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1、社会对技能型人才的需求
随着数控技术的逐渐成熟,数控机床在机械加工等行业得到了普及性的发展,特别是近几年已逐渐取代传统的制造工艺技术,相应的数控编程与操作的专业人员十分紧张,目前急需培养一大批熟练掌握数控机床编程、加工工艺与操作的应用型高级技术人才。
2、职业院校的现状
近几年来,国家政策倾向职业教育,使得大批学生涌入职业院校,但是职业院校尤其中职院校的硬件建设远远没有跟上学生增长的速度,实习设备配比不均衡,造成人机比过大不能保证学生有充足的独立操作时间。
3、学生的基本情况
高级工大专班生源来自于中专毕业生和高考落榜生,因此学生学习基础相对较差并且参差不齐,所谓“差”,不仅表现在学习基础比较薄弱,还表现在道德水平低,学习方法不得当[1]。由于长时间接受应试教育且没有取得成功,他们大都厌倦了传统的教育模式,对理论性的知识没有兴趣并且对此失去了信心。他们内心渴望的是一种新的教育模式,一种新的方式进行学习。所以,职业教育的课堂教学,面对的是一个由个体差异悬殊,且同时抱有学习梦想的学生组成的群体。因此,运用恰到好处的教育教学策略显得尤为重要。
二、开展《数控机床编程与操作》课程改革在实际教学中的重要意义
1、课程的基本特点和重要性
《数控机床编程与操作》是高级工大专班的自考科目,是数控加工工艺的后续课程,是学生在校内实践性比较强的一门专业课,要求理论与实践紧密结合。该课程涉及数控车、数控铣、加工中心等专业工种。每个工种的专业性都很强不容易在短时间内掌握,编程指令极容易混淆。该门课的教学效果直接影响到学生能否顺利获得大专学历,同时更关系到学校为社会培养高级应用型人才的质量。
2、传统教学方法在教学过程中的不足
《数控机床编程与操作》教材内容比较抽象,单纯的理论教学方式,内容枯燥乏味。教师单向灌输知识,学生消极被动地接受知识,很多学生学习的内驱动力受到抑制,变成书本和分数的奴隶。教师受传统的教学理念与教学方法的束缚,一味要求学生适应自己,这样学生的学习积极性、主动性和成就感被扼杀,其结果自然会造就一批分数低的“差生”。即使学习成绩较好的同学也是纸上谈兵,不能将理论与实际相结合,缺乏实际操作经验,不能满足当今用人企业的需求。
3、进行教学模式改革的重要意义
首先,优化后的教学模式不但能使学生学到理论知识还能学到过硬的操作技能,学生很容易将理论知识和实际操作联系到一起。同时,学生能够顺利的通过高自考,为顺利走入工作岗位打下坚实的基础。其次,新的教学模式能够提高学生的学习兴趣,充分调动学生的主观能动性,使学生在学习中,正确认识自我,完善自我,提高自我。再次,新的教学模式能够将学校有限的教学设备充分利用起来,以便于更好地提高教学质量。最后,新的教学模式能够提高学生的迁移能力,拓宽就业面。
三、《数控机床编程与操作》教学模式的改革思路
1、教学方法实施的总体思路
针对当前学生特点及本课程的重要性,为了激发每一个学生的潜能,让他们学有所得,教师要坚持“缓起步,慢爬坡”的总体教学思路,不让学生输在起跑线上,在课程初期放缓讲课速度,把知识给学生讲懂讲细,争取让每一名学生都有所收获,从而引起他们的学习兴趣。然后逐步提升教学速度。
教师在授课过程中,遇到实践性较强的章节时,力求“理论够用为度,重在培养动手能力”。理论和操作合理的结合起来,可以让学生运用有限的理论知识,通过学、练习相结合的方式,让学生们在做中学,降低学习难度,提高学习兴趣。
2、教学模式的构思与设计
教学模式:采取分阶段教学模式,在编程部分采取理论实操一体化教学模式。在原有的教学过程中,增加实践操作环节,使理论与实践教学紧密结合,教学内容同步。
