，活跃了课堂气氛，使教学变得新颖、灵活。
第二步：综合编程、仿真实训。在前期工作基础上，进行相应零件的数控编程。在教学过程中，教师选择合适的仿真软件，演示更为直观，也提高了师生之间的互动性，可获得及时的反馈；每一位学生针对零件编写好程序后，可以利用数控仿真软件进行校验，及时发现加工过程中可能出现的问题，降低了直接上机操作的危险性，确保实训加工的顺利进行。每个学校的数控操作系统的数量、型号都是有限的，利用仿真软件的操作，能够使学生了解多种操作系统的操作特点，做到举一反三，还可以拓展学生的视野，增强就业信心，缩减学校和企业的时空差距。
第三步：数控机床实训加工。教师结合实训用机床的操作特点，重点讲授数控机床操作和仿真软件操作的区别以及安全操作事项，侧重于培养学生职业素养。数控程序必须经过仿真软件验证无误后方可输入数控机床进行运行。为了生产安全和降低耗材的使用，可以先使用尼龙材料等非金属材料进行试切削加工，加工成型后，再进行金属材料的切削。在整个步骤的实施过程中，始终按照企业的生产、管理等标准执行，模拟企业的分工制，按实际工作过程组织和实施教学，加强学生机械加工综合能力的培养，提高实践教学效果。
第四步：零件检测、分析总结、答辩评定。为了更好地体现学生主体特征，与之前教师直接检测零件、评定加工成绩所不同，学生将加工好的零件对照自己的设计图纸进行检测、计算超差，将测量结果进行汇总以便于后续分析。每一位学生将零件实物和测量结果与教师进行面对面互动交流，在交流的过程中，教师针对加工结果和设计图之间的差异与学生进行分析，帮助学生找出超差原因，鼓励学生思考。不再出现过去教师提问、学生答辩的紧张气氛，将答辩、分析总结、评定等融为一体。
三、深度改革效果
深度改革后的整个“数控加工编程与实训”教学过程注重培养学生的设计能力、思考能力、动手操作能力，每一个步骤都体现着“教、学、做”的一体化，并且突出了以学生为本的教学理念，完全区别于初次改革的“教师教、学生纯粹模仿制作”的模式。同时，充分地挖掘了每一位学生的潜力，增强学生学习的主动性，实现对学生个性培养，因材施教，将学生所掌握的理论知识用实物作品的形式表现出来，激发学生的学习兴趣，符合机械类高职教育的人才培养目标，很好地帮助学生在就业后实现学校与企业的“零距离”对接。对教师则是提出了更高的要求，在整个教学过程中教师需要收集更多的资料，进行周全的考虑，做好充分的准备，尽可能地接近企业生产的模式来进行教学，力求获得更好的教学效果。实训设备管理者在实训的前期准备阶段、实训进行阶段以及后期收尾阶段，都应该做好全面的统筹安排，做好设备的日常保养，准备好各类耗材，确保实训的顺利进行，同时保证为下批次的实训奠定好的基础。
综上所述，“数控加工编程与实训”课程教学改革需要紧密地结合学生的发展特点、教师的全面细致剖析、设备的综合利用等各方面进行全方位的考虑，还应阶段性地分析总结以往改革的利弊。只有多方面多层次的共同努力，才能不断推进课程教学改革，为数控加工人才的培养作出贡献。
【参考文献】
[1]戴士弘.职业教育课程教学改革[M].北京：清华大学出版社，2007
[2]易志斌.任务驱动式教学法在数控实训教学中的应用[J].产业与科技论坛，2011（10）
[3]黄淑芳，刘棣中.高职院校数控实训基地建设与管理模式的研究与实践[J].轻工科技，2012（1）
【作者简介】黄淑芳（1984- ），女，广西南宁人，广西水利电力职业技术学院讲师，硕士，研究方向：机械制造技术。
4.模具数控自动编程设计技巧 篇四
本文通过两个方面来探讨数控车加工过程中的工艺设计技巧。
关键词：数控车床编程;加工;工艺设计
一、引言
随着UG等各种计算机编程软件的不断向更高功能的更新和普及，现在的零件已经越来越复杂，要想把一个零件完整地加工出来，编程前对所加工的零件进行工艺分析，订出工艺方案，选择合适的刀具，确定切削用量等，都成了工件是否能顺利加工完成的首要条件，所谓一棋不就，满盘皆输。
所以一个工艺方案要考虑方方面面，数控车加工与普通车加工相比，有它的一些基本特点：1. 数控车加工的工序内容比普通车加工的工序内容复杂。
2. 数控车床加工程序的编制比普通车床工艺规程的编制复杂。
二、数控车床加工工艺所要考虑的主要内容
1. 根据所要加工的零件的要求，选择适合在数控车床上加工的零件，把工序内容确定下来。
2. 分析所要加工的零件的图纸，明确加工内容，制定好数控加工走刀路线。
3. 全面考虑调整数控加工工序，以利于完整加工。
4. 根据实际情况处理数控机床上部分工艺指令。
三、数控加工的工艺处理过程
1. 确定工件的加工部位，加工轮廓，加工尺寸等具体内容
确定被加工工件需在本机床上完成的工序内容及其与前后工序的联系。
