如何提高中职学生的数控加工能力

夏侯俊峰

摘 要： 数控编程不仅仅是单一编写数控加工指令代码的过程，还包括零件加工的工艺设计，而工艺设计的内容一般包括：工艺分析、选择加工方法、确定加工顺序、选择装夹方案和夹具、选择刀具、确定进给路线和选择切削用量等。

关键词： 数控加工 工艺设计 加工能力

目前，我国正处于先进制造技术大发展时期。随着数控机床的广泛使用，企业中，需要大量掌握数控技术的工程技术人员、高级工、技师等。培养掌握编程和操作的应用型技术人才已成为职业教育的当务之急。然而在数控教学中，我们往往会进入误区，只注重或满足于指令代码的学习，而忽视学生加工能力的培养和提高。

数控编程（如图1所示）不仅是单一编写数控加工指令代码的过程，还包括零件加工的工艺设计，而工艺设计的内容一般包括：工艺分析、选择加工方法、确定加工顺序、选择装夹方案和夹具、选择刀具、确定进给路线和选择切削用量等。

一、认真进行工艺分析

通过工艺分析，明确各加工表面的加工要求和加工方法，进而合理确定各加工表面的坐标原点和具体的对刀方法。

现以高级职业技能鉴定样例1（如图2）为例，加以说明。

1.分析加工零件图的完整性和正确性

该零件由8个轮廓表面构成（如图3），其中尺寸最大的轮廓表面（5）垂直方向的定位尺寸不完整，这是因为若按距底面3.5mm（■）考虑，则其上方的60斜面将与椭圆表面发生干涉。为此，在进行本课题的具体加工练习时，可将椭圆形状尺寸做适当调整（减小）。

2.分析各加工表面的定位基准

从图2可清楚地看出，8个被加工轮廓表面的定位基准不尽相同，为了保证加工要求（主要是轮廓表面的位置要求），根据基准重合原则，对于不同的加工轮廓表面，我们必须选用不同的工件坐标系原点，并通过合理地对刀来确定这些原点的位置。具体如下。

表面4的工件坐标原点位置如图4所示，对刀时以左侧面和上表面（设计基准）为基准。

表面6、7的工件坐标原点位置如图5所示，对刀时以右侧面和下表面（设计基准）为基准。

同理，其他表面轮廓加工时的工件坐标原点位置应分别取在其定位尺寸的基准处，且具体对刀时应以其设计基准为基准。

二、精心确定加工顺序

合理的加工顺序不仅有利于加工出符合图纸要求的零件，而且能使加工设备得到充分的应用和发挥。安排加工顺序时，除了应遵循“三先三后”（有些教材总结为“四先四后”）的原则外，需要强调的是，对于尺寸精度要求较高的零件（轮廓表面），一般采用同一加工表面按粗加工、半精加工、精加工的次序完成；对于位置公差要求较高的零件（轮廓表面），则采用全部表面按先粗加工、然后半精加工、最后精加工的顺序，分开进行。在实际教学中，通常采用前者，使用同一程序，分三次调整刀具参数，依次完成某一轮廓表面的粗加工、半精加工和精加工。

三、合理安排进给路线

四、科学选择切削用量

切削速度应根据不同的加工阶段及使用的刀具材料选择，例如，普通高速钢刀具在加工中碳钢材料零件时，切削速度一般不要超过30m/min，以免影响刀具的耐用度；而在精加工时，切削速度一般不要超过10m/min，以削弱可能产生的积屑瘤对加工质量的影响；硬质合金刀具在精加工中碳钢材料零件时则可以选择70m/min以上的切削速度，以避免积屑瘤对加工质量的影响。切削速度选择完成后，根据n=■计算出主轴转速，而不能随意给一个主轴转速值。

当零件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度，一般在100～200mm/min，甚至更大的范围内选取；精加工时，进给速度应选小些，一般在20～50mm/min范围内选取，并适时调整进给倍率开关的倍率值，达到满意的加工效果。

五、准确安装和测量

高质量零件的加工离不开高质量的测量。培养和提高测量水平可以从两方面入手，一是合理选择量具，二是正确使用量具。

合理选择量具，具体考虑以下两点：第一，根据被测零件的轮廓外形、部位、尺寸的大小及被测参数特性来选择，使选择的量具测量范围满足被测零件的要求；第二，根据被测零件的公差选择量具，选择量具所允许的极限误差约占被测参数公差的1/10～1/3，其中对低精度的参数采用1/10，对高精度的参数采用1/3甚至1/2。

正确使用量具主要包括：测量前的准备、检查和测量。以内径百分表测量孔径为例，测量前应做好表的安装、选测量头和调零工作，然后才能进行具体测量。另外，不能忽视棱边毛刺、油污杂物等对测量结果的影响。

总之，培养和提高学生的数控加工能力是一项综合任务，涉及知识面较广，内容较多，不同技能层次（阶段）有不同的要求，需要带训教师在具体教学中从多方面有步骤、有针对性地实施。只有这样，才能真正培养出能独立操作、胜任加工任务的高素质技术工人。

参考文献：

[1]袁晓洲.两年制数控技术人才的4阶段培养模式[J].湖北职业技术学院学报，2004，（2）：11-12.

[2]武汉华中数控股份有限公司.关于数控人才需求与数控教育改革的调研报告.