時間：2022-11-15 12:15:16
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機床設計論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
五軸數控銑床方案設計
1總體方案設計
筆者所研究的五軸數控銑床,是一種針對模具加工的高速、高效率機床,并可以選配五軸功能,可使工件在一次裝夾下,完成五面的加工。為了實現高性能動態特性,其基本結構考慮為工作臺固定,橫梁-滑座-主軸箱移動分別實現三坐標進給,具有三坐標自動定位和三坐標聯動機能。固定工作臺可以換成雙擺工作臺,實現五軸聯動。主要技術指標如表2所示。
2具體方案設計
2.1第1種方案
第1種方案將該五軸數控銑床設計為龍門式,具體工作形式可以描述為:龍門架則沿床身作縱向(x方向)運動,滑枕沿著龍門架作橫向(y方向)移動,主軸箱沿著滑枕作z方向的移動。工件固定在平轉臺上,平轉臺固定在立轉臺上。平轉臺繞z軸作轉動,立轉臺又同時繞x軸轉動。這樣就實現了兩個坐標軸的轉動,如圖2所示。
2.2第2種方案
該方案為立式五軸數控銑床,其底座固定,滑枕沿著底座作x方向移動,立柱在滑枕上作y方向移動,主軸箱沿著立柱作z方向移動,這樣就實現了三軸聯動。工件固定在平轉臺上,平轉臺又固定在立轉臺上。平轉臺繞z軸轉動,立轉臺又同時繞x軸轉動,這樣就實現了兩個坐標軸的轉動。當給該數控銑床輸入程序時就會實現五軸聯動。五軸分別為3個平動軸和2個轉動軸,如圖3所示。
該立式五軸與龍門式五軸的運動方案基本相同,不同的是布局上有區別。龍門式數控銑床的主軸箱沿著滑枕作z方向移動,而該立式五軸數控銑床的主軸箱則沿著立柱進行z方向移動。
2.3第3種方案
該方案也是立式五軸數控銑床,床身固定在地面上,滑枕在床身上沿著y軸方向移動,支座在床身上沿著z軸方向移動,同時工作臺在支座上沿著x軸方向移動,這樣就實現了三軸聯動。平轉臺固定在工作臺上繞著z軸方向作回轉運動,刀具固定在立轉臺上,立轉臺在滑枕上繞著y軸作回轉運動,如圖4所示。
基于ADAMS運動仿真
1對3種設計方案的運動仿真
應用SolidWorks三維繪圖軟件對每種設計方案中的數控銑床進行建模,然后導入到ADAMS軟件中。在ADAMS軟件中把模型加入約束、驅動并對運動方式進行編程仿真,模擬出五軸數控機床的運轉情況,可以在虛擬的條件下看到機床的物理形態和動態運轉情況,達到可視化目的。
在設計該機床運動軌跡時,ADAMS軟件雖然可以實現五軸聯動,但是五軸聯動后的運動軌跡并不直觀,因此決定采用三軸聯動。
第1種方案中先設置床身與橫梁處的Motion3、橫梁與滑枕處的Motion2、滑枕與滑板處的Motion4,然后設定仿真時間為9,共為500步,結果形成的軌跡為一螺旋線。圖5、圖6所示為第1種設計方案的三維模型和刀具軌跡。
第2種方案中先設置床身與滑枕處的Motion1、滑板1與滑枕處的Motion2、滑板1與滑板2處的Motion3,然后設定仿真時間為9,共為500步,結果形成的軌跡為一螺旋線。圖7、圖8所示為第2種方案的三維模型和刀具軌跡。第3種方案中先設置底座與滑枕處的Motion1、底座與滑板處的Motion3、支撐臺與滑板處的Motion4,然后設定仿真時間為9,共為500步。該方案與前兩個方案的不同之處在于不是由刀具直接形成螺旋線,而是工件在工作臺上作圓周運動,刀具作直線運動,由這兩種運動形成螺旋線。圖9、圖10所示為第3種方案的三維模型和合成軌跡。
2結果分析
2.1第1種方案
該布局形式為龍門架移動式,其主軸可以在龍門架的橫向與垂直溜板上運動,而龍門架則沿床身作縱向運動。如圖6所示方案1中的刀具運行軌跡為螺旋線,該方案采用x,y軸的對稱布局形式,提高了機床的熱穩定性及加工精度。這種布局適用于加工較重的工件,可以減小銑床的結構尺寸和質量。該龍門銑床的優點是:
1)占地面積小。工作臺移動式龍門銑床,整機長度必須兩倍于縱向行程長度,而第1種方案設計的龍門銑床的整機長度只需縱向行程加上龍門架側面寬度即可;
2)動態響應好。該移動式龍門銑床采用的是固定工作臺,一般與床身整體鑄出,龍門框架縱向運動的驅動力矩等值不變,不會因工件的承載重量的改變而變化,從而保證了加工精度和機床的響應性能。
2.2第2種方案
該機床為立式數控銑床,采用工作臺轉動,且主軸沿垂直溜板上、下運動。由滑枕和滑板實現x,y兩個坐標的移動,主軸沿立柱上下實現z坐標移動。如圖8所示的方案2中的刀具運行軌跡,主要優點在于z軸導軌的承重是固定不變的,有利于提高z軸的定位精度和精度的穩定性;但是由于本銑床的z軸承載較重,不利于提高z軸的快速性。
2.3第3種方案
該機床為立式數控銑床,工作臺沿z坐標上、下移動,主軸頭為轉動式。圖10所示為方案3的合成軌跡,該方案由工作臺和滑枕實現了x,y坐標的移動。其主要優點是適用于加工質量較小的工件,缺點是機床的結構不太穩定,導致加工精度受到影響。
綜上所述,根據表2給出的技術要求可知,龍門式五軸數控銑床工作行程要求較大,承重要求較高,因此第3種方案不符合設計要求。從機床布局的結構來看,龍門式的布局更為合理,而第2種方案設計的立式五軸數控銑床的熱穩定性及剛性都不如第1種方案設計的龍門式五軸數控銑床。
結論
1)將可視優化設計與概念設計相結合,提出了數控機床概念設計流程,并應用于某五軸數控銑床的方案設計。
1關于數控機床控制方式的分析
工作的開展都離不開對數控機床的控制原理的應用，數控機床是一種高度自由化的機床，相對于普通的機床其加工表面形式及方法是協調的。最根本的不同就是在自動化控制原理及方法的應用上。數控機床需要進行數字化信息的控制應用，這涉及到與加工零件相關的信息。也就是工件及刀具的相對運動軌跡的尺寸參數的應用。這些工作的開展，都離不開切削加工工藝參數的應用，其主要涉及到主運動及進給運動速度的協調，通過各種輔的操作，保證各種加工信息的協調，實現了規定文字、數字、符合等代碼的應用，按照一定的格式需要進行程序的編寫，這就需要進行加工程序的應用，進行控制介質的輸入，保證數控裝置的良好應用。這些工作的開展，都要進行數控裝置的分析及處理，進行相關加工程序信號及指令，從而實現數控機床的加工。這就需要遵循相關的數控機床控制原理，進行數控機床的系統的協調，保證其功能的實現。
2數控機床組成及其優化設計方案
為了提升工程的效益，進行數控機床體系的健全是必要的，這需要針對數控機床應用過程中的各種問題進行分析，比如進行數控機床構成、程序編制等的分析，進行程序載體等的分析，保證數控機床自動加工零件的良好應用。這離不開良好的加工零件的工藝分析，保證零件坐標的基礎坐標體系的相對位置優化。通過對機床及其零件的安裝位置的協調，更有利于提升刀具及零件的效益，保證其滿足尺寸參數的應用需要。這就需要實現機床安裝位置及零件的協調，保證刀具及零件的良好協調性，滿足尺寸參數的應用需要，這離不開零件加工工藝體系的健全，實現其加工順序的協調性，實現切削加工工藝參數的健全，保證輔助裝置的良好工作。在數控機床的應用過程中，為提升工作效益，進行數控代碼體系的健全是必要的，這涉及到電脈沖信號模式的應用，將其進行數控裝置的有效應用，做好數控裝置及強電控制裝置的協調工作，這是數控機床良好工作的核心，從而進行輸出位置的脈沖信號的回饋。當然，這也需要進行數控裝置系統軟件的應用，做好邏輯電路的編譯工作。進行相關機床部分的控制，需要做好規定運算及其相關的邏輯處理，進行有關信號及其動作的協調。這離不開驅動系統及位置檢測裝置環節的應用，保證伺服驅動系統體系的健全，實現驅動裝置的良好設置，從而滿足數控機床的進給系統分析。在這個環節中，機床的機械部分也扮演著重要的地位，數控機床的應用部分是非常多的，比如主運動部件、進給運動執行部件，比較常見的應用方式是工作臺、拖板及傳動部件，這些都是實現支撐性工作的關鍵，為了提升工作效益，進行相關工作步驟的冷卻是必要的，需要保證輔助裝置的協調。在數控系統的優化方案中，做好硬件部分的控制是必要的。數控銑床系統需要進行銑床專用數控器的應用，滿足半閉環數數控系統的工作要求，在基本結構優化過程中，進行機床本體、銑床專用數據器等的協調是必要的。在其系統硬件的應用過程中，需要做好銑床專用數控器的應用，做好信號板的控制工作，進行交流伺服驅動器如交流伺服電機的應用，從而實現無刷直流電機及無刷直流電機驅動器的應用，以滿足實際工作的要求，其中也涉及到很多的工作步驟要求。
在數控系統操作過程中，做好軟件設計的工作是必要的，從而落實好銑床專用數控器的應用方案，保證數控銑床的系統效益的提升，這里我們也要進行銑床專用數控器參數的設置，針對其應用程序，做好編輯輸入工作，滿足程序設計的諸多要求，按照其具體指令完成規定工作。在參數設置過程中，需要應用到相關的參數設置方法，保證參數修改模式的更新應用，做好參數修改效益的應用工作。需要進行分辨率情況的分析，認真的做好分析，更有利于進行機械軸向轉動裝置的應用，實現伺服電機回授脈波數的正常應用。這離不開工作臺的良好設計，保證不同工廠的設置優化，保證伺服馬達的良好安裝，從而滿足工作臺的工作需要，實現參數的良好設定，進行工作臺方向的修正。進行數控銑床的實際情況的不同軸電機旋轉方向的控制，滿足當下馬達旋轉方向的設定要求。在這個階段中，需要實現不同軸的最高進給速度的控制，針對數控銑床的應用趨勢，保證不同軸的行距的控制，進行過高速度的控制，從而有效應對其沖擊情況，保證電機工作的良好開展。這些工作的協調，離不開各軸的最高進給速度的控制，滿足不同軸向的進給速度控制需要。在這些工作的優化過程中，進行程序的選擇是必要的，這里可以進行H4C-M銑床專用數控器的應用，在這些程序工作過程中，可以進行相關程序編輯及執行工作。在其程序選擇過程中，可以進行編輯及程序選擇，進入程序選擇模式，通過對輸入鍵及選取鍵的選擇，以滿足當下工作的開展。在實際操作中，進行程序的畫面選擇也是必要的，從而滿足舊程序的應用需要，在舊程序的修改及應用中，需要針對不同情況，進行工作方式的協調，進行指令的增加或者修改，保證程序語句區的良好操作，保證其所增加指令的單節的移動。在數據輸入區進行相關指令字數的添加或修改。在程序語句區，需要將光標移動到所刪除指令中，在數據輸入區，需要進行相關指令所需字母的輸入。在程序語句區，可以進行單節的插入，將其光標進行所需單節程序的插入。在數據輸入區，可以進行插入單節的第一個指令的字母或者是數字，再進行輸入鍵的按下。從而保證單節的刪除。在程序語句區，需要將光標移動到需要刪除的單節處，再進行刪除鍵的按下。在數控系統的應用過程中，進行機械部分的分析是必要的，從而進行機床本身誤差及其所需要加工零件精度的分析，更好地落實好機床的誤差補償控制。在數控銑床的工作應用中，進行數控技術、電子技術等的協調是必要的，這需要滿足機床設計的諸多理論，保證數控機床的加工工作，從而滿足機械設計制造的工作要求。為了實際工作的要求，需要協調好機械設計及自動化應用方向。
