制做象棋子的數控加工與實踐

摘 要:我校開設了《數控車床》、《數控銑床》和《CAXA制造工程師》等多門課程，為提高學生學習興趣，我利用學校的毛坯，設計了制作象棋子的課題。將理論與實踐充分結合，綜合運用各科知識，本課題收入我校精品課程，得到了廣大師生的認可。

關鍵詞:加工工藝 區域式粗加工 數據傳輸

中圖分類號:TG7文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2012)06(c)-0188-01

在數控教學過程中，為提高學生學習興趣，我充分利用學校直徑50的聚乙烯白色塑料棒，設計了制做象棋子的課程。將《FANUC數控車》、《FANUC數控銑》、《CAXA制造工程師》三門課程綜合運用，學生分成小組進行加工練習，教學效果良好。

首先我們介紹一下加工象棋子的加工工藝:(1)在數控車床上加工出象棋子的毛坯。(2)利用CAXA制造工程師軟件生成象棋子字的程序。(3)設計邊界圓，編制出銑外圈的程序。(4)在數控銑床上進行數據傳輸，安裝三爪卡盤，采用磨制的中心鉆鉆頭加工象棋子。

下面我們依次介紹象棋子的加工過程。

1 在數控車床上加工出象棋子的毛坯

我校購買了學生實習用的塑料棒，有質量較好的聚乙烯白色塑料棒，直徑為50mm。我根據象棋子的特點，充分利用毛坯，設計了象棋子的圖紙，然后在數控車床上進行加工(程序省略)。

棋子的厚度為20mm，為使其美觀，設計出鼓形，圓弧半徑為R30，端面直徑為45mm，最大直徑為48.98mm。為避免形成尺寸鏈，該尺寸用括號括住。在數控車加工時采用G73循環指令指令進行編程，切斷后端面有毛刺，可在砂輪機上進行磨削(如圖1、2)。

2 利用CAXA制造工程師軟件生成象棋子字的程序

主要設計步驟如下。(如圖3、4、5)

(1)選擇XOY平面繪制草圖，繪制半徑為22.5mm的圓，退出草圖進行拉伸，方向為反向。

(2)在中心處輸入漢字，如“士、兵、卒、車、象、相、將、炮、馬”等共10個字，注意“車”字要進行漢字輸入法的簡繁切換。字體高度為30mm，為使字體在毛坯的中間位置，可以將字體沿Y方向上移10mm。

(3)設置毛坯，采用中心點形式，顯示毛坯。

(4)選擇刀具，選擇刀具號為1，刀補號為1，為充分顯示其軌跡，我們選擇刀具半徑為0.5mm，也就是直徑為1mm。

(5)選擇加工方式:粗加工—區域式粗加工，拾取加工輪廓線和島嶼。如“象”字，需要拾取島嶼；如“馬”字需要進行連續拾取加工輪廓線，并多次拾取島嶼，否則軌跡線錯誤。如“將”字需要對輪廓線進行裁剪，等等，都需要仔細去處理。

合理的選擇各個參數，如果軌跡線不能出來，應該重新設置參數。各個參數的設置不在贅述。

(6)進行模擬仿真，檢查軌跡線是否正確。

(7)生成后置代碼，選擇路徑，保存名字以大寫字母O開頭，為方便數據傳輸，可將后綴名改為.txt文件，方便進行程序傳輸。

3 設計邊界圓，編制出銑外圈的程序

設計直徑為40的圓，深度為1.5mm，用中心線編程法進行加工。其特點是采用螺旋下刀和螺旋升刀進行切入和切出(程序省略)。(如圖6、7)

4 進行數據傳輸，進行實操加工

我校有華中數控銑床和FANUC加工中心兩種設備。對于華中數控銑床，我們可以采用讀卡器和內存卡相結合的方法進行讀取，對于FANUC加工中心，我們采用CF卡進行數據傳輸。(如圖8、9)

在華中數控銑床和FANUC加工中心上，我們采用三爪卡盤進行自動定心，將中心鉆磨削為銑刀，加工的象棋子圖片如圖10、11。

實踐證明，通過這樣的課題訓練，將多門學科的知識進行綜合運用，理論與實踐相結合，激發了學生的學習興趣，學生不僅學會了編程，而且學會了如何進行數據傳輸，值得推廣應用。