時間:2022-11-16 04:08:40
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異形槽零件通常壁厚程度從0.5mm到1.1mm不等,究其原因是形狀尖角分布廣泛,造成了應力的集中,極容易產生裂紋和內裂變力。這種零件在加工過程中,經過一系列的切削振動、工裝夾具和灼熱加工后,殘余應力經過重新分布難以避免的會發生變形外,在各個加工工序之間流轉存放的過程中,零件的殘余應力也會受存放環境的影響(如溫度,空氣濕度等)而發生形狀、尺寸上的變化,會造成工中的成品率不高。
2.對異形槽類零件加工工藝的分析
2.1零件圖工藝的分析零件圖可以直觀的反應出零件的性能,用途和工作條件[5]。讓人對零件與產品中的相互關系和作用一目了然。是設計工藝的理論基礎,因此,零件的工藝圖應具備以下幾個條件:(1)零件圖具有完整性和正確性,符合國家標準,有完整的尺寸和相關的技術標注。如清楚的顯示點、線、面之間的平行或相交的關系。畫圖的過程中可以用cad軟件作為輔助工具,以求達到最直觀清晰的構圖效果。(2)關于尺寸標注方法的要求:在零件圖上尺寸標注分為分散法和集中法。通常采用的是集中標注,有利于直觀的向編制的程序提供數據。
2.2針對材料的選擇有些零件剛完工的時候是合格的,到整體裝配的環節就出現超出范圍的松動或難以裝配,或者無法裝配的情況。有些可以裝配但是使用沒多久就出現裂痕等情況。導致產品的使用壽命大大縮短。針對這一情況,對加工中出現損壞的材料進行抽樣檢查,發現在碳鋼材料中,所含的S,P比值較高,導致的脆性變大,對加工過程的冷熱變化十分敏感。因此,要提高成品加工的成功率,延長零件的最佳使用年限。就要在零件的選材上多下功夫,選擇的材料必須符合如下幾個特性:(1)材料表面實耐磨,具有良好的延伸性。(2)材料的內部必須具備良好的韌性和可塑性,且耐受性強。(3)因為異形零件工作介質很特殊,最好是選用滲碳合金鋼(12CrNi4)q且含碳量要低于0.25。才能保證經過高溫處理后,材料的內部仍具有良好的韌性,因為有碳的滲透而達到表面的硬度。Cr,Ni是為了提高材料的淬透性。
3.異形槽類零件加工過程中對刀具的選擇
3.1對加工刀具的分類槽類零件的加工刀具主要分為銑刀、鏜刀兩大類[6],根據不同的加工階段要使用不同的刀具:(1)在自由嚙面的粗加工和半精加工階段,首先選擇銑刀,因為它具有優質的切削質量和效率。(2)如果對自由曲面進行精加工的時候該選用球頭刀,因為該刀的切削速度慢,切削的行距夠密。(3)如果是粗精加工,即使是相同尺寸和規格的刀具,都要分開使用。一般情況下,盡量使用一把刀具完成所有的加工部位。
3.2異形類零件加工過程中對刀具的用法(1)粗加工時螺旋進刀方式應控制在5度到10度之間,進刀量的徑向不允許超過刀具直徑的5%-8%,深度進給量要控制在刀具直徑的5%。(2)半精加工階段,由于零件的層間距離較小,要防止切削時刀具直接下沉到下個切削面,不要過切,要滿足等量的切削原則。(3)粗加工和半精加工階段,為實現較高的表面加工質量和切削效率,要配合使用UG軟件的manufacturing模塊里的cavity—mill銑削方式,其參數設定為,切削水平選bcalDepthperCut為2mm,將Stepover的toodiameter調整為55%。刀具則選用硬質合金雙刃立式平底銑刀。(4)精加工階段,選用優質合金球頭刀為刀具;對比曲面的最大面,分為正反方向兩組,刀軌走向盡可能的沿著最長輪廓線的方向;因為球頭刀刀心速度為0,不屬于切削而是削磨,所以加工時刀軸需要與零件底面保持不超過20度的傾斜,減少這樣可以避免刀尖對加工零件的磨損;根據零件不同曲面的特點,可以用Cavity—mill中Ar.eaMilling、SurfaceArea、Boundar來進行加工。
4.切削加工中對切削液的選擇
切削加工中要使用切削液,切削液具備四大性能,冷卻性能,性能,清洗性能,防銹性能。在切削過程中切削液可以降低刀具與加工表面的摩擦,減少刀具的磨損,提高加工表面的光滑性。切削液也根據其性能也分為三個種類,切削油,乳化液,水溶液。水溶液其主要成分由水構成,無粘稠的透明質感,方便操作者觀察,冷卻性能好。其缺點是容易令金屬零件生銹,性能差。乳化液外觀呈透明或者乳白色,是由乳化劑、添加劑和植物油膏加水稀釋而成,冷卻、效果不錯但是含水量大,容易讓金屬鈍化。
5.異形槽零件鉆中心孔時要注意的問題
鉆中心孔是異形槽類零件加工中十分細節卻又極其重要的一環,對異形槽零件的加工工藝的品質起到決定性的作用,因此,在異形槽加工過程中,應注意如下幾個問題。
5.1防止中心鉆的折斷(1)中心鉆一定要對準加工零件的回轉中心,加工零件的末端要車平,不能留有凹頭,否則容易造成中心鉆偏斜,不能準確定鉆心而折斷。(2)切削時候要嚴格控制切削用量。(3)不能使用磨后的中心鉆強行鉆入。(4)要保證中心鉆的清潔,及時清除中心鉆上的切屑和澆注切削液。
5.2防止中心鉆孔鉆的不圓或鉆偏(1)要及時矯正出現彎曲的加工零件2.保證裝夾工具有良好的夾緊力,防止因夾緊力不足而引起的鉆中心孔時加工零件的移位。且在鉆孔時注意,中心孔不宜鉆的太深,否則在工件夾裝時不能與中心孔的鉆孔貼合,避免中心鉆孔修膜后圓柱部分的長度過短,不然在裝夾時,容易造成裝夾尖端與中心孔底的接觸。