3結束語
在實際應用中，進行聯軸器的數控銑床系統的聯接控制是必要的，需要實現電機及其滾珠絲杠的有效聯系，再進行聯軸器的選擇，保證其相連性。
作者:潘玉芬單位:國家知識產權局專利局專利審查協作廣東中心
關鍵詞：機床床身；變形；ANSYS
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.034
0 緒論
機床床身的變形嚴重影響機床加工精度，為此國內外學者針對床身引起的機床精度損失開展了相應的研究工作。李艷[1]以牛頭式電火花加工機床為研究對象進行了仿真分析，Z軸施加配重，而且有利于減小機床的變形；李初曄[2]利用有限元對數控龍門銑床的承載變形進行了分析；呂亞楠[3]針對并聯機床的靜剛度進行了仿真分析；朱祥[4]利用有限元軟件建立了大型落地式鏜銑床TKS6916整機模型。田楊等[5]應用有限元-邊界元耦合的方法建立了重型數控機床-基礎系統的承載變形模型，并將光纖技術引入到承載變形檢測中。
由于機床床身的復雜性，單純的進行仿真分析必然浪費大量的計算資源，本文將床身考慮成超靜定梁，建立了理論模型，通過仿真分析驗證了理論模型的正確性，從而可應用該模型進行床身變形分析，為機床設計提供了簡單、可行的計算方法。
1 理論模型
機床床身與混凝土基礎通過地腳螺栓固接，因此可視機床床身為如圖1所示的超靜定梁，本文通過分段獨立的積分法求得梁結構的撓度方程。
由材料力學知識可知梁的撓曲線近似微分方程有：
對于段：通過一次積分得到轉角方程：
通過再一次積分得到撓曲線方程：
段：通過一次積分得到轉角方程：
通過再一次積分得到撓曲線方程：
利用如下位移邊界條件、力邊界條件和連續條件解得積分常數、（）
，…，，
2 床身變形仿真分析
通過CAD軟件與CAE軟件的無縫對接，本文應用大型CAD軟件UG建立機床三維模型，導入ANSYS中進行床身變形仿真計算，在施加約束過程中，論文選擇直接對底部滑座施加載荷，免去機床橫梁與立柱的有限元計算，通過多次嘗試選擇網格大小為0.2m的網格劃分網格，將機床自重的一半施加到滑座上，從而完成床身的有限元分析，得到的有限元仿真云圖如圖2所示。
3 結論
論文將機床床身簡化成超靜定梁，應用工程力學知識推導了梁結構的變形方程，通過CAD與CAE軟件無縫接口技術，對床身部分進行了有限元的仿真分析。通過仿真分析，驗證了床身變形理論模型的正確性，為機床的設計提供了一種直觀的計算方法，解決了依靠分析軟件進行的復雜仿真問題。
參考文獻：
[1]李艷，楊大勇，劉建勇.基于有限元分析的電火花加工機床變形研究[J].航天制造技術，2012（06）：38-41.
[2]李初曄，王海濤，馮，馬巖.高速數控龍門銑床有限元分析高速數控龍門銑床有限元分析[J].制造技術與機床，2013（02）：75-79.
[3]窩情，王立平，關立文.一種冗余并聯機床靜剛度有限元分析與優化設計[J].機械設計與制造，2008（02）：1-3.
[4]朱祥，寸花英，李坤，劉意，閆偉.大型落地式鏜銑床TKS6916整機有限元分析[J].機床與液壓，2013（01）：124-127.
[5]田楊，蔡力鋼，劉志峰，王全鐵，寧越，張柯.重型龍門數控機床-基礎系統承載變形[J].北京工業大學學報，2016（01）：9-16.
數控機床在現代制造業中扮演著一個重要的角色。本論文介紹了THY5940型立式加工中心設計思想和設計過程。主要敘述了數控進給系統的傳動設計及主要傳動件滾珠絲杠及其支承的設計計算。并對進給系統進行了校驗，取得了預期的效果。
該機床適用于摩托車、汽車、輕工機械等行業提高生產率。不僅對刀具的位置或軌跡進行控制，而且還具有自動換刀和補償功能，具有很高的強度，剛度和抗震性。以前采用的專用機床加工零件，雖然效率較高，但制約被加工零件的改進。而加工中心具有柔性，從而能適應產品在最短時間內達到商品化。本加工中心的設計擬采用主機，數控系統(包括伺服和驅動系統)及相關配套件三部分組成。在對以前研究成果分析總結的基礎上，按照技術要求指標，對初步擬訂的方案進行細化，論證，完善和總結。
加工中心的進給系統承擔加工中心各直線坐標軸的定位和切削進給，進給系統的好壞將直接影響整機的運行狀態和精度指標。設計過程中應使進給穩定性和快速響應的特性。同時，要求有合理的控制系統，而且要求對驅動元件和機械傳動裝置的參數進行合理的選擇，使整個進給系統工作時的動態特性相匹配。
THY5940型立式加工中心機床解決了單件，小批量，特別是復雜型面的零件的加工自動化問題。對于提高企業的生產率，提高工件的加工精度以及提高機床的使用壽命都具有十分重要的意義。
經過研究，本論文基本取得了預期效果，完成了進給系統的設計計算。同時，對數控機床的進給系統設計方法的研究也取得一定的效果。
關鍵詞：數控技術；數控機床；進給系統；滾珠絲杠
Abstract
Numericalcontrolmachinetoolsplayanimportantroleinnowadaysmanufacturing.ThisarticleintegratethedesignmethodanddesignprocessoftheenteringsystemofNCmachiningcenteroftypeofTHY5940.Itspecifiesthedrivingdesignandimportantdrivingaccessory–ballbearingandit，sbearingoftheenteringsystemofNCmachiningcenter.Inthesameway,checkouttheenteringsystem.Wehaveachievedthemethodofintelligentdesign.
Thismachineappliestocar/motorcycleandlightindustryofengineinordertoimprovetheirproductionratio.Itisnotonlycontrolthepositionandtrackofthefalchion,butalsohasthefunctionofchangethefalchionautomaticallyandcompensates;havehighintension/Steeltonandnon-shake.Intheolddays,peopleoftenusespecialmachinetoproductaccessories.Althoughhaveahighproductionratio,hobbletheimprovingofproducingaccessories.ButNCmachiningcenterisflexible,soitcanadoptthechangedproductionandorganizeproductionandshortenregulateperiodofproductionpossibly.TheNCmachinecenterdesignadoptmain–frame\NCmachiningcentersystemandcorrelativeaccessories,onthebaseoftheformerstudyprogeny.
TheenteringsystemofNCmachiningbearsNCmachiningalllinecoordinateordinationandcuttingentering.Theadvantageanddisadvantageofenteringsystemwillinfluencethedrivingstationofthewholemachineandprecisionguideline.Intheprocessofdesign,weshouldmakesurethattheinterringsystemmeetsthestabilityandresponsequickly.Contemporary,requirereasonablecontrolsystem.Furthermore,havealogicalchoosefortheparameterofdrivingsettings.Sothewholeenteringsystemcanmatchthemachinewhenitisworking.
TheenteringsystemofNCmachiningcenteroftypeofTHY5940settletheproblemsoftheproductautomaticallyofoneaccessorysmallproductionandcomplexaccessories.Thismachinehasanimportantroleinimprovingtheproductionofenterprisetoimprovetheproductprecisionandadvancethelongevityofmachine.
Afterthisstudy,wehaverealizedtheanticipatepurpose.Wehavecompletedtheantitypeoftheintelligentdesignsystem,andwehaveachievedthemethodofintelligentdesign.