教师配备:每班配备两名双师型教师,每名教师都能够承担理论、数控车操作、加工中心操作教学。
计划制定:教学计划按17周制定,每周上5天课,每天4课时。共计340学时。
设备要求:加工中心4台、数控车床4台(数控系统尽量与教材统一)
3、教学过程的整体安排
为了将教学改革落到实处,使学生在新的教学模式下真正掌握知识和技能,我将本门课程的实施过程安排如下:
(1)基础性理论教学阶段(20学时)
在该部分主要通过讲授法讲解数控机床发展史、数控机床工作原理、数控机床特点、数控系统的分类等基础内容。可采取大量的多媒体信息,给学生以感性认识,同时可以配合参观让学生亲临操作现场,揭开数控机床的神秘面纱,提高学生的学习兴趣。
(2)基础编程阶段(20学时)
由于程序指令在不同类型数控机床上含义不同,因此在此阶段主要讲解G00、G01、G02、G03等描述轨迹的基础指令,刀具半径补偿指令和M功能指令,为后期分工种学习奠定编程基础。在这个阶段教师一定要照顾到班里所有同学的学习状况,尽量不让一个学生掉队。体现“缓起步、慢爬坡”的总体教学思路。实践证明,只要在这个阶段学生能听懂,练会,后期的编程基本上不会出现问题。学生上课听得懂,学习兴趣自然就会提高了,教师的课堂管理压力也就相应减少了。
(3)分工种操作阶段(240学时)
《数控机床编程与操作》教材要求学生掌握数控车工、加工中心、数控铣工的操作方法。考虑到机床数量有限,保证学生有充足的操作机床的机会,我们建议采取分组教学。具体地说,本班学生有40人,把他们分成两个小组,即数控车组和加工中心组,进行分头学习,经过6周时间互换学习工种。
在实习具体工种的时候,要紧贴教材内容,补充相关工种所必须的编程指令。具体地说,数控车工实习后要求学生能够对一般回转体类零件进行熟练加工(包括工艺、编程、刀具选择);要求学生能够熟练的运用G71和G73编制加工程序。在实习过程中添加学生平时比较厌烦的刀具相关知识,通过操作更有利于学生理解和掌握。在实习加工中心时,要让学生熟练掌握二维轮廓、型腔以及孔的加工方法,并且能够熟练操作机床。考虑到数控专业学生多,学校数控设备少,实训时间少,上机单独操作时间更少的现状,结合学生的实际水平,我们可以合理利用数控仿真软件,学生通过仿真练习可达到进一步熟悉数控程序的编写,进一步熟悉数控车床、数控铣床与加工中心机床加工中等难度零件的方法。
经过了实际动手操作,学生对数控车和加工中心编程有了一个更深刻的认识。学生对于理论编程题能够做到灵活运用,不会像以前一样死记硬背了。
(4)理论知识复习阶段(60学时)
该阶段主要是帮助同学复习本书重点、难点问题,查漏补缺。为数控编程这门统考课做最后的冲刺。采用练习为主,讲授为辅的教学方法。
四、《数控机床编程与操作》教学模式改革在实施过程中应注意的问题
1、新教育模式改革的成功需要一支理论基础深厚,技能过硬且全面的双师型教师队伍。作为职业院校应该注重师资队伍的建设,鼓励教师到企业进行学习,提高自己的业务水平。
2、《数控机床编程与操作》是自考科目,在实习过程中不能忽略理论知识的学习,要有计划、有目的的讲解教材内容,让学生在做中学。
五、新教学模式在实践中的效果
将《数控机床编程与操作》这门课程合理的拆分成不同的阶段,并采用恰当的教学方法进行教学,在实践中取得了成功。学生考试的通过率提高了20%,而且动手操作机床的能力也得到了锻炼,我们培养的学生得到了用人企业的广泛好评。