6.在熱處理過程中需注意的問題
正確的高溫的處理方法對后來的切削加工質量有著決定性的作用,金屬的組織成分不同在加熱處理中會呈現出不同的組織特性,當含碳量不足0.25%時,金屬的切削加工性能也隨著碳含量的變化而變化,如果有大量的鐵素體在回火狀態下出現,那么說明該金屬的延展性很好。因為滲碳合金鋼(12CrNi4A)具有含碳量低的優勢,經過滲碳后冷卻,然后通過金屬加熱處理后再低溫回火,從而形成柔韌性和強度的完美融合。大部分的異形槽類零部件加工過程中,都是先經過加熱處理及回火后再進行磨削工作,通過磨削加工達到所追求的良好機械性能。工件采用半自動或自動機床加工時高效率成批生產,只有經過科學的熱處理工藝方法,有效的降低了磨削時“燒傷”或形成“磨削裂紋”的概率,保證了零件經過精磨后,還能維持有較高的光潔程度。因此,正確選定合理的熱處理工藝方法是優質切削的基礎。
7.結束語
一體化教學按照一定的程序進行,雖然學科和專業影響到操作細節,但總體而言,一體化教學存在一定的共性,具備通用的操作流程。吉林省林業技師學院根據實際教學情況,優化教學流程,具體如下:
1.1課前準備一體化教學的核心就是課前準備工作,直接影響到課程能否順利開展,也直接影響到教學目標能否完成。首先,開課前一個月,編著教學執行標準,并上報校方領導,得到相關批準后實施。其次,根據實訓場地、學生人數以及設備情況,確定適合學生發展的教學形式。最后,在開課前兩周,制定相關的工具、材料需求計劃,在開課前將教學所需的工具、材料準備完畢。同時,按照課程執行標準,開課前一周編制出實際教學方案。
1.2知識技能傳授一體化教學知識技能傳授,是以實踐和理論結合為主。因此,在教學過程中,教學要始終貫穿“一體化”教學思維,遵循“講練結合”的教學原則,根據實際課程特點,優化教學手段和教學方法,使得教學重點始終圍繞技能強化和技巧形成。首先,組織教學。一體化教學是在教室進行的,但相對于傳統教學而言,數控機床一體化教學的課堂空間更大,隨機性更強。因此,在教學過程中,要遵循標準化教學,保持良好的教學環境和課堂紀律。如果教學過程不能順利進行,教學目標也就不能順利完成。其次,入門指導。可分成主課題與子課題,教師要根據課程標準量化教學方案,利用自身操作實踐和教材知識引導學生獲取知識,并在學生實踐過程中附和操作要求,其內容主要包括講解、復習、演示和操作等。再次,巡回指導。作為對課題示范講解的鞏固,也是學生聯系實際是否正確的影響因素。只有目的明確且有針對性的檢查和指導,才能逐步提升學生技術水準。一體化教學強調巡回指導的針對性,如學生的操作方法和操作知識以及操作安全等。最后,課程收束。此過程也被稱為結束指導,是課程結束后,教師對學生的實踐進行點評,并對學生出現的問題進行總結,強調問題的分析和反饋。由于數控機床操作是理論與實踐相結合,因此在課程收束階段,強調學生的操作問題和對知識的理解。采取一體化教學模式,能充分調動學生的積極性和確定學生學習目標,真正做到實踐與理論結合,使得知識技能始終貫穿整個課堂教學。
1.3綜合訓練綜合訓練以典型工藝分析為主,并對關鍵部分進行演示。同時進行獨立操作實驗,激發學生自編工藝的能力,并及時反饋教學信息,學生在發現問題后,教師要做到及時點撥。一體化教學傳授的每個環節都相輔相成,教師要根據課程的實際特點,合理優化教學環節,努力提升教學質量。
2結束語
數控加工課程是一門以實踐為主、理論與實踐緊密結合的課程。教學內容涉及專業基礎知識多、范圍廣;教學工作不僅要完成理論教學任務還要培養學生綜合應用能力以及操作技能,因此從課程的性質、任務來看,其教學過程需要理論教學和實踐教學相結合,要理中有實,實中有理。目前多數高職院校在數控加工課程中仍采用傳統的教學模式,即理論課和實踐課分開上。為了克服傳統的教學模式和教學方法所存在的教學效能低、理論知識與生產實踐分離、理論教材與實訓課教材相脫節的弊端,目前職業院校都在積極探索“一體化”教學模式與“行動導向”教學法等新的教學模式與教學方法。但由于受場地、設備、師資、教材和全校教學的統籌安排等諸多條件的制約,這些新模式、新方法仍未能大面積推廣,只能在個別或少數班級試行。因此,積極推進數控加工課程一體化教學模式的建構,既是加快培養高素質的數控技能型人才的迫切需要,也是解決上述矛盾的必然選擇。
2一體化教學模式的設計思路
“一體化教學模式”是按照職業崗位職責的能力要求重新組合原理性課程與實踐性課程,實現教學目標“一體化”、教學內容“一體化”、教學時空“一體化”和師資“一體化”的教學模式。通過專業調研,分析畢業生崗位,掌握市場對畢業生的知識能力素質要求,圍繞職業能力結構,確定專業定位和本專業的人才培養方向,結合職業資格標準,制定專業課程體系,從而決定本門課程的教學內容;根據學校教學資源,按照學訓結合、學訓交替的教學模式組織教學,在最大限度內采用加工操作、模擬仿真、技能拓展、綜合實訓、頂崗實習等教工學結合的教學手段進行教學;教學考核采用理論考核與實踐考核相結合的形式進行。
3高職數控加工課程一體化教學模式構建
一體化教學的特點是“練中學、學中練、重能力、見實效”。一體化教學必須改變傳統的教育觀念和傳統的教學模式,高職數控加工課程一體化教學模式的構建主要包括在以下幾個方面:
3.1教學內容模塊化、項目式
