车削仿真教案（通用5篇）
授课时数：2 授课班级：09春数控2班
授课方式：讲授、多媒体演示、上机 授课教师：韩金佛
教学目标：认识数控仿真软件的作用，掌握数控车削仿真软件的基本操作并能通过该操作检测手工编制程序的正确性，为进入实训车间做一些必要准备。
教学重点：对刀操作、刀补参数录入、程序录入、仿真加工 教学难点：对刀操作、刀补参数录入 教学过程：
一、新课引入：（5分钟）
总结上次上机模拟失败的原因：
1、开机后没有做回零（参考点）操作；
2、对刀参数输入位置错误；
3、机床工作模式不恰当；
4、程序录入有误。
二、新项目
（二）教学：（基于南京斯沃仿真软件下的HNC-21T系统）项目如图： 参考程序如下 ： %0011 M03S600T0101 G00X100Z100 G00X61Z1 G71U2R0.5P10Q20U0.2W0.4F100 N10G00X23Z2 G01X27Z-2F80S1200 Z-25 X30 X36Z-45 Z-50 G02X46Z-55R5 G03X56Z-60R5
三、操作演示：（25分钟）
1、开机后机床回零（参考点）
2、设置机床参数及毛坯尺寸。
3、按照工艺要求安装刀具。•
4、试切对刀及刀补参数录入。
5、“MDI”手动资料录入方式下，检测对刀准确性。
6、“编辑”模式下，“新建”“修改”“保存”程序，并将相关程序准确录入机床。
7、观察刀具产生的刀具路径轨迹，再次检查程序中的某些误差参数。
8、“关舱门”，“自动”模式下加工零件。
G01Z-80 N20X60 G70P70Q20 G00X100Z100 M05 M30 %
9、观看仿真录像，仔细观察刀具运动轨迹是否与编程思路一致。
10、零件尺寸测量。注：
1、该软件模拟为理想化模拟，即工件无抖动，哪怕装夹1毫米也认为是夹紧的等。
2、操作演示中带•项为关键操作项。
3、以上程序参数为经验参数，具体加工应查表计算得出。
四、教学总结：（3分钟）
在现今诸多数控类专业院校，在硬件设备上都是短缺的，设备的增加，远远赶不上学生的需求。此时仿真软件的出现，及时地解决了这个问题，“以软代硬”的思想深入人心。在这种教学模式下，即调动了学生学习的积极性，也提高了有限设备的有效使用率，能够很好地缓解学校设备不足的情况。另外，现在在很多大企业中，机械加工的零件都走向复杂化、多元化，多数产品都必须经过仿真软件的验证，而且零件在CAM软件下自动生成的加工程序，更是必须经过仿真论证后方能使用，此篇教学权作探讨！
1 仿真技术的关键
在仿真技术中, 建模是仿真技术的关键, 可以说几何仿真技术是随着建模技术的发展而发展的。计算机对形状信息的描述方法简称为造型或建模 (Modeling) 技术。造型技术主要由形状表达和形状操作两个部分组成, 形状表达的任务是将形状的结构用数据结构模拟出来, 这种描述形状的数据结构称为模型 (Modeling) 。形状操作的任务是实现对模型的生成、修改、综合、分析、计算、显示等操作, 以便完成设计过程中的造型任务。
目前常用的造型技术有:
1.1 实体造型技术 (Solid Modeling) ;
它将对象分解为一组有限的三位元素的集合以及可施加在这组集合元素上的一组操作, 视这组三维元素的不同及其操作不同, 实体造型技术可以分为很多类型。
1.2 曲面造型技术 (Surface Modeling) ;
它用数学函数 (如B样条、贝赛尔等函数) 描述曲线和曲面, 并提供曲面的修改、连接、求交和显示操作。
1.3 非几何形体的造型技术;
对不规则的非几何形状的物体进行对象的表达与操作方法的研究, 称之为非几何形体的造型技术。它们都采用递归过程来产生数量很大的、表面看似是无规则的空间数据, 并用参数控制其形状。
2 几何建模方法的应用
