数控切割范文
时间：2023-04-01 04:07:57
导语：如何才能写好一篇数控切割，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
0 引言
数控火焰切割机是一种使用数控系统控制切割系统，利用氧气加丙烷等燃烧气体对金属材料进行切割的设备。切割过程利用气体火焰将金属材料加热到燃点，在金属材料燃烧熔化的同时，利用高速氧气流将熔渣吹除，从而形成切口[1]。由于可切割厚度大、切割成本低，数控火焰切割机广泛应用于机车车辆等行业。但是，火焰切割的热影响区较大，所以切割变形大的问题经常存在且难以避免，探索出有效控制变形的方法，是提高火焰切割质量的重要手段。
1 产生切割变形的理论分析
金属板材在火焰切割时产生切割变形，主要有以下三方面的原因：（1）金属板材在轧制或开卷过程中难免存在分布不均匀的残余内应力；（2）金属板材在切割过程中，受局部高温热源的影响，沿切割方向急剧膨胀，而周围母材金属又会限制这种膨胀，从而在切口边缘产生不可抵消的应力，当应力超过金属的屈服强度时，就产生压缩塑性变形；（3）在冷却过程中，金属板材沿切割方向产生一定的收缩变形，同时受周围母材金属的限制，材料内部会产生一定的拉应力。由于这种不均匀的加热和冷却，材料内部的应力不可能平衡和完全消除，所以在材料内部应力的作用下，被切割的零件会发生不同程度热变形，表现为零件形状扭曲和尺寸偏差。
影响切割变形的因素主要有切割速度、割嘴的型号及其高度、切割程序等。根据板材厚度选择合适的切割速度和割嘴型号，控制好割嘴与板材之间的距离，能有效控制热输入量，减少切割变形。切割程序的合理与否，直接影响着切割质量。
2 切割变形分析及控制
从出口澳大利亚PN机车制造过程中几种零件的切割变形实际出发，分析这几种不同形状特征的零件产生切割变形的原因，优化切割工艺，达到有效控制切割变形的目的。
2.1 单一规则零件的切割
以PN机车构架上某零件的切割为例，该零件板厚为10mm，其特点是外形比较规则，可采用多只割嘴同时切割，同时零件的长宽比比较大。图1中1-A模型所示为三只割嘴同时切割该零件的常规程序，箭头方向为割嘴的运行方向，虚线为切割空程。每只割嘴切割完A的所有孔之后从a点引入切割A的外形，然后切割B的所有孔，再从b点引入切割B的外形。实践证明，按该程序切割出的零件，大部分会有不同程度的变形，表现在零件上是实际的孔中心线的一端偏离理论位置，最大偏离量达4mm（图2）。
分析变形的原因，主要是因为零件长宽比比较大，长边的热应力不均衡引起变形。图1中，从a点起沿边1切割A时，钢板处于静止状态，钢板框架上边1和边2上的热应力基本是平衡的，零件基本不产生变形。但沿边3切割B时，由于边2离边3很近，所以切割边3的过程也是加热边2的过程，这时边2和边1的所受的热应力就不平衡了，所有边1上的应力之和使所有的边1同时收缩，从而使钢板框架向右偏移，导致割嘴割至下端时，之前割好的孔已随框架发生位移，从而出现图3所示的偏差。
基于以上分析，改用图1中1-B所示切割模型，该模型将A和B看作整体，先切割所有内孔，然后依次按照1-7的顺序依次切割各边，其中边4为共用边。这样在切割完B时，边2与边4上应力相平衡，切割A时，边4与边6上的应力也基本平衡，钢板框架不会偏移，从而能保证所有孔的位置的准确度。
图1 单一规则零件切割模型
图2 零件变形示意图
细长直条是一种特殊的长宽比比较大的规则零件，用常规方法切割时常常出现旁弯现象，为此可采取以下切割技巧：多割嘴同时切割，先切割稍大于零件长度的直线条，待钢板冷却后，再沿宽度方向切割所需要的长度。在各割嘴火焰强度基本一致的情况下，零件长度方向的两边是同时受热的，因此不会出现旁弯。
2.2 单一异形零件的切割
以PN机车车架上某零件的切割为例，该零件厚度为6mm，其特点是外形不规则且尺寸较大。切割这类零件时，为提高板材利用率，常采用套料的方式。图3中3-A为常规的切割程序模型，每只割嘴先从a点引入切割A，再从b点引入切割B。实践结果表明，有近50%的零件会产生旁弯变形，而且由于该零件板料较薄，所以最大变形量可达5-7mm。
分析其变形原因：切割A时，后切割的边2轮廓长度大于先切割的边1的长度，所以边2上的收缩应力超过了边1上应力的作用，同时因为边2轮廓是凹边，所以钢板的凸边对边2的收缩有一定的阻碍作用，在合应力的作用下，零件变形较小且钢板框架基本没有位移；切割B时，先切割的边3产生的应力比很大，后切割的边4上的应力，以及钢板凸边对边3的阻碍作用，只能抵消很小一部分边3上的应力，所以零件变形比较大。
基于以上分析，改用图3中3-B所示切割模型，A的切割程序不变，切割B时，从b点引入，逆时针切割，这样就保证了作用在B上的合应力最小，从而最大限度地控制变形。
无论是规则零件还是异形零件，如果零件较长且尺寸较大时，采用间断切割法，是一种有效控制切割变形的方法。间断切割法是在零件的周边上设置一些暂时不切割的点，用以连接切割零件与钢板，防止零件变形，等钢板冷却后再断开这些点。
切割变形不仅与切割零件的形状有关外，还与钢板的厚度、切割零件在钢板上的位置、以及切割零件和钢板的相对大（下转第24页）（上接第62页）小有关。一般来讲，钢板越薄，切割变形越大；切割零件离钢板中心越近，变形越小；切割零件相对钢板越大，变形越大。
图3 单一异形零件切割模型
2.3 多零件套料切割
当一张板上切割多种零件时，需要对整张板进行套料切割，影响切割变形的因素也变得很复杂。要能平衡变形应力，切割方向和切割顺序就显得尤为重要。
2.3.1 切割方向
合理的切割方向应该是要保证最后切割的一边与钢板的大部分分离。如果切割零件过早和钢板的大部分分离，那么周边的框架因为太轻而不能够抵消切割时产生的热应力，造成切割零件的变形或者板材框架的位移，从而出现尺寸超差。
2.3.2 切割顺序
合理的切割顺序也是控制切割变形的有效措施，经过大量探索实践，一般应该遵守“先内后外、先小后大、先圆后方”的原则[2]。先内后外，即先切割零件的内轮廓或者内轮廓中嵌套的零件；先小后大，即先切割小尺寸零件，产生的热量相对较小，对零件影响也小；先圆后方，即先切割圆形孔或者圆形零件，使产生的热量辐射向外传递，钢板内部的应力相对比较平衡。
2.3.3 应用SigmaNEST套料软件
SigmaNEST软件是一款融合了先进自动套料技术、加工轨迹优化技术和自动化管理技术的自动套料软件。在控制切割热变形方面，该软件有留割、搭桥、工艺筋、最小热量法等几种方法。留割是在大尺寸零件的边上留几段15-30mm的桥不切割，使之与母板相连，以牵制零件收缩变形；搭桥是在套料完成后，在零件之间增加一定宽度的桥，将相邻零件看作一个整体切割，达到相互牵制、降低变形的目的；工艺筋是在零件内部的大开孔上预留一定宽度的工艺拉筋，用于减小零件内孔的收缩；最小热量法是SigmaNEST软件中，按照最小热变形量设定的切割路径，实际编程中，也可以根据套料情况更改切割路径，降低变形量。
