高職數(shù)控車床操作技能訓(xùn)練關(guān)鍵環(huán)節(jié)淺析

2009年，教育部頒發(fā)了《關(guān)于中等職業(yè)學(xué)校和中小學(xué)開展深入學(xué)習(xí)實踐科學(xué)發(fā)展觀活動的指導(dǎo)意見》（教指職組發(fā)[2009]7號）。該文件明確指出職業(yè)教育要提高教學(xué)質(zhì)量，深化教學(xué)改革，增強學(xué)生的就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力和繼續(xù)學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)家長滿意、企業(yè)歡迎、社會認可和能滿足國家經(jīng)濟社會發(fā)展要求的高素質(zhì)勞動者和技能型人才。

本文主要探討數(shù)控車床FANUC系統(tǒng)實踐教學(xué)，通常拿到一張圖樣之后，我們要進行如下幾個步驟，才能加工出符合要求的零件。

一、工藝分析

數(shù)控加工工藝是采用數(shù)控機床加工零件時所運用的方法和技術(shù)手段的總和，工藝設(shè)計的好壞直接影響了數(shù)控加工的尺寸精度和表面精度、加工時間的長短、材料和人工的耗費，甚至影響加工的安全性。所以要切實掌握好數(shù)控加工工藝的內(nèi)容，制定數(shù)控加工工藝的方法。應(yīng)注意幾個關(guān)鍵之處：

1.合理選擇切削用量

對于高效率的金屬切削加工來說，被加工材料、切削工具、切削條件是三大要素，這些決定著加工時間、刀具壽命和加工質(zhì)量。經(jīng)濟有效的加工方式必然要合理地選擇切削條件。

2.合理選擇刀具

（1）粗車時，要選強度高、耐用度好的刀具，便滿足粗車時大背吃刀量、大進給量的要求。

（2）精車時，要選精度高、耐用度好的刀具，保證加工精度的要求。

（3）為減少換刀時間和方便對刀，應(yīng)盡量采用機夾刀和機夾刀片。

3.確定加工路線

加工路線是指數(shù)控機床加工過程中，刀具相對零件的運動軌跡和方向。第一，應(yīng)能保證加工精度和表面粗糙要求；第二，應(yīng)盡量縮短加工路線，減少刀具空行程時間。

二、編寫程序

程序編寫是數(shù)控加工的重中之重，要充分發(fā)揮數(shù)控車床的作用。根據(jù)不同零件的特點和精度要求，編制合理、高效的加工程序。常用的數(shù)控編程方法有手工編程和自動編程兩種。手工編程是指從零件圖樣分析、工藝處理、數(shù)據(jù)計算、編寫程序單、輸入程序到程序校驗等各步驟主要由人工完成的編程過程，應(yīng)注意幾個關(guān)鍵點如下：

1.正確選擇程序原點

在數(shù)控車削編程時，首先要選擇工件上的一點作為數(shù)控程序原點，并以此建立一個工件坐標系。工件坐標系的合理確定，對數(shù)控編程及加工時的工件找正都很重要。程序原點的選擇要盡量滿足程序編制簡單，尺寸換算少，引起的加工誤差小等條件。

2.合理選擇進給路線

進給路線是刀具在整個加工工序中的運動軌跡，即刀具從對刀點開始進給運動起，到結(jié)束加工程序后退刀返回該點所經(jīng)過的路徑，是編寫程序的重要依據(jù)之一。合理選擇進給路線對于數(shù)控加工是很重要的，應(yīng)考慮以下幾個方面：

（1）盡量縮短進給路線，減小空走刀行程，提高生產(chǎn)效率。第一，巧用起刀點。如在循環(huán)加工中，根據(jù)工件的實際加工情況，將起刀點與對刀點分離，在確保安全和滿足換刀需要的前提下，使起刀點盡量靠近工件，減小空走刀行程，縮短進給路線，節(jié)省加工過程中的執(zhí)行時間。第二，粗加工或半精加工時，毛坯余量較大，應(yīng)采用合適的循環(huán)加工方式，在兼顧被加工零件的剛性及加工工藝性的要求下，采取最短的切削進給路線，減少空行程時間，提高生產(chǎn)效率。

（2）保證加工零件的精度和表面粗糙度的要求。第一，合理選取起刀點、切入點和切入方式，保證切入過程平穩(wěn)，沒有沖擊。為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求，精加工時最終輪廓應(yīng)安排在最后一次走刀連續(xù)加工出來。認真考慮刀具的切入和切出路線，盡量減少在輪廓處停刀，以避免切削力突然變化造成彈性變形而留下刀痕。第二，選擇工件在加工后變形較小的路線。對細長零件或薄板零件，應(yīng)采用幾次走刀加工到最后尺寸，或采取對稱去余量法安排進給路線。在確定軸向移動尺寸時，應(yīng)考慮刀具的引入長度和超越長度。第三，對特殊零件采用“先精后粗”的加工工序。在某些特殊情況下，加工工序不按“先近后遠”“先粗后精”原則考慮，而作“先精后粗”的特殊處理，反而能更好地保證工件的尺寸公差要求。

