導(dǎo)語：如何才能寫好一篇數(shù)控加工論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

1.1葉輪和流道的粗加工

對于葉輪，五軸聯(lián)動加工方式開粗并不好，因為需去除量過大，五軸聯(lián)動效率低，加工時間長，機床磨損大，應(yīng)采用3軸方法開粗，再采用五軸聯(lián)動方式精加工葉片和輪轂。3軸開粗采用contourmill—cav-itymill，通過定向方式，不斷改變當前視圖的角度，根據(jù)葉片扭曲程度不同和葉片數(shù)量的差異，使用盡量少的程序，盡大量的去除余量。型腔銑開粗加工中切削模式選擇跟隨周邊。選擇跟隨周邊和跟隨部件時刀軌的差別，選擇跟隨部件時，刀軌多，程序長，但基本可以切削到視圖范圍內(nèi)想要切削的所有部分；選擇跟隨周邊時，刀軌少而規(guī)整，個人覺得由于第一個粗加工程序選擇刀具直徑偏大，葉片根部的圓角余量很大，需要后續(xù)程序再進行修整，沒有必要在第一個程序就切削的非常干凈，本文選擇了跟隨周邊的算法。刀具采用直徑10mm的圓鼻刀進行加工，粗加工余量設(shè)置為1mm，采用多重深度切削，步進方法為每刀深度，設(shè)定每刀深度為1mm。

1.2葉輪和流道的精加工

由于葉片曲面為空間曲面，呈波浪狀，為了防止粗加工后余量不均，設(shè)置半精加工工步，以保證精加工有均勻的余量。據(jù)工件尺寸，葉輪流道采用兩次加工完成，分別用D4和D3的球銑刀加工，驅(qū)動方式采用“流線”驅(qū)動，選擇兩葉片之間的流道作為加工表面，投影矢量選擇“垂直于驅(qū)動體”，刀軸采用“朝向點”，其坐標為（-100050）。葉片的加工同樣需要分兩次完成，分別用D4和D3球銑刀，驅(qū)動方法采用“曲面”驅(qū)動。投影矢量采用“垂直于驅(qū)動體”，刀軸采用“側(cè)刃于驅(qū)體”側(cè)傾角為10°。

1.3葉片圓角的精加工

如果刀具的圓角半徑遠大于葉片根部圓角，造成非線性誤差嚴重，易形成所謂的“啃刃”現(xiàn)象，故圓角加工選用D2球銑刀，驅(qū)動方法選擇“流線”驅(qū)動，投影矢量選擇“垂直于驅(qū)動體”刀軸選擇“相對于部件”。

2基于葉輪模塊的葉輪數(shù)控加工編程

2.1加工前的準備

調(diào)用在UG—CAD里建好的模型導(dǎo)入加工模塊。在CAM中設(shè)定初始加工環(huán)境，使用“mill_mul-ti_blade”—葉輪模塊。毛還、安全平面、部件幾何體的定義與可變輪廓銑操作相同。接下下設(shè)定多葉片幾何體。分別指定輪轂、葉片、葉片圓角、包覆面，包覆面設(shè)定為毛坯表面。

2.2葉輪模塊下葉輪的數(shù)控編程

程序和刀具的創(chuàng)建與可變輪廓銑中相同，刀具使用D10和D3的球銑刀。開粗加工的驅(qū)動方法前緣選擇“沿葉片方向”，相切延伸選則“50%刀具”，進刀類型選擇“圓弧-平行于刀軸”。正確設(shè)置葉片精加工、輪轂精加工工藝參數(shù)，以及葉片圓角精加工工藝參數(shù)。

3葉輪數(shù)控加工程序校驗及后置處理

3.1程序模擬仿真

對于已經(jīng)生成的刀具路徑，可在圖形區(qū)中以線框形式或?qū)嶓w形式仿真刀具路徑，以便于用戶直觀地觀察刀具的運動過程，進而驗證各操作參數(shù)定義得是否合理。刀具路徑驗證的可視化仿真是通過刀具軌跡和創(chuàng)建動態(tài)毛坯來實現(xiàn)的。

3.2后置處理

在UG/CAM中生成零件加工刀軌，刀軌文件中包含切削點刀心數(shù)據(jù)的GOTO語句，還有控制機床的其他指令信息。這些刀軌文件不能直接驅(qū)動五軸加工中心，因為機床/控制系統(tǒng)對程序格式和指令有不同要求，所以刀軌文件必需經(jīng)過處理，以符合機床/控制系統(tǒng)的要求。通過UG后置處理(NXPOST)讀取NX的內(nèi)部刀具路徑，生成適合指定機床的NC代碼，研究成功得到整體基于可變輪廓銑和葉輪模塊下的NC程序。

4結(jié)束語

篇2

在零件加工過程中，通常需要在加工中心數(shù)控系統(tǒng)中輸入操作數(shù)據(jù)，包括加工原點、刀具半徑補償值、刀具Z值、公共坐標偏置值等，其中尤以修改刀具Z值最為頻繁。由于每把刀具的長度不同，每換一次刀，都要重新確定刀具Z值并輸入，而生產(chǎn)加工中經(jīng)常會使用多把不同的刀具，如果操作者粗心大意，用錯刀具，或是在需要換刀時未更換刀具而繼續(xù)進行加工，等發(fā)現(xiàn)問題時已經(jīng)發(fā)生碰撞、過切或損壞，造成的損失無法補救。據(jù)統(tǒng)計2012～2013年7月份，我單位在數(shù)控加工過程中由于人為差錯導(dǎo)致零件報廢的數(shù)量高達65件，損失原材料價值146.72萬元。因此，加工現(xiàn)場的質(zhì)量事故倒逼數(shù)控車間工藝技術(shù)革新，筆者設(shè)計的這種防錯裝置，能及時避免操作者由于疏忽而造成的誤操作，并停機報警。。

2起落架結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)線人為錯誤分析

人為錯誤是指操作人員在加工操作時非蓄意性不符合操作規(guī)范的操作，而導(dǎo)致出錯的動作。美國國家航空與航天局（NASA）在一份報告中指出，自1990年以來的大多數(shù)航空器故障都是由人為錯誤引起的。人機工程學(xué)也告之錯誤是不可避免的，事實已研究證實了這一點?！案杏X-判斷-行為”的過程對產(chǎn)生人為錯誤的典型原因進行分類。主要分為四大類。

（1）感覺認識上的錯誤。它包括：①信息量過大，過于復(fù)雜；②信息傳遞過快；③信息不夠完整；④疲勞疾病的影響或是錯覺；⑤接收人沒有充分確認信息而錯誤地領(lǐng)會了表達的內(nèi)容；⑥在先入感官的強烈影響下發(fā)生錯覺等。

（2）判斷過程中的錯誤。它包括：①知識或能力不足；②缺乏經(jīng)驗和訓(xùn)練不足；③遺忘（暫時記憶消失、過程中斷的遺忘、沒有想起）；④因為疲勞或其它原因造成意識水平低下等。

（3）行為的錯誤。它包括：①精神不集中；②反應(yīng)遲緩；③行為缺乏準則；④作業(yè)單調(diào)引起瞌睡、失神等。

（4）異常狀態(tài)下的錯誤行為。它包括：大腦意識水平處于初級階段，注意力集中于一點，喪失對信息方向的選擇和過濾功能，造成驚慌失措等。

3防錯技術(shù)原理

通過檢索，1969年到2005年間涉及防錯裝置的高水平論文（EI、SCI等）總數(shù)不超過150篇，其中80%以上為美國人的研究成果，從這點可以看出美國人對于防錯技術(shù)研究的興趣。防錯技術(shù)的基本原理為：用一套裝置或方法消除操作者的作業(yè)感官依賴性，使操作者在操作時可明顯發(fā)現(xiàn)錯誤或一旦操作失誤后及時彌補。防錯技術(shù)就是一個防止制造過程中出現(xiàn)差錯，提高產(chǎn)品一次合格率的方法，其核心就是通過識別和控制引起缺陷的原因，通過預(yù)防及檢測來保證生產(chǎn)線能夠持續(xù)地生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。

4防錯裝置設(shè)計思路

4.1防錯裝置的構(gòu)思

采用工藝方法干預(yù)，在加工程序運行前，增加一段檢查程序。在零件材料被切削之前，首先運行檢查程序，如果使用了錯誤的刀具或錯誤的坐標值時，檢查程序?qū)沟毒吲c尼龍棒發(fā)生碰撞，操作工通過加工中心的觀察窗很容易察覺，進而立即停止程序運行，而這個檢查程序所驅(qū)動的刀具路徑就成為防錯的關(guān)鍵。

