基于OSTA認證下較復雜零件的通訊傳輸及數控加工

匡清 成立

摘要：人社部OSTA下的銑工（數控銑床）項目認證考試是以實際數控銑削加工為依據的職業資格認證之一。其證也是“雙證融通，產學合作”高職數控技術專業人才培養常見認證項目。通過選取典型銑削零件項目，選用《零件的三軸數控編程與加工》課程中的自動加工模塊知識，進行了工藝分析、CAD建模、CAM編程、機床通訊傳輸設置及數控加工等，可對數控零件加工起到一定的借鑒作用，也能探索全程全方位培育高職數控加工人才。

關鍵詞：數控銑削;CAD/CAM;通訊傳輸

中圖分類號：TG519.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2021）09-0095-02

0 ?引言

NOST是英文National Occupational Skill Testing的縮寫（即國家職業技能考試），由國家人社部下的職業技能鑒定中心OSTA管理、組織和實施的職業資格認證考試，共分成五個等級：五級（初級）、四級（中級）、三級（高級）、二級（技師）和最高的一級（高級技師）。它是一種以職業活動為導向，實際操作為依據，采用在OSTA監督下的第三方認證模式的綜合性社會化的標準參考考試（CRT），具有公正性、統一性、權威性[1]。《零件的三軸數控編程與加工》是一門針對高職數控技術專業開發的理實一體化專業核心課程，精選來自數控工廠一線實際生產的加工項目來開展教學活動，培養學生掌握數控銑削編程加工的技術技能，基本達到職業技能鑒定項目銑工（數控銑）操作工（二級）水平。通過對選取OSTA下的典型零件項目進行工藝分析，CAM自動編程，機床通訊傳輸及數控加工等論述，探索全程全方位培育高職數控人才。

1 ?項目導讀

選用國家職業分類目錄中的銑工（數控銑）操作項目的案例，見圖1、圖2所示。該零件為一個板塊類銑削件，主要是正面加工，毛坯尺寸為115mm×80mm×30mm，主要特征有凸臺、型腔、圓弧倒角、直角倒角、鉆鉸孔等，零件結構較復雜，材料為鋁合金6061-T651，易加工。整個零件的主要尺寸公差為IT7級，加工表面粗糙度Ra3.2μm，精度要求比較高。相關的主要加工要求見表1所示。

2 ?零件的CAD建模

進入UG NX10.0前，先進行零件圖樣分析，分解零件圖中的各個特征要素，了解相關尺寸精度及形位公差，確定先后零件特征的繪制順序。打開UG NX的Modeling模塊，進入Sketch（草圖）模塊，繪制草圖，然后在運用拉伸指令（Extruded Body）和布爾運算指令（Unite、Subsection、Intersect）來建模。其正面建模圖如圖3所示。

3 ?零件的CAM加工

3.1 工藝分析及加工工藝路線設計

對圖1和圖2進行圖樣分析可知，零件僅需一次裝夾完成零件的正面加工，相關加工內容比較復雜，有凸臺、型腔、圓弧倒角及鉸孔等特征要求。以毛坯作為粗基準定位，加工零件的正面特征。綜上所述分析后，完成零件的加工工藝過程如表2所示。

3.2 零件的CAM粗精加工

進入“CAM會話配置”對話框，選“cam_general”，并初始化加工環境。接著依次接著創建刀具、創建幾何體等，其余默認設置。

零件的粗加工，主要完成零件的上表面加工、零件的外形粗加工和零件的內腔粗加工。銑削上表面，調用“FACE_MILLING”，設置如下：刀具選擇“T1D50R0”端面銑刀，切深“0.5”進給速度選擇“3000r/min”，其余默認。粗加工零件外形，調用“CAVITY_MILL”，設置如下：刀具選擇“T2D20R0”鍵槽銑刀，切深“2”，進給速度選擇“3200r/min”，其余默認。

零件的精加工，主要完成零件的外形及內腔精加工。創建工序“REST_MILLING_FINISH”，設置如下：刀具選擇“T4D4R0”立銑刀，切削模式選擇“跟隨部件”;平面百分比選擇“50%”，切深“1”;進給速度選擇“4500r/min”，其余默認。其零件的CAM仿真如圖4所示。

4 ?數據通訊的實現

選用CIMCO Edit軟件的計算機和FANUC-0I-MB系統的加工中心實現數據通訊。CIMCO Edit版本是V5.5，這是一款簡單易學，具有強大的機床DNC傳輸等功能的軟件。

首先，設置軟件。打開“CIMCO Edit”軟件，選“機床通訊“菜單，端口中設置：端口“COM1”;波特率為“9600”;流控制“硬件和軟件”，最后保存確認。接著，設置加工中心。在控制界面中，模式進入“PROG界面”，選擇“READ”軟鍵，點擊“EXEC”軟鍵，等待接收NC代碼文件。最后，回到進行“CIMCO Edit”軟件傳輸界面，點擊“開始”按鍵，發送NC代碼文件。加工中心接收到后，軟件界面會提示傳輸成功完成，如圖5所示。

安裝毛坯，對刀設置，最后操作加工中心加工零件，最終完成的零件，如圖6所示。

5 ?結語

職業技能鑒定中的銑削項目，只是一種標準參考考試（CRT），達到分數線就能及格。但實際的零件產加工涉及到機床精度、夾具裝夾、刀具選用及操機人員等方方面面問題，這些綜合后才能完成合格零件產品。這個零件產品只能是一百分，需要我們努力提高數控加工水平才能完成各種復雜零件加工，擔負起國家建設重任。

參考文獻：

[1]勞動和社會保障部培訓就業司.國際職業技能鑒定教程[M].北京：現代教育出版社，2009：3-5.

[2]王衛兵. UG NX10數控編程學習教程[M].三版.北京：清華大學出版社，2019.

[3]馬俊，成立.數控加工中心編程與操作項目教程[M].北京：清華大學出版社，2016.

基金項目：蘇州市重點實驗室資助項目（SZS201815）;服務企業技術技能平臺（2020kypt01）;院課程思政示范專項建設項目-“零件的三軸數控編程與加工（2020 KCSZ16）;院級科研成果轉化教學資源（2020kyzh15）。

作者簡介：匡清（1982-），男，江蘇蘇州人，講師，研究方向為數控加工。