數(shù)控加工論文

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數(shù)控加工論文范文第1篇

關(guān)鍵詞:高速切削刀具;數(shù)控加工;應(yīng)用

一、高速切削技術(shù)和高速切削刀具

目前,切削加工仍是機(jī)械制造行業(yè)應(yīng)用廣泛的一種加工方法。其中,集高效、高精度和低成本于一身的高速切削加工技術(shù)已經(jīng)成為機(jī)械制造領(lǐng)域的新秀和主要加工手段。

“高速切削”的概念首先是由德國的C.S~omom博士提出的,并于1931年4月發(fā)表了著名的切削速度與切削溫度的理論。該理論的核心是:在常規(guī)的切削速度范圍內(nèi),切削溫度隨著切削速度的增大而提高,當(dāng)?shù)竭_(dá)某一速度極限后,切削溫度隨著切削速度的提高反而降低。此后,高速切削技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了以下4個(gè)階段:高速切削的設(shè)想與理論探索階段(193l—l971年),高速切削的應(yīng)用探索階段(1972-1978年),高速切削實(shí)用階段(1979--1984年),高速切削成熟階段(20世紀(jì)90年代至今)。高速切削加工與常規(guī)的切削加工相比具有以下優(yōu)點(diǎn):第一,生產(chǎn)效率提高3～1O倍。第二,切削力降低30%以上,尤其是徑向切削分力大幅度減少,特別有利于提高薄壁件、細(xì)長件等剛性差的零件的加工精度。第三,切削熱95%被切屑帶走,特別適合加工容易熱變形的零件。第四,高速切削時(shí),機(jī)床的激振頻率遠(yuǎn)離工藝系統(tǒng)的固有頻率,工作平穩(wěn),振動(dòng)較小,適合加工精密零件。

高速切削刀具是實(shí)現(xiàn)高速加工技術(shù)的關(guān)鍵。刀具技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高速切削加工的關(guān)鍵技術(shù)之一,不合適的刀具會(huì)使復(fù)雜、昂貴的機(jī)床或加工系統(tǒng)形同虛設(shè),完全不起作用。由于高速切削的切削速度快,而高速加工線速度主要受刀具限制,因?yàn)樵谀壳皺C(jī)床所能達(dá)到的高速范圍內(nèi),速度越高,刀具的磨損越快。因此,高速切削對刀具材料提出了更高的要求,除了具備普通刀具材料的一些基本性能之外,還應(yīng)突出要求高速切削刀具具備高的耐熱性、抗熱沖擊性、良好的高溫力學(xué)性能及高的可靠性。高速切削技術(shù)的發(fā)展在很大程度上得益于超硬刀具材料的出現(xiàn)及發(fā)展。目前常用的高速切削刀具材料有:聚晶金剛石(PCD)、立方氮化硼(CBN)、陶瓷、Ti(C,N)基金屬陶瓷、涂層刀具fCVD)~超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金等刀具材料。

二、高速切削刀具的發(fā)展情況

金剛石刀具材料。金剛石刀具具有硬度高、抗壓強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性及耐磨性好等特性,可在高速切削中獲得很高的加工精度和加工效率。金剛石刀具分為天然金剛石和人造金剛石刀具。然而,由于天然金剛石價(jià)格昂貴,加工焊接非常困難,除少數(shù)特殊用途外,很少作為切削工具應(yīng)用在工業(yè)中。近年來開發(fā)了多種化學(xué)機(jī)理研磨金剛石刀具的方法和保護(hù)氣釬焊金剛石技術(shù),使天然金剛石刀具的制造過程變得比較簡單,因此在超精密鏡面切削的高技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域,天然金剛石起到了重要作用。

立方氮化硼刀具材料。立方氮化硼(CBN)是純?nèi)斯ず铣傻牟牧?是20世紀(jì)50年代末用制造金剛石相似的方法合成的第二種超材料——CBN微粉。立方氮化硼(CBN)是硬度僅次于金剛石的超硬材料。雖然CBN的硬度低于金剛石,但其氧化溫度高達(dá)1360℃,且與鐵磁類材料具有較低的親和性。因此,雖然目前CBN還是以燒結(jié)體形式進(jìn)行制備,但仍是適合鋼類材料切削,具有高耐磨性的優(yōu)良刀具材料。CBN具有高硬度、高熱穩(wěn)定性、高化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)異性能,因此特別適合加工高硬度、高韌性的難加工金屬材料。PCBN刀具是能夠滿足先進(jìn)切削要求的主要刀具材料,也是國內(nèi)外公認(rèn)的用于硬態(tài)切削,高速切削以及干式切削加工的理想刀具材料。PCBN刀具主要用于加工淬硬鋼、鑄鐵、高溫合金以及表面噴涂材料等。國外的汽車制造業(yè)大量使用PCBN刀具切削鑄鐵材料。PCBN刀具已為國外主要汽車制造廠家各條生產(chǎn)線上使用的新一代刀具。

陶瓷刀具。與硬質(zhì)合金相比,陶瓷材料具有更高的硬度、紅硬性和耐磨性。因此,加工鋼材時(shí),陶瓷刀具的耐用度為硬質(zhì)合金刀具的10～20倍,其紅硬性比硬質(zhì)合金高2～6倍,且化學(xué)穩(wěn)定性、抗氧化能力等均優(yōu)于硬質(zhì)合金。陶瓷刀具材料的強(qiáng)度低、韌性差,制約了它的應(yīng)用推廣,而超微粉技術(shù)的發(fā)展和納米復(fù)合材料的研究為其發(fā)展增添了新的活力。陶瓷刀具是最有發(fā)展?jié)摿Φ母咚偾邢鞯毒?在生產(chǎn)中有美好的應(yīng)用前景,目前已引起世界各國的重視。在德國約70%加工鑄件的工序是用陶瓷刀具完成的,而日本陶瓷刀具的年消耗量已占刀具總量的8%～l0%。