3 结语
数控火焰切割时，采用共边、留割、搭桥、留工艺筋等技巧，从切割方向、切割顺序等方面着手，编写合理的切割程序，能有效减少切割零件的热变形，提高切割质量，从而降低生产成本。
【参考文献】
篇2
1电解液的过滤及检测问题
电解加工的过程中会不可避免地出现一些不溶性的固体电解产物。如氢氧化铁、电解泥等。这些物质的存在会严重影响切割的效率及效果。因此,必须要将其滤除。通常情况可以采用有自清洁功能的过滤系统进行过滤,如离心式过滤器等。另外电解加工过程中,很多物质会发生化学反应,比如水分解成氢离子和氢氧根离子,硝酸钠就会分解生成氨气等。因此,要应定期或在线监测电解液的浓度,并根据实际情况进行调整。
2电极的标准化和系列化问题
虽然运用数控电解机械复合切割方法可以切割大部分的金属材料,但是对于不同的材质,对于电解液及电极还是存在一些特定的要求的。因为在电解机械复合切割过程中,工具电极对电解加工的质量及效率有很大的影响。一般来说,金属原子都是由正负离子组成,所以当电解液与之接触的时,很容易发生离子交换现象。这样会严重影响电解液作用的发挥,因为,随着电子的不断溶解,静电力变得的越来越大,金属离子的溶解就会越来越慢,最后电解液就会完全失效。这样就会导致加工效果不稳定,加工效率下降。所以电极亟需标准化和系列化。这样才能针对不同的加工情况,选用不同的电极,增加电解机械复合切割加工的适应性。
3电解液的选择问题
电解液在电解加工过程中的作用主要是导电及散热作用。因为加工中进行的是电化学反应,所以会产生大量的热量,再加上电阻本身的散热[4]。所以,电解液除了导电还有散热作用。但是对于不同的加工材质电解液的选择是存在很大差异的。具体来说电解液应该满足以下基本要求。首先,应该具有很强的腐蚀力,而且腐蚀速度也要比较高,这样才能保证切割效率的提高。其次,电解液的价格要比较低,这主要涉及到生产成本的问题,任何一项技术如果无法带来一定的经济效益是不可能得到普遍推广的。再次,电解液对于设备本身的腐蚀性不强,这可以说是一个最为基本也是最为重要的一个要求。一般来说对于酸性、碱性和中性盐溶液,中性盐溶液的腐蚀相对来说比较小,而且使用的安全性也比较高。
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1电解液的过滤及检测问题
电解加工的过程中会不可避免地出现一些不溶性的固体电解产物。如氢氧化铁、电解泥等。这些物质的存在会严重影响切割的效率及效果。因此,必须要将其滤除。通常情况可以采用有自清洁功能的过滤系统进行过滤,如离心式过滤器等。另外电解加工过程中,很多物质会发生化学反应,比如水分解成氢离子和氢氧根离子,硝酸钠就会分解生成氨气等。因此,要应定期或在线监测电解液的浓度,并根据实际情况进行调整。
2电极的标准化和系列化问题
虽然运用数控电解机械复合切割方法可以切割大部分的金属材料,但是对于不同的材质,对于电解液及电极还是存在一些特定的要求的。因为在电解机械复合切割过程中,工具电极对电解加工的质量及效率有很大的影响。一般来说,金属原子都是由正负离子组成,所以当电解液与之接触的时,很容易发生离子交换现象。这样会严重影响电解液作用的发挥,因为,随着电子的不断溶解,静电力变得的越来越大,金属离子的溶解就会越来越慢,最后电解液就会完全失效。这样就会导致加工效果不稳定,加工效率下降。所以电极亟需标准化和系列化。这样才能针对不同的加工情况,选用不同的电极,增加电解机械复合切割加工的适应性。
3电解液的选择问题
电解液在电解加工过程中的作用主要是导电及散热作用。因为加工中进行的是电化学反应,所以会产生大量的热量,再加上电阻本身的散热[4]。所以,电解液除了导电还有散热作用。但是对于不同的加工材质电解液的选择是存在很大差异的。具体来说电解液应该满足以下基本要求。首先,应该具有很强的腐蚀力,而且腐蚀速度也要比较高,这样才能保证切割效率的提高。其次,电解液的价格要比较低,这主要涉及到生产成本的问题,任何一项技术如果无法带来一定的经济效益是不可能得到普遍推广的。再次,电解液对于设备本身的腐蚀性不强,这可以说是一个最为基本也是最为重要的一个要求。一般来说对于酸性、碱性和中性盐溶液,中性盐溶液的腐蚀相对来说比较小,而且使用的安全性也比较高。
篇4
数控切割机在应用时，为了提高生产效率，必须对加工程序进行优化，为了提高加工的质量，首先需要进行制图，要采用特殊的制图软件，还要根据加工对象对制图技术进行改进，要结合施工材料的属性，选择最佳的切割技术。在对零部件进行加工时，一定要做好细化工作，要重视对施工工序的优化。在工序设计时，技术人员必须输入运行程序，要做到对机械设备的稳定控制，这样才能实现数据系统的正常运行。在应用数控切割机时，对节点坐标的确定是通过计算机技术实现的，为了提高数据的准确性，还要对相关参数进行修改，为了提高生产的效率，要保证切割编程的高效性，在优化编程时要以提高切割的质量以及适用王亮黑龙江工程学院黑龙江哈尔滨150000范围为原则。
二、提高机械制造系统中数控切割机生产效率的措施
1、优化切割工艺，改进切割技术
在我国当前机械制造系统中，多采用的是数控切割机工艺技术，该项技术是利用数字程序对机床运动情况进行控制，实现了人机的协调配合。为了提高数控切割机的生产效率，必须对传统的工艺技术进行改进与优化，在当前科技不断发展的背景下，一定要引进先进的工艺技术，还要提高切割设备的性能，做好上下料的控制工作，减少设备待机的时间，实现自动化、全天化、智能化的运行，这也是提高数控切割机生产效率最直接的方式。在优化切割机时，要对引割点的位置进行准确的确定，这样有利于降低设备热变形的概率，也可以有效降低切割机设备报废的概率，是延长设备使用寿命的有效措施。在确定引割点时，需要考虑影响其准确性的因素，在多个工件套料进行切割时，还要考虑相邻工件之间的相互影响，要以减少空程、空转的时间为目的。另外，切割中厚板材时，一般是沿着边缘进行切割，这样可以节省穿孔的时间，还可以降低切割损耗。
2、提高编程软件水平