4.2基于干涉的防錯裝置作用原理

防錯裝置能起到預(yù)防或者檢測的作用，本文以三軸聯(lián)動加工中心為例，防錯裝置作用原理如圖1所示。多軸機床亦可借鑒，無外乎要插補其它軸的檢測程序。為了有效防止上文中所述的人為差錯，首先，數(shù)控程序都是以加工原點為參考點執(zhí)行，因此，防錯裝置相對加工原點必須有固定的位置；其次，機床加工坐標系中的X、Y、Z三軸坐標值是工序中的操作者在完成了對刀操作后手工輸入的，為了使操作者能在刀具切入工件之前有足夠的時間發(fā)現(xiàn)工序中程序、刀具的偏差，及時采取停車措施，就必須得有方法檢測并確認機床X、Y、Z三軸坐標值的正確性。檢測Z值時可以在工件的切削軌跡中插補一段直線，使刀具先碰觸安裝在工裝上或零件工藝夾頭上的防錯裝置。刀具如果順利通過防錯裝置，則表明Z值正確無誤；如果發(fā)生切削干涉，那么Z值就有問題，操作者就可以立即停機以判斷究竟是拿錯了長度不同刀具，還是機床公共坐標Z值偏置發(fā)生了輸入性錯誤。同樣，在檢測X值和Y值的正確性時，可以在工件的切削軌跡中插補一段圓弧，由于3點確定一個圓弧，刀具繞安裝在工裝或零件工藝夾頭上的防錯裝置走刀一圈，通過是否切入防錯裝置可有效地檢查刀具X軸、Y軸對刀值的正確性，可以直接防止操作者拿錯直徑不同的刀具，以及機床公共坐標X值、Y值偏置人為輸入的錯誤。

4.3防錯程序（走刀路線）的確定

要對三軸坐標的正確性進行檢測，刀具必須與檢測裝置在X、Y、Z3個方向進行接觸，如圖2（a）所示的刀具走刀路線，由于刀具的邊緣與檢測塊在X、Y方向的距離不一致，刀具在Y方向?qū)|碰到檢測塊。如圖2（b）所示，也就是說X軸、Y軸的加工路徑?jīng)]有形成封閉檢測，若在這種情況下進刀，仍然有銑傷零件的風險。因此，刀具必須與檢測塊相對的兩個側(cè)面都有接觸，才能確定一個坐標方向的正確性。

4.4防錯裝置的結(jié)構(gòu)

考慮到防錯程序段運行過程中可能出現(xiàn)的撞刀現(xiàn)象，將刀具和防錯裝置的接觸部位設(shè)計為尼龍材料，避免了刀具撞損和過沖對機床造成的損壞。檢測塊與夾具連接部分使用螺桿，以保證互換性。

5防錯裝置的應(yīng)用

（1）結(jié)構(gòu)件防錯裝置的應(yīng)用。正在運行防錯程序的扭力臂結(jié)構(gòu)件的加工工位，這一類零件由于批量大，有專用工裝，因此將防錯裝置安裝在工裝上，防錯裝置的位置與零件定位中心（即加工原點）關(guān)聯(lián)。

（2）大型整體鍛件防錯裝置的應(yīng)用。防錯裝置在前起落架零件數(shù)控加工中的應(yīng)用。該零件原材料為鈦合金，價格昂貴，零件加工時無專用工裝，采用在工藝夾頭上設(shè)置防錯裝置，并運行防錯程序，有效地避免了由于人為差錯而造成零件報廢的風險。

篇3

隨著人們對工業(yè)加工精度和復(fù)雜度的要求提高，對加工設(shè)備的性能要求也越來越高。20世紀以來，各國紛紛發(fā)展數(shù)控加工技術(shù)，以解決復(fù)雜件的加工問題，比如對曲面配合件的加工。

1.1國內(nèi)現(xiàn)狀

2003年開始，中國就成了全球最大的機床消費國，也是世界上最大的數(shù)控機床進口國。目前正在提高機械加工設(shè)備的數(shù)控化率，國家十一五科技發(fā)展規(guī)劃也明確提出，提高大型設(shè)備數(shù)控化水平。但是目前我國整體大型設(shè)備的數(shù)控水平低，機械加工的精度、復(fù)雜度、精度保持度等都遠低于國際水平。而加工中心作為機床家族的重要組成部分，今年來雖然也越來越受到國人重視，但是多為進口或者合資企業(yè)產(chǎn)品，其技術(shù)水平也較低。我國目前各種門類的數(shù)控機床都能生產(chǎn)，水平參差不齊，有的是世界水平，有的比國外落后10－15年。在精度方面，國內(nèi)機床水平追趕國外先進水平的距離也很長。目前我國大型加工中心很難達到0.005mm，國外由于技術(shù)先進，則可以達到0.003mm。在精度保持度方面，國內(nèi)一般為5年，國外則能夠達到10年。目前國內(nèi)在軸承、絲杠、刀具等決定機械精度的方面技術(shù)能力都不夠。而國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)最大的瓶頸在于國內(nèi)系統(tǒng)是基于單板機的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，至今沒有一家是基于數(shù)字邏輯電路的設(shè)計。我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀五十年代，通過“六五”期間引進數(shù)控技術(shù)，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關(guān)”，我國數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當大的成績。特別是最近幾年，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，1998～2004年國產(chǎn)數(shù)控機床產(chǎn)量和消費量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此，進口機床的發(fā)展勢頭依然強勁，從2002年開始，中國連續(xù)三年成為世界機床消費第一大國、機床進口第一大國，2004年中國機床主機消費高達94.6億美元，國內(nèi)數(shù)控機床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機床的研究開發(fā)方面與國外的差距更加明顯，70%以上的此類設(shè)備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進口。我們應(yīng)看清形勢，充分認識國產(chǎn)數(shù)控機床的不足，努力發(fā)展先進技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與培訓(xùn)服務(wù)力度，以縮短與發(fā)達國家之問的差距。

1.2國外現(xiàn)狀

美國政府重視機床工業(yè)，美國國防部等部門因其軍事方面的需求而不斷提出機床的發(fā)展方向、科研任務(wù),并且提供充足的經(jīng)費，且網(wǎng)羅世界人才，特別講究“效率”和“創(chuàng)新”，注重基礎(chǔ)科研。因而在機床技術(shù)上不斷創(chuàng)新，如1952年研制出世界第一臺數(shù)控機床、1958年創(chuàng)制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首創(chuàng)開放式數(shù)控系統(tǒng)等。由於美國首先結(jié)合汽車、軸承生產(chǎn)需求，充分發(fā)展了大量大批生產(chǎn)自動化所需的自動線，而且電子、計算機技術(shù)在世界上領(lǐng)先，因此其數(shù)控機床的主機設(shè)計、制造及數(shù)控系統(tǒng)基礎(chǔ)扎實，且一貫重視科研和創(chuàng)新，故其高性能數(shù)控機床技術(shù)在世界也一直領(lǐng)先。當今美國生產(chǎn)宇航等使用的高性能數(shù)控機床，其存在的教訓(xùn)是，偏重于基礎(chǔ)科研，忽視應(yīng)用技術(shù)，且在上世紀80代政府一度放松了引導(dǎo)，致使數(shù)控機床產(chǎn)量增加緩慢，于1982年被后進的日本超過，并大量進口。從90年代起，糾正過去偏向，數(shù)控機床技術(shù)上轉(zhuǎn)向?qū)嵱?，產(chǎn)量又逐漸上升。德國1956年研制出第一臺數(shù)控機床后，德國特別注重科學(xué)試驗，理論與實際相結(jié)合，基礎(chǔ)科研與應(yīng)用技術(shù)科研并重。企業(yè)與大學(xué)科研部門緊密合作，對數(shù)控機床的共性和特性問題進行深入的研究，在質(zhì)量上精益求精。德國的數(shù)控機床質(zhì)量及性能良好、先進實用、貨真價實，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數(shù)控機床。德國特別重視數(shù)控機床主機及配套件之先進實用，其機、電、液、氣、光、刀具、測量、數(shù)控系統(tǒng)、各種功能部件，在質(zhì)量、性能上居世界前列。日本自1958年研制出第一臺數(shù)控機床后，1978年產(chǎn)量(7,342臺)超過美國(5,688臺)，至今產(chǎn)量、出口量一直居世界首位(2001年產(chǎn)量46,604臺，出口27,409臺，占59%)。戰(zhàn)略上先仿后創(chuàng)，先生產(chǎn)量大而廣的中檔數(shù)控機床，大量出口，占去世界廣大市場。在上世紀80年代開始進一步加強科研，向高性能數(shù)控機床發(fā)展。日本FANUC公司戰(zhàn)略正確，仿創(chuàng)結(jié)合，針對性地發(fā)展市場所需各種低中高檔數(shù)控系統(tǒng)，在技術(shù)上領(lǐng)先，在產(chǎn)量上居世界第一。另外還有臺灣和韓國的機床也比中國先進。