涂層刀具。涂層材料的發(fā)展,已由最初的單一TiN涂層、TiC涂層,經(jīng)歷了TiC-112o3-TiN復(fù)合涂層和TiCN、TiA1N等多元復(fù)合涂層的發(fā)展階段,現(xiàn)在最新發(fā)展了TiN/NbN、TiN/CN,等多元復(fù)合薄膜材料,使刀具涂層的性能有了很大提高。硬質(zhì)涂層材料中,工藝最成熟、應(yīng)用最廣泛的是TiN。(氮)化鈦基硬質(zhì)合金(金屬陶瓷)金屬陶瓷與由WC構(gòu)成的硬質(zhì)合金不同,主要由陶瓷顆粒、TiC和TiN、粘結(jié)劑Ni、Co、Mo等構(gòu)成。金屬陶瓷的硬度和紅硬性高于硬質(zhì)合金而低于陶瓷材料,橫向斷裂強(qiáng)度大于陶瓷材料而小于硬質(zhì)合金,化學(xué)穩(wěn)定性和抗氧化性好,耐剝離磨損,耐氧化和擴(kuò)散,具有較低的粘結(jié)傾向和較高的刀刃強(qiáng)度。

三、高速切削刀具的具體應(yīng)用情況

理想的刀具材料應(yīng)具有較高的硬度和耐磨性,與工件有較小的化學(xué)親和力,高的熱傳導(dǎo)系數(shù),良好的機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性能。理想的刀具使得高速硬切削能夠作為代替磨削的最后成型工藝,達(dá)到工件表面粗糙度、表面完整性和工件精度的加工要求。硬質(zhì)合金刀具具有良好的抗拉強(qiáng)度和斷裂韌性,但由于較低的硬度和較差的高溫穩(wěn)定性,使其在高速硬切削中的應(yīng)用受到一定限制。但細(xì)晶粒和超細(xì)晶粒的硬質(zhì)合金由于晶粒細(xì)化后,硬質(zhì)相尺寸變小,粘結(jié)相更均勻地分布在硬質(zhì)相的周圍,提高了硬質(zhì)合金的硬度與耐磨性,在硬切削中獲得較廣泛應(yīng)用。

陶瓷刀具和CBN刀具是在高速硬車削和端面銑削中最常用的刀具。它們所具有的高硬度和良好的高溫穩(wěn)定性,使其能夠承受在硬切削過程中高的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力負(fù)荷。與陶瓷刀具相比,CBN刀具擁有更高的斷裂韌性,因此更適合斷續(xù)切削加工。為保證工件較高的尺寸精度和形狀精度,高的熱傳導(dǎo)率和低的熱膨脹系數(shù)也應(yīng)是刀具材料所應(yīng)具有的重要性質(zhì)。因此,具有優(yōu)良綜合性能的CBN刀具是最適合用于高速硬切削的刀具。聚晶金剛石刀具的硬度雖然超過立方氮化硼刀具,但即使在低溫下,其對黑色金屬中鐵的親和力也很強(qiáng),易引起化學(xué)反應(yīng),因此不能用于鋼的硬切削。:

一般而言,PCD刀具適合于對鋁、鎂、銅等有色金屬材料及其合金和非金屬材料的高速加工;而CBN、陶瓷刀具、涂層硬質(zhì)合金刀具適合于鋼鐵等黑色金屬的高速加工。故在模具加工中,特別是針對淬硬性模具鋼等高硬度鋼材的加工,CBN刀具性能最好,其次為陶瓷刀具和涂層硬質(zhì)合金。

結(jié)論

高速切削技術(shù)的問世改變了人對傳統(tǒng)切削加工的思維和方式,極大提高了加工效率和加工質(zhì)量。而高速切削與模具加工的結(jié)合,改變了傳統(tǒng)模具加工的工序流程。高速切削刀具作為高速切削技術(shù)的關(guān)鍵,隨著技術(shù)的不斷完善,將為模具制造帶來一次全新的技術(shù)革新。

參考文獻(xiàn)

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[3]范炳良林朝平基于高速切削刀具錐柄系統(tǒng)的分析與研究[J]機(jī)械設(shè)計(jì)與制造2008

[4]馬向陽李長河高速切削刀具材料[J]現(xiàn)代零部件2008

數(shù)控加工論文范文第2篇

1.1數(shù)控加工的概念及其發(fā)展

數(shù)控加工是指在機(jī)床上利用數(shù)控技術(shù)對零件進(jìn)行加工的一個(gè)過程。數(shù)控加工和非數(shù)控加工的流程從整體上來說是大致相同的。但在技術(shù)上卻大相徑庭。采取數(shù)字信息控制加工零件的數(shù)控加工方法是針對零件種類多樣、相同型號產(chǎn)量少、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求高等現(xiàn)實(shí)狀況達(dá)到高效化和自動(dòng)化加工的有效方法。數(shù)控加工的發(fā)展方向是高速和高精度。20世紀(jì)50年代,MIT設(shè)計(jì)了APT。APT具有程序簡潔,方法靈活等優(yōu)勢。但也有很多不足之處如對于復(fù)雜的幾何形狀,無法表達(dá)幾何即視感[1]。為修正APT的不足,1978年,法國達(dá)索飛機(jī)公司開發(fā)了CATIA。這個(gè)系統(tǒng)有效的解決了幾何形狀復(fù)雜、難以表達(dá)即視感的缺陷。目前,數(shù)控編程系統(tǒng)正向高智能化方向發(fā)展。

