匡清

摘要：數(shù)控銑削加工是數(shù)控加工中最常用的加工方法之一，以《零件的三軸數(shù)控編程與加工》課中所用的高階自動(dòng)加工模塊要求，結(jié)合OSTA技能認(rèn)證中的復(fù)雜零件項(xiàng)目為例，進(jìn)行了零件工藝分析，通過UG NX中的CAD模塊對(duì)零件實(shí)體建模，調(diào)用了UG NX中的CAM模塊對(duì)零件自動(dòng)加工編程，最后完成零件的數(shù)控加工。整個(gè)零件加工過程可以起到一定的借鑒作用，還可以為培養(yǎng)工匠精神的高職數(shù)控人才提供一點(diǎn)啟示。

關(guān)鍵詞：數(shù)控銑削;工藝分析;CAD/CAM;工匠精神

中圖分類號(hào)：TG547? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2020）24-0117-02

0? 引言

OSTA認(rèn)證是中國人力資源和社會(huì)保障部組織、管理和監(jiān)督的職業(yè)資格認(rèn)證考試，也是一種典型的標(biāo)準(zhǔn)參考考試（CRT），具有全國統(tǒng)一性、權(quán)威性?！读慵娜S數(shù)控編程與加工》是一門理論和實(shí)踐結(jié)合的的專業(yè)課程。課程主要圍繞加工中心機(jī)床開展教學(xué)活動(dòng)，針對(duì)數(shù)控企業(yè)一線生產(chǎn)加工要求，培養(yǎng)掌握數(shù)控銑削編程，能吃苦耐勞的，具有工匠精神的高職大學(xué)生。通過對(duì)該項(xiàng)目典型零件進(jìn)行工藝分析、CAD建模、CAM自動(dòng)編程及加工等論述，進(jìn)一步探索立體式育人及高校數(shù)控人才的培養(yǎng)。

1? 項(xiàng)目導(dǎo)讀

選用國家職業(yè)分類目錄中的銑工（加工中心操作）認(rèn)證中的加工項(xiàng)目為典型銑削案例，見圖1、圖2所示。該零件為一個(gè)板類銑削零件，需要正反面加工，毛坯尺寸為120mm×80mm×30mm，主要特征有凸臺(tái)、內(nèi)腔、圓弧倒角等，零件結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。進(jìn)行圖樣分析后，可知材料為鋁合金6061-T651，其特點(diǎn)是加工性能極及加工后不易變形等，常用于各種工業(yè)結(jié)構(gòu)零部件場合。其主要尺寸公差為IT7級(jí)，有兩處形位公差要求，分別是上表面對(duì)于A面的平行度要求0.02mm，主要外形面對(duì)于A面的垂直度要求0.02mm。整個(gè)零件的主要加工表面粗糙度Ra1.6μm，精度要求比較高。相關(guān)的主要加工要求見表1所示。

2? 零件的CAD建模

選用UG NX10.0，進(jìn)入Modeling模塊。建模模塊提供了Sketch（草圖）、Form Feature（實(shí)體）等方式建模方式。零件比較復(fù)雜，結(jié)合零件圖樣，選擇復(fù)合建模來完成整個(gè)CAD。

計(jì)算機(jī)輔助繪制零件圖前，先要分析零件圖樣，盲目的繪圖只會(huì)手忙腳亂。主要分析內(nèi)容有：零件的主要特征，確定建模時(shí)先后順序。根據(jù)零件圖樣可知，先進(jìn)入Sketch（草圖）模塊，創(chuàng)建草圖繪制相關(guān)二維CAD圖，在運(yùn)用拉伸指令（Extruded Body）和布爾運(yùn)算指令（Unite、Subsection、Intersect），拉伸零件主要特征操作，在運(yùn)用布爾運(yùn)算中的加減指令來操作，正面建模圖如圖3所示。

3? 零件的CAM加工

3.1 工藝分析及加工工藝路線設(shè)計(jì)

分析零件圖樣可知，該零件分二次裝夾，正反面都需要加工，正面加工內(nèi)容比較復(fù)雜。結(jié)合現(xiàn)有加工條件可知，選擇125mm鉗口規(guī)格的機(jī)用平口鉗來裝夾。第一次裝夾時(shí)，以毛坯作為粗基準(zhǔn)定位，加工頂面，底面開夾持槽，零件高度方向伸出量為26.5mm，完成零件的主要特征內(nèi)容加工。翻身裝夾加工底面，采用已經(jīng)加工完畢外形作為定位基準(zhǔn)。為保證零件定位精度，在平口鉗側(cè)面添加一個(gè)定位塊。綜上所述，指定零件的加工工藝過程如表2所示。

