數控車加工虛擬仿真實驗教學研究

竇沙沙　夏建生　周海　陳青

摘 要：采用“虛實結合”的方法，結合數控車加工的特點，開設了數控車編程和數控車虛擬機床仿真實驗，掌握數控車編程方法及數控車操作，讓學生在實際的虛擬仿真操作過程中，了解并掌握注塑模智能制造的關鍵環節，加強對所學知識的理解，提高課程教學效果。

關鍵詞：數控車 虛擬仿真 實驗教學

中圖分類號：G71 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）02（c）-0204-02

數控車主要用于軸類、盤類等回轉體零件的加工。虛擬數控車床，是以沈陽機床、凱達機床等行業領先企業的機床為載體，嵌入了西門子和法蘭克數控系統，能夠模擬各種虛擬車削加工，如車削內外圓柱面、圓錐面及其它旋轉面、端面及各種常用的螺紋還能進行拉削油槽、鍵槽等工作。通過對虛擬數控車床的對刀、工件裝夾、刀具設置、數控程序的編輯與檢驗，啟動數控機床，模擬模具零件加工的整個過程。模擬過程不僅能配置刀具和夾具，檢查刀具和夾具與被加工零件的干涉，碰撞情況，還能對加工過程進行實時仿真，真實反映加工過程的實際情況。

按照“能實不虛，虛實結合”的理念，注重知識傳授與技能訓練相結合，設計實驗教學內容，在實驗之前，學生先學習掌握數控車床的基本結構、基本特點、數控車床的各種刀具選擇、正確的操作方法和步驟，然后結合學習的知識點，通過虛擬數控車床的演示，進一步將所學的知識感性化，在此基礎上，學生利用虛擬仿真設備，模擬注塑模零件加工過程，在模擬程序執行時，程序段、坐標值以及工件與刀具的相對移動的切削過程均模擬顯示，學生可以即時發現操作加工過程存在的缺陷，并相應進行調整，從而不斷提升自己的能力。

1 數控車編程仿真

通過數控車編程仿真模塊，模擬數控車削加工過程，掌握注塑模典型回轉體零件的車削自動編程，包含粗加工、精加工、切槽、螺紋切削和中心線鉆孔。

主要步驟要求為：（1）加載模具零件，選擇加工環境為“Lathe（車床）”；（2）選擇加工類型，包括中心鉆、一般鉆孔、深孔鉆、斷屑鉆、絞孔、鏜孔、車外圓、車內圓、車端面等；（3）創建程序“PROGRAM”；（4）選擇刀具，包括刀具參數，切削參數、切削量、車床轉速等；（5）創建幾何體和避讓（刀具的起點和終點）；（6）創建工序，生成刀具軌跡，動態顯示；（7）調出FUNAC和SIEMENS機床系統模擬切削，確定最佳的切削路徑。

2 虛擬數控車床

虛擬數控車床，以沈陽機床廠數控車床為載體，模擬典型模具零件的數控銑削加工，如車削內外圓柱面、圓錐面及其它旋轉面、端面及各種常用的螺紋，還能進行拉削油槽、鍵槽等。

虛擬數控車床的主要步驟如下：（1）部件認知：通過引出線將各部件名稱顯示出來，更加直觀形象的認識車床設備的各個零部件的名稱及結構；（2）機床操作：利用軟件配套提供的各種教學及實訓案例，進行切削仿真，包括數控程序切削和手工切削；（3）案例教學：通過具體的模具零件的案例進行車削加工，有臺階軸加工、軸類零件加工、螺紋加工、綜合零件加工等加工案例；（4）智能考核：自動、詳細記錄實訓全過程，自動記分并記錄遺忘步驟，扣除相應分數，自動生成考核記錄單如圖1所示。

3 結語

通過數控車編程和虛擬數控車床虛擬仿真實驗，通過不同參數的操作，可以模擬出數控車真實設備操作過程中可能存在的缺陷或者問題，避免了操作過程中電、液、氣等資源消耗大，設備后期維護成本高，有些設備操作風險高，幫助學生有針對地加強相關知識的學習或者操作方法的調整，培養學生解決實際工程問題的能力。

參考文獻

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