几何仿真技术的发展是随着几何建模技术的发展而发展的。目前几何建模常用的方法有直接实体造型法、基于图像空间的方法、基于离散矢量求交法和三角网格划分法。
直接实体造型法实体造型技术为三维实体、曲面和曲线提供了准确、完整、无二义性的描述手段采用以实体造型技术为基础的直接布尔运算算法进行加工过程几何仿真, 可以准确的获得切削几何信息, 不仅可以进行干涉验证, 还可以对多轴加工材料去除过程进行三维动态模拟。
图像空间建模方法是使用类似图形消隐的Z-Buffer思想, 将工件和刀具按屏幕的像素离散为Z-Buffer结构, 切削过程简化为沿视线方向上的一维布尔运算。这种算法计算量小, 实时性好, 仿真中的显示效果也比较好。但该算法也有很大的局限性。由于当视点确定后, 算法的数据结构也就确定了, 如果想改变视点从另一个方向来观察时, 则需要重新计算数据。它是采用计算机屏幕作为基准面, 所以它将完全依赖于视图。
离散矢量求交法[30]又称为“割草法”, 主要运用于加工误差的的估算, 误差检测是通过计算离散点矢量与刀具扫掠面的距离来完成, Chappel开发的“点-矢量”技术奠定了这种方法的基础。该方法通过在曲面上选择一些点来近似表示该曲面, 选该点的法矢量方向为该点矢量的方向, 延伸该矢量, 使其与该零件的毛坯体相交或其它曲面相交为止, 这就好像曲面上长满了草, 通过计算刀具扫掠面与点矢量的交点, 计算点矢量的起点与交点的距离, 模拟刀具的切削过程。
总体来说, 基于实体造型的方法中几何模型的表达与实际加工过程相一致, 使得仿真的最终结果与设计产品间的精度比较成为可能;但是实体造型的技术要求高、计算量大, 在目前的计算机环境下较难应用于实时检验和动态模拟, 基于图象空间的方法速度快的多, 能够实现实时仿真, 但由于原始数据己经转化为像素值, 不容易进行精确的检验。基于离散矢量求交法的时间复杂度和计算精度可以通过控制离散精度的大小来实现。同时整个计算过程都是在同一数据模型下完成, 不会产生依赖于计算机屏幕的问题, 可观察性与零件几何连续性都较好, 因此被许多仿真软件所采用。
三角网格划分法是指用三角网格法来描述物体模型。采用三角网格模型来表达数控加工中的零件形状, 综合了离散矢量求交法和图像空间表示法的一些优点, 能方便地利用Open GL进行真实感图形显示, 同时也可以满足精度和多个角度的观察的要求。本系统采用三角网格划分法即基于三角网格的物体空间离散法建模技术来建立毛坯的模型, 在后续章节中将重点论述。
3 仿真开发的平台环境
Open GL是近几年发展起来的一个性能卓越的三维图形标准, 它是在SG等多家世界文明的计算机公司的倡导下, 以SGI的GL三维图形库为基础制定的一个通用共享的开放式三维图形标准。目前, 包括Microsoft、SGI、IBM、DEC、SUN和HP等大公司都采用了Open GL作为三维图形标准。许多软件厂商也纷纷以Open GL为基础开发出自己的产品, 其中比较著名的产品包括动画制作软件Soft Image 3D、3D Studio MAX仿真软件、Open Inventor、VR软件World Tool Kit、CAM软件、Pro/E、GIS软件ARC/INFO等。Open GL经过对GL的进一步发展, 更加灵活方便地实现了二维和三维的高级图形技术, 在性能上表现的异常优越。它包括建模、变换、光线处理、色彩处理、动画以及更先进的能力, 如纹理映射、物体运动模糊效果和雾化效果等。Open GL的这些能力为实现逼真的三维绘制效果, 建立交互的三维场景提供了良好的条件。
