四川大学：机械工程系课程教学资源《数控自动编程与优化》教学大纲 CNC Automatic Programming and Optimization.pdf_大学文库

四川大学制造科学与工程学院本科课程《数控自动编程与优化》教学大纲课程编号： 302129020 课程类型：选修课 Course Code:302129020 Course Type: Elective 课程名称：数控自动编程与优化授课对象：本科三年级学生 Course Name:CNC Automatic Programming and Optimization Audience: Junior 学时/学分： 32/2 授课语言：中文 Credit 32/2 Language of Chinese Hours/Credits Instruction Mandarin 先修课程：机械制造基础、机械设计基础、控制工程基开课院系：机械工程系础 Course offered by:Departmentof Prerequisite:Basis of Mechanical Manufactory,Mechanical Mechanical Eng. Design,Fundamentals of Control Engineering 适用专业：机械设计制造及其自动化专业 Intended for:Mechanical Design,Manufacturing and Automation 大纲执笔人：罗阳大细审核人： Edited by: Luo Yang Inspected by: 一、课程简介数控自动编程与优化课程是机械设计制造及其自动化专业的专业选修课程。课程的核心内容是典型数控机床加工工艺分析及自动编程技术。通过本课程的理论教学和实验训练，使学生理解数控加工编程技术的发展历史、技术现状和发展趋势：理解数控车床、数控铣床、加工中心三种典型数控机床的数控加工工艺及编程的基础知识，初步具有数控工艺分析能力，能够完成简单机械零件的数控加工编程，并初步具备三种典型数控机床及其附件的操作技术能够利用数控加工仿真软件设计实验对不同数控加工方案进行对比、分析和验证：理解数控加工自动编程技术的基本原理，初步具备MasterCAM、UG、Pro/E等典型数控自动编程软件中的一种或多种系统的操作技术，完成较复杂机械零件的数控工艺分析及数控自动编程，并能通过数控加工仿真技术优化数控工艺方案及数控代码：初步具备利用自动编程软件完成较

四川大学制造科学与工程学院本科课程《数控自动编程与优化》教学大纲课程编号： Course Code: 302129020 302129020 课程类型： Course Type: 选修课 Elective 课程名称： Course Name: 数控自动编程与优化 CNC Automatic Programming and Optimization 授课对象： Audience: 本科三年级学生 Junior 学时/学分： Credit Hours/Credits 32/2 32/2 授课语言： Language of Instruction 中文 Chinese Mandarin 先修课程： Prerequisite: 机械制造基础、机械设计基础、控制工程基础 Basis of Mechanical Manufactory, Mechanical Design, Fundamentals of Control Engineering 开课院系： Course offered by: 机械工程系 Department of Mechanical Eng. 适用专业：机械设计制造及其自动化专业 Intended for: Mechanical Design, Manufacturing and Automation 大纲执笔人： Edited by: 罗阳 Luo Yang 大纲审核人： Inspected by: 一、课程简介数控自动编程与优化课程是机械设计制造及其自动化专业的专业选修课程。课程的核心内容是典型数控机床加工工艺分析及自动编程技术。通过本课程的理论教学和实验训练，使学生理解数控加工编程技术的发展历史、技术现状和发展趋势；理解数控车床、数控铣床、加工中心三种典型数控机床的数控加工工艺及编程的基础知识，初步具有数控工艺分析能力，能够完成简单机械零件的数控加工编程，并初步具备三种典型数控机床及其附件的操作技术。能够利用数控加工仿真软件设计实验对不同数控加工方案进行对比、分析和验证；理解数控加工自动编程技术的基本原理，初步具备 MasterCAM、UG、Pro/E 等典型数控自动编程软件中的一种或多种系统的操作技术，完成较复杂机械零件的数控工艺分析及数控自动编程，并能通过数控加工仿真技术优化数控工艺方案及数控代码；初步具备利用自动编程软件完成较