模塊式課程具有任務引領、結果驅動、突出能力、內容實用、做學一體的特點,的確起到了充分利用教學資源、降低教學成本、調動學生學習興趣、提高教學質量、促進教師教學能力提高的作用。數控加工課程包括三大模塊數控車、數控銑/加工中心、數控線切割。每一模塊又可以結合數控加工職業活動要求分成小的項目,將技能教學課題定為一項項的工作任務,通過學生完成一系列的工作任務來將所有涉及到的專業知識與專業技能串聯起來進行系統學習,其中工作任務的邏輯形式包括遞進式、并列式、流程式三種。
3.2按工作過程系統設計教學過程
本課程強調學生以直接經驗的形式來掌握數控機床的編程與操作技能,教學組織按工作過程系統設計,即按照“資訊———計劃———決策———實施———檢查———評價”完整的“行動”方式來進行組織教學。通過“做中教”,“做中學”,融職業規范和職業素質培養于一體。采用“車間教學”的組織模式,讓學生身為“準員工”體會真實的工作環境、工作過程、工作內容。
3.3建設雙師隊伍
理論基礎、專業能力過硬的“雙師型”隊伍是理實一體化教學改革的關鍵。數控加工課程實踐性強、職業能力要求高。要求教師既能從事理論教學又能承擔實踐教學,具有較強的動手能力和解決生產一線有關技術問題的能力,能在生產現場動手示范,指導學生掌握生產技能。實踐證明“雙師型”教師是實踐教學體系順利實施的重要保障。
3.4開發一體化校本教材
一體化教學凸顯了形象思維教學夠用為主的原則,這就要求教材的重點是實用和可操作的,理論淺顯易懂,教材中舍棄繁瑣的理論。一體化教材的開發應按高職教育培養目標,應以培養學生綜合素質和技能為目的,按照典型工作任務和工作過程對原有的學科和課程體系進行改革,制定教學大綱,按教學大綱和技能鑒定內容等為標準,編寫一體化教材,保證人才培養目標的實現。校本教材應以學校的教師為主體,企業的技術人員參與共同編制的。
3.5建設一體化教學場所
根據高等職業教育培養技能型人才的目標要求,高等職業學校開展一體化教學改革,必須打破理論教學與實習教學授課地點分離的模式,建立符合一體化教學需要的多功能的一體化教室,即兼有理論教學、小組討論、實驗驗證和實際操作的教學場所。數控加工課程實踐教學環節主要依托校內外“實訓基地”進行。比如在課程中講授數控工藝及編程時,我們將課堂搬到校內數控車間進行現場教學,針對實物講解,以“企業真實產品”為教學任務,以車削、銑削的工作任務或產品為載體設計教學過程,采用現場大量“產品實例”講練結合的教學方法,使學生邊學邊練,在學中做,做中學,做到學做合一。
3.6建立一體化評價體系
關鍵詞:數控加工工藝 崗位 課程設計 教學實施
課 題:該論文為院級課題“基于工作過程的數控加工工藝課程改革研究與實踐”成果論文,課題號HnhyB008。
一、課程設計
1.課程設置與定位
對數控機床操作員、數控加工工藝員、編程員三個主要就業崗位進行分析,將對象、工具、規范和要求四要素相同的工作項目歸納在一起,形成了數控專業主干課程體系,如下表所示。
課程體系中,對主要就業崗位起直接、重要支撐作用的課程是:(1)使用數控車床的零件加工;(2)使用數控銑(加工中心)的零件加工;(3)數控加工工藝;零件的計算機輔助編程與制造。(1)(2)兩門課程是針對數控車床操作工、加工中心操作工和數控銑床操作工設置的,即按機床類型設置。(3)(4)兩門課程是針對數控加工工藝員和數控編程員崗位設置的,即按零件加工工藝類型設置。
2.課程設計思路與內容選取
課程整體設計思路,源于對職業能力的分析,源于企業調查。數控加工技術領域完成工作任務的基本工作過程是在企業接受訂單后,對產品中適宜數控加工的零部件進行如下工作:(1)確定工藝方案(工藝員);(2)編制加工程序(編程員);(3)調試;(4)實施加工(操作員);(5)質量檢驗(品質管理員)。該領域的工作對象是各類不同的零件,而工作過程基本是重復的,即“重復的是過程,而不是對象”。基于這一領域的工作特點,我們可選擇生產中的典型零件,通過深入剖析零件特征及技術要求、機床、刀具、工藝條件等四要素,形成典型零件加工的工藝方法、編程方法、加工調整方法等有針對性的教學內容,將不同零件內容通過相同的工作過程,來反復訓練學生思維,實現職業能力的培養,從而使學生具備扎實的數控加工工藝分析能力,并積累實際工作經驗,實現操作員、工藝編程員崗位的對接或崗位遷移。
在課程內容的選取中,從課程對應的數控加工工藝編制及實施工作項目出發,選擇源于企業、經過教學改造的典型零件為載體,重構加工工藝編制、數控程序編制、數控機床加工調整的工作過程性知識與技能體系,體現基于工作過程系統化導向的重構性。
課程內容順序安排以工作過程為參照系,按照工作過程對課程內容進行序化,即將陳述性知識與過程性知識整合、理論知識學習與實踐技能訓練整合、專業能力培養與職業素質培養整合、工作過程與學生認知心理過程整合,體現基于職業崗位典型工作任務的職業性。
課程內容組織根據典型零件教學內容,按回轉類、平面輪廓類和箱體類等零件分為不同的學習類型,同一類零件又根據零件特征和加工難易程度再分為不同的學習單元、零件形狀由簡單到復雜、工藝類型由單一到復合,按綜合能力培養由弱到強的規律排列單元。在單元方案中,制定教學目標,綜合考慮教學過程的實施方案和教學方法的應用,根據總學時合理安排單元學時。
二、教學實施
1.合理組織課堂教學,拓展培養空間