Open GL实际上是一个开放的三维图形软件包, 它独立于窗口系统和操作系统, 以它为基础开发的应用程序可以十分方便地在各种平台间移植。Open GL可以与Visual C++紧密接口, 便于实现机械手的有关计算和图形算法, 可以保证算法的正确性和可靠性。Open GL使用简便、效率高。本系统即是在Visual C++6.0软件开发环境下, 利用Open GL图形库实现的数控车削加工过程的三维仿真。
4 数控车削仿真的实现
4.1 双缓存技术在Open GL中实现多媒体
动画的原理和放映电影相似, 它利用了被称为双缓存的技术, 就是在屏幕上实现绘制图形以前, Open GL先分配两个颜色缓存区, 在显示连续的动画时, 在一个缓存区中执行绘制命令的同时, 在另一个缓存区中进行图形显示。由于计算机的计算速度比较快, 这样就可以使所显示的图形连续变化, 达到动画的效果。
使用双缓存实现仿真的步骤如下:
a.设置Open GL窗口显示属性为双缓存机制;b.利用Open GL绘图命令绘图;c.绘图结束后切换缓存;d.使用计时器控制动画刷新频率。
Open GL实现切换缓存的函数为BOOL Swap Buffers (HDC hdc) ;该函数实现前后缓存的切换, 只有在此设备场景定义的当前像素格式具有后缓存区时才有效, 否则不会产生任何影响。函数中参数hdc为定义设备的场景。双缓存技术应用于数控加工动态仿真对获得刀具切削过程平滑的动画效果具有重要意义。
4.2 局部刷新技术由于在数控加工仿真中
计算和显示的数据量相当大, 在显示过程中如果对工件和刀具所有的几何对象和信息都参与运算和显示, 那么在刀具的每一步切削过程中必然会占用相当长的机时, 结果将导致图像显示不平滑, 降低图像的整体真实感。因此, 必须采用一种特殊的显示方法来解决这个问题。在双缓存技术的基础上, 采用局部刷新技术来减小在显示过程中计算和显示对象的范围, 从而加快图形计算和显示速度, 增强系统显示的动画效果。
以上介绍了数控车削仿真的实现方法及优势, 对于职业教育院校数控专业的教学发展有着重要意义, 也必将成为今后高校和职业院校的主要教学手段。
摘要：数控加工过程仿真分几何仿真和力学仿真两个方面。几何仿真不考虑切削参数、切削力及其它物理因素的影响, 只仿真刀具工件几何体运动, 以及验证数控加工程序的正确性。本文介绍了数控车削加工计算机仿真技术的方法及优势。
单位
:江苏煤炭地质机械研制中心
完成时间:2012年3月26号 车削螺纹时常见故障及解决方法
摘要: 螺纹是在圆柱工件表面上，沿着螺旋线所形成的，具有相同剖面的连续凸起和沟槽。在机械制造业中，带螺纹的零件应用得十分广泛。用车削的方法加工螺纹，是目前常用的加工方法。
关键字:螺纹车削加工故障解决方法
一、车削螺纹概述
螺纹是在圆柱工件表面上，沿着螺旋线所形成的，具有相同剖面的连续凸起和沟槽。在机械制造业中，带螺纹的零件应用得十分广泛。用车削的方法加工螺纹，是目前常用的加工方法。在卧式车床(如CA6140)上能车削米制、英寸制、模数和径节制四种标准螺纹，无论车削哪一种螺纹，车床主轴与刀具之间必须保持严格的运动关系：即主轴每转一转(即工件转一转)，刀具应均匀地移动一个(工件的)导程的距离。它们的运动关系是这样保证的：主轴带着工件一起转动，主轴的运动经挂轮传到进给箱；由进给箱经变速后(主要是为了获得各种螺距)再传给丝杠；由丝杠和溜板箱上的开合螺母配合带动刀架作直线移动，这样工件的转动和刀具的移动都是通过主轴的带动来实现的，从而保证了工件和刀具之间严格的运动关系。
二、车削螺纹的常见故障及解决方法
在实际车削螺纹时，由于各种原因，造成由主轴到刀具之间的运动，在某一环节出现问题，引起车削螺纹时产生故障，影响正常生产，这时应及时加以解决。车削螺纹时常见故障及解决方法如下：
1、啃刀
故障分析：原因是车刀安装得过高或过低，工件装夹不牢或车刀磨损过大。解决方法：
