如何提高中職學(xué)生的數(shù)控加工能力

夏侯俊峰

摘 要： 數(shù)控編程不僅僅是單一編寫(xiě)數(shù)控加工指令代碼的過(guò)程，還包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)，而工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容一般包括：工藝分析、選擇加工方法、確定加工順序、選擇裝夾方案和夾具、選擇刀具、確定進(jìn)給路線(xiàn)和選擇切削用量等。

關(guān)鍵詞： 數(shù)控加工 工藝設(shè)計(jì) 加工能力

目前，我國(guó)正處于先進(jìn)制造技術(shù)大發(fā)展時(shí)期。隨著數(shù)控機(jī)床的廣泛使用，企業(yè)中，需要大量掌握數(shù)控技術(shù)的工程技術(shù)人員、高級(jí)工、技師等。培養(yǎng)掌握編程和操作的應(yīng)用型技術(shù)人才已成為職業(yè)教育的當(dāng)務(wù)之急。然而在數(shù)控教學(xué)中，我們往往會(huì)進(jìn)入誤區(qū)，只注重或滿(mǎn)足于指令代碼的學(xué)習(xí)，而忽視學(xué)生加工能力的培養(yǎng)和提高。

數(shù)控編程（如圖1所示）不僅是單一編寫(xiě)數(shù)控加工指令代碼的過(guò)程，還包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)，而工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容一般包括：工藝分析、選擇加工方法、確定加工順序、選擇裝夾方案和夾具、選擇刀具、確定進(jìn)給路線(xiàn)和選擇切削用量等。

一、認(rèn)真進(jìn)行工藝分析

通過(guò)工藝分析，明確各加工表面的加工要求和加工方法，進(jìn)而合理確定各加工表面的坐標(biāo)原點(diǎn)和具體的對(duì)刀方法。

現(xiàn)以高級(jí)職業(yè)技能鑒定樣例1（如圖2）為例，加以說(shuō)明。

1.分析加工零件圖的完整性和正確性

該零件由8個(gè)輪廓表面構(gòu)成（如圖3），其中尺寸最大的輪廓表面（5）垂直方向的定位尺寸不完整，這是因?yàn)槿舭淳嗟酌?.5mm（■）考慮，則其上方的60斜面將與橢圓表面發(fā)生干涉。為此，在進(jìn)行本課題的具體加工練習(xí)時(shí)，可將橢圓形狀尺寸做適當(dāng)調(diào)整（減小）。

2.分析各加工表面的定位基準(zhǔn)

從圖2可清楚地看出，8個(gè)被加工輪廓表面的定位基準(zhǔn)不盡相同，為了保證加工要求（主要是輪廓表面的位置要求），根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，對(duì)于不同的加工輪廓表面，我們必須選用不同的工件坐標(biāo)系原點(diǎn)，并通過(guò)合理地對(duì)刀來(lái)確定這些原點(diǎn)的位置。具體如下。

表面4的工件坐標(biāo)原點(diǎn)位置如圖4所示，對(duì)刀時(shí)以左側(cè)面和上表面（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）為基準(zhǔn)。

表面6、7的工件坐標(biāo)原點(diǎn)位置如圖5所示，對(duì)刀時(shí)以右側(cè)面和下表面（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）為基準(zhǔn)。

同理，其他表面輪廓加工時(shí)的工件坐標(biāo)原點(diǎn)位置應(yīng)分別取在其定位尺寸的基準(zhǔn)處，且具體對(duì)刀時(shí)應(yīng)以其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為基準(zhǔn)。