1.2數(shù)控加工的內(nèi)容

數(shù)控加工的內(nèi)容有挑選適宜在數(shù)控機(jī)床上加工的零件,對數(shù)控加工方案進(jìn)行確定;詳細(xì)繪制所加工零件的圖紙;確定數(shù)控加工的詳細(xì)流程,如具體工作的分工、工作的前后順序、加工器具的選擇與位置確定、與其他加工工作的銜接等;修正數(shù)控加工的流程;確定數(shù)控加工中的允許誤差;指揮數(shù)控機(jī)床上一些工藝部分工作等。

2數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)

2.1數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)

采用數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)具有加工程序簡單,解放枯燥工作的勞動(dòng)力等特點(diǎn)。改進(jìn)了傳統(tǒng)機(jī)床工藝的工序繁多,勞動(dòng)強(qiáng)度大的弱點(diǎn)。如此便使數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)形成了自身的獨(dú)特的特點(diǎn)。正常來講,數(shù)控加工的內(nèi)容要比傳統(tǒng)機(jī)床加工的內(nèi)容繁多。數(shù)控加工的內(nèi)容非常精確、工藝設(shè)計(jì)工作十分邏輯明確。數(shù)控加工的工作效率非常高。零件在一道工序中能完成多項(xiàng)工作項(xiàng)目。而這些工作如果換成傳統(tǒng)工藝則需要多個(gè)步驟才能做好[1]。所以,數(shù)控加工具有工作效率高的特點(diǎn)。將傳統(tǒng)加工工作中的幾個(gè)步驟在數(shù)控加工工藝中濃縮成更少的工作步驟,這讓零件加工所需要的專業(yè)工具數(shù)量大幅下降,零件需要加工的工序和所用時(shí)間也節(jié)省出很了多,進(jìn)而大大提高所加工產(chǎn)品的成品率和生產(chǎn)效率。此外,在普通機(jī)床加工時(shí),很多具體的工藝問題如加工時(shí)各類工序如何分類和順序如何安排、每道工序所使用工具的形狀大小、如何切割、切割多少等,在實(shí)際工作中都是靠工作人員根據(jù)自己的多年工作經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣慢慢鍛煉成的純熟的技巧來解決的。傳統(tǒng)加工的工藝設(shè)計(jì)正常情況下不需要加工人員在設(shè)計(jì)工藝流程時(shí)做出過多的計(jì)劃,實(shí)際工作做好就可以了。而在數(shù)控加工時(shí),每個(gè)實(shí)際工藝問題必須事無巨細(xì)的都考慮到,而且每一個(gè)細(xì)節(jié)都必須在程序編輯時(shí)編入完全正確的加工指令,其結(jié)果也會(huì)是非常精細(xì),這是數(shù)控加工最大的特點(diǎn)。

2.2數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)方法

工藝設(shè)計(jì)的任務(wù)就是明確零件的什么部位需要數(shù)控加工,經(jīng)過什么流程,如何確定這些流程的前后順序等等。通常在數(shù)控加工時(shí)確定零件加工的工作步驟有如下幾種方法:按所使用的工作器具確定。為了減少切換工作器具次數(shù),節(jié)省時(shí)間,可以采取將同一種工作器具集中使用的方法來確定工作步驟。在一個(gè)工序中使用同一個(gè)工作器具的全所有步驟率先集中,統(tǒng)一完成后然后再使用第二種工作器具進(jìn)行該種工作器具所要加工的所有步驟,以此類推。平面孔系零件一般使用點(diǎn)位、直線操控?cái)?shù)控機(jī)床來加工,制定加工的工作步驟時(shí),著重于控制加工精度、成品率和加工所需時(shí)間。旋轉(zhuǎn)體類零件通常使用數(shù)控車床或磨床加工。在車床上加工時(shí),一般加工成品冗余多,使用粗加工方法。數(shù)控車床上用到低強(qiáng)度加工器具加工細(xì)小凹槽的情況很頻繁,因此適于斜向進(jìn)刀,一般不要崩刃。平面輪廓零件一般使用數(shù)控機(jī)床加工。方法上應(yīng)該著重把控切入與切出的方向。使用直線和圓弧插補(bǔ)功能的數(shù)控機(jī)床在加工不規(guī)則零件的曲線輪廓時(shí),一定要用最短的直線段或圓弧段來無限逼近零件輪廓,讓零件的誤差在合格的基礎(chǔ)上加工的直線段或弧段的數(shù)量最少為最佳方案[2]。立體輪廓零件:某些形狀的零件被加工時(shí),由于零件的形狀和表面質(zhì)量等多方面問題致使零件強(qiáng)度較差。機(jī)床的插補(bǔ)方法可以解決這一難題。在加工飛機(jī)大梁直紋曲面時(shí),如果加工機(jī)床是三軸聯(lián)動(dòng)便只能使用效率較低的球頭銑刀;如果機(jī)床是四軸聯(lián)動(dòng),則可以使用效率比球頭銑刀高的圓柱銑刀銑削。