数控切割机主要用于复杂件以及多工件的切割作业，其软件水平直接影响到整个切割工艺水平。因此，设备除了要具有较好的机械精度外，还需购进高水平软件对保证复杂工件切割精确度提供保证。由于工件的很多具体坐标都不易确定，这时就可以采用编程套料软件予以解决。在切割同材质、同规格、同材料的工件时，可以对各个工件的引弧点、共边等进行修改，然后确定连割工件所需要的切割顺序。软件编程人员对套料软件的了解、运用水平的提高是影响生产效率的关键因素。只有编程人员把切割理论与实际操作中的问题结合起来考虑，才能在实际应用中真正达到高效高质量的生产。在进行多工件的批量加工时，若设备没有自动中断保护功能，发生数控系统故障、中断以及微机死机等情况下进行二次或多次重复的对位操作时，一旦对位精度超出标准，将会导致报废、超差等问题。
三、结语
篇5
关键词：塑料模加工；电火花线切割；特殊方法
一、引言
数控电火花线切割加工是一项涉及多门学科的综合性技术，是模具制造中的主力装备。成型塑料制品的模具简称为塑料模具，塑料模具生产的塑料制品在机械、电子工业中有着广泛的应用。在金属加工中，数控电火花线切割始终是塑料模加工的利器。不论是动模、定模、零配件，还是特殊加工场合，只要编制出正确的数控程式，电火花线切割定会在塑料模加工中发挥出越来越重要的作用。
二、数控电火花线切割的特点
因为数控电火花线切割是数字系统控制下直接利用电能加工工件的一种方法，因此与其他加工方式相比有自己独立的特点：
（1）直接利用线状的电极丝作电极，不需要制作专用电极，可节约电极的设计、制造费用。
（2）可以加工用传统切削加工方法难以加工或无法加工的形状复杂的工件。对不同的工件只需编制不同的控制程序，对不同形状的工件都很容易实现自动加工，很适合小批量形状复杂零件、单件和试制品的加工，且加工周期短。
（3）利用电蚀加工原理，电极丝与工件不直接接触，两者之间的作用力很小，故而电极丝、夹具不需要太高的强度。
（4）传统的车、铣、钻加工中，刀具硬度必须比工件大，而数控电火花线切割机床的电极丝材料不必比工件材料硬，可节省辅助时间和刀具费用。
（5）直接利用电、热能进行加工，可以方便地对影响加工精度的加工参数（脉冲宽度、间隔、伺服速度等）进行调整，有利于加工精度的提高，便于实现加工过程的自动化控制。
（6）工作液一般采用水基乳化液或纯水，成本低，不会发生火灾。
（7）利用四轴或五轴联动，可加工锥度、上下面异形体或回转体等零件。
（8）由于极丝比较细，可以方便地加工微细异形孔、窄缝和复杂截面的型柱、型孔。由于切缝很窄，实际金属去除量很少，材料的利用率很高。对加工、节约贵重金属有重要意义。
（9）采用移动的长电极丝进行加工，使单位长度电极丝的损耗较少，从而对加工精度的影响比较小，特别在慢走丝线切割加工中，电极丝一次性使用，电极丝损耗对加工精度的影响更小。
正是由于电火花线切割加工有许多突出的特点，因而在国内外发展都很快，在塑料模具加工中已获得了广泛的应用。
三、数控电火花线切割在塑料模加工中的应用场合
1、数控电火花线切割在动模和定模加工中的应用
在塑料模具中，动模和定模是塑料模具的主要组成部分。动模也称型芯或凸模，是成型塑件内表面的模具零件，多装在注塑机的动模板上。定模也称型腔或凹模，是成型塑件外表面的模具零件，多装在注塑机的定模板上。动模和定模通常都要经过淬火处理，硬度极高，一般加工方法难以加工，特别是小孔与异型孔。数控电火花线切割在动模加工中的应用常有镶件孔、顶针孔、司筒孔、斜顶孔等的加工。在定模加工中的应用常有镶件孔、镶针孔等的加工。见图一：数控电火花线切割在动模加工中的应用；图二：数控电火花线切割在定模加工中的应用。
2、数控电火花线切割在工具电极加工中的应用
在塑料模具中，特别是动模、定模有许多微小的地方刀具不宜加工，或者形状较复杂的面，这时就需要制作工具电极，采用电火花成型加工。工具电极苦有细异形孔、窄缝和复杂斜面的型柱、型孔，刀具不宜加工，就必须使用数控电火花线切割机床进行切割成形。由于铣刀总存在着半径R，在要求尖角的模具中，电极也常常要用数控电火花线切割进行清角。清角加工充分利用了电极丝R小，可变锥度大的优点。如图三：数控电火花线切割在工具电极加工中的应用。
图三：数控电火花线切割在电极加工中的应用
在电极的切割过程中，切记要考虑电极成型时所用的火花位。一般匀有粗、精电极两种，放电火花位分别约为单边0.15MM、0.05MM；在大型工件加工中还需要用到粗中精三个电极，放电火花位分别约为单边0.3MM、0.15MM、0.05MM。在加工孔时，补正值要减去单边放电火花位，也即将孔割大双边两个火花位。如加工一个10MM的孔，若火花位为单边0.3MM，则加工后的孔的尺寸为10.6MM。在加工外形时，补正值也是要减去单边放电火花位，也即将电极外形双边割小两个放电火花位。如加工一个10MM*10MM的正方柱，若火花位为0.3MM，则加工后的尺寸为9.4MM*9.4MM。
3、数控电火花线切割在零配件加工中的应用
数控电火花线切割在零配件加工中的应用常有：动模定模镶件、斜顶、滑块、销钉孔、以及一些耐磨板、压板压条等。
零配件加工时常常也考虑配合间隙，一般取值的规则是将镶孔割大0.003～0.005MM，而镶件照正常数据加工。或者在不知镶孔大小的情况下将镶件单边放大0.003～0.008MM，以免镶件过小不能使用。在斜度镶件加工时，底部顶部一般都放长1MM左右。因为在装配时可以把镶件装得很紧，不留一点缝隙，多余的部分可以用铣刀或钞轮加工去掉。
四、数控电火花线切割在塑料模加工中的几种特殊应用方法
1、数控电火花线切割在顶针孔加工中的应用方法
顶针是塑料模中最简单的脱模零件，常设计在脱模阻力较大的部位。顶针孔就是供顶针通过到达产品内表面，顶出产品的通道。
一般模具中顶针孔都较多，在线切割中穿丝频繁，故适宜带有自动穿丝的慢走丝机床加工。在编程软件上也适宜选用带有多件编程的软件进行程序编制，如台湾的统达软件。该软件能一次框选所有顶针孔，只需一次设置加工参数或条件，就能自动生成所有顶针孔的加工程式。不像有些软件，对顶针孔的加工需要一次又一次的选择顶针孔或加工参数及条件。在顶针孔的加工时，第一个顶针孔的大小往往需要进行试配。如果最后一次加工顶针仍然放不进去则要进行二次重割。重割时将程序的第一刀删除，第二刀补正值不变，第三刀补正值略加。如果能进去一小半，则第一刀、第二刀匀删除，第三刀补正值略加。这是一个经验积累的工作，往往要多次才能取得合适的配合补正值。
2、数控电火花线切割在斜顶孔加工中的应用方法
斜顶也是塑料模中常见的一零件，它常常是成对的在动模左右两边出现。斜顶孔也就是斜顶顶出的通道。斜顶孔一般都有斜度，而且它的斜度是两边同向而斜，两边为直身，不同于一般的斜度工件加工。在编程时切记要小心，分清楚它的斜向，注意检查程式中的偏斜代码与偏斜值正负。
3、数控电火花线切割在上下异形件加工中的应用方法
上下异形是指工件的上端与下端形状不一样，如上端为一个圆，下端为一正方形。如图四：数控电火花线切割在上下异形加工中的应用。