①车刀安装得过高或过低：过高，则吃刀到一定深度时，车刀的后刀面顶住工件，增大摩擦力，甚至把工件顶弯，造成啃刀现象；过低，则切屑不易排出，车刀径向力的方向是工件中心，加上横进丝杠与螺母间隙过大，致使吃刀深度不断自动趋向加深，从而把工件抬起，出现啃刀。此时，应及时调整车刀高度，使其刀尖与工件的轴线等高(可利用尾座顶尖对刀)。在粗车和半精车时，刀尖位置比工件的中心高出1％D左右(D表示被加工工件直径)。
②工件装夹不牢：工件本身的刚性不能承受车削时的切削力，因而产生过大的挠度，改变了车刀与工件的中心高度(工件被抬高了)，形成切削深度突增，出现啃刀，此时应把工件装夹牢固，可使用尾座顶尖等，以增加工件刚性。
③车刀磨损过大：引起切削力增大，顶弯工件，出现啃刀。此时应对车刀加以修磨。
2、乱扣
故障分析：原因是当丝杠转一转时，工件未转过整数转而造成的。解决方法：
①当车床丝杠螺距与工件螺距比值不成整倍数时：如果在退刀时，采用打开开合螺母，将床鞍摇至起始位置，那么，再次闭合开合螺母时，就会发生车刀刀尖不在前一刀所车出的螺旋槽内，以致出现乱扣。解决方法是采用正反车法来退刀，即在第一次行程结束时，不提起开合螺母，把刀沿径向退出后，将主轴反转，使车刀沿纵向退回，再进行第二次行程，这样往复过程中，因主轴、丝杠和刀架之间的传动没有分离过，车刀始终在原来的螺旋槽中，就不会出现乱扣。
②对于车削车床丝杠螺距与工件妇距比值成整倍数的螺纹：工件和丝杠都在旋转，提起开合螺母后，至少要等丝杠转过一转，才能重新合上开合螺母，这样当丝杠转过一转时，工件转了整数倍，车刀就能进入前一刀车出的螺旋槽内，就不会出现乱扣，这样就可以采用打开开合螺母，手动退刀。这样退刀快，有利于提高生产率和保持丝杠精度，同时丝杠也较安全。
3、螺距不正确
故障分析：螺纹全长或局部上不正确，螺纹全长上螺距不均匀或螺纹上出现竹节纹 解决方法：
①螺纹全长上不正确：原因是挂轮搭配不当或进给箱手柄位置不对，可重新检查进给箱手柄位置或验算挂轮。
②局部不正确：原因是由于车床丝杠本身的螺距局部误差(一般由磨损引起)，可更换丝杠或局部修复。
③螺纹全长上螺距不均匀：原因是：丝杠的轴向窜动、主轴的轴向窜动、溜板箱的开合螺母与丝杠不同轴而造成啮合不良、溜板箱燕尾导轨磨损而造成开合螺母闭合时不稳定、挂轮间隙过大等。通过检测：如果是丝杠轴向窜动造成的，可对车床丝杠与进给箱连接处的调整圆螺母进行调整，以消除连接处推力球轴承轴向间隙。如果是主轴轴向窜动引起的，可调整主轴后调整螺母，以消除后推力球轴承的轴向间隙。如果是溜板箱的开合螺母与丝杠不同轴而造成啮合不良引起的，可修整开合螺母并调整开合螺母间隙。如果是燕尾导轨磨损，可配制燕尾导轨及镶条，以达到正确的配合要求。如果是挂轮间隙过大，可采用重新调整挂轮间隙。④出现竹节纹：原因是从主轴到丝杠之间的齿轮传动有周期性误差引起的，如挂轮箱内的齿轮，进给箱内齿轮由于本身，制造误差、或局部磨损、或齿轮在轴上安装偏心等造成旋转中心低，从而引起丝杠旋转周期性不均匀，带动刀具移动的周期性不均匀，导致竹节纹的出现，可以修换有误差或磨损的齿轮。
4、中径不正确
故障分析：原因是吃刀太大，刻度盘不准，而又未及时测量所造成。
解决方法：精车时要详细检查刻度盘是否松动，精车余量要适当，车刀刃口要锋利，要及时测量。
5、螺纹表面粗糙
故障分析：原因是车刀刃口磨得不光洁，切削液不适当，切削速度和工件材料不适合以及切削过程产生振动等造成的。
解决方法是：正确修整砂轮或用油石精研刀具；选择适当切削速度和切削液；调整车床床鞍压板及中、小滑板燕尾导轨的镶条等，保证各导轨间隙的准确性，防止切削时产生振动。
三、总结
车削螺纹时产生的故障形式多种多样，既有设备的原因，也有刀具、操作者等的原因，在排除故障时要具体情况具体分析，通过各种检测和诊断手段，找出具体的影响因素，采取有效的解决方法。