(1)优先选择普通机床上无法加工的内容作为数控加工的内容。
(2)选择普通机床难加工，质量也难保证的内容作为数控加工的内容。
(3)普通机床加工效率低，工人操作劳动强度大的内容，可考虑在数控机床上加工。
(4)这个工件在本工序加工之前的情况是怎样，例如材料是铸件、锻件或棒料、工件的形状、尺寸、加工余量等。
2. 确定工件的夹具选择及装夹方式
由于夹具确定了零件在机床坐标系中的位置，因而首先要求夹具能保证零件在机床坐标系中的正确坐标方向。
数控车床多采用三爪自定心卡盘夹持工件;轴类工件还可采用尾座顶尖支持工件。
由于数控车床主轴转速极高，为便于工件夹紧，多采用液压高速动力卡盘，还可使用软爪夹持工件，软爪弧面由操作者随机配制，可获得理想的夹持精度。
通过调整油缸压力，可改变卡盘夹紧力，以满足夹持各种薄壁和易变形工件的特殊需要。
为减少细长轴加工时受力变形，提高加工精度，以及在加工带孔轴类工件内孔时，可采用液压自动定心中心架，定心精度可达0.03mm。
除此之外，主要考虑下列几点：(1)当零件加工批量小时，尽量采用组合夹具，可调试夹具及其他通用夹具。
(2)夹具要开敞，其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀。
(3)装卸零件要方便可靠，以缩短准备时间。
3. 确定数控加工工序
在数控机床加工过程中，由于加工对象复杂多样，特别是轮廓曲线的形状及位置千变万化，加上材料不同、批量不同等多方面因素的影响，在对具体零件制定加工方案时，应该进行具体分析和区别对待，灵活处理。
只有这样，才能使所制定的加工方案合理，从而达到质量优、效率高和成本低的目的。
确定走刀路线：走刀路线泛指刀具从对刀点(或机床固定原点)开始运动起，直至返回该点并结束加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具引入、切出等非切削空行程。
确定走刀路线的工作重点，主要用于确定粗加工及空行程的走刀路线，因精加工切削过程的走刀路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的。
(1)寻求最短加工路线，减少空刀时间。
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，不仅可以节省整个加工过程的执行时间，还能减少一些不必要的刀具消耗及机床进给机构滑动部件的磨损等。
(2)刀具的进退刀(切入切出)路线要认真考虑，减少在轮廓切削中停刀留下刀痕。
(3)要选择工件在加工后变形小的路线。
4. 制定加工方案的原则
制定加工方案的一般原则为：先粗后精，先近后远，先内后外，程序段最少，走刀路线最短以及特殊情况特殊处理。
(1)先粗后精
为了提高生产效率并保证零件的精加工质量，在切削加工时，应先安排粗加工工序，在较短的时间内，将精加工前大量的加工余量去掉，同时尽量满足精加工的余量均匀性要求。
当粗加工工序安排完后，应接着安排换刀后进行的半精加工和精加工。
其中，安排半精加工的目的是，当粗加工后所留余量的均匀性满足不了精加工要求时，则可安排半精加工作为过渡性工序，以便使精加工余量小而均匀。
(2)先近后远
这里所说的远与近，是按加工部位相对于对刀点的距离大小而言的。
在一般情况下，特别是在粗加工时，通常安排离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。
对于车削加工，先近后远有利于保持毛坯件或半成品件的刚性，改善其切削条件。
(3)先内后外
5.怎样学习数控编程 篇五
一、学好数控编程技术需要具备以下几个基本条件：
（1）具有基本的学习资质，即学员具备一定的学习能力和预备知识。
（2）有条件接受良好的培训，包括选择好的培训机构和培训教材。
（3）在实践中积累经验。
二、学习数控编程技术，要求学员首先掌握一定的预备知识和技能，包括：
（1）基本的几何知识（高中以上即可）和机械制图基础。
（2）基础英语（高中以上即可）。
（3）机械加工常识。
（4）基本的三维造型技能。
三、选择培训教材应考虑的因素包括：
（1）教材的内容应适合于实际编程应用的要求，以目前广泛采用的基于CAD/CAM软件的交互式图形编程技术为主要内容。在讲授软件操作、编程方法等实用技术的同时也应包含一定的基础知识，使读者知其然更知其所以然。
（2）教材的结构。数控编程技术的学习是一个分阶段不断提高的过程，因此教材的内容应按不同的学习阶段进行合理的分配。同时，从应用角度对内容进行系统的归纳和分类，便于读者从整体上理解和记忆。
四、数控编程的学习内容和学习过程基本可以归纳为3个阶段：