在编写这个应用的程式时，应以两点隔开，前面的程式是下面的形状（正方形），后面的程式是上面的形状（圆形）。它为一个复合程式，是将上下两个程式并在一起走，下面数据走X、Y轴，上面的数据走U、V轴。
图四：数控电火花线切割在上下异形加工中的应用方法
4、数控电火花线切割在斜导柱孔加工中的应用方法
斜导柱是抽芯滑块中的一个零件，斜导柱孔也就是导柱斜向通过的通道。由于是圆孔，又有单向斜度，常是线切割加工中的难题。如图八：数控电火花线切割在斜导柱孔加工中的应用方法。
斜导柱孔简单加工方法是用辅助夹具进行辅正加工，采用一条边线碰数或画线取数加工，故该方法加工精度低不准确，采用软件分析处理才是较合理的加工方案。在编程取数时切记要小心，在它的程式面上是一个椭圆，而不是一个标准圆。它的程式上实际上就是两个椭圆的上下异形程式。
五、总结
与其他加工形式相比，数控电火花线切割有许多无可替代的优势。在塑料模加工中，数控电火线切割广泛应用于动模、定模、电极以及零配件。尤其在特殊加工场合，只要能编制出正确的数控程式，电火花线切割定会在塑料模加工中发挥出越来越重要的作用。
参考文献：
篇6
关键词：切割;水射流技术;磨料;超高压;数控
中图分类号：TU528文献标识码： A
一、水射流分类
射流脱离喷嘴后最常见的方式是圆柱射流。这种方式的射流带着射流能量最为有用，但它在靶件外表上的有用冲击面积也最小。为了进行大面积清洗，通过改动喷嘴形状就有了扇形射流，其特色是射流以一条线的方式冲击在靶件上，跟着喷嘴的位移，便呈现了一条宽幅的清洗带。近期还呈现了一些不一样形状的喷嘴，如圆锥形、三角形。矩形等，统称为异形喷嘴。
射流因其介质不再局限于水，应严格界说为液体射流。如切割富含糖分的食物，水则简单溶化糖而损坏了这些食物。为了防止此缺陷，对切割蛋糕和巧克力之类的食物应选用植物油或其他可食用油作介质。某些射流使用场合还需求用乳化液作介质。可是，我们泛称水射流并不影响其他液体射流的存在。
实践使用的水射流大致能够分为3种类型：接连射流、脉冲射流、空化射流。
1超高压水射流切割机工作原理
高压水射流加工技术的根本工作原理是运用液体增压原理,通过特定的转能设备(增压器或高压泵),将动力源(电动机)的机械能转换成水的压力能,具有无穷压力能的水在通过小孔喷嘴后,再将压力能转变成动能,然后构成高速水射流,喷射到工件外表,当水射流冲击被切工件时,动能又从头转变成作用于材料上的压力能,若压力能超过材料的损坏强度时,即可切断材料,到达去掉材料的加工意图。因此高压水射流又常被称为高速水射流。超高压水射流切
割机的具体工作原理是将普通的水通过过滤,然后通过一个超高压增压器逐级增压,将水流加压至200~400MPa,然后再通过一个直径为011~013mm的喷嘴(通常由蓝宝石制成)构成一束射流速度可达1000m/s(约为音速的3倍)、具有极大动能的水线,这一水束就像一把切削加工的刀具,在数控系统的操控下对所需求加工的工件进行切割加工成型。数控超高压水射流切割机床原理图1所示。由图1能够知道,首先通过磨料供应设备把磨料送人混合器,水箱水通过超高压水射流发生器后成为高压水,并在混合器中将磨料与高压水混匀。然后,通过水刀切割头设备的喷嘴以每秒数百米的高速度喷向切割工件。一起,水刀切割头设备在数控系统操控下,依照用户加工程序需求的轨道进行平面移动终究切割出用户所需求的工件。目前水射流切割机床选用工业计算机为硬件渠道,以W indow98的操作系统为软件渠道,该系统具有主动编程、加工轨道图示仿真、人机界面友好和网络通信功用。
图1数控超高压水射流切割机床原理图
2水射流切割的形式和水射流切割机床的构成
211水射流切割的形式
水射流切割的形式从水质上分,有纯水切割和加磨料切割;从加压方法上分,有液压加压和机械加压;从机床机械结构上分,有龙门式结构和悬臂式结构;从驱动方法上分,有步进电机驱动和沟通伺服电机驱动。从水质上分,当前工业中使用的超高压水射流切割有2种方法,一是纯水切割,可方便地切割恣意形状的软质资料,其割缝为011~111mm(如图2进行食物加工),当水压在100MPa以上时,食物、海绵、橡胶、皮革、纤维、塑料、纸张类和纺织品等软资料能够被切割;其二是加磨料(常用60~100目的石英砂和氧化铝等)切割,其割缝为018~118mm(如图3进行钢板切割),磨料的参加使得水射流具有了锯条的特性,增加其切割力,水射流的力气被大大加强了,磨料水射流切割简直能够切割任何硬质材料,如金属、复合资料、石料、陶瓷、玻璃等。
图2图3
从结构形式上分,可有多种形式,如:2)3个数控轴的龙门式结构和悬臂式结构,这种结构多用于切割板材;5)6个数控轴的机器人结构,这种结构多用于切割轿车内饰件和轿车的内衬等。最简略的超高压水切割机具有2个数控轴,由CNC操控X-Y轴数控移动,并能完成CAD/CAM直接变换,真实做到免键盘输入,无图加工,只要在CAD画出的任意复杂曲线,都可以直接切割成形。
212水射流切割机床的构成
一台数控超高压水射流切割机床由超高压水射流发生器系统、水刀切割头设备、数控切割渠道、数控系统及其辅助设备等有些构成。高压有些是水射流切割机床的心脏,数控有些是水射流切割机床的大脑。图4为龙门式数控超高压水射流切割机床结构图。其间数控切割渠道选用共同的龙门架双驱动规划,有极好的通用性,床身有很好的稳定性,即使在高速运转状况也不会发生轰动和变形;机床选用交流伺服电机、高精度的滚珠丝杠和翻滚导轨确保零件加工的高精度;选用高性能的水切割专用数控系统(如图5所示)不只功用完备,完成三轴联动操控,具有强壮的网络功用,菜单式操作简略易学,并且确保设备具有极高的可靠性,在PC机W indows环境下操控机器及高压泵;完善的防护系统能有效地防水防砂,使机器经久耐用;会集主动光滑系统,使设备的维护简单方便。
图4龙门式数控超高压水射流切割机床结构图
图5数控水射流切割专用数控系统
3超高压水射流切割机加工特点
(1)切割质量优良,加工质量高。水射流切割是一种领先的/冷态切割0加工新工艺技术。水刀切割加工时简直不发作热量,对工件材料无热影响,因而工件不会发作热影响区和热变形、不会形成材料的组织结构改变或蜕变,这对加工热敏感材料如钛合金尤为有利;水切割时不会发作裂缝,它能够切割间隙很窄的材料。切缝窄(01075~118mm),进步材料利用率,一般而言,纯水切割其切断为011~111mm,加砂切割其切断在018~118mm之间,随着砂喷嘴内孔直径扩展其切断也就愈大。且切断质量好,简直无飞边、毛刺,切割面笔直,切断、平整,无裂缝、无浮渣;切割力小,水刀在工件上所发作的横向及纵向的作用力极小,对材料不发作直接的外表压力,简直不存在机械应力与应变,工件变形小,加工精度较高。
