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摘 要：利用多种三维设计软件及VB软件指导在校大学生开发车床数控改造的教学课件， 不但提高了学生对数控化改造的认识， 而且提升了学生的专业能力，本文重点阐述学生制作课件的内容、优势、特点以及这种做法的优良效果，促进教学改革。
关键词：大学生 数控化 教学演示
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）04（b）-0155-01
机床数控化是实现产品更新、技术提升的有效手段，数控化改造专业课件的设计在于体现改造项目的可行性、可靠性、合理性、准确性。本次机床数控化改造仿真课件设计主要针对CA6140普通车床的简单控化改造，通过学生自主熟悉、了解、选择、安装等来完成普通车床数控化改造教学课件设计，以大学生为主体完成该类项目有着非常实际的教学价值及能力培养价值。
1 主体确定的意义
设计仿真演示课件对空间任务进行全程的模拟，不仅可以获得高效、高可靠性的设计对策，也为使用者提供直观的演示效果，实现界面操作、多视窗显示，这类工作让没有足够专业知识的本科生来完成，对学生是很有诱惑力的，指导工作也是相当繁重的，但是学生们有热情，对专业有激情，使用各种软件是有能力的，因此完成效果显著。本文是以普通车床的数控化改造的方法、流程、内容等为原型，让学生将其以动画的形式更加形象直观地展现出来，有助于在校学生的教育。
2 实施方案的确定
2.1 熟悉普通机床的传动特点
对普通车床进行数控化改造，主传动系统不变，重点对纵向和横向进给系统进行改造，主要部位有：拆除进给箱、溜板箱、丝杠、光杆、横向丝杠、原轴承座等，保留原机械定位基准，以保证机械改造精度，机床操纵杆不拆除，否则主轴无法换向。
2.2 使用三维软件进行机床设计及数控化改造设计
三维机床设计是对机床数字化改造建模的关键，可为设计提供多层次显示、控制的可能，是检验设计及加工过程是否正确的重要途径。对数控机床的结构按功能进行了模块化划分，重点建立数控机床的运动模块、NC编码翻译模块和机床场景模块等。因为是大学生参与设计，因此我们要求学生采用多种三维软件，目的是既要完成机床设计及机床数控化改造设计，又要了解所使用的三维软件的特点，我们所采用的三维软件有：CATIA、UG、ProE、INVENTER等当今流行的三维设计软件，它们功能很强大，但也各有不同，CATIA特性设计突出、PROE参数设计是优势，UG的精密度很高，INVENTER在设计产品的性能上有突出的表现，我们希望在学生掌握专业知识的情况之下，多了解三维软件的应用及特点。
2.3 使用VB完成传动件的自动设计
数控化改造课件设计，要求丝杠、驱动电机、减速器均采用自动设计选择系统，在设计这部分的内容时，学生全面了解设计步骤、计算依据、校核内容、结构确定等，学生通过学习VB，完成设计窗口，实现基本参数输入，即显示结构及校核结果，电机、丝杠、齿轮传动设计均采用VB操作窗体设计，建立零件参数数据库，对输入参数进行处理，出现不合理参数时提示用户，并记录合用参数，实现高效和准确的改造设计。
3 关键内容的阐述
3.1 保证精度的措施
改造精度的影响因素包括：传动精度和安装精度。传动精度有：减速器及丝杠的传动精度，减速器的传动有同步齿形带和精密齿轮传动，同步齿形带需调整齿形带的涨紧，齿轮就要调整齿侧间隙；安装精度则要注意导轨的调整精度、轴承间隙消除等，本项目采用FLASH完成齿轮消隙、同步带的涨紧、丝杠螺母副消隙的设计，效果生动形象，直观清晰。
3.2 防护的确定
滚珠丝杠传动副需有良好的防护，一般采用螺旋钢带、伸缩套筒、锥形套管以及折叠式塑料或人造革等形式的防护罩，以防止尘埃和磨粒粘附到丝杠表面。不同的防护对螺母座的结构影响很大，常用的三种类型：整体盖板式：结构简单，制作方便，成本低，螺母座的形式复杂；半敞开箱体式：简单、方便，安装时须有支撑，与螺母座一同运动，螺母座结构简单；套管式：防护简单，刚性不好，与螺母座一同运动，这类防护压缩部分较多，对行程的利用有一定影响，螺母座结构简单。
4 结语
在校大学生完成这类项目，学会了各种实用软件的应用，掌握了关键部件的选择方法，掌握了设计件的设计思路设计方法，效果很显见，该项目立意、设计、实现都以实用、方便、醒目、易懂为主要目标，对车床原始模型进行设计，改造的合理与否是对加工过程的影响巨大，通过三维系统操作仿真，提高了在校学生的能力，降低培训成本、强化创新水平，用经济快捷的方式提高培训设计质量。
参考文献
[1] 刘晓宇，刘德平.普通机床数控化改造关键技术的设计计算[J].机械设计与制造，2007（9）：42-44.
[2] 赵中敏.旧机床数控化改造进给系统的设计与计算[J].中国设备工程，2008（9）：58-60.
