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数控技术是一门以编程和实际操作为基本研究方法的实验科学,通过这一阶段的教与学,使学生能掌握本专业领域的技术知识,具备相应实践技能以及较强的实际工作能力,熟练掌握数控加工工艺和数控加工程序编制,熟练进行数控加工设备的操作和维护,具备基本的实验能力。
(1)读图与绘图。数控是一门综合性学科,它与机械类基础课和专业课密切联系,要能够加工出精密零件,学生必须能读懂零件图。通过对典型零件图和装配图讲解分析,使学生能读懂零件图和装配图,能读懂零件三视图、局部视图和剖视图,能够读懂零件的材料、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度及其他技术要求,能手工绘制零件图。
(2)制定加工工艺。在读懂零件图基础上,合理制定加工工艺。首先,对工件进行工艺分析,分析零件表面组成,零件图尺寸标注完整性,加工要求和零件材料。其次,确定工件装夹方案。例如:数车中轴类零件,一般设定零件的轴线为定位基准,以工件右端面与零件轴线的交点为工作坐标系的原点,左端采用三爪自定盘定心夹紧。数铣中小型凸轮零件,宜采用心轴定位,螺栓压紧即可,设定工件上表面与孔轴线的交点为工件坐标的原点。第三,确定加工顺序及进给路线,加工顺序按由粗到精、由近到远的原则确定。第四,选择切削刀具。第五,选择切削用量。
(3)工件定位与夹紧。通过实际数控机床操作,使学生能使用调整三爪自定心卡盘、尾座顶尖。工件安装力求符合设计基准、工艺基准、安装基准和工件坐标系的基准统一原则;减少装夹次数,尽可能采用专用夹具,减少占机装夹与调整的时间。这也需要通过多次训练,达到熟能生巧的目的。
(4)刀具准备。数控机床加工工件时,刀具直接负责对工件的切削加工,刀具的耐用度和使用寿命直接影响着工件的加工精度、表面质量和加工成本。合理选用刀具不仅可以提高刀具切削加工的精度和效率,而且也是对难加工材料进行切削加工的关键措施。通过训练,能够使学生正确选择、安装和调整刀具。例如:数车车刀的磨刀,必须经过日积月累,不断重复,才能掌握磨刀的技巧,获得手感,达到得心应手。另外,对刀操作是进行数控加工必备的操作。首先,要让学生掌握对刀原理;其次,给学生进行示范性操作,了解对刀操作过程;第三,学生操作练习,初步掌握各种刀具对刀方法与步骤;第四,经过一周训练,达到能熟练进行对刀操作,提高加工效率。
(5)编程与校验。数控机床之所以能够实现自动加工,是由于通过程序控制机床运动。因此,编程好与坏直接影响零件加工。编程方法有手工和自动编程两种方法。对于形状简单工件采用手工编程方法,对于形状复杂的工件(如空间曲线和曲面),则需要采用CAD/CAM方法进行自动编程。对初涉领域的学生来说,要求采用手工编程方法,但编出来的程序或多或少存在错误,因此,我们不能直接去机床上进行自动加工,一旦发生事故,损失将是非常惨重。另一方面,由于数控机床比较昂贵,学校现有设备不能满足学生实验需要。这样,我们应该如何去校验程序呢?一般可以采用编程器和CAXA制造工程师软件进行模拟加工。我校采用前者进行模拟实验,从简单工件入手,循序渐进,学会每种简单工件手工编程,保证学生都有动手和动脑的机会。
(6)工件加工与精度检验。编程与校验好程序之后,才能到数控机床上进行实际加工。工件加工从简单到复杂循序渐进。例如:数控车床加工,学生先学会内、外径车削加工、圆弧加工、锥面加工、孔加工、等节距螺纹加工和内、外径槽加工方法,然后加工综合性零件2~3个。这一方面校验了程序,掌握各种加工表面编程方法,另一方面,掌握刀具对刀操作和自动加工过程,使学生真正能娴熟操作数控机床。加工零件过程中,要求学生能对零件进行精度检验,使学生学会利用测量工具,能够根据测量结果分析产生误差的原因,能够通过修正刀具补偿值和修正程序来减少加工误差。