1.3數(shù)控加工本身的特點

數(shù)控加工操作系統(tǒng)日益開放、數(shù)控系統(tǒng)向軟數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展、控制系統(tǒng)向智能化方向發(fā)展、向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展、向高可靠方向發(fā)展、向多軸聯(lián)動方向發(fā)展、向復(fù)合型方向發(fā)展的市場趨勢。數(shù)控加工具有柔性好，自動化程度高的特點，對于輪廓形狀復(fù)雜的曲線的加工尤其適合。數(shù)控加工中心是一種帶有刀庫并能自動更換刀具，對工件能夠在一定的范圍內(nèi)進行多種加工操作的數(shù)控機床。本產(chǎn)品屬于大型加工中心，主要用來加工復(fù)雜結(jié)構(gòu)、工藝及精度要求高的大型設(shè)備部件的數(shù)控加工工具。其特點是：被加工零件經(jīng)過一次裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機床按不同的工序自動選擇和更換刀具；自動改變機床主軸轉(zhuǎn)速、進給量和刀具相對工件的運動軌跡及其它輔助功能，連續(xù)地對工件各加工面自動地進行鉆孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋、銑削及刨削等多工序加工。由于加工中心能集中地、自動地完成多種工序，避免了人為的操作誤差、減少了工件裝夾、測量和機床的調(diào)整時間及工件周轉(zhuǎn)、搬運和存放時間，大大提高了加工效率和加工精度，所以具有良好的經(jīng)濟效益。加工中心按主軸在空間的位置可分為立式加工中心與臥式加工中心。利用數(shù)學(xué)方式輸入，加工過程可任意編程，主軸及進給速度可按加工工藝需要各自變化，且能實現(xiàn)多座標聯(lián)動，易加工復(fù)雜曲面。對於加工對象具有“易變、多變、善變”的特點，換批調(diào)整方便，可實現(xiàn)復(fù)雜件多品種中小批柔性生產(chǎn)，適應(yīng)社會對產(chǎn)品多樣化的需求。利用硬件和軟件相組合，能實現(xiàn)信息反饋、補償、自動加減速等功能，可進一步提高機床的加工精度、效率、自動化程度；數(shù)控機床是以數(shù)字控制為主的機電一體化機床，充分發(fā)揮了微電子、計算機技術(shù)特有的優(yōu)點，易于實現(xiàn)信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，可較易地組成各種先進制造系統(tǒng)，如FMS、FTL、FA，甚至將來的CIMS，能最大限度地提高工業(yè)的生產(chǎn)率、勞動生產(chǎn)率。

1.3.1數(shù)控系統(tǒng)與加工能力

目前處于世界領(lǐng)先水平的數(shù)控操作系統(tǒng)在設(shè)計中大量采用模塊化結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)易于拆裝、各個控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于維修、更換。FANUC系統(tǒng)設(shè)計了比較健全的自我保護電路。PMC信號和PMC功能指令極為豐富，便于工具機廠商編制PMC控制程序，而且增加了編程的靈活性。系統(tǒng)提供串行RS232C接口，以太網(wǎng)接口，能夠完成PC和機床之間的數(shù)據(jù)傳輸。FANUC系統(tǒng)性能穩(wěn)定，操作界面友好，系統(tǒng)各系列總體結(jié)構(gòu)非常的類似，具有基本統(tǒng)一的操作界面。FANUC系統(tǒng)可以在較為寬泛的環(huán)境中使用，對于電壓、溫度等外界條件的要求不是特別高，因此適應(yīng)性很強。

1.3.2機械系統(tǒng)與加工能力機械系統(tǒng)

目前以德國最好。目前較為先進的設(shè)備，保留了其先進的全靜壓塊靜壓結(jié)構(gòu)和雙層式床身結(jié)構(gòu)，增加了四柱雙驅(qū)的平衡驅(qū)動方式，有效解決了消隙及驅(qū)動平衡的難題，采用斜齒齒輪對，使轉(zhuǎn)臺運轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)；采用上壓式鑲條滑塊結(jié)構(gòu)，機床轉(zhuǎn)臺自適應(yīng)調(diào)整液壓夾緊裝置使得B軸聯(lián)動旋轉(zhuǎn)加工精度更高，更加穩(wěn)定；機床主軸采用液壓氮氣平衡，確保機床的快速響應(yīng)速度，使機床運行更加平穩(wěn)可靠。具有智能數(shù)字刨銑工能，可加工直角、銳角孔及異形斜面樣條溝槽。該機床正式投產(chǎn)后機床直線精度（X\Y\Z）可達±0.003㎜，旋轉(zhuǎn)（B）精度可達±2S”，直線重復(fù)定位精度達到0.001㎜。產(chǎn)品精度保持度可達10年以上，大大提高了機械的使用壽命。除此之外，目前先進數(shù)控加工設(shè)備還采用很多應(yīng)用性很強的技術(shù)來提高加工精度和難度，保證其可以加工復(fù)雜的曲面件。在提高轉(zhuǎn)臺精度及平穩(wěn)性方面：采用四柱雙驅(qū)技術(shù)，由原來的一側(cè)一個齒輪驅(qū)動改為在180°水平方向上按對等夾角兩對雙齒輪驅(qū)動，每對齒輪可自動消隙。機床轉(zhuǎn)臺精度長久保持性：使用12個獨立的高耐磨銅靜壓塊代替原來的貼塑耐磨條工藝，因靜壓幾乎無磨損而長期保持精度。溫度對機床精度的影響方面：使用溫度補償功能，在機床內(nèi)部安置溫度傳感器，利用激光干涉儀測出其溫度變化時機床在各溫度下的變化值，然后再機床參數(shù)中補正。刨銑功能開發(fā)（直角孔槽加工）：利用機床CS功能，使主軸與X、Y、Z軸移動的同時，主軸按刀具切線方向控制轉(zhuǎn)角。機床慣量的控制：使用液壓氮氣組合平衡方式代替配重鐵平衡方式，減少機械運動質(zhì)量和運動中的動量慣量。

2、復(fù)雜曲面配合件的數(shù)控加工工藝

能夠加工復(fù)雜曲面配合件是數(shù)控加工設(shè)備的重要性能之一。下面以一復(fù)雜的曲面加工件為例談?wù)剶?shù)控加工工藝。

篇4

機床建模是虛擬仿真加工系統(tǒng)的關(guān)鍵模型，是實際機床在虛擬仿真加工系統(tǒng)中的數(shù)字化模型，包括幾何模型和運動模型。幾何模型是在CAD系統(tǒng)中建立的，首先根據(jù)實測得到的機床部件尺寸，建立相應(yīng)的模型，然后再根據(jù)相互關(guān)系進行“裝配”，形成機床的幾何模型。虛擬仿真加工系統(tǒng)中，通過改變機床幾何模型各運動零部件的相對位置來模擬加工中虛擬機床的切削運動。運動模型是處理機床幾何模型在數(shù)控程序控制下如何改變各運動零部件模型相對位置的模型，與機床的結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)。以DMU125P五軸加工中心為例，在運動模型建立過程中，機床各部件都視為剛體，這樣機床的結(jié)構(gòu)可抽象為一個運動鏈模型。在運動鏈各組成環(huán)節(jié)的剛體上固接坐標系，通過坐標變換，可以分析整個運動鏈的運動形式，建立運動鏈的依賴關(guān)系，即運動鏈的拓撲結(jié)構(gòu)關(guān)系，如圖3所示。