3.2 零件的粗加工

在“CAM會(huì)話配置”對(duì)話框中選“mill_planar”并初始化加工環(huán)境，然后依次創(chuàng)建程序組、接著創(chuàng)建刀具、創(chuàng)建幾何體及創(chuàng)建操作，其余系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置。在GENERIC_MACHINE中創(chuàng)建加工所有刀具，在“WORKPIECE”中毛坯設(shè)置為120mm×80mm×30mm。

進(jìn)行零件的粗加工。銑削上表面，調(diào)用“FACE_MILLING”，設(shè)置如下：刀具選擇“D50R0”，補(bǔ)償號(hào)“1”，方法選擇“MILL_ROUGH”，切削模式選擇“單向”，平面百分比選擇“75%”，進(jìn)給速度選擇“2500r/min”，其余設(shè)置采用默認(rèn)值。銑削零件外形，調(diào)用“CAVITY_MILL”，設(shè)置如下：刀具選擇“D20R0”，補(bǔ)償號(hào)“2”;方法選擇“MILL_ROUGH”;平面百分比選擇“75%”，進(jìn)給速度選擇“3000r/min”，其余設(shè)置采用默認(rèn)值。最后，調(diào)用“PLANAR_MILL”粗銑零件內(nèi)腔。完成后，生成刀軌，整個(gè)粗加工后效果如圖4所示。

3.3 零件的精加工

創(chuàng)建工序“PLANAR_MILL_FINISH”，設(shè)置如下：刀具選擇“D20R0”，補(bǔ)償號(hào)“2”，方法“MILL_FINISH”;切削模式選擇“輪廓”;平面百分比選擇“40%”，切削層中選擇“恒定”每刀深度選擇“3mm”;進(jìn)給速度選擇“3500r/min”，進(jìn)給量選擇“200mm/min”，切削方向“順銑”，切削順序“層優(yōu)先”，其余設(shè)置采用默認(rèn)值。其它工序的創(chuàng)建，按照表2所示依次創(chuàng)建，零件的最終的精加工效果如圖5所示。

完成所有的加工工序后，經(jīng)過POST后處理導(dǎo)出程序到加工中心機(jī)床，小心操機(jī)，安裝毛坯，自動(dòng)加工完成零件，如圖6所示。

4? 結(jié)語

實(shí)際加工情況比較復(fù)雜，編制加工工藝的時(shí)候，既要結(jié)合自身的加工條件情況，又要考慮操機(jī)員的知識(shí)技能水平來。UG NX軟件模塊很多且功能強(qiáng)，創(chuàng)建工序選擇多樣，要發(fā)揮軟件所有功能，提高數(shù)控加工效率，需要我們勤學(xué)苦練才能真正的運(yùn)用自如。在專業(yè)課程教學(xué)中，始終貫徹課程思政理念，擔(dān)負(fù)起“立德樹人”教育使命，通過典型零件項(xiàng)目的數(shù)控加工訓(xùn)練，通過多方位多層次的全員育人來培養(yǎng)具有工匠精神的綜合型數(shù)控人才來滿足國家社會(huì)的需要。

參考文獻(xiàn)：

[1]王衛(wèi)兵.UG NX10數(shù)控編程學(xué)習(xí)教程[M].三版.北京：清華大學(xué)出版社，2019.

[2]石皋蓮，吳少華.UG NX CAD應(yīng)用案例教程[M].二版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2017.

[3]馬俊，成立.數(shù)控加工中心編程與操作項(xiàng)目教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2016.

[4]金霞，楊曉京.基于UG/CAM模塊固定軸曲面輪廓數(shù)控銑的研究[J].機(jī)床與液壓，2007.

[5]禹誠.“工匠精神”在數(shù)控專業(yè)教學(xué)中的滲透[J].職業(yè)技術(shù)，2018.

[6]吳宣宣，童鋒，胡新根，等.“工匠精神”融入高職技能人才培養(yǎng)的實(shí)踐思考[J].科研課題，2017.