四、参考文献
车工，是指操作车床、进行工件旋转表面切削加工零件的技术人员，随着生产力的不断发展，当前社会也对机械生产的一线人才提出了更高的要求，要求车工不但具有较高的技能操作水平，而且要求懂得机械生产的加工工艺和自动化生产工艺，同时企业也越来越看重操作人员的职业素养，如品行习惯、安全文明生产等。但目前的实训教学中，往往注重学生的操作技能训练和培养，而忽略了学生的品行习惯的养成、车工工艺的规范等等，这恰恰是企业所看重的、所需要的。因此，在实际教学中，在提高学生的思想觉悟和专业理论知识的基础上，通过着重培养学生的实际操作技能，并使学生充分认识机械生产的特点，牢记遵守操作规程和安全技术规程的重要性，培养他们吃苦耐劳、勤俭节约、遵纪守法、积极进取和一丝不苟等优秀品质。
二、培养模式和途径
现在的机械生产技术在不断提高，因此教学过程应与机械生产实际相结合。对本专业的课程内容、教学设备、训练规范、技能强化等方面进行深入探讨，结合专业特点及培养目标，采取较为有效的培养模式和途径。
(一)选择实用的教学内容
我们要培养掌握现代机械生产技术的21世纪人才，但现在的教材内容存在知识滞后及脱离生产实际问题，交叉学科的内容在不同的教材里重复出现，浪费了教学教时，影响了教学质量的提高，而一些与学生技能训练无关的知识也编进了教材，加深了教学难度，影响了学生学习的积极性。为此，我们必须对教材内容进行大胆、必要的研究。
在教学内容中，基础知识教学应以专业操作应知应会为标准，按照实用、够用、理论联系实际的原则，重新取舍教学内容，突出技能教育和动手能力的培养。例如可把“机械制图”、“机械基础”、“公差配合”和“金属材料与热处理”等课程内容按典型零件的特性融合，加强各课程之间的相互贯通，突出专业知识的针对性和应用性。在教学中除设置必要的文化课外，融必要的理论知识与实际操作技能为一体、突出技能训练的课程特点。例如将“机械制造工艺基础”和实习操作课程，按典型零件(如轴类零件)的加工工艺为主线进行融合，可以“机械加工理论与实践”进行教学。拿到一张零件图纸，首先要看懂图的内容，图纸所要表达的结构和工艺，如分析先车端面还是外圆，车端面可以达到哪个技术要求，车外圆可以达到哪个技术要求，在分析中去比较多种工艺，从中选择最适用的加工方法，使学生的专业知识学习与专业技能训练有机地结合在一起。在教学中能充分体现并发挥教师的主导作用和学生的主体作用。
(二)利用现代化的教学设备
在机械专业教学中，应针对机械生产的特点，尽量采用先进的教学手段和直观的教学方法以及现代化的教学设施。对车工的操作，如果单单是老师讲授完后直接去车床上进行训练，操作起来很难有感性上的认识。但如果利用那些现代化的教学设备，如投影仪、录像机、网络等视听设备，联系生产实际，着重培养学生的动手能力及独立工作能力，实质是技能操作指导课，在讲授过程中往往都要借助实物来进行，但并不是所有的实物都可以搬到课堂里，而且一些专业工艺的操作过程如果要做示范的话也是在课堂教学中很难实现的，而利用录像等现代传播媒体，则可以弥补这些不足，可以将机械产品的生产过程真实、直观地反映在电视屏幕上，为学生提供模拟操作环境。当然，适当的时候还可以讲课堂搬到实习工场去，在真正的机床上感受操作。如此实景可从视觉、听觉和触觉等多方面调动学生的学习积极性，使学生通过操作进一步加深对机械生产的理解。
(三)加强专业技能训练的规范
为了培养学生进入岗位后就能立即适应生产实际的要求，我们对车工的技能教学要求按照中级车工的要求，制定相应的工艺要求，以中级车工的考核要求为主线来组织进行，规范技能操作的每一个步骤，分步实行质量检验，让学生在校形成良好的操作习惯，锻炼他们的操作技能，提高学生的岗位适应能力，