第1阶段：基础知识的学习，包括数控加工原理、数控程序、数控加工工艺等方面的基础知识。第2阶段：数控编程技术的学习，在初步了解手工编程的基础上，重点学习基于CAD/CAM软件的交互式图形编程技术。
第3阶段：数控编程与加工练习，包括一定数量的实际产品的数控编程练习和实际加工练习。
五、学习方法与技巧同其他知识和技能的学习一样，掌握正确的学习方法对提高数控编程技术的学习效率和质量起着十分重要的作用。下面是几点建议：
（1）集中精力打歼灭战，在一个较短的时间内集中完成一个学习目标，并及时加以应用，避免进行马拉松式的学习。
（2）对软件功能进行合理的分类，这样不仅可提高记忆效率，而且有助于从整体上把握软件功能的应用。
（3）从一开始就注重培养规范的操作习惯，培养严谨、细致的工作作风，这一点往往比单纯学习技术更为重要。
（4）将平时所遇到的问题、失误和学习要点记录下来，这种积累的过程就是水平不断提高的过程。
六、如何学习CAM交互式图形编程技术的学习（也就是我们常说的CAM编程的要点）可分三个方面：
1、是学习CAD/CAM软件应重点把握核心功能的学习，因为CAD/CAM软件的应用也符合所谓的“20/80原则”，即80%的应用仅需要使用其20%的功能。
2、是培养标准化、规范化的工作习惯。对于常用的加工工艺过程应进行标准化的参数设置，并形成标准的参数模板，在各种产品的数控编程中尽可能直接使用这些标准的参数模板，以减少操作复杂度，提高可靠性。
3、是重视加工工艺的经验积累，熟悉所使用的数控机床、刀具、加工材料的特性，以便使工艺参数设置更为合理。需要特别指出的是，实践经验是数控编程技术的重要组成部分，只能通过实际加工获得，这是任何一本数控加工培训教材都不可能替代的。虽然本书充分强调与实践相结合，但应该说在不同的加工环境下所产生的工艺因素变化是很难用书面形式来表述完整的。
6.数控编程论文 篇六
引言
数控编程是把零件的图形尺寸、工艺过程、工艺参数、机床的运动以及刀具位移等内容,按照数控机床的编程格式和能识别的语言记录在程序单上的全过程。程序编制的方法主要有手工编程和自动编程两类。近年来数控技术发展得十分迅速,数控机床特别是数控车床的普及率越来越高,但是,数控车床在加工过程中遇到轮廓较复杂的零件时,用人工编写数控程序要花费大量的时间,且易出错[1,2]。采用CAD/CAM集成技术实现数控加工程序的图形化自动编程是当今的主流[3]。
目前国外有许多高档的CAD软件,如Pro/E、UGⅡ、IDEAS、MasterCAM、Cimatron等,均有性能良好的CAM模块,可利用其三维实体数据生成NC程序。但这些软件较难掌握,且价格昂贵。而国内一些基于Autodesk公司的AutoCAD软件为支撑平台研制的自动编程系统中[4,5],较多的方法是由AutoCAD生成零件加工图形,从而生成DXF格式文件,然后,系统通过对DXF图形文件进行分析,读取数控加工所需的零件几何信息。国内也有基于图形的数控车床自动编程系统的研究[6,7],但还未见具体软件系统的实现。
本系统采用自行开发的二维图形软件包实现加工零件轮廓的图形描述,经过工序划分以及加工工艺参数的人机交互式输入,实现了数控加工程序直接从图形到程序的自动编程。
1.系统框架结构和功能
本系统结构模块的组成框主要由以下模块组成:
(1)加工工艺规划模块。此模块根据数控加工工艺特点,将其分解为开口槽腔、闭口槽腔、端面车削、螺纹、切断等工步(开口槽腔、闭口槽腔、螺纹分别有外圆和内孔之分)。任何车削加工零件的外形轮廓加工工艺都可以拆分为以上工步。每一工步都有粗、精加工,可以通过工序管理器来实行加工程序的合并。
(2)特征图元绘制模块。此模块具有简单的CAD造型功能,能够完成零件二维轮廓的绘制。
同时在刀位轨迹生成以后能够实现轨迹的图形仿真显示。
(3)工艺参数设定模块。此模块对各种加工工艺参数进行交互式输入,包括起刀点、进退刀矢量、加工余量、切削深度、进给量、切削速度以及机床主轴转速等工艺参数。
(4)刀位轨迹生成模块。此模块根据所选择的工步以及走刀方式,自动生成刀位轨迹。
(5)G代码生成模块。此模块将系统生成的刀位轨迹转换为数控车床加工G代码程序并以文本文档的形式输出。
2.零件轮廓的表达以及图形输入
数控车床加工的零件多以轴类及盘类零件为主,尽管这些待加工零件是真三维的,但是在实际加工中,一般都是二维的,即刀具在一次切削过程中始终在X-Z平面内运动。因此,本系统可以用直线、圆弧来完成加工零件轮廓的二维描述。
2.1零件轮廓的表达
数控车床加工的零件,其表面轮廓段一般都由直线和圆弧等构成,针对这种情况建立了零件轮廓的统一表达模型,将构成零件轮廓的各轮廓段统一用轮廓边界点表示,这样便可以建立整体轮廓的统一描述。可以认为零件的整体轮廓均是由直线和圆弧构成的,对于自由曲线,可以根据自由曲线轮廓段的表面粗糙度要求,采用有理B样条插值算法将其离散为一系列直线段。