2.3數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)過程

數(shù)控加工的一般過程要經(jīng)過閱讀零件,工藝分析,制定工藝,數(shù)控編程,程序傳輸。數(shù)控加工之前應(yīng)該繪制好零件的加工設(shè)計(jì)圖稿。在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí),應(yīng)該先按照之前繪制好的零件圖稿來分析零件的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、幾何形狀、大小和精度要求,并采用分析結(jié)果作為確定零件數(shù)控加工工藝過程的基礎(chǔ)。確定數(shù)控加工工藝過程,要先詳細(xì)了解零件數(shù)控加工的內(nèi)容和原則;之后再設(shè)計(jì)加工過程,挑選機(jī)床和加工零件所需的器具,確定零件的加工位置和裝夾,確定數(shù)控加工中工作的步驟和順序,確定每個(gè)工作步驟中具體的工作器具的使用方法及切割大小;還需要填寫數(shù)控加工的工藝文件、加工程序及程序校驗(yàn)等。通過實(shí)際的操作經(jīng)驗(yàn)總結(jié),單純的按照之前設(shè)定的數(shù)控加工程序來實(shí)際操作加工零件依然存在很多缺陷。因?yàn)槿肆ぷ骺赡軐Τ绦虻木唧w步驟和原理不夠明確,對編程人員的本意理解也不是很透徹,通常需要編程人員在零件加工時(shí)對加工人員進(jìn)行現(xiàn)場的指導(dǎo),這種情況對于零件數(shù)量較少的加工狀況還能勉強(qiáng)正常工作,但對于時(shí)間長、數(shù)量大的生產(chǎn)情況,就會(huì)生出很多問題。所以,編程人員對數(shù)控加工程序比較復(fù)雜和不易理解的部分進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充和說明的作用是不可小覷的,尤其是要針對那些需要長時(shí)間和大批量生產(chǎn)零件的數(shù)控加工程序特別關(guān)鍵。

2.4數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題

在數(shù)控加工中一定要注意并且預(yù)防工作所使用的器具在工作中和零件等出現(xiàn)不必要的摩擦,所以一定要明確的強(qiáng)調(diào)工作人員數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)編程中的加工器具的加工路線,使加工人員在加工前就都清楚明了的知道加工路線[2]。與此同時(shí)還應(yīng)該設(shè)置好夾緊零件的位置,如此便可以減少不必要的問題出現(xiàn)。除此之外,對于某些程序問題需要調(diào)整程序及加工器具路線和位置時(shí)必須事先告知操作人員,以防出現(xiàn)不必要的問題。

3結(jié)語

數(shù)控加工論文范文第3篇

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工；合作學(xué)習(xí)；課程教學(xué)

數(shù)控加工作為中職院校一門綜合性課程，其課程主體內(nèi)容涉及到計(jì)算機(jī)科學(xué)、機(jī)械制圖、材料科學(xué)等，在教學(xué)過程中難度較大，學(xué)生單純的聽從教師的講解很難收獲到有價(jià)值的東西，而合作學(xué)習(xí)作為一種靈活性較強(qiáng)的教學(xué)方法，能夠充分的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，在數(shù)控加工課程中應(yīng)用能夠發(fā)揮較強(qiáng)的效果。在數(shù)控加工教學(xué)過程中采取合作學(xué)習(xí)的策略，要從教學(xué)方法入手，靈活的調(diào)整合作學(xué)習(xí)的方向，在實(shí)訓(xùn)操作、設(shè)備操作的學(xué)習(xí)上，要最大程度的貫徹合作學(xué)習(xí)的優(yōu)點(diǎn)，使得學(xué)生們能夠充分掌握數(shù)控加工的技能。本文分析了合作學(xué)習(xí)的優(yōu)點(diǎn)以及在數(shù)控加工課程中的應(yīng)用。

1合作學(xué)習(xí)在數(shù)控加工課程中的應(yīng)用

1.1任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)方法。在數(shù)控加工課程中采用合作學(xué)習(xí)的方法，再結(jié)合任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)方法，能夠達(dá)到最佳的效果。比如在一個(gè)機(jī)械加工的教學(xué)過程中，教師將機(jī)械加工的過程中分為幾個(gè)主體模塊，讓學(xué)生們自由組成學(xué)習(xí)小組，為每一個(gè)小組分配一個(gè)零件的加工探究任務(wù)。教師在學(xué)生開始合作學(xué)習(xí)完成任務(wù)之前，講解零件加工的基礎(chǔ)方法并規(guī)范加工操作，然后學(xué)生開始完成任務(wù)，每個(gè)小組之間的任務(wù)不一樣，還能夠形成一種競爭的效果，學(xué)生在小組中為了完成任務(wù)，就必須去說出自己的想法，然后集思廣益，去探究一種最為合適的方法，大家各抒己見，經(jīng)過初步的探討后去進(jìn)行實(shí)際的加工，加工過程中需要操縱機(jī)械的話，小組內(nèi)又可以分配成員去操控或是監(jiān)督操作機(jī)械的過程，通過合作來完成零件的加工。任務(wù)完成之后，教師可以對學(xué)生的完成情況進(jìn)行評價(jià)，指出不足之處并表揚(yáng)其優(yōu)點(diǎn)，讓學(xué)生得到成功的喜悅同時(shí)能夠充分提高了自己的知識。1.2合作學(xué)習(xí)運(yùn)用時(shí)機(jī)的把握。在數(shù)控加工的教學(xué)過程中采用合作學(xué)習(xí)的方法，并不是全過程去采用，教師必須負(fù)責(zé)基礎(chǔ)知識的傳授，保證基本技能的正確性，在學(xué)習(xí)進(jìn)一步的數(shù)控加工技巧的過程中，應(yīng)該靈活的采用合作學(xué)習(xí)的教學(xué)方法。當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中碰到難題時(shí)，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生許多的想法，對于自己的知識技能掌握情況有信心但卻難以得到想要的結(jié)果，這個(gè)時(shí)候?qū)W生就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的溝通想法，會(huì)渴望與他人交流思想，這個(gè)時(shí)候采用合作學(xué)習(xí)，有利于新的想法的產(chǎn)生并解決學(xué)習(xí)過程中的困惑。當(dāng)學(xué)生對于一個(gè)問題發(fā)生分歧時(shí)，采用合作學(xué)習(xí)的方法也十分適合，學(xué)生對于問題分歧，能夠成為他們?nèi)ヌ骄?、去學(xué)習(xí)的一種動(dòng)力，學(xué)習(xí)小組之間為了證明自己的想法正確，會(huì)盡力去思考，在這種思想交流、碰撞的過程中，能夠使得學(xué)生對于知識掌握更加深刻，同時(shí)思維能力能夠得到提升。1.3同伴輔導(dǎo)法。同伴輔導(dǎo)法，是合作學(xué)習(xí)中一個(gè)很靈活的方式，兩個(gè)人為小組的合作學(xué)習(xí)，往往具有很高的效率。在操作機(jī)械的過程中可以采用的同伴輔導(dǎo)法，由于數(shù)控加工有些機(jī)械的操作需要掌握一定的技巧，但是這個(gè)技巧的掌握卻比較困難，有些學(xué)生能夠一下子掌握，但有些學(xué)生卻很難去把握住，這個(gè)時(shí)候采用同伴輔導(dǎo)法，讓已經(jīng)掌握的同學(xué)去在一旁給予一定的指導(dǎo)，能夠使得學(xué)習(xí)效率得到很大的提高。