Keywords：Numericalcontroltechnology；Numericalcontrolmachinetool；Feedsystem；Ballbearingguidescrew
THY5940型立式加工中心是為汽車/摩托車/輕工機械等行業提高生產效率而開發的新產品。該機床總體布局為工作臺固定，立柱移動式。主運動采用數字交流伺服電機拖動，可無機調速。該加工中心除針對汽車零件的加工外，還可以對其它種類的零件進行銑、鏜、鉆、擴、攻絲、平面及任何曲面的加工，它是輕工機械領域較為理想的設備，特別適合于汽車、摩托車行業以及輕工機械行業大批量生產的需要。該產品既可單機使用，也可以通過小的改動與柔性生產線聯機使用。因此，產品使用范圍廣。
根據加工特點及提高生產率的要求，采用加工和裝夾同時進行。使工作臺的一側為加工區，另一側為卸載區。加工時工作臺固定，加工完工作后，只做旋轉運動，代替交換工作臺的功能。機床的三個移動坐標(X、Y、Z)均由主軸實現。主軸箱側掛于立柱上，并實現Z向進給。立柱在滑座上移動實現Y向進給。滑座在床身上移動實現X向進給。在工作臺兩側設有螺旋排屑槽，將切屑排至機床的后面，在通過鏈式排屑器(與冷卻水箱一體)傳至切屑集中處。整機設有防護間，電器柜在防護間一側便于操作，液壓站安置在電器柜后面，從整體上設計較為合理。
目前我國數控機床的數量和品種，尚不能完全滿足國內市場需求，自2000年以來，我國數控機床年產量以平均37%的速度增長，2003年國產數控金屬切削機床年產量達到36000多臺。但由于進口機床的大量涌入，國產金切數控機床在國內市場的占有率明顯下降。2003年我國國內機床總消費為67.3億美元，其中進口機床41.3億美元，已連續三年成為世界最大的機床進口國。進口依存率113%，國內市場自我滿足率僅為44%，遠遠低于日本的86%，意大利的67%和德國的59%，可以說已威脅到我國機械制造基礎產業的安全。同時僅2003年1年，就有德國吉特邁集團，日本牧野銑床，日本豐田工，意大利利雅路集團及韓國大宇機床等在我國開辦獨資企業。在開拓國際市場的同時，中國機床企業在國內卻面臨著越來越嚴峻的競爭形式。2004年我國機床進口突破了55億美元大關。[1]
分析表明，中國機床市場目前仍分為中低端和高端兩個領域。眾多中國企業，通常是國有企業占據低端市場，“低端混戰“愈演愈烈，但高端市場則主要由外國制造商，特別是被歐洲，日本的制造商壟斷。我國汽車，航空和航天，發電，船舶，特別是軍工等行業急需的高技術數控機床75%甚至100%依賴進口。部分高檔數控機床仍然被作為戰略物資在國際市場上受到禁運限制。
但如今這一切正發生改變，新產品開發有了很大突破，技術含量高的產品山主導地位。沈陽機床集團機床股份有限公司中捷友誼)為上海磁懸浮快速列車線生產的s臺數控銼銑床組成的軌道梁生產線就是一個例子。數控機床發展的關鍵配套產品通過政府的支持有了突破和快速發展，如北京航天機床數控系統集團公司建立了具有自主知識產權的新一代開放式數控系統平臺;煙臺第_機床附件)開發為數控機床配套的多種動力卡盤和過濾排屑裝置。我國機床市場正形成以數控機床為主流的消費，但我國在數控機床網絡化方面與國外仍然有很大差別。
本機床為THY5940型立式銑鏜加工中心，產品規格為400*630*2。
技術參數
項目單位規格
型號THY5940
工作臺尺寸mm400x630x2
承重kg500
立柱橫向行程Xmm600
立柱縱向行程Ymm400
主軸箱垂直行程Zmm600
工作臺回轉C0°\180°
主軸錐孔ISO7:24No.40
主軸轉速r/min45-6000
主軸最大扭矩N.m
180
主電機功率kw7
主軸中心到立柱導軌面距離mm530
主軸端面到工作臺面最小距離mm210
切削進給X、Y、ZMm/min1-10000
快速移動X/Y/Zm/min24/24/15
刀庫容量把16
定位精度X、Y、Zmm±0.005
重復定位精度X、Y、Zmm±0.003
機床重量kg10000
機床外形尺寸(長x寬x高)mm2760x2850x2725
目錄
摘要I
ABSTRACTII
第1章引言1
第2章THY5940簡介4
2.1機床的設計參數4
2.2機床坐標與進給傳動機構5
第3章進給系統的設計計算6
3.1數控機床進給傳動系統機械結構6
3.1.1進給傳動系統的機械結構6
3.1.2設計傳動系統時應注意的問題7
3.1.3傳動過程中的關鍵元件8
3.2滾珠絲杠的選擇9
3.3絲杠拖動電機的確定9
3.3.1絲杠的轉動慣量J9
3.3.2電機的選擇10
3.4剛度計算11
第4章滾珠絲杠副的校驗與進給系統誤差分析13
4.1機床定位精度與絲杠精度13
4.2滾珠絲杠的疲勞強度13
4.3死區誤差的分析14
4.4由傳動剛度的變化引起的定位誤差14
第5章機床的總體設計思路16
5.1主軸箱平衡和主軸箱拖動16
5.2滑座及立柱拖動16
5.3床身及滑座拖動16
5.4機床的防護系統17
結論18
德國對從事職業教育的專職教師要求非常高，必須獲得碩士學位，且有在企業至少五年的專業實踐經歷，取得相關領域的職業資格證書，體現出德國職業教育教師培訓的高等教育化和實踐專業高技能。
我國的職業教師越來越多地具備了高學歷，加之教育部從2000年開始每年招收1000名在職職校教師進行碩士培訓，提升職業教育的教師碩士比例。在國家政策的有利扶持下，職業教育得到前所未有的發展機遇，在職業教學層面上更需要一支高素質、高專業水平的師資隊伍，體現為教師和技師的高度融合。
2 對教師和技師的理解
教師 教師是教育的產物，承擔著大量的教學任務。教師既是一種社會角色，又是這一角色的承擔者。廣義的教師是泛指傳授知識、經驗的人，狹義的教師是指受過專門教育和訓練，并在學校中擔任教育、教學工作的人。教育改革發展過程的新要求，首先在教師身上體現出來。由此，高職教師從事教學工作必須獲得高校教師資格證書，還具備以下高水平的要求。
1）著名教育家葉圣陶曾說過：“教育工作者的全部工作就是為人師表。”為人師表是教師的工作，高職教師必須具有“三高”的整體素質，即思想水平高、教學水平高和學術水平高，在節奏快、壓力大的生活和工作中，更要有健康的人格。還要達到“三強”能力，即教育能力強、實踐能力強和科研能力強。
2）《師說》中說：“古之學者必有師，師者，所以傳道、授業、解惑也。”教師之本是教學，高職教師必須熟悉所從事的職業崗位對人才知識結構和技能結構的要求，能按照可持續發展的職業能力開發新的課程內容，培養實用的高技能人才。
3）高職教師必須深入企業實踐鍛煉，提升自身實踐能力。高職教育是培養高職學生具有較強的實踐技能，為此，教師先要具備動手能力和解決有關技術問題的能力，現場具有示范作用。
4）高專業提供論文寫作和寫作論文的服務，歡迎光臨dylw.net職教師必須具有團隊協作精神。高職教學經過高效整合后，課程具備較強的綜合性，這就要求教師善于與他人合作，保持平和的心態，借鑒和使用他人的知識和專長，相輔相成、積極協作，發揮自身更富創造性的作用。
技師 技師是指技能工程師，是具備相關技術，掌握或精通某一類技巧、技能的人員。在企業中技師具有豐富的業務知識和熟練的操作技能。
以“數控機床裝調維修工”國家職業標準為例，其中“培訓教師”說明：培訓中級、高級數控機床裝調維修工的教師應具有本職業技師及以上職業資格證書或本專業（相關專業）中級及以上專業技術職務任職資格；培訓技師的教師應具有本職業高級技師職業資格證書或本專業（相關專業）高級專業技術職務任職資格；培訓高級技師的教師應具有本職業高級技師職業資格證書兩年以上或本專業（相關專業）高級技術職務任職資格。
其中“申報條件——技師（具備以下條件之一者）”：
1）取得本職業高級職業資格證書后，連續從事本職業工作五年以上，經本職業技師正規培訓達規定標準學時數，并取得結業證書；
2）取得本職業高級職業資格證書后，連續從事本職業工作八年以上；
3）取得本職業高級職業資格證書的高級技工學校本職業（專業）畢業生，連續從事本職業工作兩年以上。
考取“數控機床裝調維修工”技師資格證書的基本要求包括：職業道德規范、電氣基礎知識和機械制圖、金屬材料、液壓傳動、鉗工操作、機床編程等相關基礎知識；會數控機床機械裝調和維修，或掌握數控機床電氣裝調和維修。
對教師和技師的理解 高職教育的主要任務是培養技術應用性人才和高技能型人才，要求培養的人才必須達到層次的高級性、知識能力的職業性。為適應高職教育的發展需求，對師資隊伍的要求必須是“雙師型”——教師和技師。我國大多數高職院校的教師是從事理論教學，技師是從事實訓教學。
目前，對“雙師型”教師和技師的認識有不同觀點：一是持有“雙證型”，持有高校教師資格證和某一職業技能證的教師就是“雙師型”教師；二是“雙能或者雙素質”說，認為既具有作為高校教師的職業素質和能力，又具有某一行業的技師職業素質和能力的專業教師；三是“疊加”說，比“雙證”“雙能或者雙素質”對“雙師型”教師概念的界定更全面，它強調的是“雙證”和“雙能”累加。不同的行業對“證”和“能”的要求差異較大。
承擔培養學生具有較強的實踐動手能力和解決實際應用問題能力的工作任務，需要一支由教師和技師組成的結構合理的隊伍來實現，而非人人既是教師又是技師的隊伍。“雙師型”教師是職業教育理論知識教學和職業技能實訓指導的教師群體，是職業教育師資隊伍的特色表述。
3 職業教學融合
在職業課程教學的各種不同學段、不同課程、不同實訓場所，培養學生學習相關技術及其應用能力，需要講專業提供論文寫作和寫作論文的服務，歡迎光臨dylw.net授理論教師和指導實訓技師的有效融合。
教學與工作過程融合 教師制定的教學目標是培養學生今后從事實際工作的職業技能。以“數控機床機械裝配”課程為例，該課程學習內容是遵循生產實踐中數控機床機械裝配的工作任務，融合于教學，由技師指導學生解決工作過程中的問題，從而學到知識和能力。
課程知識內容與裝配技能融合 教師設計、講解“數控機床機械裝配”課程的知識內容，包括“學習項目1：認識數控機床機械結構和裝配工量具，操作數控機床”“學習項目2：數控機床主傳動系統的裝配”“學習項目3：數控機床進給傳動系統的裝配”“學習項目4：液壓與氣動系統操作與調試”“學習項目5：數控機床自動換刀機構的認識與操作”“學習項目6：數控機床調平和精度檢驗”“學習項目7：數控機床性能及功能檢測與驗收”。