課堂教學應基于知識在訓練過程中傳授,能力在訓練過程中提高的前提去組織。我們創設基于工作過程的學習情境,采用教、學、做合一的模式,通過行動導向教學法實施教學。
例如“單元二:套類零件的工藝與程序編制”(8課時 360分鐘)教學實施過程。
本單元的教學目標:編寫零件的全套工藝文件,編寫零件的數控加工程序,模擬仿真優化工藝和程序。推薦主要方法是任務驅動結合四步法、引導文法、小組協作法。教學過程如下。首先資訊(90分鐘),從零件的生產綱領和零件圖著手,理解和收集加工信息;通過這些加工信息來計劃和決策(180分鐘),確定完成任務的方案并實施方案(45分鐘),然后對實施成果進行檢查和分析,并對方案加以優化,最后進行工作評價(45分鐘)。在教學過程的各環節中,教師要正確引導學生投入到學習中,通過各種教學方法和手段的綜合應用,讓學生分階段掌握知識與技能。
單元二的教學載體是套類零件。首先教師可在此范圍內,根據本班學生工學結合的實際工作任務來選定實際教學零件,形成工作任務的開放性,使課程教學內容更貼近工作要求,也能不斷豐富教學資源。其次,在工藝規程制定中,因生產類型不同,或某一工藝參數的改變,或刀具參數的改變,均會形成不同的工藝方案和編程方案,生成新的教學目標,所以要通過教師合理的組織和引導,有效拓展學生職業能力的培養空間。
2.有效采用教學方法,培養職業能力
在教學過程中,不僅要傳授單科的知識和單項的技能,更要注重解決綜合問題能力的培養,為此,我們選擇行動導向教學方法。在數控加工工藝方案的制定中,根據對學生工藝編制及實施獨立性要求的培養規律,按工作任務的難易程度、學生獨立完成的程度、教師指導工作程度,將七個學習單元分為三個層次的行動導向教學方法。
層次一:單元一采用案例分析結合四階段法,學生在教師的指導下完成任務,以教師為主引導學生,學生“照著做”。
層次二:單元二至六中,采用任務驅動結合六步法,根據引導文和引導問題,教師逐漸引導學生對知識和技能由認知向熟練過渡,逐漸把傳統的單向傳輸變為啟發式構建,推動學生去開拓創新、發展自己,由“照著做”過渡到“學著做”。
層次三:隨著學習的不斷深入,學生綜合能力不斷提高,在單元七,采用項目教學法,放手讓學生單獨(或師生共同)實施一個完整的“項目”的零件的工藝分析、程序編制、機床加工,并強調綜合性和實施性、強調安全文明生產,讓學生“獨立做”。
3.保障教學實施,做好教學評價
實施教學必須有足夠的教學資源保障,才能有效地完成預定的教學目標,包括:(1)前面所修課程資料;(2)數控加工工藝教材的選用和按學習單元自編講義、任務書、引導文等資料;(3)電子課件;(4)教學視頻;(5)六步法討論式多媒體教室(每人配備計算機、仿真軟件);(6)理實一體化數控實習場地;(7)兄弟院校的網上教學資源;(8)能承擔項目教學法、任務驅動結合六步法教學工作的數控專業教學團隊等等。
教學評價也是教學實施的一個重要環節,分為單元評價和課程評價兩部分。單元評價分成果評價、自我評價、教師評價。成果評價是對工作任務的客觀評價,是衡量學習質量的重要指標;學生自我評價是學生對自己工作過程的主觀評價,對自己的思維方式、工作方法、工作能力進行反思,從而不斷改進,獲得提高;教師評價是教師對學生在工作過程中的社會能力和方法能力的評價。在每一學習單元結束時進行單元成績評價,所有單元成績的總和就是課程的成績。
參考文獻:
關鍵詞:Pro/E數控加工基礎;處理技術
Abstract: processing foundation treatment technology is the formation of parameter on the machining process and system in the process of cutter location file for processing, and related to the system of NC machining file binding, can control the machine instruction generation. Data processing technique in foundation treatment throughout the geometric model design, tool selection, processing parameter design, tool path design, data of machine tool products processing, Pro/E can generate data and information in association with a CNC machining, the tool can help processing personnel to handle design model in accordance with the scientific the tool, and the generation of ASCII cutter location data file, this paper mainly analyzes the processing technique based on the Pro/E CNC machining based.