(2)生产效率高。水刀加工切割速度快,功率高,加工成本低;因为高压水经过小直径的喷嘴今后能够发作极高的能量,所以高压水射流技术的功率十分高,能够在很小的区域内会集极大的能量。
(3)工件材料的广泛适应性。因为超高压水射流切割简直“攻无不克”,简直没有材料和切割尺度的约束,被誉为“全能切割机”。可用于各种软质与硬质材料、导电与非导电材料、金属与非金属材料、塑性与脆性材料、复合材料等切割加工;能够轻松地切割钢板或坚固的大理石、花岗岩等,对那些因其它方法难以切割的材料如钛合金及各种复合材料更是十分抱负或仅有的加工手法。
(4)高度弹性化。可切割任意概括,切入点和终结点可选在工件外表的任意一点,可作全方位的切割,可从任何一点开端,无切割方向的约束,可切割出任何杂乱的图形,可完结各种异形加工,包含各种形状、视点或斜度,且程序的修改也容易。
4超高压水射流切割技术的使用领域
(1)工业制作
超高压水射流切割简直适用于一切工业领域,如机器制工作、模具制工作、金属加工业、航空制工作、飞机制工作、轿车制工作、石材加工和建筑业、陶瓷业、轻工业、造纸业、橡胶业、纺织和皮革工业、电子工业、食品工业等职业中。用水射流切割碳纤维复合材料,各种坚固的金属及非金属材料,或带有蜂窝结构的材料等。以轿车制工作为例,其间轿车内部装修材料(如轿车地毯、仪表板、顶蓬等)的加工占水射流加工的40%,此外,还用于轿车后架、车轮罩和隔热材料等的切割。因为数控技术发展,因而,水射流切割很容易经过计算机完成主动控制,然后可切割各种曲线形状的工件。当前,国内外已安装了数千条水射流主动切割生产线。
(2)安全减灾环保
高压水射流技术广泛使用于桥梁、水电工程等很多使用钢筋混凝土结构的部分,特别在煤炭、石油、化工、军工、核工业等自然条件恶劣、工作风险的部门使用,能高效工作,大大减轻工人劳作强度、改进劳作环境、下降和避免风险事故的发作。在地震抢险和灾后重建工作中,高压水射流喷雾降尘和切割混凝土结构等能够发挥重要作用。
结束语
研究高压水射流切割的工艺技术,可以通过优化工艺提高加工速度,改善加工精度,为高压水射流切割的推广应用奠定基础,进而提高我国在材料切割特别是特种材料切割领域的加工水平。
参考文献
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数控机床
课程体系
论文摘要:本文根据当前社会需隶的数控人才所需的知识结构，对机械制造及自动化专业“金属切削机床与数控机庆.课程的教学内容进行了重组和优化，构建了理论教学为引导，实验教学为补充，实训教学为提高的“教学一体化”的人才培养模式，通过采用专职教师与兼职教师相结合，来改变师资队伍的结构.
1前言
数控技术是制造业实现自动化，柔性化、集成化生产的基础.数控技术的应用是提高制造业的产品质里和劳动生产率必不可少的重要手段;加人世贸组织后，中国正在逐步变成“世界制造中心”，为了增强竞争能力.中国制造业开始广泛使用先进的数控技术。这迫切需要既能利用计算机进行机械产品的辅助设计，又能应用数控技术进行制造的人才，作为培养具备机械设计制造基础知识与应用能力，能在工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才的机械设计制造及其自动化专业如何适应发展的需要，根据社会对数控技术人才的需求进行余属切削机床与数控机床课程的教学改革，这是我们必须要深入研究的问题。
z数控人才的需求和知识结构
当前社会需求的数控人才主要有三种类型:，>0蓝领层”数控技术人才:承担数控机床的具体操作及日常简单维护工作的技术工人，z>0灰领层’数控技术人才:承担数控编程的工艺员和数控机床维护、维修人员;3)“金领层，数控技术人才:具备井精通数控操作、数控工艺编程和数控机床维护维修所需要的绘合知识，积累了大量实际经验，知识面广。这三种类型的数控人才所要求的知识结构也各不相同，“蓝领型.:以传统的机械制造技术为墓础，掌握“数控机床原理及应用基础’和“数控加工编程技术’，掌握"CAD/CAM’软件.‘灰领型编程工艺员，:应具有良好的数学基础，熟悉产品的三维设计，产品的加工工艺:“灰领型维修人员，:以机、电、光和液(气)控制技术为基础，掌握数控机床维护与维修的技术和技能。“金领型”:有较扎实的专业基础，较全面地掌握数控设备的相关原理与技术，具备数控设备研制与开发能力，掌握网络技术，有较高的外语水平。
3构建与社会需求相适应的宽口径课程体系
根据“金属切削机床与数控机床.在系列课程中的地位和作用，从社会需求出发，对教学内容进行了重组和优化。课程采取理论教学为引导，实验教学为补充，实训教学为提高的“教学一体化”模式.
(1)
通用机床突出重点，贯彻少而精的原则
通用机床部分，我们重点讲授车床、铣床和滚齿机的传动原理，传动系统的分析和主要结构.磨床和其它类型通用机床部分通过布置思考题，让学生自学然后通过课堂讨论，使学生弄清磨床和其它类型通用机床与车床、铁床和滚齿机在结构上的主要差别，进而熟悉通用机房的工艺范围，为制订零件的加工工艺和机床的维护，维修和产品的开发奠定一定的基础。
(z)数控机床突出实践性
在数控机床理论教学中不过于强调系统性和完整性，重在其应用。简要地讲述数控机床的基本组成及其工作原理，介绍数控机床主传动系统、进给传动系统典型结构及附件，着重讲述数控加工工艺设计，CNC车床及其车削中心、CNC铰铁床及其加工中心，CNC线切割机床的手工编程技术及其操作，采用多煤体或录像进行教学，最大限度的展示生产一线的环境，将数控机床图片、所使用的刀具图片，机床附件、加工过程等展示给学生，将抽象的枯燥的概念和技术要领用形象生动的过程模拟来表现，使课堂教学更加生动和形象，便于学生理解和掌握所学的知识。 为了培养学生对数控设备的检修、调试、故隆分析能力和数控加工现场解决问题的能力，将数控机床的安装、调试、保养与维修作为一个专题来学习，借助大盘现实案例教学来阐述常见故障产生的原因及排除方法，或采用现场教学等灵活的方式进行。
(3)课程设计，加强综合性
课程设计是理论教学中重要的一个实践性环节，其目的是对所学知识的一个概括和应用，是对学生各个方面能力的一个综合评价，为了真正使同学们具备编制数控机床加工工艺规程的能力;具备选择工艺参数、编制数控机床加工程序的能力，具备操纵、调试和维护数控机床的能力，我们要求学生利用一周时间先进行程序编制工作，然后上机操作，亲自进行程序的输入，调试、运行，把课堂学习的知识在模书墩作软件上加以验证，使实际操作能力得到锻炼和提高。课程设计完成后要求每人上交一份总结报告，包含工艺过程分析(路线安排+程序原点+工装十切削用量)、数控程序清单及设计心得等内容。
(4)依托职业学校资源，加强实训教学