把构成轮廓表面的各轮廓统一称为边界点,那么整条轮廓便是由多个首尾相连接的边界点所组成,每一边界点内含有一个描述边界性质的几何点点集。直线是一个包含两个几何点(起点和终点)点集的边界点;圆弧是一个包含3个几何点(起点、终点和圆心)点集的边界点,由于三点不能唯一确定一条圆弧,因此,可以再加上圆弧的旋转方向(顺时针或者逆时针)来确定圆弧。本系统采用面向对象的.计算机编程语言Python开发[6,7],在数据结构上采用
Python语言的数据类型列表来表示一个轮廓段的边界点。如图2(a)所示的零件轮廓段的数据结构为:Part=[(′Line′,[(,12010),(381366,861405)]),(′Oval1′,[0,(381366,861405),(811176,1021418),(591198,621341)]),(′Oval1′,[1,(591198,621341),(461535,381039),(721116,471866)]),(′Line′,[(721116,471866),(821156,201065),(1411307,201065)])]。其中,直线的标志为‘Line’;圆弧的标志为‘Oval1’,圆弧后面的点集列表中的1表示顺圆,0表示逆圆。
2.2图形输入
零件几何图素的输入主要包括点、线、圆的输入,通过系统给出的绘图工具在绘图区绘出。如点可以通过键盘形式进行参数输入,也可以直接通过鼠标点击输入。系统提供了直线和圆弧的绘图工具。直线主要通过两点来生成,选取直线的绘图工具以后,在绘图区直接鼠标点击就可以生成直线,连续点击将生成首尾相连的多条直线。圆弧的绘图工具包括三点圆弧(起点、终点和圆心)以及两点半径圆弧(起点、终点和半径),通过圆弧的旋转方向来最终确定为顺时针圆弧还是逆时针圆弧。
几何元素输入后分别以点线圆的标准形式存放于几何参数表中,其中点的记录内容为坐标值(X,Y),直线和圆弧的记录内容如上文所述。这些数据都以列表的形式存放在计算机的内存中。图2所示为本系统根据数控车削加工工艺划分的开口槽腔和闭口槽腔的图形显示,其中开口槽腔定义为用水平线与零件轮廓线求交时有且只有一个交点的轮廓形状,闭口槽腔则只有两个交点。
零件轮廓数据输入后往往需要进行修改,可利用图形编辑菜单项中的撤消、重画、删除等功能最终形成该零件的加工轮廓图形。直线和直线相交的地方,可以进行倒角处理,在作图过程中,选择倒角功能,可以通过数据显示功能来选择倒角方式(直线倒角还是圆弧倒角),输入倒角的参数最终实现倒角。
3.刀位轨迹和G代码程序的生成
刀位轨迹以及G代码生成是本系统的核心部分,根据前面所述的工步划分,选择合适的工步,绘制零件的加工表面二维轮廓图形,可以使用系统工艺参数数据库自动提供的预设加工工艺参数,也可以通过人机交互方式完成工艺参数的输入。同时也可以修改某一工艺中的刀具参数、切削参数等。数控加工中为减少多次安装带来的安装误差,一般采用一次安装。
对那些需要调头加工的部位采用右偏刀反向走刀切削,此外,对于端面处的开口槽腔,加工时可以选择向下的切削方向。因此加工时的切削方向分为向左、向右和向下的切削方向。
在刀位轨迹规划中,粗加工的刀位轨迹规划是关键,精加工只是刀具沿着轮廓线走刀,因此其刀位轨迹的生成算法仅仅是加工零件表面曲线的偏置,图3所示为开口槽腔加工时的刀位轨迹生成程序框图。而粗加工往往还跟零件的毛坯形状有关,本系统可以绘制外圆以及内孔加工时的毛坯轮廓曲线,跟零件轮廓曲线结合而确定加工区域。根据加工参数中的起刀点、加工余量、进退刀矢量等参数,用水平线与加工区域求交,求得的交点即为刀具刀尖的运动点坐标。
在点击主界面上的生成G代码的按钮后可以将生成刀位轨迹和G代码程序显示在界面上,并可以将零件信息、毛坯信息、加工工艺参数和G代码程序一起用文本文件保存下来。如图4所示,主界面左边显示的就是图3中的开口和闭口槽腔沿负Z轴方向水平切削的刀位轨迹,右下角显示的是生成的G代码程序。
4.结束语
本系统是一个CAD/CAM集成的数控车床自动编程软件,只要按照本系统所划分的数控车削加工工步,将待加工零件进行工艺规划,分解成各种工步,每个工步都可以单独生成可用的加工程序,也可以通过本系统的工序管理器模块进行工步合并,生成一个总的G代码文件。本系统集绘制图形、工艺参数处理、刀位轨迹和G代码生成于一体,具有学习、使用简单的特点。
7.数控自动编程实训说明 篇七
1 自动数控编程的概述