Keywords: Pro/E CNC machining; processing technology
中圖分類號:TP391173文獻標識碼:A文章編號:
1、引言
對于數控加工系統而言,加工基礎處理技術直接影響著系統的性能,加工基礎處理技術是對加工工藝的參數以及系統處理過程中形成的刀位文件進行處理,并與數控加工系統中相關的文件結合,生成能夠控制機床的指令。數據加工基礎處理技術貫穿于零件幾何模型的設計、刀具的選擇、加工參數的設計、刀具軌跡的設計、數據機床產品的加工過程中,從這一層面可以看出,數控加工基礎處理技術是整個系統的關鍵環節,但是,由于一些客觀因素的影響,處理基礎并不能對所有的數控機床生成正確的文件,對于系統中沒有的機床類型,只能生成一種缺省的文件,可以對文件進行直接的編輯,可以生成數控機床可以處理的指令,本文主要分析建立于Pro/E數控加工基礎的處理技術。
2 、模具數控加工
Pro/E可以生成一種與數控機床加工相關的數據和信息,該種工具可以幫助加工人員按照科學的工具來處理設計模型,生成ASCII刀位數據文件,并將這些數據文件進行加工和處理即可變成正確的加工工序。Pro/E的工藝流程包括加工模型的建立、操作環境的設定、NC系列的定義、刀位數據文件的生成、NC代碼的生成、數控機床的驅動。Pro/E的NC模塊生成數據加工程序的流程則包括數控車削、電火花切割和數控銑削。
3、 數控加工基礎的處理技術
數控加工基礎的處理技術主要使用后處理器進行處理,后處理器是一種可以用于處理APT或者CAD系統的刀位數據文件的一種應用程序,刀位數據文件包含零件加工過程中的所有指令,后處理器可以將這種加工指令翻譯為加工機床能夠識別的數據信息。一般情況下,計算機輔助制造系統包括刀具路徑文件生成以及機床數控代碼指令生成兩部分,使用CAD軟件,就可以根據加工對象的特征、加工環境的要求、工藝設計的特點生成刀具路徑文件,并從該種路徑文件中提取出有關的加工信息,繼而根據數控系統的特點來進行先關的分析、處理和判斷,并生成數控機床可以識別的程序。
4、后處理程序的編制方式
后處理程序是數控軟件的廠家根據控制系統的不同設置的專用處理軟件,用戶可以根據自己的實際情況來進行選購,目前,專用的處理程序很多,以APT專用后置處理程序為例,已經超過了上千種,但是在購買該種軟件后,用戶難以自己改變,因此,用戶也可以根據自己的實際情況來自行編制后置的處理程序,編制方法包括以下幾種:
4.1 高級語言編寫方式
這種編寫方式是一種常用的編制方式,但是要求較高,編制起來相對困難,編制的工作量也較大,后期的修改也較為困難,因此,必須一定數量有經驗的軟件制作人員方可完成。
4.2 廠家提供軟件編制工具包
很多數控軟件的廠家都會提供一個專用的軟件編制工具包,工具包中有完整的語法規則,用戶可以編制好針對數控機床的處理程序,這種程度編制的方式較為簡單,程序格式也具有很好的靈活性。
4.3 廠家提供通用后置處理軟件
很多數控軟件廠家也會提供一種通用的后置處理軟件,根據這種軟件,用戶變可以使用人機對話的方式,來分析問題和解決問題,并確定好具體的參數,這就形成了數控機床專用的處理軟件。
隨著數控技術的進步,各個廠家也相繼推出了具備完善功能的控制器系統,這就對整個技術提出了更高的要求,為了使用控制器系統的發展,必須要不斷提升現階段下的處理技術,提高技術的通用性和開放性。這種后置的處理過程可以生成機床指令,就目前來看,Pro/E已經配備了很多世界知名廠商的處理文件,但是其系統仍然具有一定的有限性,為了保證數控機床可以處理相應的工藝文件,可以使用相關的方式來擴展處理功能。
4.4 配置文件的制作
關于配置文件的制作可以使用刀位數據文件,該種文件包含加工工藝參數、刀具運動軌跡等相關的數據信息,為了保證配置文件的信息可以使用不同機床的需求,必須要明確機床數控系統的實際要求,將這些要求作為文件存放,以便滿足配置的需求。關于配置文件的制作,包括文件的命名、文件的制作等各個方面。關于文件的制作,包括三個階段,即基本準備階段、文件初始化階段以及選配參數設置階段。在配置文件時,必須要全面的了解數控系統和加工機床的相關信息,掌握與之有關的參數和資料,待以上工作完成后,便可以利用Pro/E軟件來進行文件的制作。
參考文獻:
[1]田普建; 曾珊琪; 丁毅.Pro/E環境下注塑模設計及數控加工[期刊論文].陜西第二屆數控機床及自動化技術專家論壇論文集,2011,03(18)