复杂零件的数控加工制造的综合实践能力，能够设计数控加工方案并提交方案报告。二、学习目标 1、了解编程技术的发展历史、技术现状和发展趋势，理解数控车床、数控铣床、加工中心、以及其他常见数控机床的数控加工工艺及编程的基础知识，初步具有数控工艺分析能力，能够完成简单机械零件的数控加工编程，并初步具备三种典型数控机床及其附件的操作技术。能够利用数控加工仿真软件设计实验对不同数控加工方案进行对比、分析和验证。 2、理解数控加工自动编程技术的基本原理，初步具备MasterCAM、UG、Pro/E等典型数控自动编程软件中的一种或多种系统的操作技术，完成较复杂机械零件的数控工艺分析及数控自动编程，并能通过数控加工仿真技术优化数控工艺方案及数控代码。 3、具备利用自动编程软件完成较复杂零件的数控加工制造的综合实践能力，能够设计数控加工方案并提交方案报告三、学习目标与毕业要求的对应关系毕业要求毕业要求指标点学习目标 (3)能够设计满足特定需求的机械 3.3针对机械工程领域设产品功能原理方案、零部件及机械系计、制造、运行中的复杂工程问统，或针对机械工程领域设计、制造、题，能够设计满足特定需求的系运行等方面的复杂工程问题，拟定相应学习目标3 统、单元（部件）或机械制造工的设计、制造、运行方案，并能够综合艺流程，并能够在设计环节中体考虑社会、健康、安全、法律、文化以现创新意识。及环境因素，体现创新意识。 (4)能够基于科学原理并采用科学方法，针对机械工程领域设计、制造 4.1对于机械工程领域设运行等方面的复杂工程问题进行研究，计、制造、运行中的复杂工程问学习目标1 通过设计、实施实验，获取、分析和解题，能够基于科学原理并采用科学习目标2 释数据，并通过信息综合，获得合理有学方法，设计相应的实验：效的结论。四、教学基本内容第一章绪论(1学时) 1、理解数控机床的产生及特点

复杂零件的数控加工制造的综合实践能力，能够设计数控加工方案并提交方案报告。二、学习目标 1、了解编程技术的发展历史、技术现状和发展趋势，理解数控车床、数控铣床、加工中心、以及其他常见数控机床的数控加工工艺及编程的基础知识，初步具有数控工艺分析能力，能够完成简单机械零件的数控加工编程，并初步具备三种典型数控机床及其附件的操作技术。能够利用数控加工仿真软件设计实验对不同数控加工方案进行对比、分析和验证。 2、理解数控加工自动编程技术的基本原理，初步具备 MasterCAM、UG、Pro/E 等典型数控自动编程软件中的一种或多种系统的操作技术，完成较复杂机械零件的数控工艺分析及数控自动编程，并能通过数控加工仿真技术优化数控工艺方案及数控代码。 3、具备利用自动编程软件完成较复杂零件的数控加工制造的综合实践能力，能够设计数控加工方案并提交方案报告。三、学习目标与毕业要求的对应关系毕业要求毕业要求指标点学习目标（3）能够设计满足特定需求的机械产品功能原理方案、零部件及机械系统，或针对机械工程领域设计、制造、运行等方面的复杂工程问题，拟定相应的设计、制造、运行方案，并能够综合考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境因素，体现创新意识。 3.3 针对机械工程领域设计、制造、运行中的复杂工程问题，能够设计满足特定需求的系统、单元（部件）或机械制造工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识。学习目标 3 （4）能够基于科学原理并采用科学方法，针对机械工程领域设计、制造、运行等方面的复杂工程问题进行研究，通过设计、实施实验，获取、分析和解释数据，并通过信息综合，获得合理有效的结论。 4.1 对于机械工程领域设计、制造、运行中的复杂工程问题，能够基于科学原理并采用科学方法，设计相应的实验；学习目标 1 学习目标 2 四、教学基本内容第一章绪论（1 学时） 1、理解数控机床的产生及特点