2虛擬仿真數(shù)控加工功能的實現(xiàn)

a)系統(tǒng)框架的建立

在虛擬仿真加工開始之前，針對工藝信息，選擇相應(yīng)的虛擬機床、虛擬刀具、虛擬夾具、工件模型組成虛擬仿真加工系統(tǒng)。在虛擬仿真加工中，虛擬機床在數(shù)控指令的驅(qū)動下帶動虛擬刀具、虛擬夾具、工件模型等模擬切削過程，實現(xiàn)對數(shù)控程序的正確性和可靠性的驗證，其系統(tǒng)框架如圖4所示。虛擬仿真加工系統(tǒng)主要包括數(shù)控程序檢查、數(shù)控程序翻譯、運動仿真、刀具軌跡檢查、碰撞檢測等模塊。

b)程序檢查模塊

數(shù)控程序檢查模塊包括詞法、語法檢查，主要檢查程序中是否有數(shù)控指令集外的非法字符、數(shù)控指令的參數(shù)是否有效、語法上是否合乎邏輯等。

c)程序翻譯模塊

數(shù)控程序翻譯模塊以機床的數(shù)控程序規(guī)范為基礎(chǔ)，用以提取G指令、M指令、坐標、進給速度、主軸轉(zhuǎn)速、換刀、循環(huán)定義等信息，轉(zhuǎn)換為仿真數(shù)控代碼。這樣在虛擬仿真加工中，才能控制虛擬仿真加工系統(tǒng)的運動仿真和狀態(tài)設(shè)置，為運動仿真模塊提供必要的信息。

d)運動仿真模塊

該模塊是虛擬仿真加工系統(tǒng)最關(guān)鍵的一個模塊，決定了后續(xù)的刀具軌跡檢查、碰撞檢查結(jié)果的正確性。在該模塊中，首先根據(jù)機床的運動模型，建立虛擬仿真加工系統(tǒng)各運動組件(包括虛擬機床各運動零部件、虛擬刀具、虛擬夾具和工件模型)的運動模型(即變換矩陣);然后根據(jù)翻譯模塊所提供的坐標值計算各運動組件的變換矩陣并應(yīng)用以改變各運動組件的位置，從而可以模擬虛擬仿真加工系統(tǒng)的運動，具體步驟如圖5所示。

e)刀具軌跡檢查模塊

該模塊主要用于刀軸矢量的檢查，以避免刀軸的劇烈變化。大多數(shù)的CAM系統(tǒng)都提供了加工仿真和刀位軌跡(刀具軌跡數(shù)據(jù)包括刀位數(shù)據(jù)和刀軸矢量)仿真檢查功能。但對多坐標加工而言，加工仿真和僅顯示刀位軌跡是遠遠不能滿足要求的。在虛擬仿真加工系統(tǒng)運動模擬的過程中，該模塊在顯示刀位軌跡的同時，也顯示刀軸矢量，這樣可以準確地檢查刀具相對于工件位置及刀軸的變化。

f)碰撞檢測模塊

對五坐標加工而言，刀具相對于工件的運動軌跡很復(fù)雜，難以預(yù)測，通常需要進行仿真檢驗數(shù)控程序中可能出現(xiàn)的碰撞干涉。大多數(shù)CAM系統(tǒng)提供的加工仿真功能僅考慮刀具與工件、夾具間的碰撞檢查，而不能檢查可能出現(xiàn)的刀具與工作臺間、主軸與工件、夾具間的碰撞。在該模塊中，根據(jù)經(jīng)運動仿真模塊處理后的各運動零部件的相對位置，全面檢查可能出現(xiàn)的碰撞。

3應(yīng)用實例

DECKELMAHO公司的DMU125P機床是五軸五聯(lián)動加工中心，具有立臥轉(zhuǎn)換功能。在立式狀態(tài)下，其結(jié)構(gòu)形式如，a軸為工作臺擺動，c軸為工作臺轉(zhuǎn)動。在臥式狀態(tài)下，主軸繞b軸旋轉(zhuǎn)90°，其他狀態(tài)與立式結(jié)構(gòu)相同。在該機床上進行五軸五聯(lián)動的加工時，刀具相對于工件的空間運動軌跡復(fù)雜，加工前必須進行虛擬仿真加工。本文以VERICUT軟件為平臺，構(gòu)建了DMU125P加工中心的虛擬仿真加工系統(tǒng)，用來檢驗數(shù)控加工程序、刀具軌跡與潛在的碰撞危險。在構(gòu)建125P加工仿真環(huán)境時，首先根據(jù)運動鏈關(guān)系建立機床拓撲結(jié)構(gòu)關(guān)系;然后建立機床的數(shù)字模型;最后根據(jù)工件、刀具、夾具和機床的數(shù)字模型構(gòu)建虛擬仿真加工環(huán)境。

4結(jié)語

篇5

傳統(tǒng)的數(shù)控加工參數(shù)是根據(jù)實際加工生產(chǎn)中得出的經(jīng)驗和數(shù)據(jù)，加上一些計算，所得出的結(jié)果。但是，由于受到了各種內(nèi)外部原因的影響，所得到的數(shù)據(jù)始終無法達到最優(yōu)。而加工參數(shù)的選擇和優(yōu)化不當，將會對加工生產(chǎn)活動造成很大的影響。

1.1加工結(jié)果不可控由于加工參數(shù)在優(yōu)化過程中的局限性，使得其與加工結(jié)果之間的關(guān)系無法確定。這就導(dǎo)致了無法對加工生產(chǎn)的過程進行控制，使得所加工零件的質(zhì)量難以得到保障。除此之外，對于加工生產(chǎn)的時間也無法進行控制，會對工時定額產(chǎn)生影響，使得對數(shù)控加工的管理水平無法進一步提升。

1.2生產(chǎn)成本不可控對于單件或小批量的加工生產(chǎn)，生產(chǎn)人員通常根據(jù)對加工手冊或以往經(jīng)驗來確定加工參數(shù)。而對于大批量的加工，則還要根據(jù)實驗結(jié)構(gòu)來對加工參數(shù)進行修改和校正。這些問題都是由于數(shù)控加工參數(shù)的優(yōu)化不當造成的，不僅增加了加工成本，拖延了加工進度，無法滿足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的需求[2]。

1.3生產(chǎn)效率不可控在加工一些諸如自由曲面等特殊的零件時，數(shù)控加工參數(shù)是需要進行變化的。但是由于加工參數(shù)的優(yōu)化不到位，在加工生產(chǎn)過程中，為了保險起見，大多根據(jù)以往的經(jīng)驗選擇了比較保守的、保持不變的加工參數(shù)，使得加工效率大大降低。因此，應(yīng)采取科學(xué)、有效的優(yōu)化措施，對數(shù)控加工參數(shù)進行優(yōu)化，以解決這些問題，提高生產(chǎn)效率。

2數(shù)控加工參數(shù)優(yōu)化方案

2.1試驗對數(shù)控加工參數(shù)的優(yōu)化試驗是以最優(yōu)化思想為指導(dǎo)，以具體加工實驗為基礎(chǔ)，來實現(xiàn)加工參數(shù)的優(yōu)化[3]。將優(yōu)化思想貫穿于整個試驗過程中，合理的運用概率論和數(shù)理統(tǒng)計。在眾多的試驗方法中，最常用的是田口方法，將方差分析、正交試驗設(shè)計、信噪比分析等技術(shù)手段綜合運用。在實際應(yīng)用中，它具有信息豐富、次數(shù)少、效果顯著等優(yōu)點。不過，這種試驗方法需要進行一定數(shù)量的試驗和長期實踐經(jīng)驗的積累，對于人力、物力、時間的消耗較大。因此，在采用這種方法的時候，一定要慎重的選擇。

2.2數(shù)值模擬由于計算機技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，數(shù)值模擬的方法在數(shù)控加工參數(shù)的優(yōu)化當中應(yīng)用的越來越廣泛。隨著CAD、CAM、CAE等技術(shù)日益普遍的應(yīng)用，計算機數(shù)值模擬也變得越來越常用。在具體的實踐當中，首先要對成形過程進行模擬和分析，從而能夠正確的對目標函數(shù)、約束條件、進行正確的優(yōu)化，并選擇適合的設(shè)計變量。利用數(shù)值模擬的方法對數(shù)控加工參數(shù)進行優(yōu)化，可以將時間大大縮短，提高工作效率，還能夠?qū)庸どa(chǎn)的質(zhì)量進行有效的控制。

2.3專家知識在計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用當中，有將人類專家的知識和經(jīng)驗進行歸納和總結(jié)，建立知識庫的專家系統(tǒng)[4]。它能夠模擬人類專家的思維方式進行問題的解答，利用知識庫當中的知識和經(jīng)驗，對現(xiàn)實中存在的問題進行判斷和解決。在數(shù)控加工參數(shù)優(yōu)化方面，專家系統(tǒng)能夠利用知識庫中的知識和經(jīng)驗，來進行試驗、數(shù)值模擬、結(jié)果解釋的工作，選擇最為合適的優(yōu)化方案。從而達到減少試驗次數(shù)，提高精確度，降低優(yōu)化成本等目的。因此，建立和完善一個科學(xué)、合理的數(shù)控加工專家系統(tǒng)對于數(shù)控加工參數(shù)優(yōu)化乃至加工生產(chǎn)事業(yè)的發(fā)展都具有十分重要的意義。一旦成功，通過互聯(lián)網(wǎng)就能實現(xiàn)數(shù)據(jù)和資料的共享，以輕易獲取各種所需要的加工參數(shù)。

3總結(jié)