工科专业学生理应姓“工’，应面向工程，面向生产，面向经济建设实际，因此，所培养的人除了具备应有的专业知识外，还必须具备应有的实践能力包括必要的操作技能，既生产技能与实验技能，这是工科专业学生所必需的工程素质。而实践教学及基地建设往往对硬件设施和软件条件提出严格要求，受财力、人力等办学条件方面的限制，机械制造及自动化专业数控硬件设施和软件条件一般比高职数控专业相对要薄弱一些，我们充分利用职业学校资源进行实践教学.通过与安徽省蚌埠市机械高级技工学校合作，做到资源共享，开展实训教学。各训练项目按照相应的职业资格标准实施，通过考核评定成绩，实训教学结束时组织学生参与加劳动与社会保障部门组织的考核，取得相应的职业资格证书，同时取得相应的课程成绩和学分。
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胃大部切除术后残胃排空障碍综合征(postsurgical gastroparesis syndrome，PGS)是一种手术后的非机械性梗阻，以胃排空迟缓为主要表现，是胃大部切除手术后近期主要并发症之一[1，2]。其发生率国外报道为0.6%～7.0%[3]，国内为5%～10%[4]。PGS严重影响患者术后的康复，给患者带来痛苦和经济负担。由于PGS的患者往往有焦虑等负性情绪，更加重了PGS患者的恢复。我科对2005年1月—2008年6月在我科行胃大部切除术后发生胃排空障碍的患者，在传统的禁食、胃肠减压、输液，补充营养治疗的基础上进行个性化心理护理，取得一定的疗效，现报告如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料 选择我科2005年1月—2008年6月行胃大部切除术后发生PGS的患者60例，男34例，女26例，年龄30～63岁，平均年龄53.25岁。原发病：胃癌35例，胃淋巴瘤5例，胃间质瘤6例，胃十二指肠溃疡2例，胃息肉6例，胰腺癌6例。手术均在全麻下进行，采用毕Ⅰ式切除32例，毕Ⅱ式切除28例。排除晚期肿瘤胃转移、既往有神经精神病史、认知功能障碍患者。入组患者疾病知识缺乏，知情同意，自愿参与本调查。
1.2 方法
1.2.1 分组 将60例PGS患者随机进行编号，单号组为干预组，双号为对照组，每组30例。两组性别、年龄、病情、麻醉、手术方式、文化程度、家庭收入及医疗付费方式比较差异无显著性(均P>0.05)，具有可比性。
1.2.2 研究方法 对于术后发生PGS的患者两组均行常规治疗，包括留置胃管胃肠减压、禁食、完全胃肠外营养，输液维持水、电解质、酸碱平衡以及常规护理、健康教育等。干预组在实施上述措施的同时辅以针对性的个性化的心理干预，即诊断PGS后第1天、第3天、第7天、以后每周1次，进行个性化心理护理，每次30min，采取一对一的针对性心理护理，选择在患者晨起、午睡后精神较好的时间、环境比较安静、舒适，不易被打扰的场所。
1.2.2.1 建立良好的护患关系 固定1名主管护师为其责任人，以使患者产生比较稳固的心理，减少担心由于不了解自己的疾病，而给患者带来的心理负担。在接触患者前通过阅读病史，详细了解患者疾病的发生、发展、既往史、手术史、特殊检查结果，患者的社会关系、文化程度、家庭、职业、经济状况、个人对挫折的耐受力等情况，评估患者对疾病的认知程度和心理需求，并由此选择恰当的交流方式。
1.2.2.2 心理支持疗法 支持性心理治疗简称支持疗法[5]。倾听、支持、保证被称为支持性心理疗法的3个原则。首先是个别听取患者的倾诉，鼓励患者以自己最愿意的方式说出内心的感受和最深层的思想，让患者有一个宣泄内心压抑的机会，同时干预者辅以触摸、沉默等安抚情绪的方式，表现出干预者对患者的尊重，让患者的情绪区域平稳、积极、乐观;然后给患者强有力的精神支持，对患者的诉说不加评判地接收和设身处地的理解，同时强调疾病经过适当治疗后可以好转，帮助患者建立信心和希望;最后是保证，即在对患者的病情及个性特点等掌握了较为充分的资料后，以明确的、肯定的语气，做出适当的保证。通过心理支持的基本技术，帮助患者从超负荷的心理压力造成的严重失衡状态中恢复平衡，树立战胜疾病的信心，减轻负性情绪对疾病的影响。
1.2.2.3 信息支持 信息支持是患者疾病康复过程中的一个重要组成部分。当患者面对有压力的环境时，会对压力源进行认知评价，如果评价结果为压力源对自己是一种威胁或挑战，他就会采取应对策略以缓解心理压力。寻求信息和支持就是患者应对心理压力的重要措施之一。主管护士向患者提供PGS的有关信息，如：以手术图谱的方式讲解手术的方法、出现PGS的原因及相关因素、治疗方法及可能持续的时间;讲解心理与本病的关系：一个人在紧张、烦恼、焦虑时，其不良情绪可通过大脑皮质扩散到边缘系统，影响植物神经系统，直接导致胃肠功能失调，分泌出过多的胃酸和胃蛋白酶，使胃血管收缩、幽门痉挛、排空障碍[6]。提高其对PGS的认知水平，以降低对疾病的不确定感和恐惧感。信息支持可减缓患者的心理压力、提高对疾病的认知、缓解焦虑，改变应对方式、增强依从行为以及提高自我管理和自我维护能力。不断改善患者的认知，让患者逐渐了解疾病的治疗、护理、预后及康复的过程，从而对疾病有充分的认识，才会产生积极的心态，由此带来情绪和行为的改变。
1.2.2.4 松弛疗法 采用语言及视觉想象诱导心理放松;头面部肌肉放松训练;深呼吸放松及全身整体放松训练。坚持每天进行，至少1次，每次30min左右。
1.2.2.5 家庭干预 发生PGS患者往往情感支持会激励患者执行更多的心理行为或改变应激的应对方式。对于被支持者来说，家庭成员的帮助也可以减轻他们的恐惧和紧张心理。良好的家庭气氛，细微的关怀，精心的照顾，能使患者的意志增强。分散患者的注意力，把患者的注意力从疾病情景中分散开来，有利于减轻患者焦虑症状，改善各种负性情绪，并鼓励患者家属陪伴在患者的身边。
1.2.3 评价方法 连续干预15天后进行效果评价。
1.2.3.1 心理状态评定 干预前后由固定的主管护师采用Zung编制的“焦虑自评量表”(SAS)进行心理状态评定[7]。本量表含有20个反映焦虑主观感受的项目，每个项目按症状出现的频度分为四级评分，其中15个为正向评分，5个为反向评分。SAS标准分的分界值为50分，其中50～59分为轻度焦虑，60～69分为中度焦虑，69分以上为重度焦虑。有专人发放问卷，由患者自行或指导提问方式进行。
1.2.3.2 术后发生PGS的判定 (1)胃术后患者已排气，拔除胃管进流质或半流质饮食后发生恶心，中上腹饱胀，体检发现胃震水声;(2)胃引流量每日超过600～800ml，并持续6～10天或更久;(3)无严重水、电解质、酸碱平衡失调;(4)术后未应用影响平滑肌收缩的药物;(5)无引起PGS的基础疾病如糖尿病等;(6)胃镜检查：可见残胃无蠕动波、吻合口慢性炎症，有时可见吻合口水肿，但胃镜能通过吻合口，无流出道机械性梗阻。