論文摘要:本文通過分析目前我國數控技術人才培養現狀和企業對數控技術人才的素質要求,探討數控技術應用崗位所需專業知識的結構,最后提出了對專業基礎課,專業課程的教學課程及內容進行整合的基本思路。
隨著科學技術的發展,世界先進制造技術的興起和不斷成熟,對數控加工技術提出了更高的要求,目前我國制造業已開始廣泛使用先進的數控技術,但掌握數控技術的機電復合型人才奇缺,數控編程、數控機床操作和維護人員更是不足。據調查目前我國高校數控方向的畢業生每人通常有4個以上的就業崗位可供選擇,畢業生一次性就業率在95%以上。來自大學、高等職業技術院校的數控技術應用專業的畢業生,雖然具有一定的專業知識和動手能力,但缺乏工藝經驗,難以滿足某些企業對加工和維修一體化的復合型人才的要求。這主要是作為培養技術人才的高校、高職院校在加大培養數控人才的力度的同時,沒有根據數控技術崗位需求的變化來相應的改變教學模式和教學內容,仍在延續傳統教學模式所造成的。
目前市場對數控人才的需求有以下三個層次,所需掌握的知識結構也各不同。
(1)金領層:這類人才需熟悉機械加工和數控加工工藝,具有熟練的數控編程能力、較高的數控設備操作能力和數控設備的維護、維修能力,且具有一定的實際經驗和寬厚的綜合理論知識,能自行完成數控系統的選型、數控機床機械機構的設計和控制系統的安裝調試和維護,獨立完成機床數控化改造等工作。
(2)灰領層:具有較為系統的機械加工工藝理論知識,熟悉數控加工工藝的特點,能夠完成數控程序編制和數控機床維護等工作。
(3)藍領層:具有手工編程和調試數控機床的能力,熟練的數控機床操作能力,了解自動編程和數控機床的簡單維修,能夠完成數控機床的操作、調試和維護等工作。
本文從培養數控技術應用型通才的角度來探討其崗位所需的專業知識結構,并依此為基礎來討論專業基礎課和專業課程的設置及課程教學內容的整合。
數控技術是用數字化信號對設備運行及其加工過程進行控制的一種自動控制技術。模擬控制系統中的控制信息是模擬量,而數字控制系統中的控制是數字量,在計算機技術迅速發展的推動下數控技術以其表達信息準確,可進行復雜信息處理且具有邏輯處理能力,使剛性機械設備具備了柔性。
從機床控制技術的觀點來看,數控技術的cnc系統把計算機引入數控系統,可利用計算機的數據處理能力方便地實現各種控制策略,用軟件實現機床的開關量控制。當被加工對象的數字信息被送入到專用的或通用的計算機后,計算機對輸入的信息進行處理與運算,發出各種指令來控制機床的伺服系統或其它執行元件,使機床自動加工出所需要的工件。數控機床就是將加工過程所需的各種操作和步驟,以及刀具與工件之間的相對位移量都用數字化的代碼來表示。這使數控機床與其它自動機床具有了一個顯著的區別:當加工對象改變時,除了重新裝夾工件和更換刀具之外,只需要更換新的控制程序,不需要對機床硬件作任何調整或少量調整即可。
從機械加工技術的觀點來看,數控加工技術屬于現代制造技術的范疇,是計算機技術、信息技術與機械技術交叉融合而形成的一門綜合性新技術。數控機床,是數字控制技術嫁接到金屬切削機床上的產物。數控機床的加工方法仍然是采用金屬切削方法。因而,數控加工與傳統機械加工的工藝規程從總體上說是一致的。由數控機床的成形運動的控制采用了計算機數字控制技術,不但能夠使其成形運動實行兩軸或多軸聯動,使數控機床能夠在兩維和三維空間中實現任意曲面的加工,而且使機床結構大大簡化,使數控機床所能采用的切削方法增多,加工工藝范圍增大。因而數控加工工藝過程與傳統加工工藝過程產生了較大差異,主要體現在:單臺數控機床可使用多種切削加工方法、工藝范圍增大,數控加工的工序內容比普通機加工的序內容復雜、工藝過程縮短,工藝裝備種類和數量減少,裝夾次數減少,加工精度和質量主要由機床保證,特別是加工中心(mc),可實現除定位基面以外的其它大部分表面的加工,機床柔性增大。數控加工工藝的制訂不但涉及到傳統機械制造工藝制定的基本理論知識,還包括加工原點的確定、工序內容的劃分、刀具軌跡的確定、刀具的選擇與使用和切削用量的選擇等具體內容。
從以上分析,數控的金領層應具備根據被加工對象的工藝特征和特殊要求,編制數控程序及調試、維護數控機床和使用數控機床進行加工的能力。
根據其能力需求,我們可以從以下兩個方面來分析其所需的知識結構。
從機床控制方面,數控的金領層應在電工電子、計算機原理及控制、計算機編程語言、數控原理及數控機床、數控軟件及數控編程等方面具備扎實的基礎知識;