篇6

（一）該課程項目的設(shè)置內(nèi)容根據(jù)“數(shù)控銑床編程與加工”課程教學(xué)大綱的具體要求，將需要掌握的知識和技能目標按照先易后難、循序漸進的設(shè)計思路，將整個教學(xué)內(nèi)容分成了5個模塊，每個模塊中又設(shè)置了若干個課題，具體的項目設(shè)計內(nèi)容如圖1所示。從圖1可以看出，“數(shù)控銑床編程與加工”課程的項目設(shè)置，主要是按照學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控銑床編程與加工的入門與升華過程進行規(guī)劃和設(shè)置的。模塊一的學(xué)習(xí)目標主要是讓學(xué)生對數(shù)控銑床有個感性的認識，讓學(xué)生了解并熟悉數(shù)控銑床的基本結(jié)構(gòu)和基本操作，熟悉數(shù)控銑床的安全操作規(guī)程和基本養(yǎng)護知識；模塊二的學(xué)習(xí)目標是在模塊一的基礎(chǔ)上，通過幾個具體加工項目的實施，讓學(xué)生掌握數(shù)控銑床的基本加工技能和簡單的走刀編程（不帶刀具半徑補償），重點在于走刀路線的設(shè)計和節(jié)點坐標的計算；模塊三是在模塊二的基礎(chǔ)上，根據(jù)零件的標準外形與結(jié)構(gòu)特點，分為外形輪廓、型腔以及孔類零件的加工三大部分，引入了學(xué)生學(xué)習(xí)編程入門時比較難掌握的刀具半徑補償問題；模塊四是針對特殊的零件結(jié)構(gòu)形狀，在前面三個模塊的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)特殊的編程指令（如子程序、鏡像、坐標旋轉(zhuǎn)、極坐標等），能熟練應(yīng)用這些指令進行綜合編程與加工；模塊五屬于綜合項目，側(cè)重考查學(xué)習(xí)的數(shù)控綜合編程與加工能力，培養(yǎng)學(xué)生達到數(shù)控銑床中級工的水平。

（二）該課程項目設(shè)置的教學(xué)情況分析該課程的項目設(shè)置完成后，通過對各個項目近幾年的教學(xué)實施狀況和學(xué)生調(diào)查反饋結(jié)果分析，得出以下幾點結(jié)論：1.項目的設(shè)置難度比較合理從近兩年的學(xué)生學(xué)習(xí)掌握程度來看，本課程的教學(xué)項目難易度設(shè)置比較合理。項目的實施流程是按照從入門到初級，從初級到中級進行規(guī)劃的，學(xué)生在學(xué)習(xí)中能充分體驗到由簡入難、由低到高的學(xué)習(xí)過程。每個學(xué)習(xí)階段中課題的設(shè)計也充分考慮到學(xué)生的理論水平和學(xué)習(xí)能力，每個項目的難易度設(shè)置都是按照循序漸進的方式進行分布的，比較科學(xué)合理。2.項目的產(chǎn)品設(shè)計比較單調(diào)，對學(xué)生的吸引力不夠從學(xué)生座談的反饋情況來看，學(xué)生對于每個項目產(chǎn)品的設(shè)計認可度不高，特別是每個項目所設(shè)計的產(chǎn)品比較單調(diào)。學(xué)習(xí)初步階段，出于對學(xué)習(xí)數(shù)控加工技術(shù)的興趣考慮，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性十分高，但隨著知識的慢慢掌握和積累，學(xué)生對于加工產(chǎn)品的美觀和欣賞性也越來越高。目前設(shè)計的大部分零件圖紙都是比較單一的，學(xué)生在學(xué)習(xí)中除了反復(fù)編程與加工操作外，對于所加工出來的產(chǎn)品沒有太大的成就感，后期的學(xué)習(xí)動力下降明顯。3.項目產(chǎn)品之間缺乏系統(tǒng)性的聯(lián)系，沒有形成統(tǒng)一的整體項目與項目之間，除了對所需掌握的理論知識和操作技能要求有所關(guān)聯(lián)外，每個項目的產(chǎn)品都是獨立設(shè)計的，缺乏整體的設(shè)計與規(guī)劃，產(chǎn)品相互之間沒有形成有機的整體，這與歐洲職業(yè)教育發(fā)達國家倡導(dǎo)的“以綜合產(chǎn)品加工為載體的一體化課程”設(shè)計理念差距明顯，這就需要對所有的教學(xué)項目進行重新設(shè)計和統(tǒng)一規(guī)劃，使每個產(chǎn)品變成一個零件，所有的零件最后能組裝成一個產(chǎn)品。

二、整合實踐

（一）教學(xué)項目整合的初步實踐針對本課程教學(xué)項目設(shè)計的不足，對模塊二中的前三個項目，即“長方體六面銑削”“直線溝槽的銑削”和“圓弧溝槽的銑削”，見圖2，進行了整合實踐。通過對上述項目的知識和能力目標分析可知，項目一主要讓學(xué)生掌握六面體銑削的工藝流程；項目二主要讓學(xué)生學(xué)會使用G00、G01指令編寫直線的走刀程序；項目三主要是讓學(xué)生學(xué)會使用G00、G02、G03指令編寫圓弧的走刀程序。根據(jù)上述學(xué)習(xí)目標要求，充分考慮到學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將這三個項目整合成了一個實用性比較強的項目——“麻將牌中‘條’與‘餅’的制作”，見圖3，該項目涵蓋了六面銑削、直線與圓弧溝槽的編程與加工等內(nèi)容。從項目的教學(xué)實施情況來看，學(xué)生對于這樣的產(chǎn)品加工興趣非常濃厚，通過對不同學(xué)習(xí)小組設(shè)置不同的麻將牌制作任務(wù)，使各小組之間形成了一種良性的競爭，各組同學(xué)都十分重視產(chǎn)品的質(zhì)量和美觀性，這對于培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)量意識和團隊精神具有十分重要的促進作用，學(xué)生的成就感也得到了一定的滿足。

（二）教學(xué)項目整合的進一步思考在對本門課程中的幾個項目進行整合實踐后，課堂的教學(xué)效果得到顯著提高，但這僅僅是課程改革和實踐的一小部分，后期還需要對整門課程的項目進行整合探究和實踐，甚至可以延伸到整個專業(yè)課程體系的整合改革。首先，關(guān)于這門課程的項目整合，主要思路是設(shè)計一套較為復(fù)雜的零件圖紙，用于貫穿這門課程的全部教學(xué)之中，每個零件的加工為一個子項目，在完成所有零件的加工后，可以將其組裝成一個產(chǎn)品，即為一個大項目。因此，“數(shù)控銑床編程與加工”課程的教學(xué)過程，就完全轉(zhuǎn)化為“以完成某個產(chǎn)品加工與裝配”的任務(wù)驅(qū)動教學(xué)過程，需要學(xué)生在這個任務(wù)的完成過程中，不斷地學(xué)習(xí)所需的專業(yè)知識和專業(yè)技能，形成一種“現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用”“所學(xué)服務(wù)于所用”的教學(xué)理念。關(guān)于這個大項目的設(shè)計和規(guī)劃，需要在教學(xué)實踐中進行探索與創(chuàng)新，并在實施過程不斷完善，最終讓這門課程的教學(xué)轉(zhuǎn)變成以綜合產(chǎn)品加工（如卡車模型、農(nóng)用拖拉機模型等）為載體的項目教學(xué)。最后，參照這門課程的教學(xué)項目整合思路，可以將整個數(shù)控專業(yè)的課程體系也進行項目劃分和整合，每門課程就是一個項目，所有的項目合在一起就形成了一個專業(yè)課程體系。而這些以項目為載體的課程教學(xué)都是基于某個產(chǎn)品的生產(chǎn)過程進行設(shè)計的，所有的理論知識和操作技能都是為了這個產(chǎn)品的生產(chǎn)而準備，這也是近年來職業(yè)教育改革中提到的“以典型工作任務(wù)為載體的一體化課程體系”。

三、結(jié)論

篇7

異形槽零件通常壁厚程度從0.5mm到1.1mm不等，究其原因是形狀尖角分布廣泛，造成了應(yīng)力的集中，極容易產(chǎn)生裂紋和內(nèi)裂變力。這種零件在加工過程中，經(jīng)過一系列的切削振動、工裝夾具和灼熱加工后，殘余應(yīng)力經(jīng)過重新分布難以避免的會發(fā)生變形外，在各個加工工序之間流轉(zhuǎn)存放的過程中，零件的殘余應(yīng)力也會受存放環(huán)境的影響（如溫度，空氣濕度等）而發(fā)生形狀、尺寸上的變化，會造成工中的成品率不高。

2．對異形槽類零件加工工藝的分析

2.1零件圖工藝的分析零件圖可以直觀的反應(yīng)出零件的性能，用途和工作條件[5]。讓人對零件與產(chǎn)品中的相互關(guān)系和作用一目了然。是設(shè)計工藝的理論基礎(chǔ)，因此，零件的工藝圖應(yīng)具備以下幾個條件：（1）零件圖具有完整性和正確性，符合國家標準，有完整的尺寸和相關(guān)的技術(shù)標注。如清楚的顯示點、線、面之間的平行或相交的關(guān)系。畫圖的過程中可以用cad軟件作為輔助工具,以求達到最直觀清晰的構(gòu)圖效果。（2）關(guān)于尺寸標注方法的要求：在零件圖上尺寸標注分為分散法和集中法。通常采用的是集中標注，有利于直觀的向編制的程序提供數(shù)據(jù)。