2數(shù)控加工中應(yīng)用合作學(xué)習(xí)的意義

2.1培養(yǎng)合作精神。在現(xiàn)代化職業(yè)教育過程中，我們培養(yǎng)的學(xué)生不僅要求能夠掌握較高的專業(yè)技能水平，更多是要具備較強(qiáng)的個(gè)人綜合素質(zhì)，而合作精神的培養(yǎng)，是現(xiàn)代化人才的一個(gè)優(yōu)秀品質(zhì)。在數(shù)控加工教學(xué)過程中應(yīng)用合作學(xué)習(xí)，同學(xué)們可以在教學(xué)過程中幾個(gè)人分為一個(gè)小組，面對數(shù)控加工的理論問題和操作問題，學(xué)生們可以自由分工，分別進(jìn)行分析，當(dāng)碰到困難時(shí)，學(xué)生們又可以齊心協(xié)力去共同的解決。例如在零件圖紙分析的教學(xué)過程中，我們通常會(huì)使用到工藝卡、刀具卡，這時(shí)候進(jìn)行小組分工，由小組長帶領(lǐng)下，對于一個(gè)零件圖紙進(jìn)行分析，學(xué)生們可以各抒己見，給出各自的評估方案，然后統(tǒng)一開始對每個(gè)方案進(jìn)行評價(jià)，當(dāng)碰到零件圖紙分析中較為復(fù)雜的部分，教師可以在這時(shí)候進(jìn)行基礎(chǔ)的講解，讓學(xué)生通過進(jìn)一步的探究得到更深的知識。通過合作學(xué)習(xí)，學(xué)生可以在合作的過程中完成對于知識的掌握，相較于傳統(tǒng)課程還能夠更加的輕松愉快，同時(shí)學(xué)生的合作能力得到了極大的提升，在碰到困難的時(shí)候能夠想到利用集體的智慧去解決問題，這就使得學(xué)生的合作精神得到了充分的提高。2.2提高交往能力。在當(dāng)前社會(huì)發(fā)展下，對于個(gè)人綜合素質(zhì)的要求越來越高，往往成功的人就具有較高的社會(huì)交往能力，在中職教育的過程中，必須重視對于學(xué)生社交能力的培養(yǎng)，而合作學(xué)習(xí)是培養(yǎng)社交能力的一個(gè)很好的途徑。在數(shù)控加工的課程中應(yīng)用合作學(xué)習(xí)的模式，學(xué)生首先就要進(jìn)行分組，在分組的過程中就能夠促進(jìn)學(xué)生們主動(dòng)去與他人交流，當(dāng)進(jìn)行小組合作學(xué)習(xí)后，學(xué)生又可以通過解決數(shù)控加工的重難點(diǎn)問題進(jìn)行進(jìn)一步交流，彼此之間互相學(xué)習(xí)，長此以往，不但能夠使得團(tuán)隊(duì)之間的合作精神得到提高，還能夠相互理解、相互尊重，使得的學(xué)生的社交能力得到顯著的提升。2.3增強(qiáng)創(chuàng)新精神。創(chuàng)新能力，是現(xiàn)代化人才培養(yǎng)中最為重要是一個(gè)品質(zhì)，在這個(gè)大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的時(shí)代背景下，在教育的過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是極為有必要的。在數(shù)控加工中采用合作學(xué)習(xí)的方法，學(xué)生們在學(xué)習(xí)數(shù)控加工知識的過程中成為了探究知識的主體，教師只發(fā)揮解惑的作用，在學(xué)習(xí)過程中，教師教授學(xué)生比較基礎(chǔ)的知識并告訴學(xué)生探究的大體方向，學(xué)生通過合作學(xué)習(xí)，去探究數(shù)控加工的知識，通過合作學(xué)習(xí)探究到相關(guān)知識技能并加以掌握，在這個(gè)過程中學(xué)生真正的在學(xué)習(xí)中找到喜悅感，這種發(fā)現(xiàn)的感覺，是學(xué)生對于創(chuàng)新能力的進(jìn)一步認(rèn)識，讓學(xué)生在合作學(xué)習(xí)的過程中增強(qiáng)的創(chuàng)新的精神。合作學(xué)習(xí)的模式下，對于學(xué)習(xí)的內(nèi)容沒有過于標(biāo)準(zhǔn)的答案，學(xué)生們在相互交流的過程中，可以去看看別人的想法與自己的區(qū)別，去完善自己的想法而且還能產(chǎn)生更多的想法，這就是創(chuàng)新能力的進(jìn)一步提高。

