數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)分析與教學(xué)實(shí)踐

摘要：數(shù)控機(jī)床是制造業(yè)的基礎(chǔ)裝備，通過近幾年建設(shè)，數(shù)控操作人才相對充足，但數(shù)控編程、加工工藝人員、設(shè)計(jì)人員相對缺乏，結(jié)合我校實(shí)際，本文分析了數(shù)控加工的工藝特點(diǎn)與主要內(nèi)容，分析數(shù)控加工工藝特點(diǎn)，教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)以及教學(xué)應(yīng)用進(jìn)行了深入的研究與實(shí)踐。

關(guān)鍵字：數(shù)控加工 工藝分析 設(shè)計(jì)與教學(xué) 技術(shù)要點(diǎn)

中圖分類號：TH16 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）06（b）-0000-00

我們學(xué)校的數(shù)控專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)是面向一線的數(shù)控操作工、數(shù)控編程員和數(shù)控工藝員以及相關(guān)的工作崗位。近幾年職業(yè)教育高速發(fā)展，數(shù)控操作工的培養(yǎng)規(guī)模較大，市場基于飽和，從現(xiàn)代制造技術(shù)崗位的要求出發(fā)，結(jié)合企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際，加大了數(shù)控編程員和數(shù)控工藝員培養(yǎng)力度，并開發(fā)了融入技能訓(xùn)練、考核測試要求的訓(xùn)練項(xiàng)目，用于理實(shí)一體化教學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和技能水。

1 數(shù)控加工的工藝特點(diǎn)

根據(jù)相關(guān)的研究表明，導(dǎo)致數(shù)控加工出現(xiàn)失誤的主要原因有工藝分析不周全與編程不完善兩個(gè)方面。因此在進(jìn)行編制數(shù)控程序與分析工藝時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格、仔細(xì)的考慮到加工過程中的每一個(gè)細(xì)節(jié)，因?yàn)槿魏我粋€(gè)細(xì)節(jié)出現(xiàn)任何問題都很有可能造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致工作量的大量增加。接下來我們主要從以下兩個(gè)方面對數(shù)控加工的工藝特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的分析：

1、數(shù)控加工具有“復(fù)合性”的工藝特點(diǎn)。一般來說，進(jìn)行數(shù)控加工，工件在一次裝夾下需要完成多種加工，例如：攻絲、鉸、銑、鏜等，這便充分的體現(xiàn)了數(shù)控加工復(fù)合性的工藝特點(diǎn)。數(shù)控加工將傳統(tǒng)的工藝加工有機(jī)的進(jìn)行了結(jié)合和統(tǒng)一，這樣大大的減少了零件裝夾的周期與次數(shù)，有效的提高了模具加工的效率，在一定程度上也促進(jìn)了模具的生產(chǎn)效益。

2、數(shù)控加工與一般的機(jī)床加工相比較，數(shù)控加工工藝的“工藝設(shè)計(jì)更加精密和完善，所包含的內(nèi)容也更加的具體”。與普通的機(jī)床加工相比較，數(shù)控機(jī)床加工所需要的工裝數(shù)量與加工的工序都較少，這便有效的克服了傳統(tǒng)工藝方法中的弱點(diǎn)，極大的提高了數(shù)控加工的工作效率，促進(jìn)了模具產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。

2 數(shù)控加工與工藝分析與設(shè)計(jì)的內(nèi)容分析

數(shù)控加工在編程以后的所有工序都全部有機(jī)器自動(dòng)化進(jìn)行控制，這邊能夠有效的降低對人工的使用率，但是為了有效的保障數(shù)控加工的質(zhì)量，在進(jìn)行前期工藝設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該充分的對加工的每一個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行全方面的考慮，表一主要列出數(shù)控加工的特有內(nèi)容：

表1 數(shù)控加工的特有內(nèi)容

接下來我們就主要分析了數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意的主要細(xì)節(jié)：

1、加工用量的控制。數(shù)控加工的切削量不是人為進(jìn)行控制和安排的，而是編程以后，機(jī)床根據(jù)程序進(jìn)行選擇的。數(shù)控加工用量主要包含了進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速、切削深度等等。攻絲、鉸、銑、鏜等的切削量是存在一定的差別的，在進(jìn)行系統(tǒng)編程時(shí)應(yīng)該結(jié)合實(shí)際的加工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行逐一的選擇。

2、確定走刀路線與工步順序的安排。走刀路線也就是整個(gè)加工過程中刀具的運(yùn)行軌跡，刀具的運(yùn)行軌跡也是有程序編碼所決定的。一般來說走刀路線應(yīng)該選擇較短的加工路線，這樣能夠有效的避免空刀現(xiàn)象的發(fā)生，提高數(shù)據(jù)加工的效率。另一方面，在進(jìn)行走刀路線的選擇時(shí)，應(yīng)該選擇工件在加工后變形較小的路線，如果工件的形狀較薄，或是呈現(xiàn)細(xì)長型，可以采取分幾次走刀的方案進(jìn)行。同時(shí)為了有效的避免工件的劃傷，在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)一定要對進(jìn)刀和退刀路線進(jìn)行完善的考慮。