2、理解数控机床的组成及分类 3、理解数控加工的定义、内容及特点 4、理解数控机床及其应用的现状及发展趋势基本要求：理解数控技术的起源、发展趋势及最新成就，理解数控机床的组成、分类特点及适用范围，以及数控加工技术的现状及发展趋势。本章学习内容对应学习目标1，支撑毕业要求指标点4.1。第二章数控加工编程基础(2学时) 1、理解数控编程技术基本概念。 2、理解数控机床的操作过程、数控编程的含义、程序代码中的信息、常用编程方法及其特点。 3、理解手工编程的步骤、特点，以及5个主要步骤的工作内容与方法要点。 4、理解数控编程的相关技术标准。 5、理解数控机床坐标系设定相关的技术标准。基本要求：理解编程的基本概念、数控机床的操作过程、程序代码中的信息、常用编程方法及其特点，以及与数控编程的相关技术标准。本章学习内容对应学习目标1，支撑毕业要求指标点4.1。第三章数控加工工艺常识(3学时) 1、理解数控加工工艺与普通加工工艺的异同 2、理解数控加工工艺的主要内容。 3、理解对刀点的意义及其选择原则，具备设定对刀点并完成对到操作的能力。 4、理解数控加工轨迹的选择原则。 5、理解数控加工的误差组成以及编程误差的确定原则。 6、理解各种数控机床的工艺特点和适用范围。 7、理解典型零件的加工工艺特点，以及4、5轴加工中的特殊问题。 8、具备为典型机械零件设计数控加工工艺方案的能力。基本要求：理解数控数控加工工艺编制的基本概念，及数控加工工艺的特点和主要内容具备对刀点设定，刀具轨迹设计、误差分析、机床选择、工艺参数选择、刀具选型等能力，具备为典型机械零件设计数控加工工艺方案的能力。本章学习内容对应学习目标1，支撑毕业要求指标点4.1。第四章数控车床编程与操作(6学时)

2、理解数控机床的组成及分类 3、理解数控加工的定义、内容及特点 4、理解数控机床及其应用的现状及发展趋势基本要求：理解数控技术的起源、发展趋势及最新成就，理解数控机床的组成、分类、特点及适用范围，以及数控加工技术的现状及发展趋势。本章学习内容对应学习目标 1，支撑毕业要求指标点 4.1。第二章数控加工编程基础（2 学时） 1、理解数控编程技术基本概念。 2、理解数控机床的操作过程、数控编程的含义、程序代码中的信息、常用编程方法及其特点。 3、理解手工编程的步骤、特点，以及 5 个主要步骤的工作内容与方法要点。 4、理解数控编程的相关技术标准。 5、理解数控机床坐标系设定相关的技术标准。基本要求：理解编程的基本概念、数控机床的操作过程、程序代码中的信息、常用编程方法及其特点，以及与数控编程的相关技术标准。本章学习内容对应学习目标 1，支撑毕业要求指标点 4.1。第三章数控加工工艺常识（3 学时） 1、理解数控加工工艺与普通加工工艺的异同。 2、理解数控加工工艺的主要内容。 3、理解对刀点的意义及其选择原则，具备设定对刀点并完成对到操作的能力。 4、理解数控加工轨迹的选择原则。 5、理解数控加工的误差组成以及编程误差的确定原则。 6、理解各种数控机床的工艺特点和适用范围。 7、理解典型零件的加工工艺特点，以及 4、5 轴加工中的特殊问题。 8、具备为典型机械零件设计数控加工工艺方案的能力。基本要求：理解数控数控加工工艺编制的基本概念，及数控加工工艺的特点和主要内容，具备对刀点设定，刀具轨迹设计、误差分析、机床选择、工艺参数选择、刀具选型等能力，具备为典型机械零件设计数控加工工艺方案的能力。本章学习内容对应学习目标 1，支撑毕业要求指标点 4.1。第四章数控车床编程与操作（6 学时）