数控技术在现代制造技术中的应用,最具代表性的是数控机床,所以数控机床的实训应是整个机械工程实训的重点内容之一,数控机床的实训时间占训练时间的比例应大一些。常见的数控机床有数控车床、数控铣床和数控加工中心,这3种机床的数量多,具有代表性。对于一台数控机床来说,包括4方面的内容:制造、操作、编程和维修。实训的主要内容以操作、编程和加工简单的零件为主,增加学生的感性认识为主要目的。
1.1合理安排数控机床实训的时间由于机械工程实训总学时的限制,青岛农业大学机械专业学生共实习4周。数控机床实训的内容较多,在训练时间的安排上,数控车床2天、数控铣床和加工中心2天、其他数控机床1天,这样既重点突出又全面。数控机床应用了先进的数控技术,和普通机床的实训相比,讲解的时间会多一些。一般操作讲解、黑板上指令讲解的时间约占1/2,让学生能较深刻地理解数控机床是如何加工零件的;学生操作机床加工零件的时间约占1/2,使学生有较充足的时间增强对数控机床加工零件的感性认识。总之,实训的重点虽为实践,数控机床训练的特点又决定了讲解占了约一半的时间。
1.2合理安排数控机床实训的内容和方法在数控机床实训中,操作、编程和加工零件是主要内容。首先对照机床讲解基本的操作;然后学习数控的编程知识;最后加工出零件。编程方法的讲解,只能在黑板上讲解组成程序的指令字、程序的格式等,然后编写一个简单的程序。数控机床的坐标系是主要内容之一,机械坐标系、工件坐标系(编程坐标系)的概念,它们的作用是什么,必须结合编程才能讲清楚。数控机床是按程序自动加工零件的,刀具沿程序指令的刀路运动切削工件,刀路的位置必须使用坐标系描述。所以,首先讲清各种坐标系的概念,进而才能讲清对刀等关键的概念,才能理解为什么在编程坐标系下编写的程序可以在机床上加工出零件等问题。数控机床的实训内容应与数控机床理论课的内容相辅相成,各有侧重,通过数控机床的实训为下一步学习数控机床理论课打下良好的基础。数控机床实训应以机床操作、编程、日常保养和安全使用为基本内容,重点应放在编程和操作上。通过基本编程知识和操作的学习,学生可具备基本的编程和操作能力,为了提高学生的实训兴趣和创新意识,可以让学生自己设计一个简单的零件,自己编程,经指导教师检查无误后上机加工;或者编程加工一些有趣的零件。如:数控车床上可以加工仿真子弹、仿真酒瓶等;数控铣床上可以加工一些汉字,如“欢迎实习”等。
1.3手工编程和自动编程数控编程分手工编程和自动编程,形状复杂的零件加工程序只能由计算机自动编程来完成。在实训内容上,应手工编程和计算机自动编程并重。手工编程是数控车床实习的基本内容,通过手工编程加工简单的小零件,是普遍采用的训练方法。但随着计算机技术的发展,CAD/CAM在机械加工中的广泛应用,计算机自动编程也应是数控机床特别是数控铣床实习必讲内容之一。由于实训时间的限制,这部分的内容较多。所以,可以精简为由实习指导教师通过一个例子演示给学生看,边演示边讲解,讲明形状复杂及包含曲面的零件或模具的加工必须用计算机自动编程的方法编程,然后加工成所需的零件或模具。自动编程是通过计算机软件完成的,常用的具有计算机编程功能的软件有:CAXA、UG、Cimatron、Pro/E等。
1.4数控机床仿真软件的应用机械工程实训场地往往有限,数控机床价格较贵,配备的数控机床的种类和数量有限,平均到每一名学生的上机操作时间较少。为了解决这个矛盾,可以安排一定的时间,让学生在机房使用数控机床仿真软件练习数控机床的操作、编程和加工仿真。也可以不做统一安排,让学生课后根据自己的情况自由上机练习。数控机床实训的内容多,时间相对较少,一定要制订详细可行的实训计划,明确每天的训练任务、训练目的、训练方法和训练设备。这样学生面对从未见过的设备就不会感到茫然,教师指导学生也会有条不紊,顺利完成实训任务。
2演示教学法的应用