技師指導學生裝配操作，完成數控機床機械裝配之前，要教會學生使 用裝配工具；裝配時，要教會學生清洗零部件、正確使用裝配工具、按裝配工藝規范能裝配數控機床功能部件；裝配后要教會學生使用量具，檢測數控機床的精度和性能。由此可見裝配知識與技能實現了融合。
理論學習與實踐融合 “數控機床機械裝配”課程采用理論與實踐一體化的教學模式，教學中教師精講理論，技師訓練學生多動手操作。實踐是實現由知識到能力轉化的重要途徑，以“做中學”為主，訓練學生運用知識的能力，體現了實踐與理論學習的融合。
課程教學內容與職業資格標準融合 高職院校依托行業協會制定崗位職業標準，為培養企業需要的高技能人才，與企業合作修訂了各個專業人才培養方案，將職業資格標準與課程教學內容融合。教師結合職業資格標準完成教學內容，技師指導學生取得職業資格證書。
教室與實訓場地融合 在“數控機床裝配與機電聯調車間”一體化課程教學場地，教師現場講解數控機床機械裝配的理論知識，技師訓練學生數控機床機械裝配技能，將理論教學的教室和實訓場地合一，建設一個真實的工作環境，實現理論教學場所與技能訓練場地融合，為學生提供體驗實際工作過程的學習條件。
教學理念與教學行為融合 教學理念就是人們對教學和學習活動內在規律認識的集中體現，同時也是人們對教學活動的看法和持有的基本態度和觀念，是人們從事教學活動的信念。“數控機床機械裝配”課程確立了知識與技能目標，強調學習過程與方法，更要注重情感態度與價值觀，這是課程改革的基本理念。教學行為專業提供論文寫作和寫作論文的服務，歡迎光臨dylw.net是與教師、學生相關的一切教學活動，是教師的教學實踐。教師在教學中運用任務驅動法培養學生的思維能力、合作交往能力，使學生樂于學習、勇于探究、學會合作，從而促進學生的學習和發展。將先進的教學理念轉化為有效的教學行為，并以有效的教學行為促進先進教學理念發展，教師和技師都要促進教學理念與教學行為的融合。
4 結束語
集教師和技師于一身的“雙師”在職業教育別是專業發展中屬緊缺人才。教師和技師從原始上根本不同，教師教書育人，技師生產產品，但是現在兩者在職業課程教學中開始融合，都具有教書育人、生產產品兼顧的職責，不可或缺。所以不要求教師和技師風格、水平整齊劃一，而是允許“雙師”在專業發展方向和水平上存在差異，在統籌兼顧專業理論與實踐教學的基礎上，鼓勵和支持“雙師”形成自己的專業發展優勢和個性風格，允許教師和技師從單一型、疊加型發展到融合型，成為真正專業化的“雙師型”職教教師，從而形成群體理想的“雙師型”教師隊伍。理想的職教教師在專業理論知識和專業實踐能力方面應融合為“一師”，而不是目前所說的“雙師”。
參考文獻
[1]呂憲軍，王延玲.試析教學理念與教學行為的割裂與融合[J].教育科學，2012（1）：36-40.
[2]婁銳，紀紅.行動導向高職理論教學與實踐教學的有機融合[J].職業技術教育，2009（5）：34-35.
[3]張志安.融合報道的教學實踐及其反思[J].當代傳播，2011（6）：84-86.
[4]徐恬，蔡勇.“雙師型”教師鍛造高技能人才[N].深圳商報，2009-05-07（4）.
[5]李成建.“雙師”素質與“雙師”結構之研究[J].商丘職業技術學院學報，2008（3）：110-113.
[6]賀文瑾.“雙師型”職教教師的概念解讀（下）[J].江蘇技術師范學院學報：職教通訊，2008（8）：49-51.
關鍵詞：高職；機械類專業；畢業設計；創新實踐；教學研究
中圖分類號：G712文獻標識碼：A文章編號：1672-5727（2012）06-0019-02
畢業設計是帶有研究性質的專題研究、分析、設計、報告，是完成教學任務、培養合格人才的一個重要實踐性教學環節。通過畢業設計，可以培養學生的開發和設計能力，提高綜合運用所學知識和技能能力及分析、解決實際問題的能力，檢驗學生的學習效果，具有重要意義。畢業設計旨在使學生對所學的基礎理論和專業知識進行一次全面、系統的回顧與總結，通過對具體題目的分析，使理論與實踐相結合，鞏固和發展所學理論知識，掌握正確的思維方法和基本技能，提高獨立思考能力，培養團結協作精神，形成利用所學知識分析、解決實際問題的能力，促使學生養成嚴謹的科學態度和工作作風。我院2008級機械制造與自動化專業學生的畢業設計內容主要是圍繞機電產品零部件的制造生產工藝及夾具設計、加工某零件對夾具（刀具、量具、工具）的設計開發或改進設計，給出設計課題，讓學生根據具體零件對夾具（刀具、量具、工具）的設計開發或改進設計進行分析探討，既有實際意義，又能指導學生未來的工作。根據我院2008級機械制造與自動化專業學生的實際知識、能力現狀，筆者大膽地對畢業設計教學活動進行了創新，并取得了一定的成效。
畢業設計選題的創新筆者作為指導教師，給學生的畢業設計課題主要包括具體零件加工用夾具、刀具、量具、工具的設計或改進設計。畢業設計課題的內容很實，每個學生獨立完成一個課題，學生感到既熟悉又新鮮更實用。旨在使學生歷練畢業設計的整個過程，掌握進行機械設計的方法，也就是說對所學的基礎理論和專業知識進行一次全面、系統的回顧和總結，通過對具體題目的分析，使理論與實踐相結合，鞏固和發展所學理論知識，掌握正確的思維方法和基本技能。本階段的主要任務是對所選課題進行全面了解，發現需要解決的問題，或根據個人的情況，結合具體課題的應用需要，草擬出畢業設計題目：（1）零部件的制造生產工藝及夾具設計；（2）專用量具的設計開發或改進設計；（3）新型刀具的設計開發或改進設計；（4）專用工具的設計開發或改進設計；（5）實訓中心工具箱改進設計。要分別對每個課題列表進行詳細說明，對學生應具備的能力提出具體要求，如需要有較強的繪圖能力等。然后供學生選擇，類似于畢業設計指導教師與學生的雙向選擇。在畢業設計選題階段，指導教師給出的課題要描述清楚，做到既要實用，又要學生熟悉，真正使選擇該課題的學生從畢業設計一開始就有興趣，愿意克服困難，積極主動想辦法完成。
畢業設計資料收集、分析計劃階段的創新根據課題所涉及的內容和論點，學生要有針對性地進行學習，查詢相關資料和文獻，對資料進行收集歸類。要求每個學生準備一個資料袋，在搜集到的每一份資料上注明出處，便于以后的參考文獻標注。查找資料可以通過學院的教學資源庫，如萬方數據、中國知網、維普以及圖書館的專業書和工具書等，通過復印標注、整理、編號、歸類。對收集到的資料要進行研讀，篩選出符合自己需要的優秀實用的資料，從中找出并標注出較好的設計理念，啟發課題設計內容構思，確定課題設計概要目標，并與指導教師交流。該階段在醞釀時間上不能過于強求。如某學生選做實訓中心加工工具箱改進設計，一周后拿不出自己的設計思想，很著急且無從下手。我問他：你覺得實訓中心加工工具箱有哪些不足？他列出：工具箱笨重搬動不便、門打開容易掛傷、圖紙擺放不便于閱讀、分層不合理、工具箱的外形不合理、茶杯沒有擺放位置等。我指出可針對以上不足對工具箱進行可行性改進設計。最后該學生的畢業設計發表在《煤礦機械》雜志上，并獲得國家實用新型專利授權。又如某學生選做車床卡盤扳手的改進設計，由于資料收集少，難以完成。我問他：你覺得車床卡盤扳手有哪些不足？他列出：不安全、麻煩（刀架、卡盤兩個扳手）等。我要求他針對以上問題設計出一種多功能車床安全卡盤扳手，其設計成果發表于2012年1月的《機床與液壓》雜志上，并獲得了國家實用專利授權。
畢業設計階段、修改階段的創新畢業設計階段要求先繪制零件圖、裝配圖的草圖，請同組的學生指出錯誤，指導教師再從視圖表達、尺寸標注、技術要求方面提出修改意見。每位學生的設計圖要修改3～4次，都要經過同組學生互審后再由指導教師審查。這樣，在相互交流中，學生在繪圖過程中一些常見的錯誤在畢業設計過程中慢慢得到了糾正。繪圖順序一般是先用手工草圖繪制進行交流修改，再用CAD畫出完整的圖定稿，必要時再用PRO-E生成造型圖。教師在指導學生進行視圖表達時，應參照國家制圖標準，遵循用簡潔的圖示完整地表達自己設計意圖的原則。學生的視圖表達有時略顯稚嫩，指導教師要多鼓勵。畢業設計論文撰寫要制定總體設計計劃，編制論文組成結構，細分各分論點，草擬論文稿。指導教師要對課題題目、文摘、關鍵詞、目錄、圖、表、計算、參考文獻標注、英文翻譯等進行細致的規范和指導，并檢查論文格式、錯別字、病句、字體設置、段落設置等。總而言之，畢業設計的整個過程和論文書寫的質量直接影響到畢業設計的成敗，指導教師要嚴格把握審核畢業設計的課題，審查文本結構，指導畢業設計論文細節的處理。
畢業設計成果展示創新在學院畢業答辯委員會的領導下，機械工程系統一安排了答辯，并推薦優秀畢業設計參加系里的公開答辯，對答辯安排和分組以答辯公告的形式進行公告，以使學生的畢業設計成果得到充分展示，讓同專業學生能有相互學習交流、比較、優秀成果共享的平臺。筆者指導機械制造與自動化專業2008級即2011屆畢業的13名學生進行畢業設計，截至2011年4月底，我將其中6位學生的畢業設計通過改編向有關刊物投稿，已被全部錄用。分別為：《新型機械加工機床工具箱的設計》（《煤礦機械》2011年第五期）；《千分尺的改進設計與應用》（《煤礦機械》2011年第七期）；《機械加工機床工具箱的改進設計》（《煤礦機械》2011年第九期）；《多功能游標卡尺的改進設計》（《煤礦機械》2011年第十一期）；《安全卡盤扳手設計與應用》（《機床與液壓》2012年第一期）；《可轉位復合刀具的設計》（《機床與液壓》2012年第二期）。還有兩項設計獲得實用新型專利授權（即上述兩個學生設計的車床工具箱和多功能車床安全卡盤扳手）對學生的優秀畢業設計給予充分展示，一方面，是對優秀畢業設計學生的認可鼓勵，另一方面，可為下屆學生樹立榜樣。同時，將學生優秀的畢業設計改編成論文，發表在中文核心期刊上，或者使其獲得專利授權，得到社會認可，也可以對社會做出貢獻，學生在畢業后找工作時，也為自己增添了成功的砝碼。
總之，筆者帶領學生進行的畢業設計創新實踐教學嘗試取得了良好的效果：鞏固了學生所學的基礎理論和專業知識；提高了學生運用所學專業知識獨立思考的能力；培養了學生以正確的思維方法利用所學知識分析、解決實際問題的基本技能；增強了學生對機械行業國內外發展現狀的認識并拓展了專業知識和寫作能力；使學生掌握了文獻檢索、資料查詢的基本方法以及獲取新知識的能力；通過參與實際工作使學生進一步了解了社會，具備了一定的實際工作能力。
參考文獻：
[1]羅太景，丁雷.新型機械加工機床工具箱的設計[J].煤礦機械，2011，32（5）：114-116.
