數控加工的工藝設計分析與教學實踐

摘要：數控機床是制造業的基礎裝備，通過近幾年建設，數控操作人才相對充足，但數控編程、加工工藝人員、設計人員相對缺乏，結合我校實際，本文分析了數控加工的工藝特點與主要內容，分析數控加工工藝特點，教學項目設計以及教學應用進行了深入的研究與實踐。

關鍵字：數控加工 工藝分析 設計與教學 技術要點

中圖分類號：TH16 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）06（b）-0000-00

我們學校的數控專業學生的培養目標是面向一線的數控操作工、數控編程員和數控工藝員以及相關的工作崗位。近幾年職業教育高速發展，數控操作工的培養規模較大，市場基于飽和，從現代制造技術崗位的要求出發，結合企業的生產實際，加大了數控編程員和數控工藝員培養力度，并開發了融入技能訓練、考核測試要求的訓練項目，用于理實一體化教學，提高學生學習興趣和技能水。

1 數控加工的工藝特點

根據相關的研究表明，導致數控加工出現失誤的主要原因有工藝分析不周全與編程不完善兩個方面。因此在進行編制數控程序與分析工藝時應該嚴格、仔細的考慮到加工過程中的每一個細節，因為任何一個細節出現任何問題都很有可能造成嚴重的經濟損失，同時也會導致工作量的大量增加。接下來我們主要從以下兩個方面對數控加工的工藝特點進行詳細的分析：

1、數控加工具有“復合性”的工藝特點。一般來說，進行數控加工，工件在一次裝夾下需要完成多種加工，例如：攻絲、鉸、銑、鏜等，這便充分的體現了數控加工復合性的工藝特點。數控加工將傳統的工藝加工有機的進行了結合和統一，這樣大大的減少了零件裝夾的周期與次數，有效的提高了模具加工的效率，在一定程度上也促進了模具的生產效益。

2、數控加工與一般的機床加工相比較，數控加工工藝的“工藝設計更加精密和完善，所包含的內容也更加的具體”。與普通的機床加工相比較，數控機床加工所需要的工裝數量與加工的工序都較少，這便有效的克服了傳統工藝方法中的弱點，極大的提高了數控加工的工作效率，促進了模具產業的進步。

2 數控加工與工藝分析與設計的內容分析

數控加工在編程以后的所有工序都全部有機器自動化進行控制，這邊能夠有效的降低對人工的使用率，但是為了有效的保障數控加工的質量，在進行前期工藝設計時應該充分的對加工的每一個細節進行全方面的考慮，表一主要列出數控加工的特有內容：

表1 數控加工的特有內容

接下來我們就主要分析了數控加工工藝設計時應該注意的主要細節：

1、加工用量的控制。數控加工的切削量不是人為進行控制和安排的，而是編程以后，機床根據程序進行選擇的。數控加工用量主要包含了進給速度、主軸轉速、切削深度等等。攻絲、鉸、銑、鏜等的切削量是存在一定的差別的，在進行系統編程時應該結合實際的加工經驗進行逐一的選擇。

2、確定走刀路線與工步順序的安排。走刀路線也就是整個加工過程中刀具的運行軌跡，刀具的運行軌跡也是有程序編碼所決定的。一般來說走刀路線應該選擇較短的加工路線，這樣能夠有效的避免空刀現象的發生，提高數據加工的效率。另一方面，在進行走刀路線的選擇時，應該選擇工件在加工后變形較小的路線，如果工件的形狀較薄，或是呈現細長型，可以采取分幾次走刀的方案進行。同時為了有效的避免工件的劃傷，在進行程序設計時一定要對進刀和退刀路線進行完善的考慮。

3、定位基準與夾緊方案的確定，以及夾具的合理選擇。在進行設計定位基準與夾緊方案時，一定要在可能的情況下最大化的減少裝夾的次數，最好是能夠在一次定位夾裝后將全部代加工便面全面進行加工，同時在確定定位基準與夾緊方案時，還應該遵循編程計算與設計、工藝相統一的原則。同時在進行夾具的選擇時，夾具的尺寸必須滿足與零件與機床坐標系相協調的條件。

3 數控加工教學項目設計

3.1 工藝設計簡介

該考核測試裝置包含有轉子和定子兩個部分，并且在定子的中部舍友前后貫穿的容置腔，轉子為圓柱型，設置在容置腔內，容置腔的前后端分別設有與定子固定的端蓋進行密封，轉子中心穿設有一傳動軸，傳動軸的兩端分別與前后端蓋轉動連接且從前端伸出，轉子的外側軸向均勻開設有若干卡槽，各卡槽內均設有葉片，葉片以傳動軸為中心呈放射狀分布。上述定子上開設有與容置腔連通的進氣口和排氣口，上述進氣口與卡槽之間均設有進氣通道，所述的葉片能沿轉子徑向來回運動。在上述的一種數控加工考核測試裝置中，所述各卡槽的槽口距容置腔內壁的距離不同。

3.2 該測試裝置在教學中的作用

數控加工不僅要求從業人員需要具備堅實的理論基礎，同時對從業人員的實際動手能力也有較高的要求 ，因此很多學校都叫實踐操作作為考核的一個重要組成部分，但是由于缺乏相應的檢測設備，因此在進行實踐考核時，很難對學生加工的產品的合格性進行準確的評判，特別是當考核的內容為輪子時。

該考核測試裝置與現有技術相比，能夠有效的實現對特定考核產品質量的檢測，能夠幫助教師更準確的對學生能力進行評價。同時，裝置具有過載保護作用，不會因過載而發生故障。一旦出現過載現象，傳動軸轉速降低或停止，當過載解除，立即可以重新正常運轉，并不產生機件損壞等故障。另外，該測試裝置使用空氣作為介質，因此不會產生供應上的困難，同時用過的空氣是無污染的，因此無需進行處理，可以直接的排放到大氣中。所以將該裝置運用到實際的教學中，能夠有效地幫助教師對學生的實際動手能力進行準確的檢測，進而有助于提高數控教學的教學效率和教學質量。

4 工藝設計與教學的要點分析

4.1數控加工教學應該在通用機床的基礎上開展

在數控加工教學中，很多數控機床在技術經濟性方面遠遠不如通用機床，從通用機床與數控機床的特點我們可以預測未來必然是數控機床與通用機床并存的時代，因此工藝設計與教學應該充分的重視通用機床教學的重要性，學生應該將兩種機床的加工技巧與方法同時進行掌握，這樣學生在畢業以后才能有更廣闊的就業前景。

4.2教學應該結合典型零件

為了加深學生對知識的掌握情況，在進行工藝設計教學時，教師應該結合典型的零件進行教學。數控加工與通用機床加工之間存在著一定的差別，數控工藝設計教學應該按照由淺入深、從簡單工序到復雜工序的特點選擇適合數控加工的零件進行講解，這樣才能有效的降低學生學習的難度，提高數控工藝設計與教學的效率與質量。

4.3重視“近距離教學”

數控工藝教學，應當重視對學生的實踐教學。由于數控加工的零件的復雜程度與價值相對較高，因此教師在進行實踐教學是應該充分的重視“近距離教學”，學生設計編寫的每段程序教師都應該進行嚴格的檢查，同時學生在進行實際操作時，教師應該親自進行指導，促進學生養成良好的工作習慣和職業素養。

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一定保留：

作者信息：范建鋒，（1976-），男，浙江金華人，浙江工業大學機電技術教育本科畢業，浙江省機電高級技工學校講師，主要研究方向：機械設計、數控加工。