1.2.3.3 胃肠功能恢复评定[8] 胃肠减压引流量﹤500ml/d，无明显胆汁，行胃管夹毕或接无负压的引流自留，观察1～2天，无恶心、呕吐后拔除胃管，进流质饮食后无不适，标志胃肠功能恢复。
1.3 统计学方法 采用SPSS10.0软件，行重复测量的方差分析和t检验。
2 结果
2.1 两组干预前后SAS评分比较 见表1。
2.2 两组胃肠功能各项指标比较 见表2。表1 两组PGS患者焦虑程度比较 注：两组比较，干预主效应F=12.73，P
3 讨论
3.1 个性化心理护理可以改善PGS患者的焦虑情绪 PGS患者病程较长，普遍存在着负性情绪及不良的应对方式，不仅降低了其生活质量，同时也与躯体症状相互作用，严重影响着治疗效果和预后。因此，减轻患者精神压力，保持心理平衡，对治疗十分关键。胃大部切除术后发生PGS患者，住院时间长，对预后思虑过多，精神处于极度紧张状态、烦躁、注意力不集中、睡眠障碍、自主神经兴奋、兴趣丧失、丧失信心等，患者必然会产生焦虑。患者忧伤、精神压抑以及严重的心理应激等将抑制自身免疫系统的正常功能，使病情进一步恶化。这些不良心理问题将严重影响治疗结果，不利于患者的康复。建立良好的护患关系、给予信息支持是心理调节的基础，患者对疾病的认识越高，对疾病的态度越积极，负性情绪产生越少。我科对30例干预组PGS患者实施个性化心理护理，两组患者术后发生PGS时，SAS评分比较差异无显著性(P>0.05);进行个性化心理护理后干预组SAS评分与对照组比较差异有显著性(P
3.2 个性化心理护理有助于PGS患者的康复 对照结果显示，对胃大部切除术后PGS患者，传统的治疗措施以临床针对应用胃肠动力药治疗为主，并给予禁食、胃肠减压、输液等治疗，对减轻PGS患者躯体症状有一定的作用，但对其焦虑、抑郁情绪无明显改善效果。而干预组采用个性化心理护理为主的综合措施，如在患者了解相关疾病知识的基础上，采用放松训练。此法以整体观为指导是训练患者有意地控制自身心理生理活动，同时将过分集中于自身症状的注意力转移向外界。除局部肌肉的放松训练，还强调配合深呼吸的全身整体放松训练，所以它使患者较易进入放松状态，同时达到较深的放松层次，起效较快;另一方面，心理护理通过良性的语言诱导和特殊的视觉想象训练，使患者较易出现放松后的愉快情绪，在全身肌肉放松的基础上能体会心理的同时放松，使植物神经功能和内分泌调节趋于正常，同时使得胃动力得以恢复。说明单纯的药物治疗对PGS患者的治疗尚存在某些局限;而本研究采用心理护理为主的综合治疗则能改善患者的躯体症状：干预组患者呕吐消失时间、腹胀消失时间、进食恢复时间明显低于对照组，P
3.3 家庭支持对PGS患者康复的作用 由于患者长时间受疾病的折磨，因而感到孤独、委屈。PGS患者常常会认为自己是家庭的负担，非常敏感家庭成员对自己的态度。家庭可提供许多支持和帮助，让他体会到他不是孤立的承受痛苦;承担着照顾者的责任，良好的家庭环境，包括成员之间和睦相处及得体的照顾，给予理解和体谅，均能减轻患者的焦虑情绪。在干预组采取了对家庭成员专题讲座和培训;提醒家庭成员避免对患者冷淡或过分保护，而影响患者自我功能的发挥;增进沟通，家庭成员帮助患者学会适应。倾听起诉说心中的焦虑并表示理解和同情，让患者有被理解被忠实感;同时对患者进行必要的健康教育指导工作，指导患者进行术后系统康复训练，唤起他们的勇气和信心。亲情的滋润，友情的关心，社会的支持是治疗心身因素及社会因素所造成疾患的最佳良药，从而达到良好的社会适应性，是病人耐受各种治疗的催化剂。
4 小结
精神因素影响迷走神经的兴奋性与胃瘫的发生和恢复有着密切的关系，胃大部切除术后PGS是外科领域的心身疾病，因此，需采用心身兼治的方法可以解除患者的心身症状，提高临床疗效。传统的以药物为主的治疗方式对减轻PGS患者躯体症状有一定的作用，但对其焦虑、抑郁情绪无明显的改善作用，且由于患者情绪的恶性循环，又会加重躯体症状。采用个性化心理护理是胃大部切除术后PGS的一种较为理想的配合手段，值得临床广大护士进一步探索，并不断在工作中完善。
参考文献
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6 卢国庆，靳亚勋，吴唯，等.腹部手术后PGS综合征24例治疗分析.医学临床研究，2007，24(3)：412.
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一、数控自动化技术应用于机械制造的表现
数控自动化是近年来兴起并在机械制造行业中快速发展的技术之一。SCADA系统及相关技术、PLC系统及其相关技术是其核心技术。其中，SCADA系统通过计算机技术对机械生产和制造过程进行调控，实现了对设备运行和切割质量的实时监控，主要用于大型矿山机械制造。其工作原理为通过无功干扰排除降低数控切割误动，提高切割质量。人工操作包括显示方式、滤波时间和检测周期的设置和调整。并在电器运行过程中记录投切变动时电压变化情况，以防止由于无功补偿量的损耗导致相关数据记录不准，防止出现设计误差。自动化设备应用过程中，还要防止合理控制电压输出，正确操作以防止设备短路，影响运行寿命。因此，电容器要处于循环投切状态，并进行随时检修，确保设备的合理运行。而PLC系统则是机电一体化的核心技术。PLC系统以体积小、安装方便等特点获得了行业的认可，并促进了机电一体化的发展。PLC利用一种可编程的数据存储器，可实现短时间建立，并通过清晰的界面展示系统功能，为客户操作提供方便。目前，PLC系统主要应用与机械制造过程中的故障检测。可有效判断故障具置并提供替代模块，使系统处于正常运行状态，确保了自动化切割的连续行。提高了系统的运行效率和使用寿命。
二、试论如何提高数控自动化技术的运用效率
(一)以我国机械切割需求为依据，适当引进先进的切割技术
虽然我国工业近年来发展迅速，但与先进切割水平之间存在一定的差距。一方面，大批量生产中的失误依然存在，产品在出口过程中存在不过关现象。数控切割控制技术在中小工厂中无法得到广泛应用。因此，引进先进的技术是企业发展的必然需求。但值得注意的是，先进技术的引进要综合考虑企业发展现状、产品功能等多个方面。逐步实现数控自动化技术的精细化，使其能够应用于多个领域，并且降低切割失误。人才的培养是我国数控自动化技术发展和革新的根本。
(二)扩大数控自动化技术的应用范围