自动编程是将计算机技术应用到数控设备的编程中去, 也可以称之为计算机编程, 将对零件加工的信息以及设计信息都输入到计算机中, 并将输入的信息转化为数控设备零件加工的动作指令的过程, 既可以被称之为自动编程。自动编程特别是在进入21世纪之后, 得到了前所未有的发展, 给我国传统的加工制造业带来了很大的冲击, 因此, 各个国家中的加工制造行业都投入大量的资金成本对自己国家的价格制造业进行改造, 以求能够在竞争日趋激烈的今天脱颖而出。我国的加工制造业也向着现代化发展, 数控技术也向着高精度、高效率的方向发展, 并都体现出了自动化、智能化和集成化的发展特点。自动编程在零件加工中的应用是社会发展和科学技术进步的必然趋势。
在数控编程的程序中没有和任何加工零件有关的信息的存在, 这对自动数控系统的集成化发展产生了一定的阻碍作用, 在零件加工的过程中, 对不同的数控设备进行调整时的难度也是不一样的。在自动数控编程的过程中对数控设备具有很强的依赖性, 因此, 数控编程的程序都是相对于具体的数控设备而言的, 因而在自动数控系统控制下的数控设备对于数控程序的继承性以及可重用性非常缺乏。
在自动数控编程的过程中一定要保证编程的及时性, 否则的话将会造成数控设备停机等待数控编程的现象, 造成大量的经济损失, 因此要提高数控编程程序的开发效率。现阶段, 在我国的加工制造业中, CAD的图形设计软件使用的较为频繁, 是对零件加工图样进行绘制, 提高了零件加工的精确性。
虽然CAD和CAM系统在我国的加工制造业已经得到了广泛的使用, 但是CAD系统为CAM系统提供有关于产品的几何信息还处于最底层的, 并没有具备自动获取产品形状、功能以及语义信息的能力。而在进行数控编程程序的过程中, 需要一个工作经验较为丰富、工作效率高的程序编程人员加入到程序编程的队伍中去, 通过图形之间的交互式操作进行。不管是在CAM系统中, 还是在CAD系统中, 信息没有共享的可能性, 即使有那也只限于单一的功能或者是单向。CAM系统并不能够全面、系统的了解CAD系统中所体现出来的数据信息和几何形状的信息, 不能获取有效的与加工特征有关的信息, 也就不能自动生成数控代码, 从而也就不能转化成指令, 让数控设备执行。
2 零件加工特征的定义
零件加工特征涉及到设计、分析以及装配、制造登封多个方面的定义以及分类的标准。在涉及到的工程领域中, 特征的模型都是按照需求的要求重新定义和分类, 例如在零件的加工过程中, 可以根据制造方式的不同分为成型特征、锻造特征、钣金特征等等。加工制造业的特征通常情况下, 都是在一个较为封闭的三维立体空间中进行的, 如果编程的程序变成指令被执行结束后, 与这个特征有关的编程和材料都将会被彻底的切除干净。
在数控编程的零件加工中, 对零件加工过程中的工艺进行设计, 最终的目的就是将编程的信息转变成为一个数控的代码, 对等待加工的零件的程序进行设计, 对此类零件加工过程中所涉及到的各项技术和加工方式都做到熟悉的了解, 对其进行准确的定义, 并对加工步骤进行合理的安排和排序, 以提高数控编程的零件加工的精确性。在目前我国数控编程程序的实际使用情况来看的话, 程序编程人员将大量的精力放在了工艺的选择和程序的设计上, 相对于加工制造业中的一个企业而言, 它所加工制造的零件在种类上受到一定的限制, 同一个加工制造业的企业在零件加工上存在着很强的相似性。在数控编程程序设计的过程中, 要想提高程序设计的工作效率, 就需要对零件加工过程中所涉及到的特征熟悉并进行研究, 对零件加工的特征进行建模, 以求数控编程的程序可以自动生成。
3 对零件加工的特征进行分类以及模型的定义
3.1 零件加工的特征分类
以满足计算机对工艺的基本要求为程序编程设计的前提条件, 从而对零件加工的特征进行重新的分类, 按照一种新的分类标准进行, 主要是为了方便工作人员开展工作, 对于零件加工过程中所涉及到的特征以及种类进行数控设备和工具的合理安排。在零件加工特征的分类过程中, 首先要对数控机床的轴数进行分类, 随后在根据机床刀的规格和型号, 对加工方式和机床设备之间建立起映射的关系。如果在零件加工工艺设计的过程中, 使用派生式的模式时, 工艺设计人员不仅可以根据零件加工过程中的轴数对机床设备进行挑选, 而且还可以根据已经挑选到的机床设备, 联系其使用的工艺的特之呢个, 让其自动生成计算机自动数控编程的程序, 加工特征的分类方式如图1所示。
3.2 加工特征模型的定义和功能
为了提高数控编程程序设计的工作效率, 在进行数控编程程序的设计时, 从最小的单元入手, 也就是之前已经定义过的参数的范围开始, 通过人工智能的方法, 在工艺设计的过程中使用半创成型的方式对生产工艺进行自动的决策, 为了能够尽快达到这一目标, 需要对零件加工过程中所涉及到的加工特征重新进行建模和定义, 也为了满足这一发展的要求, 加工特征不仅具备了几何信息和非几何信息等方面的技术数据, 而且还具备了与机床设备有关的信息和决策信息的智能化发展。