3結(jié)論

數(shù)控加工的教學(xué)內(nèi)容雖然較為復(fù)雜，但是如果能夠充分利用合作學(xué)習(xí)的教學(xué)方法，就能夠使得學(xué)生們在探究探索的過程中掌握知識，使得學(xué)生的合作精神、交往能力以及創(chuàng)新能力得到極大提高。在現(xiàn)代化職業(yè)教育過程中，合作學(xué)習(xí)的優(yōu)勢是極大的，教師應(yīng)該學(xué)會(huì)去更加靈活的應(yīng)用。

作者:方志廣 單位:河南省民族中等專業(yè)學(xué)校

參考文獻(xiàn)

[1]龐娟.淺談合作學(xué)習(xí)在《數(shù)控加工基礎(chǔ)》教學(xué)中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息,2016(4):103.

數(shù)控加工論文范文第4篇

根據(jù)中心蝸桿與行星輪從動(dòng)盤的嚙合關(guān)系，可建立如圖2所示坐標(biāo)系，其中：（1）OXYZ是圓柱滾子參考坐標(biāo)系，坐標(biāo)系的原點(diǎn)在圓柱滾子的底部基圓的中心。（2）O1X1Y1Z1是中心蝸桿的參考坐標(biāo)系，坐標(biāo)系的原點(diǎn)O1在中心蝸桿的中心點(diǎn)上，O′1X′1Y′1Z′1是中心蝸桿的動(dòng)坐標(biāo)系并與中心蝸桿固連，其中坐標(biāo)系原點(diǎn)O′1與參考標(biāo)系原點(diǎn)O1重合，φ1是軸X1與軸X′1之間的夾角即中心蝸桿動(dòng)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)角。（3）O2X2Y2Z2是行星輪從動(dòng)盤的參考坐標(biāo)系，坐標(biāo)系的原點(diǎn)O2在行星輪的中心上，O′2X′2Y′2Z′2是行星輪的動(dòng)坐標(biāo)系并于行星輪固連，其中坐標(biāo)系原點(diǎn)O′2與參考坐標(biāo)系原點(diǎn)O2重合，φ2是X2軸與X′2軸之間的夾角即行星輪動(dòng)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)角。如圖2所示，a為中心蝸桿中心到行星輪從動(dòng)盤從中心距，φ1為中心蝸桿動(dòng)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)角，φ2為行星輪動(dòng)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)角。在文獻(xiàn)［2］中，利用空間共軛嚙合原理與特征變換矩陣推導(dǎo)出中心蝸桿的理論廓面方程。設(shè)中心蝸桿角速度為ω1，行星輪角速度為ω2，R為行星輪半徑，r為圓柱滾子半徑，u、θ分別為圓柱齒滾子的柱面參數(shù)。

2求解中心蝸桿誤差廓面方程

第1節(jié)中，推導(dǎo)了中心蝸桿的理論方程并建模，在中心蝸桿范成法加工過程中確定刀具掃描方程、刀具與毛坯的相對位置和相對運(yùn)動(dòng)就可以確定被加工中心蝸桿的誤差廓面方程。在實(shí)際加工過程中，由于安裝誤差和各軸受力受熱變形，刀具的磨損等因素，實(shí)際切削點(diǎn)將會(huì)偏離理想位置，由此產(chǎn)生加工誤差。本文中采用DMU80T五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心作為加工機(jī)床，圖3為其結(jié)構(gòu)簡圖。該加工中心的配置為X、Y、Z三個(gè)平動(dòng)軸加B、C兩個(gè)回轉(zhuǎn)軸。中心蝸桿范成法加工需要X、Z二個(gè)平動(dòng)軸，B、C二個(gè)旋轉(zhuǎn)軸共同參與完成。針對DMU80T五軸數(shù)控機(jī)床，建立中心蝸桿的范成法加工坐標(biāo)系，如圖4所示，OXYZ為中心蝸桿參考坐標(biāo)系，O為從動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)中心，各軸的方向和機(jī)床坐標(biāo)系各軸方向一致；OTXTYTZT為刀具坐標(biāo)，OT為刀具的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)中心，R為刀具實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)中心至理想轉(zhuǎn)動(dòng)中心的距離。OCXCYCZC為與中心蝸桿毛坯固聯(lián)并隨之轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)坐標(biāo)系。機(jī)床每根軸有6個(gè)自由度，存在6項(xiàng)運(yùn)動(dòng)誤差，假設(shè)所有運(yùn)動(dòng)體坐標(biāo)系的X軸都與實(shí)際X軸參考方向相重合，因此，實(shí)際的X軸不存在垂直度誤差，B、C存在兩項(xiàng)垂直度誤差，Y軸存在一項(xiàng)垂直度誤差?？紤]在加工實(shí)際情況中，還存在刀具磨損誤差、中心距誤差、蝸桿毛坯體誤差，故其加工誤差項(xiàng)表如表1所示。