3、定位基準(zhǔn)與夾緊方案的確定，以及夾具的合理選擇。在進(jìn)行設(shè)計(jì)定位基準(zhǔn)與夾緊方案時(shí)，一定要在可能的情況下最大化的減少裝夾的次數(shù)，最好是能夠在一次定位夾裝后將全部代加工便面全面進(jìn)行加工，同時(shí)在確定定位基準(zhǔn)與夾緊方案時(shí)，還應(yīng)該遵循編程計(jì)算與設(shè)計(jì)、工藝相統(tǒng)一的原則。同時(shí)在進(jìn)行夾具的選擇時(shí)，夾具的尺寸必須滿足與零件與機(jī)床坐標(biāo)系相協(xié)調(diào)的條件。

3 數(shù)控加工教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

3.1 工藝設(shè)計(jì)簡介

該考核測試裝置包含有轉(zhuǎn)子和定子兩個(gè)部分，并且在定子的中部舍友前后貫穿的容置腔，轉(zhuǎn)子為圓柱型，設(shè)置在容置腔內(nèi)，容置腔的前后端分別設(shè)有與定子固定的端蓋進(jìn)行密封，轉(zhuǎn)子中心穿設(shè)有一傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸的兩端分別與前后端蓋轉(zhuǎn)動(dòng)連接且從前端伸出，轉(zhuǎn)子的外側(cè)軸向均勻開設(shè)有若干卡槽，各卡槽內(nèi)均設(shè)有葉片，葉片以傳動(dòng)軸為中心呈放射狀分布。上述定子上開設(shè)有與容置腔連通的進(jìn)氣口和排氣口，上述進(jìn)氣口與卡槽之間均設(shè)有進(jìn)氣通道，所述的葉片能沿轉(zhuǎn)子徑向來回運(yùn)動(dòng)。在上述的一種數(shù)控加工考核測試裝置中，所述各卡槽的槽口距容置腔內(nèi)壁的距離不同。

3.2 該測試裝置在教學(xué)中的作用

數(shù)控加工不僅要求從業(yè)人員需要具備堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，同時(shí)對從業(yè)人員的實(shí)際動(dòng)手能力也有較高的要求 ，因此很多學(xué)校都叫實(shí)踐操作作為考核的一個(gè)重要組成部分，但是由于缺乏相應(yīng)的檢測設(shè)備，因此在進(jìn)行實(shí)踐考核時(shí)，很難對學(xué)生加工的產(chǎn)品的合格性進(jìn)行準(zhǔn)確的評判，特別是當(dāng)考核的內(nèi)容為輪子時(shí)。

該考核測試裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠有效的實(shí)現(xiàn)對特定考核產(chǎn)品質(zhì)量的檢測，能夠幫助教師更準(zhǔn)確的對學(xué)生能力進(jìn)行評價(jià)。同時(shí)，裝置具有過載保護(hù)作用，不會(huì)因過載而發(fā)生故障。一旦出現(xiàn)過載現(xiàn)象，傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速降低或停止，當(dāng)過載解除，立即可以重新正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并不產(chǎn)生機(jī)件損壞等故障。另外，該測試裝置使用空氣作為介質(zhì)，因此不會(huì)產(chǎn)生供應(yīng)上的困難，同時(shí)用過的空氣是無污染的，因此無需進(jìn)行處理，可以直接的排放到大氣中。所以將該裝置運(yùn)用到實(shí)際的教學(xué)中，能夠有效地幫助教師對學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測，進(jìn)而有助于提高數(shù)控教學(xué)的教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。

4 工藝設(shè)計(jì)與教學(xué)的要點(diǎn)分析

4.1數(shù)控加工教學(xué)應(yīng)該在通用機(jī)床的基礎(chǔ)上開展

在數(shù)控加工教學(xué)中，很多數(shù)控機(jī)床在技術(shù)經(jīng)濟(jì)性方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如通用機(jī)床，從通用機(jī)床與數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)我們可以預(yù)測未來必然是數(shù)控機(jī)床與通用機(jī)床并存的時(shí)代，因此工藝設(shè)計(jì)與教學(xué)應(yīng)該充分的重視通用機(jī)床教學(xué)的重要性，學(xué)生應(yīng)該將兩種機(jī)床的加工技巧與方法同時(shí)進(jìn)行掌握，這樣學(xué)生在畢業(yè)以后才能有更廣闊的就業(yè)前景。

4.2教學(xué)應(yīng)該結(jié)合典型零件

為了加深學(xué)生對知識的掌握情況，在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)該結(jié)合典型的零件進(jìn)行教學(xué)。數(shù)控加工與通用機(jī)床加工之間存在著一定的差別，數(shù)控工藝設(shè)計(jì)教學(xué)應(yīng)該按照由淺入深、從簡單工序到復(fù)雜工序的特點(diǎn)選擇適合數(shù)控加工的零件進(jìn)行講解，這樣才能有效的降低學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，提高數(shù)控工藝設(shè)計(jì)與教學(xué)的效率與質(zhì)量。

4.3重視“近距離教學(xué)”

數(shù)控工藝教學(xué)，應(yīng)當(dāng)重視對學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)。由于數(shù)控加工的零件的復(fù)雜程度與價(jià)值相對較高，因此教師在進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)是應(yīng)該充分的重視“近距離教學(xué)”，學(xué)生設(shè)計(jì)編寫的每段程序教師都應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，同時(shí)學(xué)生在進(jìn)行實(shí)際操作時(shí)，教師應(yīng)該親自進(jìn)行指導(dǎo)，促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣和職業(yè)素養(yǎng)。

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一定保留：

作者信息：范建鋒，（1976-），男，浙江金華人，浙江工業(yè)大學(xué)機(jī)電技術(shù)教育本科畢業(yè)，浙江省機(jī)電高級技工學(xué)校講師，主要研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)、數(shù)控加工。