一般情况下, 加工特征的范围指的是在毛坯上按照需求方的要求, 切除掉的多余部分, 对这个多余部分, 采用参数或者是边界等表现形式进行描述。以集合理论作为定义的理论依据, 将加工特征可以定义为以下类型:
假设, 公式中的MÁÁMÁÂBÂÁÁBÂÁÂ, 那么就可以得出以下结论:
在公式中, P-加工后形成的最终零件;
BL-毛坯或者是半成品的加工零件;
MF-加工特征;
BMF-加工特征的发展的边界;
IRF-加工特征之间存在的关系;
I-干涉;
D-变形几何所涉及到的数据资料:
在公式 (4) (5) (6) 中, GDi-i的几何数据;
TDi-i的技术数据;
Ti-i的公差信息;
Si-i的表面粗糙度;
Mmi-i的加工方法。
除了上述所说的基本的加工特征外, 还拥有一些面向不同的工艺设计所具备的复杂程度不同的特征存在, 每个复杂程度都有其对应的工艺存在, 这些复杂的特征也有可能是由几个较为简单的特征共同组成的, 它不仅包括传统意义上的加工特征和传统的工艺信息, 而且也涉及到工艺决策所需要的信息和零件加工所需要指令的自动生成, 主要可以分为下面几个部分:
(1) 总结和归纳经验, 并通过系统验证其正确性
在针对零件加工过程中所涉及到的决策信息, 例如, 加工方式、定位方式以及加工设备等方面时, 需要对这些方面的用具、知识进行确定, 一般情况下, 这些方面的信息都来源于日常的加工经验之中, 对长期的零件加工工作进行总结和归纳, 为了便于获取这些知识, 可以建立一个智能化管理系统, 以供其他人进行参考和借鉴, 还可以通过建立的专家系统, 对总结归纳的经验以及相关知识进行检验和验证, 以求总结和归纳知识的正确性。
(2) 生成数控工艺的模板
在进行变异式参数化类型的工艺进行设计的过程中, 一定要针对一个具体的加工制造企业, 虽然企业之间存在着较大的区别, 但是相对于一个企业而言, 它所加工的零件之间存在着很大的类似性, 而对于一个机床设备而言, 它所加工的零件的尺寸、形状和类型都在一定的范围内, 如果使用参数驱动对加工特征进行定义, 工艺决策中很多复杂化的问题都将会得到简化, 从而大大节约了决策时所需要的时间, 提高了决策工作的有效性和工作效率。对自动数控编程所涉及到的数控工艺和数控代码进行详细的分析和研究, 就建立了数控工艺的模板。
(3) 决策所涉及到的数控工艺的设计机制
在数控工艺设计的机制中使用变异类型的参数进行驱动, 有利于数控代码的自动生成, 但是如果在一台机床设备中, 同时具备新的特征或者是多个特征时, 以前那种基本单元中只有一个特征的设计方式就没有它的优势存在了, 由于在一个机床设备使用的过程中, 存在着多个特征时, 机床设备以及刀具等诸多方面就会存在着资源共享的问题, 再使用针对单一特征的加工决策方式时, 就会存在着很多不协调的因素, 造成不必要的难度和经济损失。因此, 在面对多个特征基于一身的机床设备时, 需要使用新的规则——产生式规则对机床设备所涉及到的决策进行描述, 以便于能够实现智能决策;或者是对加工特征中所涉及到的工具进行优化调整, 找出可行性较强的决策方案, 为优化工艺系统提供强有力的理论支持。加工特征的体系结构如图2所示。
在针对加工特征所对应的几何定义模型中, 几何特征的形状和加工的信息之间存在着较为密切的关系, 对于几何的参数、坐标矩阵之间的变换、加工技术和精度等方面的信息进行总结和归纳。在加工特征的几何定义模型建立的过程中, 需要使用工艺决策机制优化零件加工的工艺流程, 在刀具的选择和工序的确定的过程中, 要使用智能的方法进行, 以求刀具和工序的配合达到最理想的状态。
4 结束语
随着我国科学技术的进步和经济全球化的发展, 我国各行各业中的竞争都非常的激烈, 为了能够在日趋激烈的竞争中占有一席之地, 我国对加工制造行业进行了改革和创新, 并对零件加工过程中的加工特征进行了建模, 以求能够使数控技术向着自动化、智能化发展, 并使数控编程程序向着高效率发展, 从而提高企业数控工艺的集约化、标准化以及参数化的发展, 以促进我国加工制造业经济效益的提高。
摘要：加工制造业是我国工业发展的基础, 在我国的国民经济的地位越来越重要, 21世纪是信息科技的时代, 我国的数控编程程序关系到数控设备的控制和零件的加工。本文首先对自动数控编程进行了一个简明扼要的概述, 随后又对零件加工特征的定义进行了阐述, 最后又使用各种数据资料和推理方式, 对零件加工的特征进行分类以及模型的定义进行了详细的分析和研究。
关键词：解析,自动数控,编程,零件加工,建模技术
参考文献
[1]方水良, 武胜勇, 李强.变型零件数控程序快速生成系统研究[J].计算机集成制造系统, 2008 (10) .