规范是整个实训教学的核心。没有规范，就没有规矩，没有规矩，就不能成方圆，整个实训也会变成一盘散沙。因此，整个技能训练的过程，每一个环节和每一个人都必须重视，必须规范，要做到管理规范、行为规范和技术规范，包括车床、材料、刀具、夹具和量具的使用，都要有明确的规定，要使得学生能够熟练掌握操作规程、操作要领和操作规范。在车工的实训过程中，一方面要求我们指导老师人员配齐到位，指导老师必须熟练掌握操作工艺和技术规范，示范动作必须标准熟练和准确无误，另一方面，也必须要求学生在整个训练过程中，一步一步，认认真真，扎扎实实。每一个动作符合相应的工艺要求和规范要求。
1.协调学生身、手、眼的配合。操作前穿好工作服，戴好工作帽，是长发的话必须将长发盘起。操作时仔细观察、互相协调，及时发现问题并作出相应调整。这些平时上课坐惯了的学生，在操作时一站就是两三个小时，这在极大程度上磨练了学生的毅力和吃苦耐劳的精神。
2.正确、安全地使用车床。在操作机床前，先让学生了解操作规范，由老师示范、指导，鼓励学生大胆动手、正确操作车床。操作完毕后，及时卸刀具、关冷却液和断电，并清理工作台。
3.节俭原则使用材料。在训练中，材料的使用成本一直是较大的，如果每次都是用新材料、新毛坯的话，会造成材料的巨大浪费，所以在平时训练时，在车端面、车外圆的时候，就可以用原来的训练材料，既可以达到训练的效果，又可节省材料，同时也可培养学生勤俭节约、吃苦耐劳的优秀品质。
4.正确刃磨常用刀具。在展示刀具的同时，讲解几种常用刀具的种类和作用，并适当传授他们刃磨，操作能力好的学生会自己动手。这样，既调动学生的主动性和积极性，又及时总结出了车刀切削部位大体由“三面、两刃、一刀尖”所组成。
5.规范、熟练地使用车工的常用量具。通过课堂教学的训练和实践，对于游标卡尺、千分尺、内径百分表、外径百分表、三针、塞规、角度样板等常用量具，一是要正确、熟练的使用，达到使用的规范，二是要养成量具随借随还，并摆放有序。
6.安全操作，文明生产。在鼓励学生大胆动手的同时，指导他们安全、正确操作，在操作训练过程中能自觉做到不窜岗、不相互开玩笑，一旦出现异常状况及时断电。每次训练完后，及时清理工作台和打扫训练场地，对量具、夹具和刀具等认真清理和归位。
(四)在实习中强化技能
对于车工的操作，对学生应着重培养其上岗操作能力及分析问题、解决问题的综合能力。学生在学校里接受了普通文化知识及专业理论教育，并接受了一定量的技能操作训练。但毕竟与生产实际存在一定的差距。为使学生全面掌握现代化企业生产技术及所需理论知识和生产操作技能，学生还必须在企业里接受职业技能方面的训练。学校应加强对学生下厂实习的各环节的组织与实施。通过企业实际的强化性劳动提高学生的实际操作技能和动手能力，对企业生产实际工艺和流程有一个完整的了解，使学生毕业后能尽快顶岗，同时也能培养学生的质量观念、效益观念和安全文明生产习惯。
(五)在技能考核中得到正确评价
职业教育的根本任务是培养满足社会需求的大量的操作技能人才和高素质劳动者。然而,政府对于职业教育的投入远不能满足其发展的需求,办学条件差是职业学校的普遍现象,尤其是在数控实训环节,课时量少,设施不足,设备数量与学生数量存在严重失衡,“人机矛盾”非常严重,严重影响着学生技能的培养。网络课程作为网络教育的重要资源,其资源共享、时空不限、交互性强、能实现仿真加工等优点,可以解决职业学校数控实训所面临的难题,因此设计开发数控车削加工网络课程有非常重大的意义。
数控车削加工网络课程在教学内容设计上包括理论和实践两模块。理论知识是对实践的有力支持,实践又反过来检验理论。优质的网络课程应该突出实践性、操作性、仿真性,运用仿真技术,能真实地模拟加工零件的全部过程,一方面,有效弥补了传统数控机床占地面积大、耗材多、成本高、投入大等不足;另一方面,学生通过仿真试验操作,可以有效避免误操作和错误操作所带来的经济损失。可以肯定的是,采用数控虚拟仿真加工技术作为辅助教学手段,是一种安全有效的教学模式和教学途径。