目前，数控自动化在航空等高科技生产中的应用并不明显，并且受限于经济、技术等因素，数控自动化在细节上的应用还存在大量的失误。因此，为扩大其使用范围，并提高我国机械制造的产业化能力，应对现有的数控技术进行改革。将研究重点放在数控自动化应用功能的扩大上，以满足不同行业的不同需求。针对我国经济发展现状，企业还应注意成本控制，数控自动化在设备成本支出上有一定程度的提高。但事实上，合理的应用数控自动化技术实现了人力成本的降低，使数控自动化技术为我国机械行业的发展带来真正的效益。
(三)加快自动化科研研究的步伐
目前，我国机械制造主要应用SCADA技术和PLC技术为主，自动化切割技术是我国机械制造发展的必然趋势，并且这一技术发展迅速。一旦出现技术更新速度慢，则会严重影响机械行业的发展。因此，对于我国机械制造行业来说，还应进一步加快技术的更新换代，增加科研的投入，使技术水平始终处于先进地位。
三、总结
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1 线切割加工工艺简介
目前，多种线切割加工工艺已经在各类精密零件的生产中得到了广泛的应用。数控线切割加工工艺在生产中的优势主要体现在以下几个方面。
第一，在数控线切割加工中，标准化夹具能够实现快速精密定位，从而保证极高的重复定位精度且不降低加工效率。在数控线切割加工中，较多的采用快速装夹的标准化夹具，这类装置的原理是：集电极与夹具为一体的组件是在装有同数控线切割机床上配备的工艺定位基准附件相同的加工设备上加工完成的。工艺定位基准附件都统一同心、同位，并且各数控机床都有坐标原点，因此电极在制造完成后，直接取下电极和夹具的组件，装入数控线切割机床的基准附件上，无需再进行纠正调节。加工过程中如需插入一个急件加工，同样可以将正在加工的半成品卸下，待急件加工完后再继续快速装夹加工。标准化夹具，是一种快速精密定位的工艺方法，它的使用大大减少了数控线切割加工过程中的装夹定位时间，有效地提升了企业的竞争力。
其次，近年来数控线切割摇动加工工艺大大提高了线切割加工复杂曲面的精度。摇动加工方法实现高精度加工线切割加工复杂型腔时，在不同方向上的加工难度和加工面积相差很大，会产生加工不稳定、放电间隙不均匀等现象。为了保证高效率下放电间隙的一致性、维持高的稳定加工性，可以在加工过程中采用电极不断摇动的方法。加工中采用摇动的方法可获得侧面与底面更均匀的表面粗糙度，更容易控制加工尺寸。摇动加工是根据被加工部位的摇动图形、摇动量的形状及精度的要求而定的，如果在加工中不采用摇动的方法，则很难实现小间隙放电条件下的稳定加工。在精加工中很容易发现因这个原因造成的不稳定加工的现象，不稳定放电使尺寸不能准确地得到控制且粗糙度值不均匀。采用摇动的加工方法能很好解决这些问题且能保证高精度、高质量的加工。
第三，多轴联动加工方法使螺旋曲面、微小齿轮等的数控线切割成为可能。近年来，模具工业和计算机技术的发展，促进了多轴联动线切割加工技术的进步。采用多轴回转系统与多种直线运动协调，组合成多种复合运动方式，以适应不同种类工件的加工要求，扩大了数控线切割加工的加工范围，提高了其在精密加工方面的比较优势和技术效益。数控线切割加工机床可利用多轴联动很方便地实现传统线切割机床难以加工的复杂型腔模具或微小零件的加工。
2 微小模数齿轮齿形曲线的数学模型
用数控线切割加工齿轮时，必须在齿轮轮廓曲线上合理取点，使编制的数控加工程序能够加工出正确的齿轮形状。因此，正确建立齿廓曲线的数学模型是进行微小模数齿轮加工的基础。
渐开线圆柱直齿轮一个齿的齿廓由齿顶圆弧段、渐开线段、齿根圆弧段，或者还有连接齿根圆弧段和渐开线段的过渡曲线段连接而成。其中过渡曲线不是简单的外切圆弧，它是在齿轮加工中形成的，直接取决于加工工艺方法和刀具齿顶形状，是齿廓曲线中比较复杂的线段。下面我们分别建立直齿圆柱齿轮齿廓曲线的数学模型。
3 基于UG的微小模数齿轮的三维实体建模
3.1 齿廓各段曲线的取点逼近
在用数控机床加工非圆曲线的零件轮廓时，一般不能直接进行数控编程，必须经过合理的数学处理，要以微直线段或微圆弧段逼近曲线。用微直线段逼近齿廓曲线时，相邻点间的一小段曲线可以认为是一小段圆弧。
我们通过在MATLAB中编程，将已经建立的数学模型生成可执行的程序，并以控制拟合误差的策略逼近齿廓曲线，对齿轮齿廓的渐开线、过渡曲线等部分分别进行取点计算，然后将数据文件存储，为下一步的实体建模做好准备。
3.2 基于UG的三维实体建模
在UG软件中，通过样条曲线命令>通过点>文件中的点，在对话框中选择前一步得到的数据文件的路径，确认后绘图区将会显示逼近的曲线（如图5所示），经过拉伸操作后，可以建立小模数齿轮精确的三维模型（如图6所示）。同时，还可以生成详细的零件图，可以利用UG的自动生成工程图功能输出零件图。
由于数据点文件中存储的数据包含了小模数齿轮齿廓中渐开线、过渡曲线、齿根圆和齿顶圆，因此建立的三维实体十分精确。在数据取点逼近时，我们还可以采取较小的步长策略或者设定较小的拟合误差控制提高逼近的精度，从而得到更加精确的齿廓数据。
4 微小模数齿轮的数控线切割加工
采用传统的齿轮加工工艺加工小模数齿轮时，由于刀具精度等问题的影响，加工难度大，效率低。传统的齿轮加工工艺难以保证微小模数齿轮的加工质量，限制了这类齿轮的应用。考虑到齿轮工作齿面和齿根表面的光洁度，数控线切割加工是较好的解决方法。
数控线切割机床按极丝的运行速度不同分为快走丝线切割机床和慢走丝线切割机床两类。快走丝线切割加工是我国独创的线切割加工模式，走丝速度一般为8～10m/s，由于丝速高还需要反复供丝，造成极丝抖动，故加工质量下降。慢走丝线切割加工是国外主要使用的线切割加工模式，走丝速度一般低于0.2m/s，由于是单向连续供丝，极丝磨损可以不计，加工质量较好。快走丝线切割加工适合切割厚度大的工件，而慢走丝线切割加工适合精密零件的制造。瑞士阿奇公司的经典系列线切割机床加工表面粗糙度 Ra可达 0.1μm，加工精度可达 1.5μm，近几年，随着材料科学和制造业的发展，各种高强度、高硬度材料和特殊结构零件被广泛使用，特种加工工艺成为重要研究领域，慢走丝线切割技术也得到了广泛应用。
数控线切割加工编程的最主要部分是计算出加工程序所用的节点坐标，然后再根据数控程序格式要求编制加工程序。前文我们通过建立的齿轮数学模型，对齿轮齿廓的各个曲线段进行了逼近，得到的数据就是加工所用的节点坐标。
利用线切割加工小模数齿轮，数控程序的编制十分重要，它控制着机床的运动，但想获得高的加工质量，包括低的表面粗糙度，高的加工精度，除了对机床本身的要求外，加工中对电参数的控制非常重要，包括电参数的选择、工件表面温度等都对加工精度有较大影响。
5 结论
（1）基于渐开线齿轮啮合的基本原理，分析了小模数齿轮（转下页）