[3] 张安富.改革教学方法，探索研究型教学[J].中国大学教学，2012（1）：65-67.
[4] 程广文.论教学方法[J].全球教育，2012（1）：17-25.
关键词：大学生 数控化 教学演示
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）04（b）-0155-01
机床数控化是实现产品更新、技术提升的有效手段，数控化改造专业课件的设计在于体现改造项目的可行性、可靠性、合理性、准确性。本次机床数控化改造仿真课件设计主要针对CA6140普通车床的简单控化改造，通过学生自主熟悉、了解、选择、安装等来完成普通车床数控化改造教学课件设计，以大学生为主体完成该类项目有着非常实际的教学价值及能力培养价值。
1 主体确定的意义
设计仿真演示课件对空间任务进行全程的模拟，不仅可以获得高效、高可靠性的设计对策，也为使用者提供直观的演示效果，实现界面操作、多视窗显示，这类工作让没有足够专业知识的本科生来完成，对学生是很有诱惑力的，指导工作也是相当繁重的，但是学生们有热情，对专业有激情，使用各种软件是有能力的，因此完成效果显著。本文是以普通车床的数控化改造的方法、流程、内容等为原型，让学生将其以动画的形式更加形象直观地展现出来，有助于在校学生的教育。
2 实施方案的确定
2.1 熟悉普通机床的传动特点
对普通车床进行数控化改造，主传动系统不变，重点对纵向和横向进给系统进行改造，主要部位有：拆除进给箱、溜板箱、丝杠、光杆、横向丝杠、原轴承座等，保留原机械定位基准，以保证机械改造精度，机床操纵杆不拆除，否则主轴无法换向。
2.2 使用三维软件进行机床设计及数控化改造设计
三维机床设计是对机床数字化改造建模的关键，可为设计提供多层次显示、控制的可能，是检验设计及加工过程是否正确的重要途径。对数控机床的结构按功能进行了模块化划分，重点建立数控机床的运动模块、NC编码翻译模块和机床场景模块等。因为是大学生参与设计，因此我们要求学生采用多种三维软件，目的是既要完成机床设计及机床数控化改造设计，又要了解所使用的三维软件的特点，我们所采用的三维软件有：CATIA、UG、ProE、INVENTER等当今流行的三维设计软件，它们功能很强大，但也各有不同，CATIA特性设计突出、PROE参数设计是优势，UG的精密度很高，INVENTER在设计产品的性能上有突出的表现，我们希望在学生掌握专业知识的情况之下，多了解三维软件的应用及特点。
2.3 使用VB完成传动件的自动设计
数控化改造课件设计，要求丝杠、驱动电机、减速器均采用自动设计选择系统，在设计这部分的内容时，学生全面了解设计步骤、计算依据、校核内容、结构确定等，学生通过学习VB，完成设计窗口，实现基本参数输入，即显示结构及校核结果，电机、丝杠、齿轮传动设计均采用VB操作窗体设计，建立零件参数数据库，对输入参数进行处理，出现不合理参数时提示用户，并记录合用参数，实现高效和准确的改造设计。
3 关键内容的阐述
3.1 保证精度的措施
改造精度的影响因素包括：传动精度和安装精度。传动精度有：减速器及丝杠的传动精度，减速器的传动有同步齿形带和精密齿轮传动，同步齿形带需调整齿形带的涨紧，齿轮就要调整齿侧间隙；安装精度则要注意导轨的调整精度、轴承间隙消除等，本项目采用FLASH完成齿轮消隙、同步带的涨紧、丝杠螺母副消隙的设计，效果生动形象，直观清晰。
3.2 防护的确定
滚珠丝杠传动副需有良好的防护，一般采用螺旋钢带、伸缩套筒、锥形套管以及折叠式塑料或人造革等形式的防护罩，以防止尘埃和磨粒粘附到丝杠表面。不同的防护对螺母座的结构影响很大，常用的三种类型：整体盖板式：结构简单，制作方便，成本低，螺母座的形式复杂；半敞开箱体式：简单、方便，安装时须有支撑，与螺母座一同运动，螺母座结构简单；套管式：防护简单，刚性不好，与螺母座一同运动，这类防护压缩部分较多，对行程的利用有一定影响，螺母座结构简单。
4 结语
在校大学生完成这类项目，学会了各种实用软件的应用，掌握了关键部件的选择方法，掌握了设计件的设计思路设计方法，效果很显见，该项目立意、设计、实现都以实用、方便、醒目、易懂为主要目标，对车床原始模型进行设计，改造的合理与否是对加工过程的影响巨大，通过三维系统操作仿真，提高了在校学生的能力，降低培训成本、强化创新水平，用经济快捷的方式提高培训设计质量。
参考文献
[1] 刘晓宇，刘德平.普通机床数控化改造关键技术的设计计算[J].机械设计与制造，2007（9）：42-44.
[2] 赵中敏.旧机床数控化改造进给系统的设计与计算[J].中国设备工程，2008（9）：58-60.
[3] 张安富.改革教学方法，探索研究型教学[J].中国大学教学，2012（1）：65-67.
[4] 程广文.论教学方法[J].全球教育，2012（1）：17-25.