通过这样教学安排,能够培养学生实际应用能力,如数控编程能力和数控机床的操作能力。培养出来的学生毕业后,能很快适应工作岗位,在数控技术应用上可以独当一面。
(溧水职业教育中心校)
(1)读图与绘图。数控是一门综合性学科,它与机械类基础课和专业课密切联系,要能够加工出精密零件,学生必须能读懂零件图。通过对典型零件图和装配图讲解分析,使学生能读懂零件图和装配图,能读懂零件三视图、局部视图和剖视图,能够读懂零件的材料、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度及其他技术要求,能手工绘制零件图。
(2)制定加工工艺。在读懂零件图基础上,合理制定加工工艺。首先,对工件进行工艺分析,分析零件表面组成,零件图尺寸标注完整性,加工要求和零件材料。其次,确定工件装夹方案。例如:数车中轴类零件,一般设定零件的轴线为定位基准,以工件右端面与零件轴线的交点为工作坐标系的原点,左端采用三爪自定盘定心夹紧。数铣中小型凸轮零件,宜采用心轴定位,螺栓压紧即可,设定工件上表面与孔轴线的交点为工件坐标的原点。第三,确定加工顺序及进给路线,加工顺序按由粗到精、由近到远的原则确定。第四,选择切削刀具。第五,选择切削用量。
(3)工件定位与夹紧。通过实际数控机床操作,使学生能使用调整三爪自定心卡盘、尾座顶尖。工件安装力求符合设计基准、工艺基准、安装基准和工件坐标系的基准统一原则;减少装夹次数,尽可能采用专用夹具,减少占机装夹与调整的时间。这也需要通过多次训练,达到熟能生巧的目的。
(4)刀具准备。数控机床加工工件时,刀具直接负责对工件的切削加工,刀具的耐用度和使用寿命直接影响着工件的加工精度、表面质量和加工成本。合理选用刀具不仅可以提高刀具切削加工的精度和效率,而且也是对难加工材料进行切削加工的关键措施。通过训练,能够使学生正确选择、安装和调整刀具。例如:数车车刀的磨刀,必须经过日积月累,不断重复,才能掌握磨刀的技巧,获得手感,达到得心应手。另外,对刀操作是进行数控加工必备的操作。首先,要让学生掌握对刀原理;其次,给学生进行示范性操作,了解对刀操作过程;第三,学生操作练习,初步掌握各种刀具对刀方法与步骤;第四,经过一周训练,达到能熟练进行对刀操作,提高加工效率。
(5)编程与校验。数控机床之所以能够实现自动加工,是由于通过程序控制机床运动。因此,编程好与坏直接影响零件加工。编程方法有手工和自动编程两种方法。对于形状简单工件采用手工编程方法,对于形状复杂的工件(如空间曲线和曲面),则需要采用CAD/CAM方法进行自动编程。对初涉领域的学生来说,要求采用手工编程方法,但编出来的程序或多或少存在错误,因此,我们不能直接去机床上进行自动加工,一旦发生事故,损失将是非常惨重。另一方面,由于数控机床比较昂贵,学校现有设备不能满足学生实验需要。这样,我们应该如何去校验程序呢?一般可以采用编程器和CAXA制造工程师软件进行模拟加工。我校采用前者进行模拟实验,从简单工件入手,循序渐进,学会每种简单工件手工编程,保证学生都有动手和动脑的机会。
(6)工件加工与精度检验。编程与校验好程序之后,才能到数控机床上进行实际加工。工件加工从简单到复杂循序渐进。例如:数控车床加工,学生先学会内、外径车削加工、圆弧加工、锥面加工、孔加工、等节距螺纹加工和内、外径槽加工方法,然后加工综合性零件2~3个。这一方面校验了程序,掌握各种加工表面编程方法,另一方面,掌握刀具对刀操作和自动加工过程,使学生真正能娴熟操作数控机床。加工零件过程中,要求学生能对零件进行精度检验,使学生学会利用测量工具,能够根据测量结果分析产生误差的原因,能够通过修正刀具补偿值和修正程序来减少加工误差。
通过这样教学安排,能够培养学生实际应用能力,如数控编程能力和数控机床的操作能力。培养出来的学生毕业后,能很快适应工作岗位,在数控技术应用上可以独当一面。
(溧水职业教育中心校)