二、精心確定加工順序

合理的加工順序不僅有利于加工出符合圖紙要求的零件，而且能使加工設(shè)備得到充分的應(yīng)用和發(fā)揮。安排加工順序時(shí)，除了應(yīng)遵循“三先三后”（有些教材總結(jié)為“四先四后”）的原則外，需要強(qiáng)調(diào)的是，對(duì)于尺寸精度要求較高的零件（輪廓表面），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；對(duì)于位置公差要求較高的零件（輪廓表面），則采用全部表面按先粗加工、然后半精加工、最后精加工的順序，分開(kāi)進(jìn)行。在實(shí)際教學(xué)中，通常采用前者，使用同一程序，分三次調(diào)整刀具參數(shù)，依次完成某一輪廓表面的粗加工、半精加工和精加工。

三、合理安排進(jìn)給路線(xiàn)

四、科學(xué)選擇切削用量

切削速度應(yīng)根據(jù)不同的加工階段及使用的刀具材料選擇，例如，普通高速鋼刀具在加工中碳鋼材料零件時(shí)，切削速度一般不要超過(guò)30m/min，以免影響刀具的耐用度；而在精加工時(shí)，切削速度一般不要超過(guò)10m/min，以削弱可能產(chǎn)生的積屑瘤對(duì)加工質(zhì)量的影響；硬質(zhì)合金刀具在精加工中碳鋼材料零件時(shí)則可以選擇70m/min以上的切削速度，以避免積屑瘤對(duì)加工質(zhì)量的影響。切削速度選擇完成后，根據(jù)n=■計(jì)算出主軸轉(zhuǎn)速，而不能隨意給一個(gè)主軸轉(zhuǎn)速值。

當(dāng)零件的質(zhì)量要求能夠得到保證時(shí)，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進(jìn)給速度，一般在100～200mm/min，甚至更大的范圍內(nèi)選取；精加工時(shí)，進(jìn)給速度應(yīng)選小些，一般在20～50mm/min范圍內(nèi)選取，并適時(shí)調(diào)整進(jìn)給倍率開(kāi)關(guān)的倍率值，達(dá)到滿(mǎn)意的加工效果。

五、準(zhǔn)確安裝和測(cè)量

高質(zhì)量零件的加工離不開(kāi)高質(zhì)量的測(cè)量。培養(yǎng)和提高測(cè)量水平可以從兩方面入手，一是合理選擇量具，二是正確使用量具。

合理選擇量具，具體考慮以下兩點(diǎn)：第一，根據(jù)被測(cè)零件的輪廓外形、部位、尺寸的大小及被測(cè)參數(shù)特性來(lái)選擇，使選擇的量具測(cè)量范圍滿(mǎn)足被測(cè)零件的要求；第二，根據(jù)被測(cè)零件的公差選擇量具，選擇量具所允許的極限誤差約占被測(cè)參數(shù)公差的1/10～1/3，其中對(duì)低精度的參數(shù)采用1/10，對(duì)高精度的參數(shù)采用1/3甚至1/2。

正確使用量具主要包括：測(cè)量前的準(zhǔn)備、檢查和測(cè)量。以?xún)?nèi)徑百分表測(cè)量孔徑為例，測(cè)量前應(yīng)做好表的安裝、選測(cè)量頭和調(diào)零工作，然后才能進(jìn)行具體測(cè)量。另外，不能忽視棱邊毛刺、油污雜物等對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。

總之，培養(yǎng)和提高學(xué)生的數(shù)控加工能力是一項(xiàng)綜合任務(wù)，涉及知識(shí)面較廣，內(nèi)容較多，不同技能層次（階段）有不同的要求，需要帶訓(xùn)教師在具體教學(xué)中從多方面有步驟、有針對(duì)性地實(shí)施。只有這樣，才能真正培養(yǎng)出能獨(dú)立操作、勝任加工任務(wù)的高素質(zhì)技術(shù)工人。

參考文獻(xiàn)：

[1]袁曉洲.兩年制數(shù)控技術(shù)人才的4階段培養(yǎng)模式[J].湖北職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，（2）：11-12.

[2]武漢華中數(shù)控股份有限公司.關(guān)于數(shù)控人才需求與數(shù)控教育改革的調(diào)研報(bào)告.