從機械加工方面,數控的金領層應在現代機械設計、機械加工工藝、金屬切削理論、夾具、刀具和量具等方面具備扎實的基礎知識;
從機械加工技術和控制兩個方面出發,數控技術應用所涉及的學科范圍廣、教學內容多、課程內容本身具有其系統性要求。怎樣在有限的教學時間里,將所需的基本知識傳授給學生,且能達到培養目標的要求,是課程體系建立和教學內容的確定過程中應解決的關鍵問題。因此,課程內容的合理安排和整合是必需的,也是至關重要的。
通過對以上兩方面知識的分析,職業教育數控培養方向的專業課程知識結構應以“機械制圖和機械設計理論為起點,材料和塑性成形方法為基礎,機械加工工藝為核心,數控技術為手段”這一基本認識來構建。根據課程理論的辯證適度原則、綜合性與系統性相結合原則、統一性和多樣性相結合原則;課時分配比例合理原則;開放性原則;超前性原則;理論性和實踐性相結合原則,將機械領域與數控技術領域的基礎知識整合,提出以下職業教育數控培養方向專業課程知識結構的建立思路。
【關鍵詞】數控;磨削;成型技術
1前言
本文要討論及加工的零件—閥桿的加工,此類零件看似工藝簡單,但是要求表面精度高,用普通車削的方式很難達到精度要求。見圖1所示:
圖1
2數控加工工藝方案確定
根據圖紙要求確定如下加工工藝:
(1)車—數控車床車出外形,光潔度0.8處留有0.5mm的磨削余量。
(2)淬火—根據淬火守則要求,將工件淬火后達到圖紙要求硬度HRC50-55。
(3)噴砂—去除淬火時產生的氧化皮。
(4)磨削—達到圖紙要求的尺寸精度及形位公差。
關于數車、淬火、噴砂的過程及方法在本篇論文不做詳細介紹。由圖可看出,此件加工難度在于淬火后硬度比較高HRC50-55。車削達不到光潔度要求,只能采取磨削加工。但是這個工件磨削部位是斜面和圓弧,而且有同軸度要求,必須一次裝夾完成。這就需要在一片砂輪上修整出要磨削的形狀,還要保證形位公差,尺寸公差,光潔度要求等。所以這就需要用到數控磨削中的成形砂輪技術,下面就該件的磨削加工做以詳細的介紹。
3數控磨削工藝與程序編制
3.1砂輪的選擇
根據工件的材料40Cr,淬火后的硬度HRC50-55,我們選擇砂輪的型號是54A80H8V604W,500x40x203.2這個是貴金剛砂粒度適中的砂輪,最大線速度50m/s。
3.2修整砂輪工具的選擇
因為要磨的零件多斜面多曲面,修整工具修整砂輪時不能干涉,所以選擇CVD三角形刀片,刀尖角0.125mm。
3.6加工程序的編制
砂輪修整好后,安裝工件,用砂輪確定工件零點,建立砂輪與工件的坐標關系。由于該砂輪是成形砂輪,所以在編程過程中要注意砂輪形狀的位置關系。用閥口斜面登記工件零點。1點z值為Z零點,2點x值為X零點,輸入機床。
磨削程序確定:
成形砂輪只能采用直接切入磨削方式,第一段1-8點的斜面閥口磨削數值確定比較簡單,因為是用這段登記的工件零點。第一段X值為20,Z值為0,第二段弧形部分X,Z值確定比較麻煩,要考慮他們的形狀之間的差值,不能直接輸入。計算如下:X值為10+(圖2中4點x坐標—9點x坐標)×2=12.36,Z值為48-1-2.2-4-10點坐標+4.2=22。以上為磨削兩段外圓的X,Z確定方法。
3.7工件的測量
工件加工完成后,用千分尺、三坐標測量形位公差,用投影儀測量形狀的準確性,用粗糙度測量儀測量光潔度。經以上設備檢驗,此種加工方法完全符合圖紙的要求,實現該工件的高效、精確加工。
關鍵詞:數控銑;加工質量
中圖分類號:G718文獻標識碼:B文章編號:1672-1578(2016)11-0380-02
1.數控銑削在現代加工中的重要性
數控銑床具有生產效率和加工自動化程度高,零件的加工精度和產品的質量穩定性好,能完成許多普通機床難以加工或根本無法加工的復雜型面加工,幾乎不要專用的工裝卡具,在減少次品,提高經濟效益和大大減輕操作工人的勞動強度等方面具有一系列優點。隨著制造業的迅速發展,大力發展以數控機床為先導的裝備制造業已成為我國政府的一項產業政策,將對數僅能增加企業的效益,而且還有助于提高我國制造業的整體素質和加快建設制造強國的進程。
2.數控銑目前要解決的問題
2.1換刀次數及位置不合理。利用數控銑床進行批量生產、特別是大批量生產時,在保證加工質量的前提下,提高加工效率、確保加工過程的穩定性是獲得良好經濟效益的基礎。數控銑削批量加工時,選擇簡便的換刀方式,是減少換刀輔助時間、減少機床磨損、降低加工成本的有效途徑。改進換刀點設置是為達此目的進行的有效嘗試之一。為此,在夾具選擇、走刀路線安排、刀具排列位置和使用順序等方面都要精細分析、優化設計,改進換刀點設置,減少運行成本,提高加工效率。
