史紅燕 / 山東協(xié)和學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院

數(shù)控仿真軟件在數(shù)控加工課程教學(xué)中的創(chuàng)新應(yīng)用
——銑削為例

史紅燕 / 山東協(xié)和學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院

在數(shù)控課程的教學(xué)中，數(shù)控仿真軟件起到了非常重要的作用，這里結(jié)合銑削零件給出了數(shù)控銑削仿真加工的過(guò)程。它能使理論與實(shí)踐相結(jié)合，又能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)際動(dòng)手能力。

數(shù)控仿真；銑削；教學(xué)

引言

正值高校職業(yè)教育改革高峰期，數(shù)控加工課程改革的最終目的是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的應(yīng)用型技術(shù)人才。這樣要求學(xué)生在掌握本專業(yè)必備的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)上，還要能從事數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品制造加工、數(shù)控設(shè)備的調(diào)試、維修等崗位，適應(yīng)當(dāng)下生產(chǎn)、管理等的第一現(xiàn)場(chǎng)[1]。為了提高學(xué)生這方面的能力，在實(shí)際教學(xué)中，本課程教師為學(xué)生推薦了斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件，它是由南京斯沃軟件技術(shù)有限公司開(kāi)發(fā)研制，在短時(shí)間內(nèi)掌握各系統(tǒng)數(shù)控車(chē)、銑及加工中心等的操作，可手動(dòng)編程或讀入數(shù)控程序使學(xué)生能夠達(dá)到實(shí)物操作訓(xùn)練的目的，因此，本文以數(shù)控銑床操作仿真為實(shí)例，闡述其操作步驟。

1.斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件-華中世紀(jì)星（HNC-21M）在銑削零件上的應(yīng)用

1.1 說(shuō)明：數(shù)控銑削圖1所示的挖槽類(lèi)零件。毛坯尺寸100mmX80mmX40mm，材料為45鋼[2]。

圖1 挖槽類(lèi)零件圖

1.2 加工方案：零件中有3個(gè)相同的零件輪廓，因此，建立一個(gè)零件輪廓程序?yàn)樽映绦?，其余可以通過(guò)子程序進(jìn)行加工。

1.3 刀具：粗、精銑型腔，由于是加工內(nèi)輪廓，考慮現(xiàn)有條件，選用3齒直徑為8mm的高速鋼普通立銑刀。

1.4 夾具：選用工藝板裝夾。

1.5 加工工藝路線

起刀點(diǎn)的選擇如圖2所示，觀察3個(gè)圖形之間的距離為35mm，第一個(gè)圖形的起刀點(diǎn)可以在相同的距離，可以編制一個(gè)子程序，調(diào)用3次把加工的槽加工出來(lái)，這樣簡(jiǎn)化了編程[2]。

圖2 起刀點(diǎn)的選擇

1.6 參考程序

主程序：

子程序：

1.7 操作步驟

（1）選擇機(jī)床：選擇“數(shù)控系統(tǒng)”－“華中數(shù)控-HNC21M”命令，回車(chē)。

（2）選擇刀具：刀具管理-刀具庫(kù)管理-選擇編號(hào)為001的端銑刀直徑修改為8mm，添加到刀庫(kù)，選擇1號(hào)刀位，添加到主軸。

（3）設(shè)置毛坯，100mmX80mmX40mm，勾選更換工件。

（4）工件裝夾：選擇工藝板裝夾。

（5）建立刀具半徑補(bǔ)償值：?jiǎn)螕鬗DI鍵-刀具表，編號(hào)為001刀具的半徑值輸入4。

（6）回參考點(diǎn)：點(diǎn)擊操作屏上的回參考點(diǎn)按鈕，再點(diǎn)擊+X、+Z健。機(jī)床指令坐標(biāo)分別為0。

（7）對(duì)刀：以試切法進(jìn)行對(duì)刀。

①對(duì)Z軸：切換到手動(dòng)健，點(diǎn)擊主軸正轉(zhuǎn)鍵，啟動(dòng)主軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，以快進(jìn)的方式，使得工件移到銑刀的正下面左右的位置，之后刀具沿著-Z方向移動(dòng)，最后銑刀慢慢接近工件出現(xiàn)切削時(shí)，主軸停止并記錄下Z方向機(jī)床指令坐標(biāo)值。

②對(duì)X軸：切換到Z-X視圖，主軸旋轉(zhuǎn)，將銑刀移到至工件的左側(cè)，沿著-Z下刀，之后慢慢沿著+X方向移動(dòng)刀具，直到出現(xiàn)切削，主軸停止并記錄下X方向機(jī)床指令坐標(biāo)值。

③對(duì)Y軸：切換到Z-Y視圖，主軸旋轉(zhuǎn)，將銑刀移到至工件的左側(cè)，沿著-Z下刀，之后慢慢沿著+Y方向移動(dòng)刀具，直到出現(xiàn)切削，主軸停止并記錄下Y方向機(jī)床指令坐標(biāo)值。

單擊MDI鍵，坐標(biāo)系，在坐標(biāo)系中輸入X-399.891，Y-199.946，Z-175.031如圖3所示，對(duì)刀結(jié)束[2-3]。

圖3 輸入坐標(biāo)系的值

（8）調(diào)用程序

把程序以文本文檔的方式保存O0020 、O0023保存在HNC21文件夾下。

在軟件中國(guó)調(diào)用程序步驟為：程序編輯-文件管理-新健文件-輸入文件名O0020、O0023。之前的保存的文本文檔直接調(diào)用在軟件中了。

（9）仿真加工

點(diǎn)擊自動(dòng)加工-程序選擇-磁盤(pán)程序，找到你所需要加工的程序，在操作面板上點(diǎn)擊 “自動(dòng)”，關(guān)上機(jī)門(mén)，單擊“循環(huán)啟動(dòng)，程序自動(dòng)運(yùn)行。仿真結(jié)果如圖4所示。

圖4 仿真結(jié)果

2.結(jié)論

課程中，使用數(shù)控仿真軟件能比較直觀生動(dòng)的模擬實(shí)際加工過(guò)程，學(xué)生對(duì)課程產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，有利于學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和動(dòng)手能力的培養(yǎng)與提高。

[1]姚瑞敏,數(shù)控仿真軟件在數(shù)控實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用實(shí)例,機(jī)械工程與自動(dòng)化,2014.04.

[2]郭志宏等,數(shù)控加工工藝與編程,武漢大學(xué)出版社,2011.6.

[3]宋新華等,數(shù)控仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用_以車(chē)削零件加工為例,價(jià)值工程,2015.22.

[4]王海根等,數(shù)控仿真軟件在數(shù)控實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用,機(jī)械與電子,2005.