1、理解数控车削系统的组成、适用范围。 2、理解数控车床常见部件及其工作原理。 3、理解数控车床常用附件及其使用方法。 4、理解数控车削系统工艺主要技术要点 5、理解数控车削系统代码系统。 6、理解坐标系设定代码，基本加工类代码，高效编程代码，M代码和其他代码，并能编制车削加工程序 7、利用数控加工仿真系统，理解FANUC与SIEMENS数控车床系统操作技术，能够完成基本操作模式，对刀计算、操作，程序输入、调试、仿真加工等基本操作。 8、具备典型零件数控车削加工工艺设计、数控编程与数控车床加工操作的综合能力。基本要求：理解数控车削系统结构、常用部件、附件工作原理与操作技术，理解数控车削工艺设计方法，理解数控车削系统常用操作模式，能够完成数控车床对刀、程序输入、调试、仿真加工等基木操作，具备典型零件数控车削加工工艺设计、数控编程与数控车床加工操作的综合能力。本章学习内容对应学习目标1，支撑毕业要求指标点4.1. 第五章数控铣床编程与操作(6学时) 1、理解数控铣削系统的组成、适用范围。 2、理解数控铣削系统见部件及其工作原理， 3、理解数控铣削系统常用附件及其用法。 4、理解数控铣削系统工艺常识。 5、理解数控铣床代码系统。 6、理解坐标设定代码、常用加工编程指令、常用固定循环代码，并能编制车削加工程序。 7、理解铣削加工的刀具半径补偿方法与用途，理解半径补偿指令G40/41/42的用法、使用半径补偿指令前后轮席加工指令的区别，理解C机能半径补偿及其用途，以及关于建立段、进行段、撤销段的规则、用法，能够完成数控铣床刀具半径设定并在数控编程中正确使用刀具半径补偿代码。 8、理解长度补偿和位置补偿方法与用途，能够完成数控铣床长度补偿和位置补偿设定。 9、利用数控加工仿真系统，理解数控铣床基本操作模式，能够完成对刀计算、操作，程序输入、调试、仿真加工等基本操作

1、理解数控车削系统的组成、适用范围。 2、理解数控车床常见部件及其工作原理。 3、理解数控车床常用附件及其使用方法。 4、理解数控车削系统工艺主要技术要点。 5、理解数控车削系统代码系统。 6、理解坐标系设定代码，基本加工类代码，高效编程代码，M 代码和其他代码，并能编制车削加工程序。 7、利用数控加工仿真系统，理解 FANUC 与 SIEMENS 数控车床系统操作技术，能够完成基本操作模式，对刀计算、操作，程序输入、调试、仿真加工等基本操作。 8、具备典型零件数控车削加工工艺设计、数控编程与数控车床加工操作的综合能力。基本要求：理解数控车削系统结构、常用部件、附件工作原理与操作技术，理解数控车削工艺设计方法，理解数控车削系统常用操作模式，能够完成数控车床对刀、程序输入、调试、仿真加工等基本操作，具备典型零件数控车削加工工艺设计、数控编程与数控车床加工操作的综合能力。本章学习内容对应学习目标 1，支撑毕业要求指标点 4.1。第五章数控铣床编程与操作（6 学时） 1、理解数控铣削系统的组成、适用范围。 2、理解数控铣削系统见部件及其工作原理。 3、理解数控铣削系统常用附件及其用法。 4、理解数控铣削系统工艺常识。 5、理解数控铣床代码系统。 6、理解坐标设定代码、常用加工编程指令、常用固定循环代码，并能编制车削加工程序。 7、理解铣削加工的刀具半径补偿方法与用途，理解半径补偿指令 G40/41/42 的用法、使用半径补偿指令前后轮廓加工指令的区别，理解 C 机能半径补偿及其用途，以及关于建立段、进行段、撤销段的规则、用法，能够完成数控铣床刀具半径设定并在数控编程中正确使用刀具半径补偿代码。 8、理解长度补偿和位置补偿方法与用途，能够完成数控铣床长度补偿和位置补偿设定。 9、利用数控加工仿真系统，理解数控铣床基本操作模式，能够完成对刀计算、操作，程序输入、调试、仿真加工等基本操作

