數控加工在機械基礎實驗教學中的應用研究

吳傳權

[摘 要] 隨著科技的不斷進步，數控加工技術在我國有了很大的進步，我國對數控技術的研究也了一定的進展，數控加工在機械基礎實驗教學中也有許多的應用研究，數控技術與實驗課程的結合，不僅能促進學生對知識的理解，還能鍛煉其實際操作能力，進一步培養(yǎng)技術人才。

[關 鍵 詞] 數控加工；實驗教學；應用研究

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2017）25-0234-01

世界上第一臺數控機床是在20世紀50年代由麻省理工學院的高材生與美國卡尼特雷克公司共同研發(fā)出來的。數控機床的廣泛應用為我們解決了許多零件的一些精小的、人工無法及時解決的問題，并且數控加工技術已經成為衡量一個國家綜合國力的指標。

一、數控加工的原理

數控機床主要包括主機機床、數控裝置、伺服驅動、輔助系統(tǒng)等。主機包含機床床身、立柱、主軸等機械部件，主要是完成各種加工執(zhí)行的功能；數控裝置是整個數控機床的核心部件，包含各種重要的軟件，主要是完成輸入程序、信息變化存儲、運算控制等功能；驅動裝置包含驅動單元、主抽驅動、電機等裝置，是整個數控機床的核心驅動部件，主要是完成主抽的驅動功能；輔助的裝置包含一些其他的裝置，促進整體的運作。

數控機床首先是輸入信息，然后傳向輸入裝置，輸入裝置再將信息傳導到數控裝置中，數控裝置將信息傳到驅動系統(tǒng)，最后系統(tǒng)將數控傳遞信息反映在機床上，而機床又可以向數控裝置反饋信號，實現(xiàn)自動加工。

在運用數控機床加工零件時，要分析需要加工的零件的樣式—編寫加工程序和要求—列出零件加工程序清單—記載加工信息（使用穿孔機和穿孔紙）—數控裝置接收信息—發(fā)出指令控制機床—自動加工。當加工對象發(fā)生變化時只需要更換第一步即可，具有極強的靈活性，并且操作也十分簡單，具有極強的操作性、時效性。

二、機械基礎實驗教學

數控技術現(xiàn)在也運用于金屬方面，尤其是切削加工方面，并且現(xiàn)在數控技術也變得越來越廣泛，在實驗教學中也逐漸為學生運用于講解。在機械基礎實驗教學中，我們在運用數控加工技術時需要：

（一）要根據專業(yè)的知識使用

不能胡亂使用，否則會對儀器造成一定的損壞，以及對使用者造成一定的傷害。

（二）要根據專業(yè)課程使用

教師在上專業(yè)課程時可以針對此技術設計專門的課程——機械實驗課程，不僅要強調專業(yè)知識，并且要將實踐與理論相結合，讓學生自己動手操作，并且具有足夠的時間操作，設計符合主題或者生活實際的問題讓學生去解決。

（三）設計專題實驗課程

設計數控機床的加工實驗課程，讓學生充分掌握數控機床的加工知識，掌握每部分的知識，不局限于表面知識，還要知道每個部件的實驗過程。專題實驗課程也需要學生就某個專題去探索實踐，從實驗中去獲得答案。

（四）舉辦專業(yè)活動

組織一些對數控機床感興趣的學生，運用數控機床設計并根據實際，加工出符合要求的產品，開展這樣的活動，可以培養(yǎng)學生數控加工技術的創(chuàng)新意識與實踐能力。

三、相關的應用研究

數控機床主要運用在凸輪的設計與加工中，在機械運動中，凸輪是最普遍的一種機構，數控機床在設計凸輪時需要按照凸輪的運動規(guī)律——曲線行駛來設計。首先運用數控機床（程序開始）—輸入基本的信息與要求—判斷能否構成凸輪的機構—如果不行則返回上一步，繼續(xù)輸入基本對數—如果能夠形成則繼續(xù)下一步—輸入凸輪轉動的周期（4次就差不多可以了）—選出凸輪的運行曲線并將這些曲線全部儲存—根據曲線信息輸入計算步長—根據計算機計算出凸輪輪廓—根據輪廓判斷出坐標值—計算輸出的各個信息的類別：通過計算判斷每個數值—通過網絡連接實現(xiàn)數據的傳輸—傳輸到加工中心—完成加工；得到刀具加工數據值—通過網絡連接實現(xiàn)數據值的傳輸—傳輸到加工中心—完成凸輪加工；得到數據文件—形成加工程序和輸出凸輪工作圖—程序結束；得到數據打印單—將數據打印單、圖紙資料存檔—結束該程序。通過對數據進行精確的運算并確定最優(yōu)的數據，最后輸出各種信息，在通過網絡的連接實現(xiàn)數據之間的傳輸與轉換，從而設計出凸輪的機構，通過數控加工的使用不僅可以很快設計出凸輪，并且還能夠設計出最優(yōu)的凸輪。

數控加工技術不僅能夠很快地適應不同的加工對象，而且加工的精準度十分高，加工質量很穩(wěn)定，在改變零件時改動的程序少，節(jié)約時間，在很大程度上可以減少勞動力，具有極強的可靠性。數控加工技術的專業(yè)人員現(xiàn)階段在我國是十分缺乏的，這就需要學生好好學習專業(yè)知識，并且將知識賦予實踐中，也有利于國家的發(fā)展。

參考文獻：

[1]馬騁.數控車床加工仿真系統(tǒng)設計[D].山東大學，2007.

[2]王立超.數控加工實驗教學系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D].哈爾濱工業(yè)大學，2007.