数控加工的工艺设计分析与教学实践

摘要：数控机床是制造业的基础装备，通过近几年建设，数控操作人才相对充足，但数控编程、加工工艺人员、设计人员相对缺乏，结合我校实际，本文分析了数控加工的工艺特点与主要内容，分析数控加工工艺特点，教学项目设计以及教学应用进行了深入的研究与实践。

关键字：数控加工 工艺分析 设计与教学 技术要点

中图分类号：TH16 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）06（b）-0000-00

我们学校的数控专业学生的培养目标是面向一线的数控操作工、数控编程员和数控工艺员以及相关的工作岗位。近几年职业教育高速发展，数控操作工的培养规模较大，市场基于饱和，从现代制造技术岗位的要求出发，结合企业的生产实际，加大了数控编程员和数控工艺员培养力度，并开发了融入技能训练、考核测试要求的训练项目，用于理实一体化教学，提高学生学习兴趣和技能水。

1 数控加工的工艺特点

根据相关的研究表明，导致数控加工出现失误的主要原因有工艺分析不周全与编程不完善两个方面。因此在进行编制数控程序与分析工艺时应该严格、仔细的考虑到加工过程中的每一个细节，因为任何一个细节出现任何问题都很有可能造成严重的经济损失，同时也会导致工作量的大量增加。接下来我们主要从以下两个方面对数控加工的工艺特点进行详细的分析：

1、数控加工具有“复合性”的工艺特点。一般来说，进行数控加工，工件在一次装夹下需要完成多种加工，例如：攻丝、铰、铣、镗等，这便充分的体现了数控加工复合性的工艺特点。数控加工将传统的工艺加工有机的进行了结合和统一，这样大大的减少了零件装夹的周期与次数，有效的提高了模具加工的效率，在一定程度上也促进了模具的生产效益。

2、数控加工与一般的机床加工相比较，数控加工工艺的“工艺设计更加精密和完善，所包含的内容也更加的具体”。与普通的机床加工相比较，数控机床加工所需要的工装数量与加工的工序都较少，这便有效的克服了传统工艺方法中的弱点，极大的提高了数控加工的工作效率，促进了模具产业的进步。

2 数控加工与工艺分析与设计的内容分析

数控加工在编程以后的所有工序都全部有机器自动化进行控制，这边能够有效的降低对人工的使用率，但是为了有效的保障数控加工的质量，在进行前期工艺设计时应该充分的对加工的每一个细节进行全方面的考虑，表一主要列出数控加工的特有内容：

表1 数控加工的特有内容

接下来我们就主要分析了数控加工工艺设计时应该注意的主要细节：

1、加工用量的控制。数控加工的切削量不是人为进行控制和安排的，而是编程以后，机床根据程序进行选择的。数控加工用量主要包含了进给速度、主轴转速、切削深度等等。攻丝、铰、铣、镗等的切削量是存在一定的差别的，在进行系统编程时应该结合实际的加工经验进行逐一的选择。

2、确定走刀路线与工步顺序的安排。走刀路线也就是整个加工过程中刀具的运行轨迹，刀具的运行轨迹也是有程序编码所决定的。一般来说走刀路线应该选择较短的加工路线，这样能够有效的避免空刀现象的发生，提高数据加工的效率。另一方面，在进行走刀路线的选择时，应该选择工件在加工后变形较小的路线，如果工件的形状较薄，或是呈现细长型，可以采取分几次走刀的方案进行。同时为了有效的避免工件的划伤，在进行程序设计时一定要对进刀和退刀路线进行完善的考虑。

3、定位基准与夹紧方案的确定，以及夹具的合理选择。在进行设计定位基准与夹紧方案时，一定要在可能的情况下最大化的减少装夹的次数，最好是能够在一次定位夹装后将全部代加工便面全面进行加工，同时在确定定位基准与夹紧方案时，还应该遵循编程计算与设计、工艺相统一的原则。同时在进行夹具的选择时，夹具的尺寸必须满足与零件与机床坐标系相协调的条件。

3 数控加工教学项目设计

3.1 工艺设计简介

该考核测试装置包含有转子和定子两个部分，并且在定子的中部舍友前后贯穿的容置腔，转子为圆柱型，设置在容置腔内，容置腔的前后端分别设有与定子固定的端盖进行密封，转子中心穿设有一传动轴，传动轴的两端分别与前后端盖转动连接且从前端伸出，转子的外侧轴向均匀开设有若干卡槽，各卡槽内均设有叶片，叶片以传动轴为中心呈放射状分布。上述定子上开设有与容置腔连通的进气口和排气口，上述进气口与卡槽之间均设有进气通道，所述的叶片能沿转子径向来回运动。在上述的一种数控加工考核测试装置中，所述各卡槽的槽口距容置腔内壁的距离不同。

3.2 该测试装置在教学中的作用

数控加工不仅要求从业人员需要具备坚实的理论基础，同时对从业人员的实际动手能力也有较高的要求 ，因此很多学校都叫实践操作作为考核的一个重要组成部分，但是由于缺乏相应的检测设备，因此在进行实践考核时，很难对学生加工的产品的合格性进行准确的评判，特别是当考核的内容为轮子时。

该考核测试装置与现有技术相比，能够有效的实现对特定考核产品质量的检测，能够帮助教师更准确的对学生能力进行评价。同时，装置具有过载保护作用，不会因过载而发生故障。一旦出现过载现象，传动轴转速降低或停止，当过载解除，立即可以重新正常运转，并不产生机件损坏等故障。另外，该测试装置使用空气作为介质，因此不会产生供应上的困难，同时用过的空气是无污染的，因此无需进行处理，可以直接的排放到大气中。所以将该装置运用到实际的教学中，能够有效地帮助教师对学生的实际动手能力进行准确的检测，进而有助于提高数控教学的教学效率和教学质量。

4 工艺设计与教学的要点分析

4.1数控加工教学应该在通用机床的基础上开展

在数控加工教学中，很多数控机床在技术经济性方面远远不如通用机床，从通用机床与数控机床的特点我们可以预测未来必然是数控机床与通用机床并存的时代，因此工艺设计与教学应该充分的重视通用机床教学的重要性，学生应该将两种机床的加工技巧与方法同时进行掌握，这样学生在毕业以后才能有更广阔的就业前景。

4.2教学应该结合典型零件

为了加深学生对知识的掌握情况，在进行工艺设计教学时，教师应该结合典型的零件进行教学。数控加工与通用机床加工之间存在着一定的差别，数控工艺设计教学应该按照由浅入深、从简单工序到复杂工序的特点选择适合数控加工的零件进行讲解，这样才能有效的降低学生学习的难度，提高数控工艺设计与教学的效率与质量。

4.3重视“近距离教学”

数控工艺教学，应当重视对学生的实践教学。由于数控加工的零件的复杂程度与价值相对较高，因此教师在进行实践教学是应该充分的重视“近距离教学”，学生设计编写的每段程序教师都应该进行严格的检查，同时学生在进行实际操作时，教师应该亲自进行指导，促进学生养成良好的工作习惯和职业素养。

参考文献：

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一定保留：

作者信息：范建锋，（1976-），男，浙江金华人，浙江工业大学机电技术教育本科毕业，浙江省机电高级技工学校讲师，主要研究方向：机械设计、数控加工。