[2]羅太景，姜辰峰.千分尺的改進設計與應用[J].煤礦機械，2011，34（7）：177-178.
[3]羅太景，宋杰鈺.機械加工機床工具箱的改進設計[J].煤礦機械，2011，36（9）.
[4]羅太景，吳杰.多功能游標卡尺的改進設計[J].煤礦機械，2011，（11）.
[5]羅太景，裴武興.安全卡盤扳手設計與應用[J].機床與液壓，2012，（1）.
[6]羅太景，周國柱.可轉位復合刀具的設計[J].機床與液壓，2012，（2）.
關鍵詞：切削力，測量，單片機
前言
切削力的測量不僅可以研究切削機理、計算功率消耗、優化切削用量和刀具幾何參數、校核切削力和切削溫度理論計算的準確性，更重要的是，可以通過切削力的變化來監控切削過程，反映刀具磨損或破損、切削用量合理性、機床故障、顫振等切削狀態。
1 計算機向單片機傳輸命令和數據
通過對單片機的編程來控制USB接口芯片，接收和響應主機對設備發出的命令。在測力系統中，單片機的編程設計程序通常由三部分組成：
第一、初始化單片機和所有的外圍電路。
第二、主循環部分，其任務是可以中斷的。
第三、中斷服務程序，其任務是對時間敏感的，必須馬上執行。
當應用程序中的“數據采集”按鈕按下后，USB進入主循環函數，將從端點緩沖區中提取命令，并按照命令的要求，調用相應的函數，如采集數據，橋路調零，設置頻率等。關鍵的幾個函數如下：
(1) AfxBeginThread( WriteCommand, &mMainWrite)；//啟動一個線程，調用傳輸命令函數
(2) open_ file(threadParam->pipe-name)；//創建文件句柄
(3) open_dev()；//創建設備句柄
(4) DeviceIoControl(hDevice，IOCTL_ WRITE_REGISTERS,
(PVOID)&ioBlock,sizeof(IOBLOCK)，NULL,O,&nBytes,NULL);
//DeviceIoControl函數發送控制代碼到指定的設備驅動上，使得相應的設備完成數據輸出的功能。論文格式。
(5) WriteFile(hFile,threadParam->pcIoBuffer，threadParam->uiLength,&nBytes，NULL)；
//寫文件函數將數據傳送到單片機的緩沖區中。論文格式。
2 單片機向計算機傳輸數據其流程
單片機向計算機傳輸流程
經過模數轉換后的數據首先保存在單片機的數據緩沖區中，當單片機接收到主機發來的IN命令時，調用如下函數將數據傳送到計算機的內存中。論文格式。
1) AfxBeginThread( ReadData, &m一ainRead)；//啟動一個線程，調用讀取數據函數
2) open_ file(threadParm一>pipe name);； //創建文件句柄，準備讀取數據
3) open dev ()；//創建設備句柄
4) DeviceIoControl (hDevice，IOCTLesWRITE REGISTERS,
(PVOID)&ioBlock，sizeof(IO_BLOCK)，NULL,O,&nBytes,NULL)；
//DeviceIoControl函數發送控制代碼到指定的設備驅動上，使得相應的設備完成數據輸入的功能。
5) ReadFile(hFile，threadParam->pcIoBuffer， threadParam->uiLength,&nBytes, NULL)；
//讀文件函數將數據從單片機的緩沖區讀入到threadParam->pcIoBuffer內存中。
3結論
利用單片機實現切削力測量中USB數據傳輸功能，以達到對切削力的測量的監控。實現了生產過程中連續自動采樣、實時顯示、過載報警。
參考文獻：
[1]師漢民.金屬切削過程中的分叉與突變現象兼論切削過程的可控性問題[J].應用力學學報,1999,16(1):15～20.
[2]叢力,叢貴梁等.功率監控在機床中的應用[J].組合機床與自動化加工技術,10:29～31,1999.
[3]李熙亞，王衛平.車削切削力不確定性的模糊-灰色預測[J].工具技術，2002,36(8):26-29.
[4]陶永蘭，等.切削力數據采集和處理系統[J].試驗技術與試驗機，1997,37(2):49-50.
[5]X.Li,P.K. Venuvinod and M.K. Chen. Feed Cutting Force Estimationfrom the Current Measurement with Hybrid Learning[J]. Advanced ManufacturingTechnology,2000,(16):859-869
【關鍵詞】成型機；設計；機理；主要部件；加工
0.引言
隨著科技的不斷進步，人民生活水平日益提高，對商品的要求與需求也逐漸增大，現代商品的流通中，商品的包裝具有顯要的地位，包裝的質量好壞影響了消費者的購買熱情，此外，當代社會提倡綠色發展，成型機在生產回收階段要考慮產品的再利用問題，不僅便于零部件的拆卸和分離，而且其材料要具有較高的重復利用的可能，資源回收成為了重要的發展方向。綠色包裝生產線是成型機運用的重要領域，每年用于產品包裝的費用高達500億美元，成型機在其中發揮了極其重要的影響。研究 成型機的設計和主要部件的加工，對于提升相應的工作效率具有重要的意義，以下做簡要的論述。
1.成型機的工作原理
成型機的工作原理和注射器非常接近，借助柱塞或螺桿的推力將已經塑化好的熔融狀態的塑料注入到封閉的模腔內，經過定量加料、熔融塑化、施壓注射、充模冷卻、啟模取件等流程得到產品，成型機是在電腦與PLC的控制下進行工作的，無人化的工作非常高，采用全液壓驅動的工作模式，并且可以進行液壓調頻，使用各種物料和塊型的成型要求，具有良好的密實性，縮短加工周期。成型機的按照加工產品的種類主要有紙盒成型機、裝盒機、紙箱成型機、紙片裝箱機、卸箱機等，并且主要是自動化的工作模式，生產的效率高。采用立式儲存紙板方式，不需要停機，可以隨時補充，采用合理化的設計，包括吸箱、成型、封底等自動化處理，運轉的壽命長，精度高，耐用性好。
2.主要設備的選擇
零件加工的基礎是機床與工藝設備，也是加工質量和生產效率的重要保證，制定工藝環節之前需要對機床與工藝裝備進行詳細的分析，如加工性能，加工的精度，加工的種類等，必須符合零件加工的尺寸、精度和表面質量等要求，因而需要充分了解基礎的規格、性能與參數等信息。
2.1機床的選擇
當零件加工的加工和成型的方式擬定之后，加工零件所需要的機床的種類和規格就已經基本確定下來了，由于同一種機床的性能非常接近，而且分級比較細，因而在規格選擇的時候需要考慮其他的因素，如性能和參數接近的機床，運行的效率必須要盡量高、能耗少，并且安全性好，才能保證高效的零件加工要求。分析零件加工是需要大批量還是少量的加工，大量生產可以用用專用性高、精度好、效率高的機床，論文中的機床為CA6140型車床。
2.2工藝裝備的選擇
在成型機中的導向軸的生產采用大批量生產的形式，導向軸可以在機床配備的工藝裝備上進行裝夾與加工，如中心架、三角卡盤、雞心夾頭等，能夠有效的確保導向軸加工的精度和穩定性，在論文中所討論的部分不需要專門設計裝夾工具。
2.3檢具的選擇
在零件的特征或某些精度的檢驗方面，盡量采用已有的專業檢具，這樣不僅可以提高檢驗的效率，而且能夠節省時間和檢具制造的費用，提升加工的整體經濟效益。論文中所用的量規為光滑極限量規，判斷的參考是極限尺寸；孔檢驗采用塞規；螺紋尺寸和規格的檢驗采用螺紋規，由于螺紋規的制造相對費時、費工，因而在設計時盡量采用標準的螺紋，減少工作時間。外螺紋的檢驗采用環規，環規主要有通止規；量規有驗收量規、工作量規和校對量規。驗收量規一般是驗收人員使用的檢具，在選擇上應該采用接近最小實體尺寸的止規和接近磨損量最大的通規，這樣可以使更多的零件符合標準要求。在使用工作量規時，是在工作中用于檢驗的檢具，此時盡量采用未磨損或使用不久的工作量規，可以提升加工生產的精度。
3.成型機的設計及主要零部件的加工
3.1成型機的設計
成型機的工作是完成對包裝殼的基本模型的成型，其在整條生產線中布置于碎漿之后，碎漿和水經過進水口進入到成型機的主腔之中。凸模板上又一層金屬網，網厚大約為0.3cm左右，凸模上布置許多小的通孔，碎漿和水經過凸模小通孔附著在金屬網上面。當碎漿進入其中之后，水流入水箱，在氣缸、氣缸活塞桿、傳動件的作用下帶動上下模板之間的齒合運動。當上下模之間的齒合并不完全時，可以通過調節螺栓和螺母達到齒合的精度要求。當上下模板之間的齒合到位之后，經下模板的氣孔進氣，而上模板的排氣孔排出空氣，這樣形成壓強，使基本模型吸附在上模，氣缸、氣缸活塞桿和傳動件再向下運動，推動下模與下模板的運動，直到達到復位狀態。此時，上模板額度氣孔開始進氣，模型受到氣壓排擠的作用，會從模型上脫落下來，成型的基本形狀得到，產品進入下一階段烘干。上述過程大致為成型機的工作流程，其設計與零件的加工需要在工作的基礎上進行分析，才能取得較好的效果。
3.2主要零部件的加工
（1）箱體：箱體零件時整個設備的承載基礎，其將設備的氣缸、中軸和軸套等集合在一起，形成一個整體，并且箱體的加工尺寸關系到各個零件的分布于布置，按照一定的傳動關系分配，論文擬用材質為Q235的槽鋼。槽鋼分為輕型槽鋼和普通槽鋼，熱軋普通鋼的型號為5-40#，經過確認所需的槽鋼型號為6.5-30#。槽鋼采用凹槽型的長條鋼材，腰高120mm，腰厚5mm，腿寬53mm，型號為120×53×5，一般稱為12#槽鋼，選擇好槽鋼之后，箱體進行加工焊接與。
（2）軸：軸是整個設備中運作傳動的主要零件之一，其精度和性能直接影響了工作的好壞，作為連接和調整設備工作的關鍵零件，軸需要穩定的工作環境和較高的精度，因而不能受太大的力。論文中的軸是將凹模和連接板連接起來，上面有調節螺母，如果上下模之間的配合不到位時，可以通過調節螺母來進行調試。
連接軸的左端用于連接，因而需要車一段螺紋，長度為120mm，螺紋規格選用標準普通螺紋M24×1.5。其中段的直徑為30mm，長度為130mm；右端同樣采用標準普通螺紋，規格與左端相同，為M24×1.5，既可以節省換刀的時間，還能方便檢測，其長度40mm。因而連接軸的總體長度為290mm。加工的表面粗糙度和尺寸偏差需要根據手冊確定。
從加工的經濟性方面考慮，由于此類軸具有較好的精度和工作性能即可以滿足條件，因而采用45#鋼。