2.1什么是演示教学法由于机械工程实训总学时的限制,学生不可能自己动手操作每一种机床,特别是一些比较危险、贵重和精密的设备,比如高压水切割机床、三坐标测量机以及电火花线切割、电火花成型等机床。为了解决这个矛盾,基于学校的实际情况,采用了演示教学的实训方法。所谓演示教学法即指导教师讲解机床的加工原理、操作方法、编程方法,然后自己操作机床加工一个零件演示给学生看。通过演示教学的实训方法,解决了实训内容多时间少、机床有限及教师有限的矛盾,还可以给学生打下进一步学习研究的基础。
2.2以电火花线切割为例电火花线切割属于特种加工,特种加工是利用电能、化学能、光能或声能等能量对工程材料进行加工的工艺方法。在特种加工中,加工工具(广义的刀具)、加工工件与传统的机加工不同,一般不是采用机械力加工,在实习时学生首先会想到加工工具是怎样加工工件的。所以实习指导教师在实习的开始,应首先讲明电火花线切割的加工原理。实习步骤如下:(1)指导教师启动机床,用薄钢板切割一个小五角星演示给学生看。学生发现一根很长的光滑的金属钼丝可以切割钢板时,一定感到吃惊,想知道它的加工原理是什么。(2)在切割小五角星的过程中指导教师讲解加工的原理,举一个日常生活中简单的电火花放电的例子:我们平时开关电器或插拔插头时,会发现有时有电火花放电,严重时开关或插头的导电部位有被烧的痕迹,甚至掉渣。电火花线切割的加工原理就是利用电火花放电产生的热量使金属被烧腐蚀而起到切割的作用。讲完这个常见的现象后,再讲电火花线切割的加工原理,学生就感到易于理解了。(3)指导教师再讲解机床的操作方法。(4)简单讲解编程的方法,整个过程大约45min。
3多媒体技术在机械工程实训中的应用
随着计算机技术的飞速发展,计算机的多媒体技术和仿真技术已经应用于各行各业。机械工程实训是一种实践教学活动,但是计算机的多媒体技术和仿真技术在机械工程实训中也能发挥重要的作用。由于实训的内容不可能面面俱到,在学生实习完基本的内容后,可利用多媒体技术补充和总结,会起到良好的教学效果。
4结束语
关键词:PLC;数控机床;控制系统
1、可编程控制器
可编程控制器简称PLC,普遍被运用在内部程序的存储工作中,为系统提供了良好的编程条件,用户可以借助该存储器进行计数、算数操作、逻辑运算等活动,而通过输入定时、顺序控制等指令后即可生效,而生产过程中可以依靠PLC进行数字、模拟方式的输入/输出控制。PLC数控机床利用了传统数控机床的优势,同时嵌入了先进的PLC技术、通讯技术、计算机技术,发挥自动控制和微电子的作用,使其满足数控机床运行和新型工业生产的双重要求。
2、数控机床
数控机床以机床本体为基础,通过核心部分数控装置来发号和控制驱动机床,伺服系统发出指令后驱动机床会按照标准流程来执行,数控机床依靠三大主体部门来发挥职能作用,而数控系统会控制机床内部,以数字输入的形式来完成信息输出与输入工作。
3、数控机床控制系统
3.1 数控机床控制系统结构组成
数控机床控制系统结构如图1所示,通过输入信息到数控装置中,使其作用于PLC、主轴控制单元、速度控制单元以及伺服电机,机床电器逻辑控制装置,位置检测反馈装置会通过数控装置将信息输出,完成整个系统的联通工作。
3.2 数控装置的组成
微型计算机为数控装置提供了稳定的基础和条件,使其能满足各项数字控制活动要求,而数控机床通常简称为CNC,它拥有微型计算机机构和数控装置功能模块两大主要部分,为系统运行提供了输入/输出装置、存储器、接口以及总线、中央处理单元,但是针对单一或复杂命令的执行都要启动软件和硬件双重装置,在系统程序的指挥下完成,而控制和管理软件会协调和指挥硬件。
4、基于PLC数控机床控制系统的设计
