如何提高中職學生的數控加工能力

夏侯俊峰

摘 要： 數控編程不僅僅是單一編寫數控加工指令代碼的過程，還包括零件加工的工藝設計，而工藝設計的內容一般包括：工藝分析、選擇加工方法、確定加工順序、選擇裝夾方案和夾具、選擇刀具、確定進給路線和選擇切削用量等。

關鍵詞： 數控加工 工藝設計 加工能力

目前，我國正處于先進制造技術大發展時期。隨著數控機床的廣泛使用，企業中，需要大量掌握數控技術的工程技術人員、高級工、技師等。培養掌握編程和操作的應用型技術人才已成為職業教育的當務之急。然而在數控教學中，我們往往會進入誤區，只注重或滿足于指令代碼的學習，而忽視學生加工能力的培養和提高。

數控編程（如圖1所示）不僅是單一編寫數控加工指令代碼的過程，還包括零件加工的工藝設計，而工藝設計的內容一般包括：工藝分析、選擇加工方法、確定加工順序、選擇裝夾方案和夾具、選擇刀具、確定進給路線和選擇切削用量等。

一、認真進行工藝分析

通過工藝分析，明確各加工表面的加工要求和加工方法，進而合理確定各加工表面的坐標原點和具體的對刀方法。

現以高級職業技能鑒定樣例1（如圖2）為例，加以說明。

1.分析加工零件圖的完整性和正確性

該零件由8個輪廓表面構成（如圖3），其中尺寸最大的輪廓表面（5）垂直方向的定位尺寸不完整，這是因為若按距底面3.5mm（■）考慮，則其上方的60斜面將與橢圓表面發生干涉。為此，在進行本課題的具體加工練習時，可將橢圓形狀尺寸做適當調整（減小）。

2.分析各加工表面的定位基準

從圖2可清楚地看出，8個被加工輪廓表面的定位基準不盡相同，為了保證加工要求（主要是輪廓表面的位置要求），根據基準重合原則，對于不同的加工輪廓表面，我們必須選用不同的工件坐標系原點，并通過合理地對刀來確定這些原點的位置。具體如下。

表面4的工件坐標原點位置如圖4所示，對刀時以左側面和上表面（設計基準）為基準。

表面6、7的工件坐標原點位置如圖5所示，對刀時以右側面和下表面（設計基準）為基準。

同理，其他表面輪廓加工時的工件坐標原點位置應分別取在其定位尺寸的基準處，且具體對刀時應以其設計基準為基準。

二、精心確定加工順序

合理的加工順序不僅有利于加工出符合圖紙要求的零件，而且能使加工設備得到充分的應用和發揮。安排加工順序時，除了應遵循“三先三后”（有些教材總結為“四先四后”）的原則外，需要強調的是，對于尺寸精度要求較高的零件（輪廓表面），一般采用同一加工表面按粗加工、半精加工、精加工的次序完成；對于位置公差要求較高的零件（輪廓表面），則采用全部表面按先粗加工、然后半精加工、最后精加工的順序，分開進行。在實際教學中，通常采用前者，使用同一程序，分三次調整刀具參數，依次完成某一輪廓表面的粗加工、半精加工和精加工。

三、合理安排進給路線

四、科學選擇切削用量

切削速度應根據不同的加工階段及使用的刀具材料選擇，例如，普通高速鋼刀具在加工中碳鋼材料零件時，切削速度一般不要超過30m/min，以免影響刀具的耐用度；而在精加工時，切削速度一般不要超過10m/min，以削弱可能產生的積屑瘤對加工質量的影響；硬質合金刀具在精加工中碳鋼材料零件時則可以選擇70m/min以上的切削速度，以避免積屑瘤對加工質量的影響。切削速度選擇完成后，根據n=■計算出主軸轉速，而不能隨意給一個主軸轉速值。

當零件的質量要求能夠得到保證時，為提高生產效率，可選擇較高的進給速度，一般在100～200mm/min，甚至更大的范圍內選取；精加工時，進給速度應選小些，一般在20～50mm/min范圍內選取，并適時調整進給倍率開關的倍率值，達到滿意的加工效果。

五、準確安裝和測量

高質量零件的加工離不開高質量的測量。培養和提高測量水平可以從兩方面入手，一是合理選擇量具，二是正確使用量具。

合理選擇量具，具體考慮以下兩點：第一，根據被測零件的輪廓外形、部位、尺寸的大小及被測參數特性來選擇，使選擇的量具測量范圍滿足被測零件的要求；第二，根據被測零件的公差選擇量具，選擇量具所允許的極限誤差約占被測參數公差的1/10～1/3，其中對低精度的參數采用1/10，對高精度的參數采用1/3甚至1/2。

正確使用量具主要包括：測量前的準備、檢查和測量。以內徑百分表測量孔徑為例，測量前應做好表的安裝、選測量頭和調零工作，然后才能進行具體測量。另外，不能忽視棱邊毛刺、油污雜物等對測量結果的影響。

總之，培養和提高學生的數控加工能力是一項綜合任務，涉及知識面較廣，內容較多，不同技能層次（階段）有不同的要求，需要帶訓教師在具體教學中從多方面有步驟、有針對性地實施。只有這樣，才能真正培養出能獨立操作、勝任加工任務的高素質技術工人。

參考文獻：

[1]袁曉洲.兩年制數控技術人才的4階段培養模式[J].湖北職業技術學院學報，2004，（2）：11-12.

[2]武漢華中數控股份有限公司.關于數控人才需求與數控教育改革的調研報告.