（3）其他零部件：其他的零部件包括凹模、凸模、進氣口、連接板等，凹凸模的加工根據產品外外殼的形狀加以分析，其材料一般為鋁合金，其中凹模的內表面和凸模的上表面需要較高的平面光潔度和精度；進氣口的加工如果單獨來做其成本比較高，因而可以考慮采購的方式來解決，再根據加工的需要做適當的調整或二次加工即可；連接板用軸和螺母進行固定，能夠確保凹凸模的位置要求，論文中其長高都為800mm，厚度為30mm，上面打有四個直徑為20mm的孔，材料為Q235。
4.結束語
綜上所述，能夠看出成型機在生產線中發揮著重要的作用，因而研究其工作的方式，研究具體的零部件的構成，可以提高其設計的質量和零部件制造的水平，論文從已有的經驗出發，做簡要的分析，相關研究有待深入，才能夠更好的推動生產線中成型機的發展。 [科]
【參考文獻】
[1]劉紅普.特種機械加工技術[M].北京：北京理工大學出版社，2010.
[2]唐建生.金屬切削與道具[M].武漢：武漢理工大學出版社，2009.
Abstract: Through researching and producing the micro NC teaching lathe,this essay probes into the training methods of engineering talents during teaching research and reform on the basis of SDJU educational policy“ Technology-founded,Application-oriented ”. It aims to further promote the university-level education and the training of practical engineering talents.
關鍵詞: 工程型人才;微型數控教學機床;本科教學
Key words: engineering pattern talent;micro NC teaching lathe;undergraduate teaching
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)08-0154-02
1對于工程的理解
“科教興國”已成為國家發展戰略。科學技術可分科學、技術、工程三個領域。科學是對客觀世界本質規律探索與認識,發展主要形態是發現,主要手段是研究,主要成果是論文與專著。技術是科學與工程之間橋梁,發展主要形態是發明,主要手段是研究與開發,主要成果是論文和專利。工程是科學與技術的應用和歸宿,是以創新思想對現實世界發展的問題求解,發展主要形態是綜合集成,主要手段是設計、制造、應用與服務,成果是產品、產業。
科學發現、技術發明與工程的綜合集成,在我國統稱為科技創新。然而這三個領域的性質、做法、人才需求都不一樣,往往容易忽略工程。工程是強國的根本,科技進步最終落實到工程領域。人才的需求, 最大量是工程領域。我國需要優秀科學家、發明家,更需要工程師和工程型實用人才。
2對于普通高校工程型人才培養的理解
近來我國高等教育發展迅速,規模居全球領先。教育質量不斷提高,教改不斷深化,都在向綜合性、研究型發展,紛紛提出一流辦學目標。然而在高等教育中,培養人才類型的問題與高校培養目標、專業設置、課程內容、教學環節等一系列問題密切相關。近階段,在有關人才類型的看法中存在四類人才說。一是學術型人才,他們發現規律、創造理論,如專家、學者、理論研究工作者;二是工程型人才,他們從事規劃、策劃、設計工作;三是技術型人才,如工程師、工藝師、農藝師等;第四類是技能型人才。我校作為新生本科院校,提出了“技術立校、應用為本”辦學方針,主要培養應用型、技術型人才,應該是 “工程師和工藝師的搖籃”。
3對于我校工程型人才培養方案的探討
3.1 同類型本科院校工程技術訓練現狀工程技術訓練教學目標是:學習工藝知識、增強工程實踐能力、提高綜合素質、培養創新精神和創新能力。經過一系列工程要求的實踐過程來實現。而目前與我校教學模式相近的本科院校在工程技術訓練方面一般采用表1結構體系,從圖中可以看出:
機械工程訓練教學任務是培養學生了解、認識制造工業生產方式和工藝過程,熟悉和掌握生產工藝技術方法,系統提供工程技術素質、能力培養方面的基本訓練。
現代制造訓練教學任務是面對制造業日新月異的發展,重點加強“新技術、新設備、新工藝”的學習與應用,掌握現代制造技術的核心內容。
電氣技術訓練教學任務是培養學生熟悉和掌握常用電氣設備的使用方法、電工電子技術的基礎知識、常用電氣控制線路的設計和PLC與變頻器技術的應用。
從表上看三個教學環節沒有相互聯系,各自為陣,沒體現出哪一個教學內容將它們串成一體。而微型數控教學車床教學內容包含設計、制造、管理等,涉及機、電、光等多類學科,此類教研教改能填補以上教學環節的缺陷,完善工程技術訓練教學結構體系。
3.2 對于我校工程型人才培養方案的探討
3.2.1 加強工程設計和實踐方面投入,建立開發培養創新能力及交叉型的實訓、實驗室,作為學生創新活動的學習基地,為學生提供優良的實訓、實踐場所;
3.2.2 培養、改造師資隊伍。大學工科教師不僅要有高學歷,還需一定的工程實踐經歷。同時建立教師再學習制度,充實前沿理論和人文社會科學知識,增強教師的創新精神;
3.2.3 教學方法上應灌輸與啟發、講授與討論并用。由學生提出問題,自己回答解決,也可通過小組討論方式,增強學生團隊意識,工程意識。培養學生發現與解決工程問題的能力。
3.2.4 課程結構應適合科技的發展。專業課內容與時俱進,注重交叉學習,盡量觸類旁通的涉獵各個領域,并將這些知識整合成合理的知識結構,形成自己的知識脈絡。
3.2.5 在教學安排上按照“內容分層次、訓練分階段、實施按模塊”的思路,構建“認識―技術訓練―技術革新―創新”的分層次、分階段的教學模式。
工程技術訓練的教學內容安排宜采取模塊式、分層次方式進行,可分三個階段實施:
①工程技術基礎實踐訓練,面向低年級,實踐目的初步了解傳統工程技術,內容是工業認知和基礎實踐,掌握其基本原理和簡單操作技能;②綜合技術實踐及技能訓練,面向中年級,在學完一定理論基礎上,根據專業不同,按項目進行專項與綜合實踐,培養學生綜合分析問題能力和初步解決工程技術問題的能力。③機電復合創新實踐訓練,面向高年級,主要培養學生創新和設計。學生在教師指導下通過對微型數控車床開發、設計、制造,完成創新與技術革新,提高創新意識與創新能力。
4微型數控機床的教研教改
4.1 微型數控機床的研制背景現代制造技術應用型人才還處于緊缺狀態,如何結合我校本科教育,培養更多更好的應用型人才以及通過本課題進一步探索工程型人才的培養是我們教學團隊一直思考的問題。現代制造技術是一門涉及專業領域較廣的學科,它涉及機、電、光等多類專業,怎樣做好機與電相結合、設計與制造相結合、計算機輔助設計與數控機床加工相結合、工藝與管理相結合,為本科建設辦出我們上海電機學院的特色是本次課題改革的主要目的。
目前微型數控機床在市場上品種較多,其共同特點是配備手提電腦用MACH軟件來控制運動,穩定性較差,與企業實際使用中的數控機床有些差別,當然就不能成為我們現代制造技術教學與培訓的首選對象。本課題是為了更好地配合本科中的現代制造技術教學工作,通過認知與感知,培養學生發現與解決工程實際問題的能力,我們擬定設計制造一種微型數控車床,該機床集我團隊多年的教學和實踐經驗,按照全新設計理念,自行開發制造,是一臺具有高新技術、微縮數控教學機床。該機床的研制將結合教學由學生自己提出問題,自己設定方案,自行解決問題,通過小組研討方式,發揚團隊合作精神。既增加學生工程實踐訓練和工程全過程的案例教學,又培養學生發現與解決工程實際問題的能力,增強學生的創新、創業精神和團隊協作精神。
4.2 微型數控機床的基本內容本課題研究對象是微型數控教學車床,其功能與企業使用的數控機床要求基本一致,采用數控系統控制橫軸(X)、縱軸(Z)兩坐標移動,運用臥式車床布局,實現數控車床對各種軸類、盤類零件的內外圓柱面、圓弧面、端面、切槽、倒角等復雜表面的加工,并能車削各種螺紋,適合對小型零件復雜表面的加工,對零件可進行多次重復循環加工。作為微型數控教學車床還具備了以下幾個特點:
4.2.1 有高靈敏度。數控機床須有較高精度、熱穩定性及動態敏感度,具有較高的剛度,阻尼精度及耐磨性,熱變形小。為此要采用高效傳動部件,如滾珠絲杠副,直線滾動導軌等。
4.2.2 開放式數控系統。所謂開放式數控系統就是數控系統的開發可在統一運行平臺上,面向最終用戶,通過改變、增加或剪裁結構對象,集成用戶特殊要求和技術訣竅。
4.2.3 網絡化數控裝備。數控裝備的網絡化是實現計算機輔助制造(CAM)、計算機輔助工程(CAE)、計算機輔助工藝設計(CAPP)以及遠程控制、敏捷制造工程的基礎,是目前數控發展的必然趨勢。當然我們所研究的微型數控機床更適合應用型本科院校對數控機床技術方面的教學與培訓。該研究對象有較高經濟性和實用性,是教學與培訓首選對象。本機床可根據不同需求采用各種數控系統。
4.3 微型數控機床的研制方案本課題采用自行設計,科學、安全、合理地配以成熟的技術支持,選用適當的、性能穩定的、安全可靠的外購配套件和先進數控系統的方法進行開發研究。
微型數控車床是集機電一體化設計的總體形式,運用世界統一的、規范化、標準化的G代碼和M功能進行編程,能對各種軸類、盤類零件的內外圓柱面、圓弧面、端面、切槽、倒角等復雜表面等加工,并能實現對螺紋的完美制作。
在進行市場調研前提下,進一步分析各類配套件使用情況與性能,力求以較合理性價比確定所需方案。在此基礎上,總結擬定機床主要技術參數、總體結構、功能等;確定外購配套件、配套系統的型號、結構與性能。接著按機床各個功能部件進行分工設計,并不斷反饋、總結,盡可能做到完善、可靠、安全。最后總體歸納定稿,進入實體制造階段。學生可根據各自專業和指導教師一起完成部分或全部內容。這樣有助于提高學生分析問題與解決問題能力, 大大激發學生的創新意識,對技術本科教學有著重要的意義,為學校將來的發展特別是工科教學的完善與發展上一個新的臺階。
5結束語
實習教學環節對培養學生創新能力具有重要作用。實習教學要重視其過程,要和培養綜合能力、探究能力聯系在一起。實驗、實習教學改革要倡導以學生為主體,滿足不同層次學生掌握知識的需求,學校根據自身辦學特點應設立模塊式的核心實習、實驗,或校本實習、實驗。我校是以“技術立校、應用為本”的辦學方針,在教學中要不斷探索工程型人才的培養方案,進一步向工程實用型人才的培養方向發展。
參考文獻:
[1]夏建國.技術應用型本科教育探索與實踐[M].東方出版中心, 2008.