2.2針對材料的選擇有些零件剛完工的時候是合格的，到整體裝配的環(huán)節(jié)就出現(xiàn)超出范圍的松動或難以裝配，或者無法裝配的情況。有些可以裝配但是使用沒多久就出現(xiàn)裂痕等情況。導(dǎo)致產(chǎn)品的使用壽命大大縮短。針對這一情況，對加工中出現(xiàn)損壞的材料進行抽樣檢查，發(fā)現(xiàn)在碳鋼材料中，所含的S,P比值較高，導(dǎo)致的脆性變大，對加工過程的冷熱變化十分敏感。因此，要提高成品加工的成功率，延長零件的最佳使用年限。就要在零件的選材上多下功夫，選擇的材料必須符合如下幾個特性：（1）材料表面實耐磨，具有良好的延伸性。（2）材料的內(nèi)部必須具備良好的韌性和可塑性，且耐受性強。（3）因為異形零件工作介質(zhì)很特殊，最好是選用滲碳合金鋼(12CrNi4)q且含碳量要低于0.25。才能保證經(jīng)過高溫處理后，材料的內(nèi)部仍具有良好的韌性，因為有碳的滲透而達到表面的硬度。Cr，Ni是為了提高材料的淬透性。

3.異形槽類零件加工過程中對刀具的選擇

3.1對加工刀具的分類槽類零件的加工刀具主要分為銑刀、鏜刀兩大類[6]，根據(jù)不同的加工階段要使用不同的刀具：（1）在自由嚙面的粗加工和半精加工階段，首先選擇銑刀，因為它具有優(yōu)質(zhì)的切削質(zhì)量和效率。（2）如果對自由曲面進行精加工的時候該選用球頭刀，因為該刀的切削速度慢，切削的行距夠密。（3）如果是粗精加工，即使是相同尺寸和規(guī)格的刀具，都要分開使用。一般情況下，盡量使用一把刀具完成所有的加工部位。

3.2異形類零件加工過程中對刀具的用法（1）粗加工時螺旋進刀方式應(yīng)控制在5度到10度之間，進刀量的徑向不允許超過刀具直徑的5％-8％，深度進給量要控制在刀具直徑的5％。（2）半精加工階段，由于零件的層間距離較小，要防止切削時刀具直接下沉到下個切削面，不要過切，要滿足等量的切削原則。（3）粗加工和半精加工階段，為實現(xiàn)較高的表面加工質(zhì)量和切削效率，要配合使用UG軟件的manufacturing模塊里的cavity—mill銑削方式，其參數(shù)設(shè)定為，切削水平選bcalDepthperCut為2mm，將Stepover的toodiameter調(diào)整為55%。刀具則選用硬質(zhì)合金雙刃立式平底銑刀。（4）精加工階段，選用優(yōu)質(zhì)合金球頭刀為刀具；對比曲面的最大面，分為正反方向兩組，刀軌走向盡可能的沿著最長輪廓線的方向；因為球頭刀刀心速度為0，不屬于切削而是削磨，所以加工時刀軸需要與零件底面保持不超過20度的傾斜，減少這樣可以避免刀尖對加工零件的磨損；根據(jù)零件不同曲面的特點，可以用Cavity—mill中Ar．eaMilling、SurfaceArea、Boundar來進行加工。

4.切削加工中對切削液的選擇

切削加工中要使用切削液，切削液具備四大性能，冷卻性能，性能，清洗性能，防銹性能。在切削過程中切削液可以降低刀具與加工表面的摩擦，減少刀具的磨損，提高加工表面的光滑性。切削液也根據(jù)其性能也分為三個種類，切削油，乳化液，水溶液。水溶液其主要成分由水構(gòu)成，無粘稠的透明質(zhì)感，方便操作者觀察，冷卻性能好。其缺點是容易令金屬零件生銹，性能差。乳化液外觀呈透明或者乳白色，是由乳化劑、添加劑和植物油膏加水稀釋而成，冷卻、效果不錯但是含水量大，容易讓金屬鈍化。

5.異形槽零件鉆中心孔時要注意的問題

鉆中心孔是異形槽類零件加工中十分細節(jié)卻又極其重要的一環(huán)，對異形槽零件的加工工藝的品質(zhì)起到?jīng)Q定性的作用，因此，在異形槽加工過程中，應(yīng)注意如下幾個問題。

5.1防止中心鉆的折斷（1）中心鉆一定要對準加工零件的回轉(zhuǎn)中心，加工零件的末端要車平，不能留有凹頭，否則容易造成中心鉆偏斜，不能準確定鉆心而折斷。（2）切削時候要嚴格控制切削用量。（3）不能使用磨后的中心鉆強行鉆入。（4）要保證中心鉆的清潔，及時清除中心鉆上的切屑和澆注切削液。

5.2防止中心鉆孔鉆的不圓或鉆偏（1）要及時矯正出現(xiàn)彎曲的加工零件2.保證裝夾工具有良好的夾緊力，防止因夾緊力不足而引起的鉆中心孔時加工零件的移位。且在鉆孔時注意，中心孔不宜鉆的太深，否則在工件夾裝時不能與中心孔的鉆孔貼合，避免中心鉆孔修膜后圓柱部分的長度過短，不然在裝夾時，容易造成裝夾尖端與中心孔底的接觸。

6.在熱處理過程中需注意的問題

正確的高溫的處理方法對后來的切削加工質(zhì)量有著決定性的作用，金屬的組織成分不同在加熱處理中會呈現(xiàn)出不同的組織特性，當含碳量不足0.25%時，金屬的切削加工性能也隨著碳含量的變化而變化，如果有大量的鐵素體在回火狀態(tài)下出現(xiàn)，那么說明該金屬的延展性很好。因為滲碳合金鋼(12CrNi4A)具有含碳量低的優(yōu)勢，經(jīng)過滲碳后冷卻，然后通過金屬加熱處理后再低溫回火，從而形成柔韌性和強度的完美融合。大部分的異形槽類零部件加工過程中，都是先經(jīng)過加熱處理及回火后再進行磨削工作，通過磨削加工達到所追求的良好機械性能。工件采用半自動或自動機床加工時高效率成批生產(chǎn)，只有經(jīng)過科學(xué)的熱處理工藝方法，有效的降低了磨削時“燒傷”或形成“磨削裂紋”的概率，保證了零件經(jīng)過精磨后，還能維持有較高的光潔程度。因此，正確選定合理的熱處理工藝方法是優(yōu)質(zhì)切削的基礎(chǔ)。

7.結(jié)束語

篇8

1制約數(shù)控機床機械加工效率提高的主要原因

1.1數(shù)控機床應(yīng)用水平低

自我國制造業(yè)正式引進數(shù)控加工技術(shù)以來，制造業(yè)的生產(chǎn)水平獲得明顯提升。雖然在日常使用過程中，有基本的數(shù)控機床操作規(guī)范與維護措施，不過機床本身的精度損失是無法避免的。為進一步提高工作效率，改善生產(chǎn)質(zhì)量，落實好機床維護保養(yǎng)工作十分重要。此外，由于許多工程并未明確每臺設(shè)備的加工精度與加工任務(wù)，沒有合理區(qū)分粗加工設(shè)備與細加工設(shè)備，設(shè)備資源沒有得到合理安排，不但影響到數(shù)控機床的使用壽命，還會大大降低數(shù)控機床的生產(chǎn)效率。

1.2操刀頻率與設(shè)置不合理

在開展大規(guī)模生產(chǎn)活動時，合理選擇換到方式能有效縮短換刀的輔助時間，避免機床嚴重磨損，從而減少機床維護成本，提高機床生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。從目前情況來看，大部分工廠的換到頻率均存在不合理現(xiàn)象，同時，夾具選擇、走刀線路、刀具排列位置以及刀具樹勇順序都沒有具體細化，設(shè)計方案明顯存在漏洞，如此一來，機床運行的工作效率自然也會受到影響。

1.3編程程序不符規(guī)范

數(shù)控機床的運行模式主要取決于計算機的編程程序，計算機編程主要負責控制機床工作步驟。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機編程程序在數(shù)控機床加工中獲得廣泛應(yīng)用，不過不得不承認的是，計算機編程目前仍未達到最理想化的運用程度。現(xiàn)有計算機編程十分復(fù)雜，給系統(tǒng)的調(diào)試與操作帶來了諸多不便。也正因如此，數(shù)控機床機械技術(shù)加工效率始終無法得到提升。