我们在数控机床控制系统中嵌入可编程控制器,以变频器、电机、光栅尺等装置为主,保持系统的全封闭循环空间,通过存储器编程来加强数控系统的精度,不断增加适用对象数量。数控机床本身能够检测刀位情况,操作换刀、断刀等活动,还能检测和连接通信,进一步提升了数控机床的性能和作用,在实现生产自动化的过程中降低成本、提高生产效率,保证数控机床系统的正常运行。
4.1 硬件结构
针对数控机床的硬件设计利用机械部分为基础,通过硬件电路和上下位软件来完成整体构造,数控机床控制系统中的硬件电路发挥着机床驱动的作用,同时能为各部门传递有效的信息,为系统提供最稳固的保护。机械手换刀、断刀检测都是硬件部分提供的功能之一,气缸外壁的电磁感应系统会控制并显示机床机械手的位置,而光纤传感器会随时检查刀具的情况。
4.2 系统初始化
系统初始化会提供工作原点复位和机床原点复位两项选择,如图2所示为系统坐标系示意图,在工件原点中放置毛坯和芯模,通过工件、工作和机床三大坐标来完成系统指令。机床原点的复位操作通过数轴的极限开关来控制,而按下复位按钮后机床就会回到初始原点,准确定位旋压加工位置。机床坐标系为整个机床坐标复位工作提供了有效的参照,保证机床待机加工前后的位置符合生产标准,减少位置误差。机床运行过程中零件装卡无恙以及旋压制品装卸正常的基础上要减少原则和位置距离,使得加工起始位置能满足设定原则,机床功能在考虑硬件结构的基础上挖掘可编程控制器的作用。
4.3 系统功能模块设计
针对系统功能模块的设计要同时满足硬件和软件双重要求,而只有符合系统运行和硬件结构的软件才能使用于机床中。嵌入下位机软件的过程中需要满足许多条件,当将其放置到SIMO-TIOND环境中时,下位机会接收来自各部门的数据,将机床运行状态和部件执行情况监测出来。
关键词:数控车床 加工精度 装夹方法 加工工艺 加工工具 编程 技术水平
中图分类号:TG519 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)04(c)-0061-01
数控车床虽然在理论上具有高精度、高速度、高质量的系统性优势,但是在数控车床实际操作和生产环节中会受到内外因素的影响,产生数控车床加工精度不高的实际问题。常见的因素有:装夹方法错误、加工工艺不科学、加工刀具不合理、数控编程不严格、操作者技术水平不足,这些问题会直接影响到数控车床加工的质量与精度。在数控车床实际操作中,应该从常见的问题出发,以合理确定工件装夹方法、科学安排加工工艺、合理选择加工刀具、严格数控编程、提升数控车床操作者技术水平为途径,综合提升数控车床加工的规范性与科学性,形成数控车床加工的标准化和程序化操作,做到对数控车床加工精度的有效保障。
1 合理确定工件装夹方法
数控机床加工过程中装夹方法直接决定工件的位置、刀具的行程,因此,要合理选择数控机床工件装夹的方法。要合理确定工件的定位基准,选择有效的安装和夹紧方式,控制错误装夹的次数,以组合家居的方式来提升工件装夹的准确性和稳定性。在选择装夹方法时一般应该采用三爪自定心卡盘直接装夹,对于结构特殊和要求特殊的工件,要结合零件设计图纸合理选择装夹方法,避免因装夹方法不当而造成的加工精度不合格问题发生。
2 科学安排加工工艺
要做好工艺性分析与工艺处理工作,这是数控加工的前期准备工作,也是确保加工精度的重要措施,如果在数控机床加工性出现工艺性分析不全面,工艺处理不当,将可能造成数控加工的错误,直接影响加工的顺利进行,甚至出现废品。因此数控加工的编程人员首先要把数控加工的工艺问题考虑周全,才进行程序编制。合理进行数控车削的工艺处理,是提高零件的加工质量和生产效率的关键。因此应根据零件图纸对零件进行工艺分析,明确加工内容和技术要求,确定加工方式和加工路线,选择合适刀具及切削用量等参数。