[2]刘锋.基于加工特征的回转类零件快速数控编程技术研究[J].南京航空航天大学学报, 2009 (8) .
[3]张英杰, 许艾.基于特征的箱体类零件数控编程技术[D].西安:西安交通大学, 2008.
[4]李双跃.制造工艺资源建模技术及其在夹具设计支持系统中的应用[J].四川大学学报, 2010 (06) .
[5]曹文杰, 胡德计, 贾毅超, 等.基于分层建模技术的CAD/CAPP/CAM集成系统研究[D].河北工业大学, 2010.
[6]陈哲.面向三维模型基于特征的数控代码自动生成系统研究[J].华中科技大学学报, 2012 (14) .
[7]张瑞国.基于GT与KBE的智能数控编程系统研究与应用[D].江苏科技大学, 2010.
[8]兰芳, 欧阳瑞丽.变型零件数控程序克隆和变异方法研究[J].装备制造技术, 2012 (10) .
[9]陈永亮, 徐燕申, 高举红.基于MDT API箱体零件加工特征识别和工艺知识表达[J].组合机床与自动化加工技术, 2009 (9) .
8.基于特征编码的数控自动编程研究 篇八
关键词：CAD/CAM；加工特征；NC编程
中图分类号：TP308 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）26-0083-02
1 特征造型技术
特征造型是近二十多年来发展起来的一种新的造型方法，它是CAD第三次技术（参数化技术）革命的里程碑。特征造型技术的发展可以分为三个阶段，第一阶段：以点和线表示实体的二维造型方法。第二阶段：传统三维几何造型方法，即以线框造型、曲面造型、实体造型等几何元素来表达实体。这种描述方法没有明显的结构、功能及工程含义，计算机很难识别和统一管理。第三阶段：将特征作为基础的三维造型方法，这种方法将大量工程信息包含到设计过程中，较好地改善了前两阶段的局限性。特征造型技术目前广泛地用于计算机辅助设计系统。
与传统三维几何造型相比，特征造型具有以下三方面的特点
{1}以特征造型为基础的零件模型易于理解和修改。在基于特征造型技术的建模过程中计算机辅助设计系统会自动生成模型树，可以将建模过程直观的反映出来。
{2}基于特征造型技术的计算机辅助设计系统是交互式的设计系统，能够让设计人员充分发挥设计的创造性，可以提高设计效率.
{3}特征造型的操作目标不是初期的线条和体素，而是层次较高的功能要素，如定位孔、螺纹孔、键槽等，零件的几何结构通过特征组合来定义。
2 特征识别和提取
在产品数字化设计与制造中，零件的特征识别是一项非常关键的技术。目前已开发出了各种CAD/CAM软件，如UG、SolidWorks、Pro/E、Catia等，这些软件都是以特征造型为基础，而特征造型为产品的数字化设计与制造过程中的特征识别创造了良好的条件。特征识别可以分为交互特征定义和自动特征识别两类。
2.1 交互特征定义
交互特征定义是在计算机显示器屏幕上对显示的零件三维实体模型操作，在操作界面的引导下，设计人员在模型上选取构成特征的一些几何实体（如几个平面），CAD/CAM软件系统就可将这些几何实体组织起来，定义为某个特征，例如选取三个相邻的正交平面，CAD/CAM软件系统就可以将其定义为槽。初步定义的特征还缺少表面粗糙度、公差等技术要求这些非几何信息，必须补充上去，这样才能完成特征建模。交互特征定义由设计人员直接对实体模型进行操作，比较直观，具有较大的灵活性，但操作繁琐，效率低。所以通常是在应用自动特征识别方法不能完全识别特征的情况下作为一种补充处理手段来使用。
2.2 特征自动识别
特征自动识别是通过计算机智能技术来取代交互特征定义中设计人员的干预。零件实体模型中的所有特征信息都具有特定的工程意义和加工工艺，特征自动识别技术可以将所有的特征信息自动提取出来。特征自动识别原理是通过特征识别器实现。特征识别器是在软件程序中设计特定的算法，该算法实际上先将零件几何模型中的所有数据遍历，然后将几何模型与一组预先定义的特征进行比较，预先定义的这组特征包含了特征造型中涉及到的所有特征，通过比较，最后就可以找到与预先定义的特征组中相匹配的模型特征，实现特征自动识别。