3中心蝸桿法向誤差的計(jì)算

利用牛頓迭代法求解θ2和h的值，將其代入理論廓面方程即可得點(diǎn)P2的坐標(biāo)（x，y，z），則蝸桿廓面的法向誤差。

4實(shí)例計(jì)算

選取左旋單頭中心蝸桿研究對象，其主要參數(shù)為：中心距95mm，行星輪節(jié)圓半徑62mm，圓柱滾子半徑8．5mm，圓柱滾子長度12．5mm，總傳動(dòng)比32，行星輪從動(dòng)盤中心到圓柱滾子內(nèi)端面距離70mm，刀具實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)中心到理想轉(zhuǎn)動(dòng)中心為300mm。在利用Matlab軟件編程求解計(jì)算中，選取中心蝸桿的轉(zhuǎn)角θ步長為2°，滾子長度v方向步長2．5mm。（1）機(jī)床各軸運(yùn)動(dòng)誤差對中心蝸桿廓面法向誤差影響在中心蝸桿范成法加工過程中，為了分析機(jī)床各軸運(yùn)動(dòng)誤差對蝸桿廓面法向誤差的影響程度，本實(shí)例設(shè)計(jì)的方案是：讓機(jī)床其中一軸的運(yùn)動(dòng)誤差為設(shè)定值，令其它誤差值為0，對各軸誤差單獨(dú)作用下的蝸桿廓面法向誤差進(jìn)行計(jì)算和對比分析。機(jī)床各軸設(shè)定的線位移誤差為0．001mm，角位移誤差為5．0×10－6rad，誤差計(jì)算結(jié)果如圖6～圖10所示。（2）刀具半徑磨損、中心距誤差、蝸桿毛坯偏移誤差以及三者的綜合誤差對蝸桿廓面法向誤差的影響。（3）中心蝸桿在DMU80T機(jī)床加工中的綜合誤差，設(shè)定所有原始誤差值不變，綜合誤差對中心蝸桿加工質(zhì)量影響規(guī)律如圖15所示。（4）在中心蝸桿范成法數(shù)控加工中，為了進(jìn)一步對比分析同類型各誤差對中心蝸桿加工精度的影響。

5結(jié)論

數(shù)控加工論文范文第5篇

1加速和減速

在典型的輪廓加工中，由于被加工工件上交點(diǎn)、切點(diǎn)和間隙等的存在，切削運(yùn)動(dòng)的方向頻繁改變。例如在編程加工工件上的直角拐角處，一個(gè)程序段中沿X軸的刀具運(yùn)動(dòng)，在下一程序段中得轉(zhuǎn)換到沿Y軸的運(yùn)動(dòng)，要實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換，控制器首先必須停止X軸的運(yùn)動(dòng)，然后再啟動(dòng)Y軸運(yùn)動(dòng)。如果沒有加速，就不可能以最大進(jìn)給率瞬時(shí)啟動(dòng)，同樣如果沒有減速，也不可能停止進(jìn)給，這樣就可能發(fā)生切削錯(cuò)誤，尤其是在進(jìn)給率非常大和角度極小的情況下。通常對一普通精度要求的工件，即使發(fā)生如此的情況，也不會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量。但如果被加工工件的相應(yīng)加工尺寸與精度要求非常嚴(yán)格，為避免出現(xiàn)上述問題，CNC系統(tǒng)就必須采取相應(yīng)的措施。在FANUC控制器中提供了兩種指令G09（準(zhǔn)確停）、G61（準(zhǔn)確停模式）來嚴(yán)格控制切削刀具的進(jìn)給率，以達(dá)到產(chǎn)品所要求的尺寸精度。1．1準(zhǔn)確停指令FANUC數(shù)控系統(tǒng)中指定G09為準(zhǔn)確停指令，它是非模態(tài)指令，即在每個(gè)需要它的程序段中都要重復(fù)編寫。通過在程序中添加G09準(zhǔn)確停指令，則它所在程序段里的運(yùn)動(dòng)完全完成后，另一主軸的運(yùn)動(dòng)才會(huì)啟動(dòng)，以達(dá)到G09所在段的加工尺寸精度。1．2準(zhǔn)確停模式指令準(zhǔn)確停指令G61與G09的區(qū)別在于G61為模態(tài)指令，它會(huì)一直有效，直到切削模式指令G64或同組的G62（自動(dòng)拐角倍率）、G63（攻螺紋模式）出現(xiàn)才將之取消。G61縮短了編程時(shí)間，但不會(huì)縮短循環(huán)時(shí)間。G09只有在為了加工出某特定拐角而需要減速時(shí)才會(huì)發(fā)揮出其特點(diǎn)，而如果一個(gè)程序中所有的拐角都需要很高的精度時(shí)，重復(fù)使用G09會(huì)使程序變得冗長，降低編程效率，從而G61的優(yōu)點(diǎn)就顯現(xiàn)出來了。通過使用G09或G61的設(shè)定，控制系統(tǒng)就能完成精度要求更高的加工質(zhì)量與精度。