3 合理选择加工刀具
刀具的选择、刃磨、安装正确直接会影响到数控机床的使用性能,同时也会对加工工件的精度带来直接影响。根据工艺系统刚性、具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑,采用不同的刀具和切削用量,对不同的表面进行加工,有利于提高零件的加工质量。粗车时,要选强度高、使用寿命长的刀具,以便满足粗车时大背吃刀量、大进给的要求。精车时,要选精度高、寿命长、切削性能好的刀具,以保证加工精度的要求。另外,刀具材料的选择也是非常重要的一环,刀具材料在切削中一方面受到高压、高温和剧烈的摩擦作用,要求其硬度高、耐磨性和耐热性好;另一方面又要受到压力、冲击和振动,要求其强度和韧性足够。
4 严格规范数控机床的编程过程
4.1 确定数控机床的编程顺序
在数控机床编程中要建立规范的顺序,使数控机床刀具的行走做到科学规范,进而做到对数控机床功能的合理利用,确保数控机床加工出高精度的产品。此外在数控机床编程中要结合产品设计图样,以此来确保数控加工过程在高效率和高精度的范围之中,进而提升数控机床加工的总体质量。
4.2 规范处理数控机床编程的关键步骤
一方面,要建立零件的数字化模型,数控机床操作者应该根据零件设计图,以线框、特征和实体建模的方式建立起数控机床可以识别的零件几何模型,使零件得到数字化,将设计完整地在程序下得到全面体现。另一方面,要确定零件加工的方案,在方案制定的过程中应该结合零件和产品的特点,明确零件质量要求的重点,确定零件加工的方法,以此来提升数控机床加工的精度。例如:对不同曲面的加工要确定投影方法还是放射方法,通过方案的比较形成对数控机床加工精度的保证。此外,要确定数控机床加工参数,应该根据数控机床的性能,结合零件设计图纸,重点确定工件材料、刀具形状、加工顺序、行走路线等重要参数,做到对数控机床加工精度的保障。
5 提升数控车床操作者技术水平
操作者是数控车床加工的具体执行人,也是加工技巧应用的直接使用者,操作者技术水平、加工经验对数控车床加工精度有着直接的影响。应该有计划地展开对数控车床操作者的技术、技能培训工作,对机床使用技巧、工具选择方式、切削参数控制、加工工艺选用进行全面地培训,做到对数控车床加工工作整体的强化,以做到对数控车床加工精度的有效保障。要结合数控车床的编程工作展开操作者的计算机语言培训,通过编程水平的提升强化操作者应用能力,做到对数控车床加工精度的进一步保障。在培训操作者的过程中还要重视职业道德建设,要将责任心作为重要的方面加以建设,通过树立职业道德和培养责任心,使技术的应用和技能的使用达到一个更高的水平,充分发挥数控车床的效率、精度优势,为数控车床加工质量的整体提升打下思想、技术和技巧的基础。
6 结语
合理确定工件装夹方法、科学安排加工工艺、合理选择加工刀具、严格数控编程、提升数控车床操作者技术水平等措施是提升数控车床加工精度的有效保障,但是在实际的数控车床加工过程中操作者和技术人员还应该有清晰的认识,要看到数控车床加工工作的多样性和复杂性,要展开对数控车床加工工作的进一步分析,形成数控车床加工的规范和体系,更好地指导数控车床加工实际操作,真正确保数控车床加工的精度。
参考文献
[1] 冯永刚.数控车削中刀尖高度对零件加工精度的影响[J].新技术新工艺,2011(4).
[2] 易忠奇.提高数控车床加工精度的措施与技巧分析[J].湖南农机,2011(9).
[3] 唐蔡华,冯广智.车床加工精度控制的创新方法探讨[J].信息系统工程,2011(12).