2提高數(shù)控機床機械技術(shù)加工效率的根本途徑

2.1人員管理方面

2.1.1提高操作人員業(yè)務(wù)水平

在數(shù)控機床加工環(huán)節(jié)中，操作人員的業(yè)務(wù)水平直接決定數(shù)控機床的工作效率。作為數(shù)控機床軟件的操控著，其專業(yè)能力與職業(yè)素養(yǎng)均將對數(shù)控機床的加工效率產(chǎn)生深遠影響。所以，提高數(shù)控機床一線操作人員業(yè)務(wù)水平很有必要。

2.1.2規(guī)范數(shù)控機床操作流程

相較于普通機床，數(shù)控機床的操作流程更為復(fù)雜，操作工藝也更加豐富多樣化。為確保加工活動得以順利開展，提前制定好科學(xué)、規(guī)范的數(shù)控機床操作流程很有必要。因此，加工企業(yè)有必要在實際工作中，制定規(guī)范數(shù)控機床的操作流程，要求全體操作人員在工作期間，嚴格按照相關(guān)規(guī)范執(zhí)行各項操作。

2.1.3對現(xiàn)有管理模式進行改良

數(shù)控機床的穩(wěn)定運行離不開科學(xué)管理，只有提高管理水平，才能充分發(fā)揮出數(shù)控機床的功能與優(yōu)勢，為生產(chǎn)加工活動做貢獻。所以，在工作期間，有必要定期對數(shù)控機床管理模式進行調(diào)整與改良，根據(jù)生產(chǎn)加工活動的具體需求以及數(shù)控機床的規(guī)格、類型、加工工藝等方面，制定不同類型的管理模式，以確保在不同生產(chǎn)加工活動中，不同類型的數(shù)控機床能夠得到有效利用。只有實現(xiàn)管理模式的與時俱進，才能更好地提高數(shù)控機床設(shè)備資源的有效利用率，進一步促進機械技術(shù)加工效率的不斷提高。

2.2技術(shù)設(shè)備方面

實際上，加強對數(shù)控機床機械技術(shù)設(shè)備方面的研究，從技術(shù)層面著手是提高數(shù)控機床機械技術(shù)加工效率的根本途徑。在對數(shù)控機床技術(shù)設(shè)備方面進行研究時，務(wù)必要結(jié)合數(shù)控機床的工作特點，針對具體情況采取具體的應(yīng)對措施，在考慮到可操作性的同時，加強成本管理，以確企業(yè)的整體效益。

2.2.1恒定電網(wǎng)供電水平

數(shù)控機床集互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與機床技術(shù)于一體，因此對電網(wǎng)供電系統(tǒng)有著極高的要求。以目前應(yīng)用范圍最廣的數(shù)據(jù)機床為例，在電網(wǎng)供電極度不穩(wěn)定的情況下，該裝置內(nèi)部的欠壓保護裝置報警系統(tǒng)根本無法發(fā)揮出正常作用。從技術(shù)可行性與經(jīng)濟性的層面來看，結(jié)合運行中數(shù)控機床的在自身特性，于電網(wǎng)系統(tǒng)中設(shè)置交流穩(wěn)壓器是解決該問題的唯一途徑。交流穩(wěn)壓器的設(shè)置，能夠有效避免在高峰或低谷時段供電不穩(wěn)定現(xiàn)象，從而為數(shù)控機床的高效生產(chǎn)創(chuàng)造有利條件。

2.2.2正確選擇合適設(shè)備

在數(shù)控機床運行期間，操作人員應(yīng)重視數(shù)據(jù)機床設(shè)備的選型，特別是有關(guān)數(shù)控系統(tǒng)方面的選型，設(shè)備選型是否合理將直接決定數(shù)控機床的相關(guān)工作能否順利開展。因此，相關(guān)工作人員在選擇相關(guān)設(shè)備的型號時，務(wù)必要對工作環(huán)境、工作條件、生產(chǎn)需求等多方面因素進行充分考量。此外，為提高數(shù)控機床與各相關(guān)設(shè)備工作的協(xié)調(diào)性，企業(yè)在選購數(shù)控機床以及相關(guān)設(shè)備時，應(yīng)盡量選擇同一廠家的產(chǎn)品。同一廠家出產(chǎn)的產(chǎn)品有利于工藝之間的鏈接，且為后期維修保養(yǎng)工作減少了許多不必要的麻煩，從根本上解決了數(shù)控機床機械技術(shù)加工效率低的問題。

2.2.3落實機床維護管理工作

數(shù)控機床的管理與維護是確保數(shù)控機床得以正常工作的重要前提，也是延長數(shù)控機床使用壽命的關(guān)鍵。因此，相關(guān)工作人員可定期對機床進行維護與管理，通過機床等方式，對數(shù)控機床進行維護與保養(yǎng)。另外，部分數(shù)控機床運行環(huán)境較為特殊，為確保數(shù)控機床的應(yīng)用價值得以充分發(fā)揮，務(wù)必對機床采取合適的方式進行保養(yǎng)。同時，不同型號的數(shù)控機床保養(yǎng)維護方式也不一樣，油的類型與使用方式切不可混淆。只有認真落實好機床維護保養(yǎng)工作，才能有效提高數(shù)控機床機械技術(shù)加工效率。

3結(jié)語

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關(guān)鍵詞 數(shù)控車床;多頭螺紋;加工操作要領(lǐng)

中圖分類號 TH16 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708(2010)16-0149-02

普通車床上多頭螺紋的加工主要依賴于操作者的豐富經(jīng)驗和高超的技能,然而,在批量生產(chǎn)中,單靠操作者的個人經(jīng)驗和技能是無法保證生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的。在制造業(yè)高速發(fā)展的今天,高精度數(shù)控機床和高性能數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用使許多普通機床和傳統(tǒng)工藝難以解決的問題變得相對容易,而且生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量得到了很大提高。以下將從4個方面對多頭螺紋的數(shù)控車床加工進行闡述。

1 螺紋的基本特征

螺紋是機械零件上最常用的聯(lián)接結(jié)構(gòu)之一,它具有結(jié)構(gòu)簡單、拆裝方便及聯(lián)接可靠等優(yōu)點,在機械制造業(yè)中廣泛應(yīng)用,如數(shù)控車床的主軸與卡盤的聯(lián)結(jié),方刀架上螺釘對刀具的堅固,絲杠螺母的傳動等。螺紋的種類較多,按斷面形狀一般可分為三角形、矩形、梯形、鋸齒形和圓形螺紋;按照螺紋的線數(shù)不同,又可分為單線螺紋和多線螺紋。由于用途不同,它們的技術(shù)要求和加工方法也不一樣。

2 螺紋的加工方法

2.1 螺紋的加工方法

隨著制造技術(shù)的發(fā)展,螺紋的加工,除采用普通機床加工外,常采用數(shù)控機床加工。這樣既能減輕加工螺紋的加工難度又能提高工作效率,并且能保證螺紋加工質(zhì)量。在目前的數(shù)控車床中,螺紋切削一般有3種加工方法:

1)直進法

易獲得較準確的牙型,但切削力較大,常用于螺距小于3mm的三角螺紋。加工方法是在加工過程中對刀具的Z軸(軸向方向)不進行改變,分次進給(直徑方向),來完成螺紋的切削。

2)斜進法

在每次往復(fù)行程后,除了做橫向進刀以外,只在縱向的一個方向微量進給。

3)左右車削法

在每次往復(fù)行程后,除了做橫向進刀外,還需要向左或向右微量進給。對于加工大螺距的螺紋,多頭螺紋等零件,由于加工面太寬,接觸面大。用直進法的話,對于機床,刀具,工件都會產(chǎn)生很大的影響,甚至產(chǎn)生打刀,飛活,蒙車等現(xiàn)象。所以,只有采取左右車削法來完成。 加工方法是通過改變Z軸的方向,也就是進刀起始點,來完成對螺紋一個側(cè)面的加工,完了再加工另一側(cè)面,最后對兩側(cè)面和底面修光。這種方法叫左右進刀法。注:是一個側(cè)面一個側(cè)面的加工,以減小刀具和工件的接觸面積?？梢坏蹲?下一刀右的方法加工。