2恒定進(jìn)給率

在數(shù)控編程時(shí)，通常的步驟是根據(jù)零件圖計(jì)算輪廓每個(gè)變化點(diǎn)的坐標(biāo)值。形成刀具軌跡中心線的刀具半徑通常被忽略，因?yàn)榈毒甙霃讲⒉挥绊懙毒叩倪M(jìn)給率。但在圓弧編程時(shí)，使用繪圖尺寸，而不是到刀具中心線的距離，等距的刀具路徑（使用刀具半徑偏置后）可能比圓弧編程中的繪圖尺寸大得多或小得多。因此，在圓弧程序中的進(jìn)給率跟編程半徑相關(guān)，而跟刀具中心的實(shí)際半徑無關(guān)。當(dāng)?shù)毒甙霃狡糜行?，且圓弧的刀具路徑被刀具半徑偏置時(shí)，切削的實(shí)際圓弧半徑可能偏小或偏大。這決定于切削刀具運(yùn)動(dòng)的偏置值。有效切削半徑將減小所有內(nèi)圓弧的尺寸，而增大所有外圓弧的尺寸。因此當(dāng)表面加工質(zhì)量要求很高或當(dāng)?shù)毒甙霃椒浅４髸r(shí)，考慮增大或減小圓弧切削的進(jìn)給率是非常必要的。補(bǔ)償后的圓弧運(yùn)動(dòng)進(jìn)給率通常取決于當(dāng)前編程的直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)給率，已知計(jì)算直線進(jìn)給率的標(biāo)準(zhǔn)公式：F1＝n•Ft•Z式中，F(xiàn)1為直線進(jìn)給率；n為主軸轉(zhuǎn)速（r／min）；Ft為每齒進(jìn)給量；Z為切削刃的數(shù)量。根據(jù)直線進(jìn)給率公式，圓弧的加工面（外圓弧或內(nèi)圓?。⒂绊憟A弧進(jìn)給率的調(diào)整，外圓弧的直線進(jìn)給率應(yīng)該增加，而內(nèi)圓弧則應(yīng)該減小。經(jīng)推導(dǎo)，得出以下公式：（1）對外圓弧，通常將進(jìn)給率向上調(diào)整到一個(gè)較大的值：Fn＝F1（R＋r）／R，其中Fn為外圓弧進(jìn)給率，F(xiàn)1為直線進(jìn)給率，R為工件外徑，r為刀具半徑。（2）對內(nèi)圓弧，通常將進(jìn)給率向下調(diào)整到一個(gè)較小的值：Fn＝F1（R－r）／R，其中Fn為內(nèi)圓弧進(jìn)給率，F(xiàn)1為直線進(jìn)給率，R為工件外徑，r為刀具半徑。上述修改提高了圓弧處的尺寸精度及表面質(zhì)量，從而更好地滿足了對于工件加工質(zhì)量的要求。

3最大進(jìn)給率

CNC機(jī)床的最大可編程進(jìn)給率不是由控制器的生產(chǎn)廠家決定，而是由機(jī)床生產(chǎn)廠家決定的，例如，特定機(jī)床的最大進(jìn)給率可能只有10000mm／min，但是CNC系統(tǒng)可以提供比它高數(shù)倍的進(jìn)給率。這對所有的控制器都是適用的，主要是每個(gè)機(jī)床廠家生產(chǎn)的機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)體的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)強(qiáng)度及安全等因素決定了其進(jìn)給的最大速度不能超過一個(gè)定值。同時(shí)在主要以每轉(zhuǎn)進(jìn)給為編程方法的CNC車床上，還有其他一些考慮因素。CNC車床的編程主軸轉(zhuǎn)速（r／min）和最大快進(jìn)速率，常常會(huì)限制每轉(zhuǎn)最大切削進(jìn)給率。如果沒有認(rèn)識到這一點(diǎn)，就很容易把每轉(zhuǎn)進(jìn)給量寫得過高，該問題在單頭螺紋加工中最為常見，因?yàn)閱晤^螺紋加工的切削進(jìn)給率可以非常高。CNC機(jī)床不能使用超出最大設(shè)計(jì)范圍的進(jìn)給率進(jìn)行加工。當(dāng)同一程序中使用了異常大的進(jìn)給率和很快的主軸轉(zhuǎn)速時(shí)，最好計(jì)算一下有效進(jìn)給率是否超出了給定機(jī)床的最大許可進(jìn)給率。最大許可進(jìn)給率可以根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算：Fmax＝Rmax／n式中，F(xiàn)max為最大每轉(zhuǎn)進(jìn)給率；Rmax為X和Z軸中較小的最大進(jìn)給率；n為主軸轉(zhuǎn)速。通過上述公式可以計(jì)算出加工中的最大許可進(jìn)給率，對加工中的安全、質(zhì)量等有一個(gè)基本的度量，做到安全生產(chǎn)。

4進(jìn)給率倍率功能

盡管進(jìn)給率功能可以使用F地址指定，程序中也可以使用兩種特殊的輔助功能M來設(shè)置進(jìn)給率倍率的“開”和“關(guān)”。操作面板上沒有進(jìn)給率倍率旋鈕，如果CNC操作人員決定臨時(shí)增大或減少程序中的進(jìn)給率，該旋鈕是非常便利的。但在加工操作中，由于切削進(jìn)給率必須為編程進(jìn)給率，所以進(jìn)給率倍率旋鈕只能設(shè)定為100％，而不能是其他的任何設(shè)置。M48功能使得CNC操作人員可以隨心所欲地使用進(jìn)給率倍率開關(guān)，M49指令則使得進(jìn)給率按照程序所編寫的執(zhí)行，而不管控制面板上進(jìn)給率倍率旋鈕的設(shè)置如何。這兩種功能在不使用循環(huán)的攻螺紋和螺紋加工應(yīng)用中最為常見，這些場合要求進(jìn)給率與編程值完全一致。

5結(jié)語