10、具备典型零件数控铣削加工工艺设计、数控编程与数控铣床加工操作的综合能力。基本要求：理解数控铣床系统结构、常用部件、附件工作原理与操作技术，理解数控铣削工艺设计方法，理解数控铣床系统常用操作模式，能够完成数控铣床对刀、程序输入、调试、仿真加工等基本操作，具备典型零件数控铣削加工工艺设计、数控编程与数控铣床加口操作的综合能力。本章学习内容对应学习目标1，支撑毕业要求指标点4.1。第六章加工中心编程与操作(3学时) 1、理解数控加工中心结构特点、编程代码特点、操作技术特点 2、理解数控编程中的数学方法，包括三种基本解析方法、计算几何与CGD方法、B 样条和NURBS样条拟合曲线曲面常识等。 3、理解加工中心加工工艺方案设计要点，具备复杂零件数控加工中心工艺方案设计的基本能力。 4、理解加工中心的程序编制方法，具备利用固定循环代码、宏指令进行零件加工程序编制的能力。 5、利用数控加工仿真系统，理解加工中心基本操作技术，能够完成对刀计算、操作，程序输入、调试、仿真加工等基本操作。 6、初步具备典型零件数控加工中心工艺设计、数控编程与加工操作的综合能力。基本要求：理解数控加工中心系统结构、常用部件、附件工作原理与操作技术，理解数控加工中心工艺设计方法，理解数控加工中心常用操作模式，能够完成对刀、程序输入、调试、仿真加工等基本操作，具备典型零件数控加工中心工艺设计、数控编程与加工操作的综合能力。本章学习内容对应学习目标1，支撑毕业要求指标点4.1。第七章数控加工自动编程(1学时) 1、理解数控自动编程的基本概念。 2、理解自动编程的一般技术原理和数学方法。 3、理解自动编程的主要步骤。 4、理解APT自动编程方法。 5、理解CAD/CAM系统原理与自动编程技术概念 6、理解常用CAD/CAM系统应用现状。基本要求：理解数控自动编程的一般原理、自动编程的主要步骤、APT与CAD/CAM系

10、具备典型零件数控铣削加工工艺设计、数控编程与数控铣床加工操作的综合能力。基本要求：理解数控铣床系统结构、常用部件、附件工作原理与操作技术，理解数控铣削工艺设计方法，理解数控铣床系统常用操作模式，能够完成数控铣床对刀、程序输入、调试、仿真加工等基本操作，具备典型零件数控铣削加工工艺设计、数控编程与数控铣床加工操作的综合能力。本章学习内容对应学习目标 1，支撑毕业要求指标点 4.1。第六章加工中心编程与操作（3 学时） 1、理解数控加工中心结构特点、编程代码特点、操作技术特点 2、理解数控编程中的数学方法，包括三种基本解析方法、计算几何与 CAGD 方法、B 样条和 NURBS 样条拟合曲线曲面常识等。 3、理解加工中心加工工艺方案设计要点，具备复杂零件数控加工中心工艺方案设计的基本能力。 4、理解加工中心的程序编制方法，具备利用固定循环代码、宏指令进行零件加工程序编制的能力。 5、利用数控加工仿真系统，理解加工中心基本操作技术，能够完成对刀计算、操作，程序输入、调试、仿真加工等基本操作。 6、初步具备典型零件数控加工中心工艺设计、数控编程与加工操作的综合能力。基本要求：理解数控加工中心系统结构、常用部件、附件工作原理与操作技术，理解数控加工中心工艺设计方法，理解数控加工中心常用操作模式，能够完成对刀、程序输入、调试、仿真加工等基本操作，具备典型零件数控加工中心工艺设计、数控编程与加工操作的综合能力。本章学习内容对应学习目标 1，支撑毕业要求指标点 4.1。第七章数控加工自动编程（1 学时） 1、理解数控自动编程的基本概念。 2、理解自动编程的一般技术原理和数学方法。 3、理解自动编程的主要步骤。 4、理解 APT 自动编程方法。 5、理解 CAD/CAM 系统原理与自动编程技术概念。 6、理解常用 CAD/CAM 系统应用现状。基本要求：理解数控自动编程的一般原理、自动编程的主要步骤、APT 与 CAD/CAM 系