关键词:数控机床; 加工工艺; 加工精度
1.数控机床加工工艺简介
数控机床是指装有自动化控制系统的机床,通过改变控制系统中的控制编码或其他的符号指令,令数控机床进行不同类型的加工。一般来说,数控机床的加工工艺以加工自动化、高速以及加工精度高为主要特色。在未来,高速、加工精度高、绿色生产以及加工智能化、自动化将会成为数控机床加工技术的的主要发展方向。而数控机床的加工工艺将会以改善机床的加工性能和提高数控机床的工作效率和精度为主要完善目标。
2.数控机床加工工艺的设计原则及其相关步骤
2.1.数控机床加工工艺的设计原则
为了能够不断完善数控机床加工工艺,提高加工精度,减少在加工过程中出现的误差,在设计机床加工技术的时候必须要遵循以下几项原则:
2.1.1.加工步骤必须进行细化,能够根据零件的加工要求进行准确的编程计算;
2.1.2.设计合理化,最终目标是确保在加工过程中出现最小的误差;
2.1.3.加工工作高效化,如加工过程较为复杂可以采用数控仿真技术提供加工支持。
2.2.设计数控机床加工工艺的主要步骤
由于数控机床具有高度的智能化、自动化生产特点,加工工作的进行需要依靠控制系统编程程序进行实施,所以在加工时,要求加工精度较高,同时能够把握好控制系统的编程工作,才能够在提高工作效率的同时确保零件的加工质量。以下是设计数控机床加工工艺的主要步骤:
2.2.1.分析加工工艺路线。
在设计数控机床的加工工艺路线前,要对零件的加工环节进行分析和研究,充分考虑到具体的加工环节,根据零件的实际加工情况做出明确的设计和计算,这对于数控镗铣床的加工工作尤其重要。对于不同的数控车、加工中心或工作台上都有着不同的要求,因此转轴的内、外圆的直接、垂直度等都有着不同的要求,若要在一次装夹中完成,那么既要经过详细的计算才可完成。
2.2.2.编程原点的选择。
当设计完成后,要根据设计图纸严格进行编程。进行编程时,其原点的设计基础应该和工艺的基准尽可能重合,这样才能够避免出现尺寸错误或尺寸换算等问题。设计编程原点的基准是容易令加工零件找正,能够准确地确定原点所在,对刀方便,便于编程,其数值更需要便于计算。一般来说,对称零件的编程原点大多会选择零件的对称中心,这样可以大大减轻计算工作的繁杂,还可以令零件加工变得均匀。举个例子,一个圆形的零件,应该以内圆的圆心作为编程的原点,而对于外形不规则的零件,则可以在基准线上寻找编程原点。
3.影响数控机床加工精度因素及其解决方法
我国数控机床的加工精度正高速发展,加工精度已经有过去的丝级,即0.01毫米,大大提升到如今的微米级,即0.001毫米。其中,更有部分超精密数控机床加工技术的精度可以稳定在0.05微米左右,零件形状精度则有0.01微米,如微细切削和磨削加工技术等。而利用光电以及化学能等能源的特种加工精度更是高达纳米级,即0.001微米。足以可见,目前我国已经开始步入精加工时代。但在数控机床工作的时候,由于机床本身,容易出现影响加工精度的因素,可分为系统误差和随机误差。
由于大多是人为造成的,设计图纸的尺寸表示不明确、不合理等原因,都会造成随机误差,只需认真核对相关的工作步骤即可消除
其余的方法还有很多,作者就不一一举例了。作者将会在下文分析关于影响数控机床加工精度的系统误差。
在进行加工工作的时候,一旦出现机械转动机构连接不稳定的情况,就会出现间隙,增加整体的加工工作误差,这就是出现间隙误差的主要原因,其中,机械转动机构是指减速齿轮、连轴节、滚珠丝杠副和支承轴承,滚珠丝杠副与螺母之间的间隙更是直接影响着数控机床加工精度。假设,滚珠丝杠和螺母间的间隙距离是SF,那么,机械转动机构反转时,数控机床的加工精度将会产生的误差为 。
解决办法:为解决间隙误差的出现,必须把数控机床加工方式转变成自动智能化的操作控制加工方式。当机械转动机构反转时,其转向时间和方式都会进行更改。而针对滚珠丝杠和螺母之间的间隙,可以加强并多次对间隙的偏差测定,最终确定出准确的偏差基数,再对数控机床测出各轴的原始误差。进行测定的仪器大多使用测量精确度较高的激光干涉仪。也可利用双频激光干涉仪进行测量,但双频激光干涉仪对于操作人员的要求较高、测量环境要求较高,以及所需时间较长,因此多用于检测三坐标测量。另外,还可以对滚珠丝杠副施加预紧力。当预紧力约等于最大轴向力的三分之一的时候,其间隙则可基本消除。除此之外,还有很多减少误差的方法,可以根据数控机床的不同种类而采取不同的解决办法。
4.结语
对于数控机床的加工工艺和精度来说,要严格把握加工技术的尺度,合理、科学地把机床运作原理运用到实际工作中去。一旦发现问题,要认真、及时进行分析,并尽快实施解决措施,进行总结,才能达到加工达到标准产品这一目的。同时,也要合理地处理出现的误差、进行机床加工操作以及控制高效的加工工艺,这样才能延长数控机床的工作寿命。
参考文献:
[1]华茂发.数控机床加工工艺[M].机械工业出版社.2011