（3）保證加工過程的安全性。要避免刀具與非加工面的干涉，并避免刀具與工件相撞。如工件中遇槽需要加工，在編程時要注意進退刀點應(yīng)與槽方向垂直，進刀速度不能用“G0”速度，“G0”指令在退刀時盡量避免“X、Z”同時移動使用。

三、自動加工

數(shù)控車床是一次裝夾，連續(xù)自動加工完成所有車削工序，程序模擬正確之后就可以自動加工了。在自動加工中應(yīng)該注意的細節(jié)：

1.修改刀補值保證尺寸精度

（1）絕對坐標輸入法。根據(jù)“大減小，小加大”的原則，在刀補001～004處修改。如用2號切斷刀切槽時工件尺寸大了0.1mm，而002處刀補顯示是X3.8，則可輸入X3.7，減小2號刀補。

（2）相對坐標法。如上例，002刀補處輸入U-0.1，亦可收到同樣的效果。

同理，對于軸向尺寸的控制亦如此類推。如用1號外圓刀加工某處軸段，尺寸長了0.1mm，可在001刀補處輸入W0.1。

2.半精加工消除絲桿間隙影響保證尺寸精度

對于大部分數(shù)控車床來說，使用較長時間后由于絲桿間隙的影響，加工出的工件尺寸會出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。這時，我們可在粗加工之后，進行一次半精加工消除絲桿間隙的影響。如用1號刀G71粗加工外圓之后，可在001刀補處輸入U0.3，調(diào)用G70精車一次；停車測量后，再在001刀補處輸入U-0.3，再次調(diào)用G70精車一次。經(jīng)過此番半精車，消除了絲桿間隙的影響，保證了尺寸精度的穩(wěn)定。

3.修改程序和刀補控制尺寸

數(shù)控加工中經(jīng)常會碰到這樣的現(xiàn)象：程序自動運行后，停車測量發(fā)現(xiàn)工件尺寸達不到要求，尺寸變化無規(guī)律。如用1號外圓刀加工階梯軸工件，各軸段徑向尺寸如下：φ300+0.06mm，φ230-0.03mm，φ0-0.04mm。經(jīng)粗加工和半精加工后停車測量，各尺寸分別為：φ30.06mm、φ23.03mm及φ16.02mm。對此，筆者采用修改程序和刀補的方法進行補救，具體操作如下：

（1）修改程序。原程序中的X30不變，X23改為X23.03，X16改為X16.04。這樣一來，各軸段均有超出名義尺寸的統(tǒng)一公差0.06mm。

（2）改刀補。在1號刀刀補001處輸入U-0.06。經(jīng)過上述程序和刀補雙管齊下修改后，再調(diào)用精車程序，工件尺寸一般都能得到有效保證。

四、總結(jié)

數(shù)控車削加工是基于數(shù)控程序的自動化加工方式，實際加工中，操作者只有具備較強的程序指令運用能力和豐富的實踐技能，方能編制出高質(zhì)量的加工程序，加工出高質(zhì)量的工件。為突出技能訓(xùn)練這一主線，筆者以實用為原則，采用項目教學(xué)內(nèi)容，實施理論實踐一體化的教學(xué)模式，配合多媒體演示、數(shù)控仿真等手段，實現(xiàn)教學(xué)目的。感受是，在這個過程中制定項目教學(xué)內(nèi)容是關(guān)鍵。在制定項目教學(xué)內(nèi)容時應(yīng)需考慮：項目教學(xué)內(nèi)容要由易到難，循序漸進；項目內(nèi)容典型，要包含１～２個訓(xùn)練重點；要保證現(xiàn)有實訓(xùn)設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場加工；要考慮學(xué)生的接受能力；適時變化加工件為教學(xué)項目等。這種項目內(nèi)容教學(xué)，是教師既教實踐操作又講編程理論，理實一體化的教學(xué)過程，推動了教師雙師素質(zhì)的提高。

實踐證明，這樣的教學(xué)模式學(xué)生喜歡，有利于提高學(xué)生技能，學(xué)生學(xué)到的知識也是形象、具體的，不容易忘記。學(xué)生到學(xué)期結(jié)束時，便可解決一些簡單的實際問題，基本上能獨立進行數(shù)控加工操作。

（作者單位：南京下關(guān)中等專業(yè)學(xué)校）