數(shù)控加工在機(jī)械實(shí)驗(yàn)教學(xué)的運(yùn)用

時(shí)間:2022-12-21 09:39:30

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數(shù)控加工在機(jī)械實(shí)驗(yàn)教學(xué)的運(yùn)用

[摘要]隨著科技的不斷進(jìn)步,數(shù)控加工技術(shù)在我國有了很大的進(jìn)步,我國對(duì)數(shù)控技術(shù)的研究也了一定的進(jìn)展,數(shù)控加工在機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中也有許多的應(yīng)用研究,數(shù)控技術(shù)與實(shí)驗(yàn)課程的結(jié)合,不僅能促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解,還能鍛煉其實(shí)際操作能力,進(jìn)一步培養(yǎng)技術(shù)人才。

[關(guān)鍵詞]數(shù)控加工;實(shí)驗(yàn)教學(xué);應(yīng)用研究

世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床是在20世紀(jì)50年代由麻省理工學(xué)院的高材生與美國卡尼特雷克公司共同研發(fā)出來的。數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用為我們解決了許多零件的一些精小的、人工無法及時(shí)解決的問題,并且數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家綜合國力的指標(biāo)。

一、數(shù)控加工的原理

數(shù)控機(jī)床主要包括主機(jī)機(jī)床、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動(dòng)、輔助系統(tǒng)等。主機(jī)包含機(jī)床床身、立柱、主軸等機(jī)械部件,主要是完成各種加工執(zhí)行的功能;數(shù)控裝置是整個(gè)數(shù)控機(jī)床的核心部件,包含各種重要的軟件,主要是完成輸入程序、信息變化存儲(chǔ)、運(yùn)算控制等功能;驅(qū)動(dòng)裝置包含驅(qū)動(dòng)單元、主抽驅(qū)動(dòng)、電機(jī)等裝置,是整個(gè)數(shù)控機(jī)床的核心驅(qū)動(dòng)部件,主要是完成主抽的驅(qū)動(dòng)功能;輔助的裝置包含一些其他的裝置,促進(jìn)整體的運(yùn)作。數(shù)控機(jī)床首先是輸入信息,然后傳向輸入裝置,輸入裝置再將信息傳導(dǎo)到數(shù)控裝置中,數(shù)控裝置將信息傳到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),最后系統(tǒng)將數(shù)控傳遞信息反映在機(jī)床上,而機(jī)床又可以向數(shù)控裝置反饋信號(hào),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工。在運(yùn)用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí),要分析需要加工的零件的樣式—編寫加工程序和要求—列出零件加工程序清單—記載加工信息(使用穿孔機(jī)和穿孔紙)—數(shù)控裝置接收信息—發(fā)出指令控制機(jī)床—自動(dòng)加工。當(dāng)加工對(duì)象發(fā)生變化時(shí)只需要更換第一步即可,具有極強(qiáng)的靈活性,并且操作也十分簡單,具有極強(qiáng)的操作性、時(shí)效性。

二、機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

數(shù)控技術(shù)現(xiàn)在也運(yùn)用于金屬方面,尤其是切削加工方面,并且現(xiàn)在數(shù)控技術(shù)也變得越來越廣泛,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中也逐漸為學(xué)生運(yùn)用于講解。在機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,我們?cè)谶\(yùn)用數(shù)控加工技術(shù)時(shí)需要:(一)要根據(jù)專業(yè)的知識(shí)使用。不能胡亂使用,否則會(huì)對(duì)儀器造成一定的損壞,以及對(duì)使用者造成一定的傷害。(二)要根據(jù)專業(yè)課程使用。教師在上專業(yè)課程時(shí)可以針對(duì)此技術(shù)設(shè)計(jì)專門的課程———機(jī)械實(shí)驗(yàn)課程,不僅要強(qiáng)調(diào)專業(yè)知識(shí),并且要將實(shí)踐與理論相結(jié)合,讓學(xué)生自己動(dòng)手操作,并且具有足夠的時(shí)間操作,設(shè)計(jì)符合主題或者生活實(shí)際的問題讓學(xué)生去解決。(三)設(shè)計(jì)專題實(shí)驗(yàn)課程。設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床的加工實(shí)驗(yàn)課程,讓學(xué)生充分掌握數(shù)控機(jī)床的加工知識(shí),掌握每部分的知識(shí),不局限于表面知識(shí),還要知道每個(gè)部件的實(shí)驗(yàn)過程。專題實(shí)驗(yàn)課程也需要學(xué)生就某個(gè)專題去探索實(shí)踐,從實(shí)驗(yàn)中去獲得答案。(四)舉辦專業(yè)活動(dòng)。組織一些對(duì)數(shù)控機(jī)床感興趣的學(xué)生,運(yùn)用數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)并根據(jù)實(shí)際,加工出符合要求的產(chǎn)品,開展這樣的活動(dòng),可以培養(yǎng)學(xué)生數(shù)控加工技術(shù)的創(chuàng)新意識(shí)與實(shí)踐能力。