2.2 多頭螺紋加工的控制

在運用程序加工多頭螺紋時,要注意對以下問題的控制:1) 主軸轉(zhuǎn)速的確定。在車削螺紋時,車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距(或?qū)С?大小、驅(qū)動電機的升降頻特性,以及螺紋插補運算速度等多種因素影響,不同的數(shù)控系統(tǒng),推薦的主軸轉(zhuǎn)速選擇范圍也不同。所以,編程時應(yīng)按照數(shù)控車床操作說明書所規(guī)定的主軸轉(zhuǎn)速車削螺紋,同時,在車削螺紋的過程中,盡量不要改變主軸轉(zhuǎn)速,以防車出不完全螺紋;2)表面粗糙度要求。螺紋加工的最后一刀基本采用重復(fù)切削的辦法,這樣可以獲得更光滑的牙表面,達到粗糙度要求;3)批量加工過程控制。對試件切削運行程序之前除正常要求對刀外,在數(shù)控系統(tǒng)中要設(shè)定刀具磨損值,第一次加工完后用螺紋千分尺進行精密測量并記錄數(shù)據(jù),將磨損值相應(yīng)減少,進行第二次自動加工,并將測量數(shù)據(jù)記錄,以后將磨損補償值的遞減幅度減少并觀察它的減幅與中徑的減幅的關(guān)系,重復(fù)進行,直至將中徑尺寸調(diào)試到公差帶的中心為止。在以后的批量加工中,尺寸的變化可以用螺紋環(huán)規(guī)抽檢,并通過更改程序中的X數(shù)據(jù),也可以通過調(diào)整刀具磨損值進行補償。

3 螺紋的編程方法

多頭螺紋的編程方法和單頭螺紋相似,采用改變切削螺紋初始位置或初始角來實現(xiàn)。螺紋的編程方法很多,我們可以嚴格按照數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的螺紋循環(huán)指令格式來進行編程,如日本FANUC系統(tǒng)加工螺紋常用G32、G92和G76三條指令。其中指令G32用于加工單行程螺紋,編程任務(wù)重,程序段較長;而采用指令G92,可以實現(xiàn)簡單螺紋切削循環(huán),使程序編輯大為簡化,但是依然需要設(shè)置每次走刀量;指令G76克服了G92的缺點,只要設(shè)置好參數(shù)即可完成螺紋的一次性加工,且程序簡捷,可節(jié)省編程時間。具體指令的應(yīng)用我們只要按照機床編程說明書的要求完成相應(yīng)零件的編程就可以了。

我們也可以不用什么專用指令,不管是什么數(shù)控系統(tǒng),都用一種方法來解決:即只要保證加工第2條螺旋線的起點跟加工第1條螺旋線的起點Z方向相差一個螺距就行了,加工3,4,5,6......線道理也是一樣,下面我來舉例說明。

例:公稱直徑30,導(dǎo)程4,雙頭螺紋。編程如下:

G00X35Z5(第一條螺旋線的起點)

G76(加工第一條螺旋線。注意:F值為導(dǎo)程,牙型高的計算是以螺距計算的。)

G00 X35Z7(后移一個螺距,第二條螺旋線的起點。前移后移都可以,安全起見一般后移)

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關(guān)鍵詞：數(shù)控車工技師；考核；理論；論文；實操

中圖分類號：G715 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2013）14-0027-03

江蘇省徐州技師學(xué)院從2003年開始招收數(shù)控車工技師，已累計為社會培養(yǎng)1000多名數(shù)控車工技師。在這10年的培訓(xùn)教學(xué)與考核中積累了一定經(jīng)驗，也存在著許多問題，值得我們思考。

一、數(shù)控車工技師考核情況簡介

數(shù)控車工技師每年由江蘇省技能鑒定部門統(tǒng)一安排在3月、5月、9月和11月共考核四次。各校根據(jù)自己的實際情況向市技能鑒定指導(dǎo)中心申報，市技能鑒定部門審核通過后，統(tǒng)一上報省技能鑒定指導(dǎo)中心，由省技能鑒定部門從題庫統(tǒng)一抽取試題進行考核。省技能鑒定部門派考評人員督導(dǎo)，市技能鑒定部門具體實施。考核共分為論文答辯、理論考核和實操考核三個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)獨立考核，單獨給分，以百分制形式進行，低于60分為不及格，三個環(huán)節(jié)均達到60分，技師才為考核過關(guān)，否則不予通過。

1.論文答辯。論文答辯環(huán)節(jié)是技師考核的第一關(guān)，也是至關(guān)重要的一關(guān)，此關(guān)不及格，后面兩關(guān)不予考核，取消考試資格。論文答辯小組一般有三名評委組成。學(xué)生陳述論文后，評委針對學(xué)生的論文對進行提問，問題既有論文內(nèi)的內(nèi)容，也有拓展知識。

2.理論考核。理論考核時間為90分鐘，滿分100分，60分及格。題型有填空題、選擇題、判斷題、簡答題、論述題及編程題等幾部分組成。內(nèi)容包括公差、制圖、材料、軟件、工藝、機床、夾具、編程和刀具等專業(yè)內(nèi)容，知識面較廣。

3.實操考核。實操考核環(huán)節(jié)由機械加工工藝規(guī)程編制、數(shù)控車床編程、數(shù)控車床加工、零件自檢和數(shù)控車床精度檢測等五個模塊組成?？偡?00分，60分及格，每個模塊權(quán)重不同，但都要達到60%才為及格。

（1）加工工藝規(guī)程編制模塊。要求學(xué)生根據(jù)加工圖紙，按照工序獨立編制零件加工工藝規(guī)程，內(nèi)容包括刀具、切削用量、工裝和量具的選擇等。時間為30分鐘，分數(shù)占10%。

（2）數(shù)控車床編程模塊。要求學(xué)生根據(jù)圖紙在計算機上獨立繪制二維圖形，自動生成加工程序，并進行仿真加工。時間為90分鐘，分數(shù)占20%。

（3）數(shù)控車床加工。要求學(xué)生根據(jù)備料通知要求，把加工程序拷貝或傳輸?shù)綑C床上進行獨立加工，最終完成圖紙要求的配合件。時間為240分鐘，分數(shù)占50%。

（4）零件自檢模塊。要求學(xué)生根據(jù)零件自檢表規(guī)定的內(nèi)容，對自己加工的零件尺寸、形位公差和表面粗糙度等進行客觀檢測。考評教師根據(jù)學(xué)生檢測結(jié)果與實際結(jié)果之間的差值進行評分。時間包括在數(shù)控車床加工的240分鐘內(nèi)，成績占10%。

（5）數(shù)控車床精度檢測模塊。要求學(xué)生按照數(shù)控車床精度檢測模塊規(guī)定的內(nèi)容進行實際檢測，并作記錄?？荚u教師根據(jù)學(xué)生檢測方法和檢測結(jié)果進行評分。時間為30分鐘，成績占10%。

二、數(shù)控車工技師考核存在的問題

1.論文撰寫方面。技工院校的生源質(zhì)量相對不高，學(xué)生大都是未升入高中或大學(xué)的落榜生。他們文化基礎(chǔ)知識薄弱，進入技工院校的目的就是想學(xué)一門技術(shù)，找份合適的工作；他們往往不重視文化知識的進一步學(xué)習(xí)，而只重視技能訓(xùn)練。文化課的教學(xué)學(xué)時較短，論文寫作水平大多只停留在初高中的層次上，甚至更低。所以，要讓這部分學(xué)生經(jīng)過三至四年專業(yè)知識學(xué)習(xí)后再寫出像樣的論文，難度確實很大。不要說文學(xué)功底不牢，遣詞造句不行，就是專業(yè)素材都很成問題。他們一是沒有實際工作經(jīng)驗，只是在校內(nèi)按教師要求進行零件的加工，二是不重視工藝的分析、經(jīng)驗的積累，三是沒有技術(shù)革新的能力。他們的論文要么是書本內(nèi)容的復(fù)制，要么是網(wǎng)上現(xiàn)成論文的下載，要么是教師編制工藝的抄寫，根本沒有創(chuàng)新。能夠?qū)懗鲎约焊邢牖蝮w會的文章已實屬不易，所以一次通過率往往不高。

2.理論考核方面。數(shù)控車工技師理論考核牽涉的知識面非常廣泛，幾乎涵蓋了在校學(xué)習(xí)的所有專業(yè)知識。這些知識點分散在10多門課程中，零散且不系統(tǒng)，又沒有復(fù)綱，全靠教師的經(jīng)驗和學(xué)生平時的知識積累。往往經(jīng)過幾個月的緊張忙碌后，成績還不是很理想，極大地挫傷了學(xué)生申報技師考核的積極性。

3.實操考核方面。雖然學(xué)生平時很重視實訓(xùn)操作的訓(xùn)練，但由于實操考核環(huán)節(jié)模塊較多，考前一周才能看到實操考核的備料通知單，只能憑教師的經(jīng)驗和學(xué)生的基礎(chǔ)進行考核。如果平時沒有扎實的基本功和識圖、編程、工藝分析等方面的綜合能力，在有限的時間內(nèi)通過實操項目的考核難度確實很大，而且每個模塊均要達到所占分數(shù)的60%以上，否則不能過關(guān)，所以總體過關(guān)率也不是很高。

三、數(shù)控車工技師教學(xué)應(yīng)采取的措施