論文摘要：數控機床電氣系統故障的調查、分析與診斷的過程也就是故障的排除過程，一旦查明了原因，故障也就幾乎等于排除了。因此故障分析診斷的方法十分重要。
一、故障的調查與分析
這是排故的第一階段，是非常關鍵的階段，主要應作好下列工作：
1、詢問調查在接到機床現場出現故障要求排除的信息時，首先應要求操作者盡量保持現場故障狀態，不做任何處理，這樣有利于迅速精確地分析故障原因。
2、現場檢查到達現場后，首先要驗證操作者提供的各種情況的準確性、完整性，從而核實初步判斷的準確度。由于操作者的水平，對故障狀況描述不清甚至完全不準確的情況不乏其例，因此到現場后仍然不要急于動手處理，重新仔細調查各種情況，以免破壞了現場，使排故增加難度。
3、故障分析根據已知的故障狀況按上節所述故障分類辦法分析故障類型，從而確定排故原則。由于大多數故障是有指示的，所以一般情況下，對照機床配套的數控系統診斷手冊和使用說明書，可以列出產生該故障的多種可能的原因。
4、確定原因對多種可能的原因進行排查從中找出本次故障的真正原因，這時對維修人員是一種對該機床熟悉程度、知識水平、實踐經驗和分析判斷能力的綜合考驗。
5、排故準備有的故障的排除方法可能很簡單，有些故障則往往較復雜，需要做一系列的準備工作，例如工具儀表的準備、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采購甚至排故計劃步驟的制定等等。
下面把電氣故障的常用診斷方法綜列于下。
(1)直觀檢查法這是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的檢查。
①詢問向故障現場人員仔細詢問故障產生的過程、故障表象及故障后果，并且在整個分析判斷過程中可能要多次詢問。
②目視總體查看機床各部分工作狀態是否處于正常狀態(例如各坐標軸位置、主軸狀態、刀庫、機械手位置等)，各電控裝置(如數控系統、溫控裝置、裝置等)有無報警指示，局部查看有無保險燒煅，元器件燒焦、開裂、電線電纜脫落，各操作元件位置正確與否等等。
(2)儀器檢查法使用常規電工儀表，對各組交、直流電源電壓，對相關直流及脈沖信號等進行測量，從中找尋可能的故障。例如用萬用表檢查各電源情況，及對某些電路板上設置的相關信號狀態測量點的測量，用示波器觀察相關的脈動信號的幅值、相位甚至有無，用PLC編程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。
(3)信號與報警指示分析法
①硬件報警指示這是指包括數控系統、伺服系統在內的各電子、電器裝置上的各種狀態和故障指示燈，結合指示燈狀態和相應的功能說明便可獲知指示內容及故障原因與排除方法。
②軟件報警指示如前所述的系統軟件、PLC程序與加工程序中的故障通常都設有報警顯示，依據顯示的報警號對照相應的診斷說明手冊便可獲知可能的故障原因及故障排除方法。
(4)接口狀態檢查法現代數控系統多將PLC集成于其中，而CNC與PLC之間則以一系列接口信號形式相互通訊聯接。有些故障是與接口信號錯誤或丟失相關的，這些接口信號有的可以在相應的接口板和輸入/輸出板上有指示燈顯示，有的可以通過簡單操作在CRT屏幕上顯示，而所有的接口信號都可以用PLC編程器調出。
(5)參數調整法數控系統、PLC及伺服驅動系統都設置許多可修改的參數以適應不同機床、不同工作狀態的要求。這些參數不僅能使各電氣系統與具體機床相匹配，而且更是使機床各項功能達到最佳化所必需的。因此，任何參數的變化(尤其是模擬量參數)甚至丟失都是不允許的；而隨機床的長期運行所引起的機械或電氣性能的變化會打破最初的匹配狀態和最佳化狀態。此類故障多指故障分類一節中后一類故障，需要重新調整相關的一個或多個參數方可排除。
(6)備件置換法當故障分析結果集中于某一印制電路板上時，由于電路集成度的不斷擴大而要把故障落實于其上某一區域乃至某一元件是十分困難的，為了縮短停機時間，在有相同備件的條件下可以先將備件換上，然后再去檢查修復故障板。
鑒于以上條件，在拔出舊板更換新板之前一定要先仔細閱讀相關資料，弄懂要求和操作步驟之后再動手，以免造成更大的故障。
(7)交叉換位法當發現故障板或者不能確定是否故障板而又沒有備件的情況下，可以將系統中相同或相兼容的兩個板互換檢查，例如兩個坐標的指令板或伺服板的交換從中判斷故障板或故障部位。這種交叉換位法應特別注意，不僅硬件接線的正確交換，還要將一系列相應的參數交換，否則不僅達不到目的，反而會產生新的故障造成思維的混亂，一定要事先考慮周全，設計好軟、硬件交換方案，準確無誤再行交換檢查。
(8)特殊處理法當今的數控系統已進入PC基、開放化的發展階段，其中軟件含量越來越豐富，有系統軟件、機床制造者軟件、甚至還有使用者自己的軟件，由于軟件邏輯的設計中不可避免的一些問題，會使得有些故障狀態無從分析，例如死機現象。對于這種故障現象則可以采取特殊手段來處理，比如整機斷電，稍作停頓后再開機，有時則可能將故障消除。維修人員可以在自己的長期實踐中摸索其規律或者其他有效的方法。
二、電氣維修與故障的排除
電氣故障的分析過程也就是故障的排除過程，因此電氣故障的一些常用排除方法在上一節的分析方法中已綜合介紹過了，本節則列舉幾個常見電氣故障做一簡要介紹，供維修者參考。
1、電源電源是維修系統乃至整個機床正常工作的能量來源，它的失效或者故障輕者會丟失數據、造成停機。重者會毀壞系統局部甚至全部。西方國家由于電力充足，電網質量高，因此其電氣系統的電源設計考慮較少，這對于我國有較大波動和高次諧波的電力供電網來說就略顯不足，再加上某些人為的因素，難免出現由電源而引起的故障。
2、數控系統位置環故障
①位置環報警。可能是位置測量回路開路；測量元件損壞；位置控制建立的接口信號不存在等。
②坐標軸在沒有指令的情況下產生運動。可能是漂移過大；位置環或速度環接成正反饋；反饋接線開路；測量元件損壞。
3、機床坐標找不到零點。可能是零方向在遠離零點；編碼器損壞或接線開路；光柵零點標記移位；回零減速開關失靈。
關鍵詞：？數控機床？PLC故障診斷;故障維修
一、數控機床故障診斷的基本方法
數控設備是一種自動化程度較高，結構較復雜的先進加工設備，是企業的重點、關鍵設備。要發揮數控設備的高效益，就必須正確的操作和精心的維護，才能保證設備的利用率。正確的操作使用能夠防止機床非正常磨損，避免突發故障;做好日常維護保養，可使設備保持良好的技術狀態，延緩劣化進程，及時發現和消滅故障隱患，從而保證安全運行，故障診斷是進行數控機床維修的第一步，它不僅可以迅速查明故障原因，排除故障，也可以起到預防故障的發生與擴大的作用。
二、故障的調查與分析
這是排故的第一階段，是非常關鍵的階段，主要應作好下列工作：
①詢問調查？在接到機床現場出現故障要求排除的信息時，首先應要求操作者盡量保持現場故障狀態，不做任何處理，這樣有利于迅速精確地分析故障原因。同時仔細詢問故障指示情況、故障表象及故障產生的背景情況，依此做出初步判斷，以便確定現場排故所應攜帶的工具、儀表、圖紙資料、備件等，減少往返時間。
②現場檢查？到達現場后，首先要驗證操作者提供的各種情況的準確性、完整性，從而核實初步判斷的準確度。由于操作者的水平，對故障狀況描述不清甚至完全 不準確的情況不乏其例，因此到現場后仍然不要急于動手處理，重新仔細調查各種情況，以免破壞了現場，使排故增加難度。
③故障分析？根據已知的故障狀況按上節所述故障分類辦法分析故障類型，從而確定排故原則。由于大多數故障是有指示的，所以一般情況下，對照機床配套的數控系統診斷手冊和使用說明書，可以列出產生該故障的多種可能的原因。
④確定原因？對多種可能的原因進行排查從中找出本次故障的真正原因，這時對維修人員是一種對該機床熟悉程度、知識水平、實踐經驗和分析判斷能力的綜合考驗。
⑤排故準備？有的故障的排除方法可能很簡單，有些故障則往往較復雜，需要做一系列的準備工作，例如工具儀表的準備、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采購甚至排故計劃步驟的制定等等。