1 斯沃仿真系统简介
斯沃仿真软件由南京斯沃软件技术有限公司开发,该软件真实感强,具有目前各种主流的数控系统和操作面板,效果逼真。用户可以在PC机上模拟操作机床,从而在短时间内掌握各种系统的数控车、数控铣及加工中心等的操作。软件同时具有手动编程和导入程序模拟加工功能。在斯沃数控仿真软件网络版中,服务器可随时获取客户端操作信息,并具有考试、练习、广播等功能。界面显示自然友好,主要由3个窗口组成,每一个窗口分别执行独立的操作,并像真的CNC机床那样在各个窗口之间相互交换信号。
2 零件加工工艺分析
2.1 零件图
以图1所示小轴零件为研究对象,小批量生产,零件材料为45钢,无热处理和硬度要求,毛坯尺寸为准50×120,图中A点坐标为A(38.4,0)。
2.2 工艺方案
该零件加工内容包括内轮廓和外轮廓两部分。内轮廓:由内孔、锥孔、内沟槽、内螺纹和内倒角组成;外轮廓:长轴100 mm、短轴48 mm的部分凸椭圆。该工件适合在数控车床上加工,一次装夹就能完成所有需加工内容,工件坐标系设置在零件装夹后的右端面中心点上。
加工步骤:
(1)装夹,保证工件伸出长度大于70 mm;
(2)车端面,钻孔ф14×65;
(3)粗加工内孔ф28、ф16、ф22.35,锥孔,倒角1×45°;
(4)精加工上述轮廓;
(5)割内槽ф26×4;
(6)车螺纹M24×1.5;
(7)粗加工外轮廓:长轴100 mm、短轴48 mm的部分凸椭圆;
(8)精加工外椭圆;
(9)切断。
3 仿真加工
运用仿真技术,真实地模拟实训数控车床加工。学生点击进入此模块后,打开斯沃软件,选择相应的车床型号,进行参数设置,编制程序,就能完成对工件的全部加工。
3.1 加工前的准备操作
(1)启动斯沃软件,选择FANUC Oi T系统,旋开急停按钮和程序保护锁,刀架“回零”,建立机床坐标系。
(2)在“工件设置”中设置毛坯外形、材料和尺寸,在“刀具管理”中选用所需刀具,并置入相应的刀位中。
(3)对刀。分别对X、Z轴进行试切对刀,选择“OFFSET SETTING”的“刀具补正/几何”,自动测量试切过程所使用的每把刀具的偏置量并存储对应位置。
3.2 导入NC程序并加工
一般零件加工的程序很长,不宜在MDI面板上手工录入,斯沃软件工具条上的“打开”命令可导入事先保存的CNC文件。先在键盘上选择“PROG”模式,再在控制面板上选择“EDIT”的程序编辑模式,输入一个程序名后,即可选择“打开”命令导入之前后处理的程序。最后选择“AUTO”模式,“机床操作”菜单中“舱门”命令关上舱门,即可按“循环启动”进行零件的仿真加工。结果如图2所示。
4 结语
数控车削加工网络课程由完整的知识体系、充足的辅导资料、便利的协作交流平台、多元化的教学评价所共同构成。课程内容生动而丰富,理论与实践相结合,强调技能的培养,利用数控仿真软件为数控加工和数控教学提供了一种很有效的途径,不但加深了学生对理论知识的理解,而且提高了数控加工的生产效率,节省了材料和设备损耗;另一方面,也提高了学生课堂学习积极性和课堂教学效果,能在很大程度上帮助学生了解和掌握数控加工的基本操作过程,为实际操作实习打下良好的认知基础。最重要的是,利用仿真加工技术,数控车削加工网络课程克服了时空局限,克服了“人多机少”的问题,解决了职业学校设备不足的问题,因而值得推广和应用。
参考文献
[1]伏和红,张国祥.可视化仿真软件在高职教学过程中的应用[J].现代企业文化,2010(9):204-205.
[2]李佳.计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)[M].天津:天津大学出版社,2002.