2.2編程技巧不強。程序的效率直接影響著機床的工作效率,所以優化編程質量是提高數控機床工作效率的一個重要方法。首先,熟悉機床的指令,充分開發機床的內部功能,尋找高效的編程和加工方法。其次,大力推廣計算機編程,加強計算機切削模擬,提高程序的可靠性,從而減少或取消在數控銑床上調試程序的時間。再次,合理編程,盡量減少機床走空刀的情況。
2.3產品結構的因素。
(1)各類零件規格尺寸和結構相差懸殊,機床工具等工藝裝備通用性不高。
(2)很多公司所面臨的通常都是多品種、小批量、短生產周期的生產任務,因此要求工藝系統有較高的響應速度。
(3)產品零件結構復雜,加工難度大。
(4)薄壁、易產生加工變形。存在大量的薄壁、深腔結構,為典型的弱剛性結構。
(5)刀具及切削參數選用困難。由于刀具工業的發展趕不上新材料的開發和應用步伐,又缺少加工切削數據庫的支持,如何合理選擇刀具和科學選用加工參數成為工藝技術的一個難點。
3.提高數控銑床加工效率的措施
3.1合理選擇切削用量。在切削加工中,切削用量的選擇是否合理,直接影響著加工質量,加工成本和生產率。如果切削用量選擇得當,便能充分發揮機床和刀具的功能,以取得生產的最大效益,倘若選擇不當,會造成很大的浪費或導致生產事故,所以必須合理選取。
當實踐證明,當切削速度提高10倍,進給速度提高20倍,遠遠超越傳統切削""后,切削機理發生了根本變化。其結果是:單位功率金屬切除率提高了30%~40%,切削力降低了30%,刀具切削壽命提高了70%,大幅度降低了留工件上切削熱,切削振動幾乎消失;切削加工發生了本質性飛躍。目前機床情況來看,要充分發揮先進刀具高速加工能力,需采用高速加工,增大單位時間材料被切除體積(材料切除率Q)。
選擇合理切削用量同時,盡量選擇密齒刀(刀具每英寸直徑上刀齒數≥3),增加每齒進給量,提高生產率及刀具壽命。有關試驗研究表明:當線速度為165m/min,每齒進給為0.04mm時,進給速度為341m/min,刀具壽命為30件。將切削速度提高到350m/min,每齒進給為0.18mm,進給速度則達到2785m/min,是原來加工效率817%,而刀具壽命增加到了117件。
3.2合理選擇加工方式。加工方式可分為順銑與逆銑兩種。而加工中心機械傳動系統和結構本身就有較高精度和剛度,相對運動面摩擦系數小,傳動部件間隙小,運動慣量小,并有適當阻尼比,可以采用順銑方式加工,以提高加工效率。此外,加工經驗,順銑比逆銑時刀具壽命要提高1倍多,采用不對稱立銑方法,刀具壽命可提高2~3倍。
3.3選擇合理加工路線。數控機床特別是軸以上加工中心,一般是一次裝夾、多方位加工,都有刀庫,可自動更換刀具,一次加工成形。確定正確簡潔加工路線,是保證加工質量和提高效率基礎。編程時確定加工路線原則主要有:應能保證零件加工精度和表面粗糙度要求;應盡量縮短加工路線,減少刀具空程移動時間;應使數值計算簡單,程序段數量少,以減少編程工作量。如位置精度和尺寸公差要求高孔加工來說,孔直徑小于~加工工藝路線為:鉆中心孔、鉆孔、擴孔、鉸孔,而孔直徑大于~加工工藝路線則為鉆孔、擴孔、粗鏜、孔精、鏜孔。
此外,對加工工藝綜合應用,減少工件安裝次數,可有效縮短搬運和裝夾時間。例如將五面五軸加工中心與立車復合構成萬能加工中心,可實現一次裝卡完成零件大部分(或全部)加工。
3.4合理選擇裝夾方式。鑒于數控加工時工序集中,對零件進行定位、夾緊設計以及夾具選用和設計等問題上要全面考慮。首先,應盡量采用組合夾具,通用夾具柔性差、定位精度相對較低,當產品批量比較大、加工精度要求高時可以設計專用夾具。其次,選擇工裝時應有利于刀具交換和測量,避免發生碰撞干涉。
4.數控銑削展望
隨著數控銑床在制造業中廣泛應用,數控銑床在現代加工中將扮演著越來越重要的角色,數控銑削加工的理論研究已比較成熟,但在銑削加工過程、高速銑削、精密銑削機床等方面我們國家仍然存在不足,和美、日、德等發達國家之間存在著較大的差距,由于數控銑床是一種相對高費用的加工手段,為了同時滿足加工質量,提高加工效率,降低生產成本,還必須對數控銑床工藝參數進行優化。
控機床的發展產生重大的影響。在制造業中用好數控銑床提高數控銑床的利用率具有重要的現實意義,它不
參考文獻:
[1]《數控加工技術》(北京理工大學出版社)