基于特征造型的CAD/CAM软件对于主要特征一般分为基准特征、实体特征、曲面特征、修饰特征和集合特征。基准特征包括基准的位置与坐标等信息；实体特征用于实现实体造型；曲面特征用于实现曲面造型；修饰特征不能独立存在，它只能附加在实体特征上；集合特征包括组和阵列特征。CAM所需要的是零件的加工特征，包括以下几个方面的内容：零件管理信息、形状特征信息和精度特征信息。零件管理信息由特征代码、特征名以及材料信息构成；形状特征信息描述了零件的几何形状；精度特征信息用于描述特征的几何尺寸与形状的允许变化范围。加工特征分为五大类，包括平面、曲面、孔、槽和辅助特征，其中每一大类又可以细分为若干小类。加工特征的描述要用到四类要素：特征代码、特征名、特征几何形状和特征工艺信息。其中特征几何形状表示孔的深度、半径等；特征工艺信息表示零件表面粗糙度、加工精度、材料等。
3 基于特征模型的零件柔性编码
基于特征模型的零件柔性编码系统是以数据模型原理为基础，与刚性编码系统相比，其框架结构是不固定的，零件的有效特征信息可以根据不同的零件而采用多层来详尽地描述。其描述方法为层层深入法，采用这种描述方法可以满足不同生产条件、不同场合的要求。常用零件柔性编码系统的结构有三种，即树式结构、链式结构和混合结构。基于特征模型的零件柔性编码系统是在零件实体模型的基础上，对模型特征进行识别并提取，然后采用柔性编码技术对提取出来的零件特征进行编码，在三种柔性编码系统结构中这属于混合结构编码。
混合结构编码具有以下特点：
①既有柔性码位，也有固定码位。柔性码位主要为零件的特征信息码位；固定码位用来表示零件的功能信息和总体信息，包括零件类型、尺寸、材料、热处理方法等信息；
第一层：总体特征码。总体特征码具有固定的代码长度，主要用于描述和反映零件的功能和形状特征，能够在总体上对零件进行分类，通过总体特征码可以确定零件族别。
第二层：加工面特征码。加工面特征码主要详细描述除主特征之外的零件工艺特征，这些工艺特征用于描述零件的加工面特征以及主要工艺信息。加工面的形状用加工面特征码的第一个码位表示，如平面、螺旋面、球面、齿面、孔、螺纹、槽、导轨等。在代码中零件的每一个特征信息用两个字符表示，零件的所有特征信息表现为一字符串，与传统编码系统相比，可以避免各种信息排列方式的限制，同时也克服了高项掩盖低项的缺点，使代码的含义清楚，并且可以将不具备这方面特征略去。对于添加的特征，可以用（）加以区别。零件的典型工艺可以根据加工面特征码加以确定。
第三层：非加工表面特征码。这层代码用于补充描述零件加工面特征，或者补充描述加工面特征之间的位置信息，如平行度、垂直度、倾斜度、同心度。这层代码的码位数不固定，零件加工表面特征之间的相互关系数量决定码位字符数。这层可以根据需要取舍。
4 NC代码自动生成
数控自动编程是根据零件当前加工部位的基本特征，按照一定的加工工艺，生成相应的加工指令代码及转速、进给速度、刀具指令代码，依据对加工部位的几何形状的描述，生成节点坐标指令。零件的加工方式和零件柔性编码中的特征信息决定了基本加工特征。根据零件柔性编码描述的零件基本几何信息，数控程序自动生成模块能够进行相关的数据处理，其处理方法是将外圆、端面或内孔相关参数的数据传递给刀具程序模块，例如模型基点与端面之间的相对位置关系，模型基点与厚度之间的相对位置关系，端面外圆的直径等。
完整的数控加工程序包含三大部分：数控加工准备程序段、加工程序段和结束程序段。其中数控加工准备程序段和结束程序段在数控加工程序中是必不可少的。准备程序段主要包括设置工件坐标系、设置换刀点、设定转速单位、设置最大转速、开启冷却液、启动主轴和设置旋转方向；加工程序段是根据零件的加工工艺，编写刀具轨迹，设定切削用量；数控加工程序结束段主要包括、关闭冷却液、刀具快速回退到程序起点、取消刀具补偿、主轴停转和程序结束。完整数控加工程序的准备程序段和结束程序段的格式基本相同，不同之处在于不同加工零件的相应工艺参数，因此在实际编程中，可以将相同结构的程序段写在一起。在应用程序时，通过内部调用并结合参数输入，就能自动生成所需要的代码段。
参考文献：
[1] 张英杰.面向自动数控编程的零件加工特征建模技术[J].西安交通大学学报,2008,(3).
[2] 黄利江，许建新，田锡天.基于特征模型的零件柔性编码研究[J].机床与液压，2007,(11).