三、相關(guān)的應(yīng)用研究

數(shù)控機(jī)床主要運(yùn)用在凸輪的設(shè)計(jì)與加工中,在機(jī)械運(yùn)動(dòng)中,凸輪是最普遍的一種機(jī)構(gòu),數(shù)控機(jī)床在設(shè)計(jì)凸輪時(shí)需要按照凸輪的運(yùn)動(dòng)規(guī)律———曲線行駛來設(shè)計(jì)。首先運(yùn)用數(shù)控機(jī)床(程序開始)—輸入基本的信息與要求—判斷能否構(gòu)成凸輪的機(jī)構(gòu)—如果不行則返回上一步,繼續(xù)輸入基本對(duì)數(shù)—如果能夠形成則繼續(xù)下一步—輸入凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)的周期(4次就差不多可以了)—選出凸輪的運(yùn)行曲線并將這些曲線全部儲(chǔ)存—根據(jù)曲線信息輸入計(jì)算步長—根據(jù)計(jì)算機(jī)計(jì)算出凸輪輪廓—根據(jù)輪廓判斷出坐標(biāo)值—計(jì)算輸出的各個(gè)信息的類別:通過計(jì)算判斷每個(gè)數(shù)值—通過網(wǎng)絡(luò)連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸—傳輸?shù)郊庸ぶ行摹瓿杉庸?;得到刀具加工?shù)據(jù)值—通過網(wǎng)絡(luò)連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)值的傳輸—傳輸?shù)郊庸ぶ行摹瓿赏馆喖庸?;得到?shù)據(jù)文件—形成加工程序和輸出凸輪工作圖—程序結(jié)束;得到數(shù)據(jù)打印單—將數(shù)據(jù)打印單、圖紙資料存檔—結(jié)束該程序。通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行精確的運(yùn)算并確定最優(yōu)的數(shù)據(jù),最后輸出各種信息,在通過網(wǎng)絡(luò)的連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的傳輸與轉(zhuǎn)換,從而設(shè)計(jì)出凸輪的機(jī)構(gòu),通過數(shù)控加工的使用不僅可以很快設(shè)計(jì)出凸輪,并且還能夠設(shè)計(jì)出最優(yōu)的凸輪。

數(shù)控加工技術(shù)不僅能夠很快地適應(yīng)不同的加工對(duì)象,而且加工的精準(zhǔn)度十分高,加工質(zhì)量很穩(wěn)定,在改變零件時(shí)改動(dòng)的程序少,節(jié)約時(shí)間,在很大程度上可以減少勞動(dòng)力,具有極強(qiáng)的可靠性。數(shù)控加工技術(shù)的專業(yè)人員現(xiàn)階段在我國是十分缺乏的,這就需要學(xué)生好好學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí),并且將知識(shí)賦予實(shí)踐中,也有利于國家的發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

[1]馬騁.數(shù)控車床加工仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].山東大學(xué),2007.

[2]王立超.數(shù)控加工實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué),2007.

作者:吳傳權(quán) 單位:江蘇省常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院