统自动编程方法，以及常用CAD/CAM系统应用现状。本章学习内容对应学习目标2，支撑毕业要求指标点4.1。第八章MastercamX数控自动编程(6学时) 1、理解MasterCAM系统的应用现状。 2、理解MasterCAM系统的工作环境。 3、理解MasterCAM系统的几何建模功能。 4、理解MasterCAM系统的数控加工编程功能， 5、理解MasterCAM系统的车削加工编程技术，初步具备数控车削自动编程的能力。 6、理解MasterCAM系统的铣削加工应用，初步具备数控铣削自动编程的能力。 7、初步具备应用MasterCAM完成典型零件数控自动编程的综合能力。基本要求：理解MasterCAM系统的基本操作技术，初步具备应用MasterCAM完成典型零件数控自动编程的综合能力。本章学习内容对应学习目标2，支撑毕业要求指标点4.1。第九章数控电加工机床编程与操作(02学时，选学) 1、数控电火花线切割加工原理、分类与应用 2、数控电火花线切割加工机床的编程与操作技术，初步具备数控电火花线切割加工机床自动编程的能力。 3、数控电火花成型机床的加工原理、分类与应用 4、理解数控电火花成型机床的编程与操作技术，初步具备数控电火花成型机床自动编程的能力。基本要求：理解数控电加工机床的编程与操作技术，初步具备数控电加工机床自动编程的能力。本章学习内容对应学习目标1，支撑毕业要求指标点4.1。数控机床加工实验(4学时) 1、数控加工实验：选定一种常见的数控车床/铣床系统，为给定零件设计数控车削/铣削加工工艺、编制数控加工程序，在数控加工仿真软件上完成编程与操作实验，撰写数控加工实验报告。要求使用宏指令进行编程。 2、自动编程实验：为给定较复杂零件设计数控车削和铣削加工工艺，使用数控加工自动编程系统编制复杂零件数控加工程序，在数控加工仿真软件上完成编程与操作实验，撰写自动编程及其数控车削/铣削加工实验报告

统自动编程方法，以及常用 CAD/CAM 系统应用现状。本章学习内容对应学习目标 2，支撑毕业要求指标点 4.1。第八章 MastercamX 数控自动编程（6 学时） 1、理解 MasterCAM 系统的应用现状。 2、理解 MasterCAM 系统的工作环境。 3、理解 MasterCAM 系统的几何建模功能。 4、理解 MasterCAM 系统的数控加工编程功能。 5、理解 MasterCAM 系统的车削加工编程技术，初步具备数控车削自动编程的能力。 6、理解 MasterCAM 系统的铣削加工应用，初步具备数控铣削自动编程的能力。 7、初步具备应用 MasterCAM 完成典型零件数控自动编程的综合能力。基本要求：理解 MasterCAM 系统的基本操作技术，初步具备应用 MasterCAM 完成典型零件数控自动编程的综合能力。本章学习内容对应学习目标 2，支撑毕业要求指标点 4.1。第九章数控电加工机床编程与操作（0-2 学时，选学） 1、数控电火花线切割加工原理、分类与应用 2、数控电火花线切割加工机床的编程与操作技术，初步具备数控电火花线切割加工机床自动编程的能力。 3、数控电火花成型机床的加工原理、分类与应用 4、理解数控电火花成型机床的编程与操作技术，初步具备数控电火花成型机床自动编程的能力。基本要求：理解数控电加工机床的编程与操作技术，初步具备数控电加工机床自动编程的能力。本章学习内容对应学习目标 1，支撑毕业要求指标点 4.1。数控机床加工实验（4 学时） 1、数控加工实验：选定一种常见的数控车床/铣床系统，为给定零件设计数控车削/铣削加工工艺、编制数控加工程序，在数控加工仿真软件上完成编程与操作实验，撰写数控加工实验报告。要求使用宏指令进行编程。 2、自动编程实验：为给定较复杂零件设计数控车削和铣削加工工艺，使用数控加工自动编程系统编制复杂零件数控加工程序，在数控加工仿真软件上完成编程与操作实验，撰写自动编程及其数控车削/铣削加工实验报告