三、電氣維修與故障的排除
這是排故的第二階段，是實施階段。？？如前所述，電氣故障的分析過程也就是故障的排除過程，因此電氣故障的一些常用排除方法在上一節的分析方法中已綜合介紹過了，本節則列舉幾個常見電氣故障做一簡要介紹，供維修者參考。
（1）電源？電源是維修系統乃至整個機床正常工作的能量來源，它的失效或者故障輕者會丟失數據、造成停機。重者會毀壞系統局部甚至全部。西方國家由于電力充足，電網質量高，因此其電氣系統的電源設計考慮較少，這對于我國有較大波動和高次諧波的電力供電網來說就略顯不足，再加上某些人為的因素，難免出現由電源而引起的故障。
四、維修排故后的總結提高工作
對數控機床電氣故障進行維修和分析排除后的總結與提高工作是排故的第三階段，也是十分重要的階段，應引起足夠重視。？？ 總結提高工作的主要內容包括：
①詳細記錄從故障的發生、分析判斷到排除全過程中出現的各種問題，采取的各種措施，涉及到的相關電路圖、相關參數和相關軟件，其間錯誤分析和排故方法也應記錄并記錄其無效的原因。除填入維修檔案外，內容較多者還要另文詳細書寫。
②有條件的維修人員應該從較典型的故障排除實踐中找出常有普遍意義的內容作為研究課題進行理論性探討，寫出論文，從而達到提高的目的。特別是在有些故障的排除中并未經由認真系統地分析判斷而是帶有一定地偶然性排除了故障，這種情況下的事后總結研究就更加必要。
③總結故障排除過程中所需要的各類圖樣、文字資料，若有不足應事后想辦法補濟，而且在隨后的日子里研讀，以備將來之需。
④從排故過程中發現自己欠缺的知識，制定學習計劃，力爭盡快補課。
⑤找出工具、儀表、備件之不足，條件允許時補齊。
總結提高工作的好處是：
①迅速提高維修者的理論水平和維修能力。
②提高重復性故障的維修速度。
③利于分析設備的故障率及可維修性，改進操作規程，提高機床壽命和利用率。
④可改進機床電氣原設計之不足。
⑤資源共享。總結資料可作為其他維修人員的參數資料、學習培訓教材。
論文摘要:介紹了一種典型零件的數控銑削仿真加工，采用CAXA軟件生成NC代碼，利用CAXA軟件的CAM功能進行數控仿真，然后加載到VNUC仿真軟件的計算機模擬機床里，模擬真實機床運動，最后通過數據線將G代碼傳輸到實際機床，形成“虛擬＋現實”的仿真模式。這種模式彌補了CAD／CAM軟件數控仿真的種種不足，將虛擬的機床運動與實際的數控操作融為一體，可使用戶既掌握數控銑削加工的基本原理，又掌握數控系統操作的基本技能。
現代機械制造所需要的大量數控技術人才主要來自相關專業的大中專院校及培訓機構。為滿足實踐性教學培訓的需求，需要建立專門的機加工實訓基地投人大量的數控設備及場地，其成本非常高昂；并且學生在操作初學階段，非常容易發生刀具與工件、夾具 、機床的干涉和碰撞現象，既造成 了易耗品的浪費，又使實訓教師勞動強度加大，造成人力的浪費。因此 ，某職業技術學院對數控初學階段的學生首先安排在數控仿真室進 行學習，然后再采 用虛擬現實(Virtual Reality，vn)技術實行課堂、實習指導一體化化教學。VR技術主要利用計算機對機械制造的作業環境、過程進行完全可視化模擬 ，評價各個焦點對象 (機床、待加工件、刀具等 )的運動 ；然后通過數據線將 G代碼傳輸到實際機床 ，使傳統的 VR技術與現實場景結合起來 ，形成 “虛擬 +現實”的模式。
圖 1為 “虛擬 +現實”示意圖。作者僅從計算機虛擬動畫技術來模擬實際的銑削加工。
1 典型零件結構和 CAXA軟件數控仿真加工
1．1 典型零件結構
圖2所示為數控銑削加工零件。該零件長度為120mm，寬度為 100mm，厚度為 20mm，除了需要加工上面的成型面外，還要加工兩個深孔，采用的毛坯材料為45鋼。
1．2 零件的數控模擬仿真
數控機床通過零件程序對其加工過程進行控制零件程序的正確與否直接決定加工質量和效率的高低，而且不正確的加工程序還會導致生產事故。零件程序的檢驗方法有幾種。方法之一是在正式加工前讓機床空運行，空運行只能對機床運動是否正確即有無干涉碰撞作粗略的估計；而若用實物試切的方法，則可對加工過程是否正常及加工結果是否滿足要求作出較準確的判斷。但試切是一項費時且昂貴的工作，其效率很低而且需要增加生產成本，此外試切過程的安全性也得不到保障。在計算機上利用三維圖形技術對數控加工過程進行模擬仿真，可以快速、安全和有效地對NC程序迅速進行修改，免除反復試切過程，降低材料消耗和生產成本，提高工作效率。因此，數控加工過程中的計算機仿真是 NC程序高效、安全和有效的檢驗方法。
1．2．1
CAM軟件生成刀具軌跡，輸出 NC程序代碼
毛坯是用來選擇刀具、確定切削用量和計算粗加工刀具軌跡的重要依據。在完成零件造型設計之后，選擇加工定義毛坯命令，彈出定義毛坯對話框，在毛坯定義中選擇參照模型方式，則毛坯尺寸調整 為120mm×100mm X 20mm，如圖 3所示。首先選擇等高線加工的加工方式。然后設置軟件要求的一些參數，諸如加工邊界、刀具參數、走刀方式、切削用量參數等，再由編程人員在屏幕上拾取要加工的實體邊界，最后由 CAM軟件自動生成刀具加工軌跡，如圖4所示，再經后置處理，生成 NC程序代碼，NC程序代碼如圖5所示。
1．2．2 CAM軟件三維加工仿真
CAM軟件自動生成 NC程序代碼之后，軟件要進行語法檢錯與譯碼，轉換成仿真模塊所接受的格式，然后刀具軌跡計算模塊計算刀具軌跡，驅動軟件實現仿真運動。同時控制刀具沿軌跡走刀，對毛坯切削的動態圖像顯示過程進行全方位的模擬仿真，如圖6所示 ，并對代碼進行反讀校驗。仿真過程可以隨意放大、縮小和旋轉，便于觀察 細節；可 以調節仿真速度；能顯示多道加工軌跡的加工結果；仿真過程中可以檢查刀柄 干涉 、快速移動過程(G00)中的干涉、刀具無切削刃部分的干涉情況；可以將切削余量用不同顏色 區分表示，并把切削仿真結果與零件理論形狀進行比較。靈活、強大的加工仿真將加工的風險降為最低。
2 VNUC軟件中的數控仿真加工
在數控加工實訓教學中，有很多問題需要解決，諸如實訓設備少，學生多，設備無法分配；實訓教學的安全問題；教師在實訓教學中的勞動強度太，神經高度緊張等。為了解決這些問題，在實訓初級階段，建議在數控仿真軟件上進行操作練習。
VNUC數控加工仿真軟件是利用計算機虛擬動畫技術來模擬實際機床的加工過程，用它驗證數控加工程序的可靠性，預測切削過程的正確性，減少工件的試切，提高生產效率。VNUC數控加工仿真軟件是讓學生在操作真正機床前先充分掌握安裝了不同類型數控系統的加工仿真操作，同時通過仿真演示積累一定的數控加工操作經驗，用起來形象、科學、安全、經濟。
選擇華中世紀星數控銑床，安裝毛坯和刀具，進行機床回零操作，然后進行對刀，并把刀具偏置值輸入到 G54坐標系中，最后把 CAXA生成的 NC代碼加載到 VNUC數控加工仿真軟件里，這時選擇 自動加工方式，再循環啟動就可以進行仿真加工了。圖7為在VNUC數控加工仿真軟件里進行仿真加工。然后把NC程序代碼通過工廠的局域網送到車間進行實際加工，加工之前再校驗 G代碼功能，看一下加工代碼的軌跡形狀，做到加工之前心 中有數。這樣就形成“虛擬 +現實”的仿真模式，將虛擬的機床運動與實際的數控操作融為一體。
3 結束語
“虛擬 +現實”的仿真模式彌補了僅 CAM軟件仿真的不足，將虛擬的機床運動與實際的數控操作融為一體，可使用戶既掌握數控機床加工的基本原理，又掌握數控系統操作的基本技能。因此，“虛擬 +現實”的仿真模式是以計算機虛擬機床代替真實機床，可以減少培訓成本，保證培訓質量。具有強大的生命力和廣闊的發展前途。
參考文獻
【1】陳明，劉鋼，等．CAXA制造工程師——數控加工[M]．北京 ：北京航空航天大學出版社，2006．1：373—393．
【2】陳樂堯，王興波．一種新的數控車削仿真系統[J]．機電工程技術 ，2005(9)：81—83．
【3】楊偉群．數控工藝培訓教程[M]．北京：清華大學出版社 ，2005：178—179．
