数控加工在机械实验教学的运用

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［摘要］随着科技的不断进步，数控加工技术在我国有了很大的进步，我国对数控技术的研究也了一定的进展，数控加工在机械基础实验教学中也有许多的应用研究，数控技术与实验课程的结合，不仅能促进学生对知识的理解，还能锻炼其实际操作能力，进一步培养技术人才。

［关键词］数控加工；实验教学；应用研究

世界上第一台数控机床是在20世纪50年代由麻省理工学院的高材生与美国卡尼特雷克公司共同研发出来的。数控机床的广泛应用为我们解决了许多零件的一些精小的、人工无法及时解决的问题，并且数控加工技术已经成为衡量一个国家综合国力的指标。

一、数控加工的原理

数控机床主要包括主机机床、数控装置、伺服驱动、辅助系统等。主机包含机床床身、立柱、主轴等机械部件，主要是完成各种加工执行的功能；数控装置是整个数控机床的核心部件，包含各种重要的软件，主要是完成输入程序、信息变化存储、运算控制等功能；驱动装置包含驱动单元、主抽驱动、电机等装置，是整个数控机床的核心驱动部件，主要是完成主抽的驱动功能；辅助的装置包含一些其他的装置，促进整体的运作。数控机床首先是输入信息，然后传向输入装置，输入装置再将信息传导到数控装置中，数控装置将信息传到驱动系统，最后系统将数控传递信息反映在机床上，而机床又可以向数控装置反馈信号，实现自动加工。在运用数控机床加工零件时，要分析需要加工的零件的样式—编写加工程序和要求—列出零件加工程序清单—记载加工信息（使用穿孔机和穿孔纸）—数控装置接收信息—发出指令控制机床—自动加工。当加工对象发生变化时只需要更换第一步即可，具有极强的灵活性，并且操作也十分简单，具有极强的操作性、时效性。

二、机械基础实验教学

数控技术现在也运用于金属方面，尤其是切削加工方面，并且现在数控技术也变得越来越广泛，在实验教学中也逐渐为学生运用于讲解。在机械基础实验教学中，我们在运用数控加工技术时需要：（一）要根据专业的知识使用。不能胡乱使用，否则会对仪器造成一定的损坏，以及对使用者造成一定的伤害。（二）要根据专业课程使用。教师在上专业课程时可以针对此技术设计专门的课程———机械实验课程，不仅要强调专业知识，并且要将实践与理论相结合，让学生自己动手操作，并且具有足够的时间操作，设计符合主题或者生活实际的问题让学生去解决。（三）设计专题实验课程。设计数控机床的加工实验课程，让学生充分掌握数控机床的加工知识，掌握每部分的知识，不局限于表面知识，还要知道每个部件的实验过程。专题实验课程也需要学生就某个专题去探索实践，从实验中去获得答案。（四）举办专业活动。组织一些对数控机床感兴趣的学生，运用数控机床设计并根据实际，加工出符合要求的产品，开展这样的活动，可以培养学生数控加工技术的创新意识与实践能力。

三、相关的应用研究

数控机床主要运用在凸轮的设计与加工中，在机械运动中，凸轮是最普遍的一种机构，数控机床在设计凸轮时需要按照凸轮的运动规律———曲线行驶来设计。首先运用数控机床（程序开始）—输入基本的信息与要求—判断能否构成凸轮的机构—如果不行则返回上一步，继续输入基本对数—如果能够形成则继续下一步—输入凸轮转动的周期（4次就差不多可以了）—选出凸轮的运行曲线并将这些曲线全部储存—根据曲线信息输入计算步长—根据计算机计算出凸轮轮廓—根据轮廓判断出坐标值—计算输出的各个信息的类别：通过计算判断每个数值—通过网络连接实现数据的传输—传输到加工中心—完成加工；得到刀具加工数据值—通过网络连接实现数据值的传输—传输到加工中心—完成凸轮加工；得到数据文件—形成加工程序和输出凸轮工作图—程序结束；得到数据打印单—将数据打印单、图纸资料存档—结束该程序。通过对数据进行精确的运算并确定最优的数据，最后输出各种信息，在通过网络的连接实现数据之间的传输与转换，从而设计出凸轮的机构，通过数控加工的使用不仅可以很快设计出凸轮，并且还能够设计出最优的凸轮。

数控加工技术不仅能够很快地适应不同的加工对象，而且加工的精准度十分高，加工质量很稳定，在改变零件时改动的程序少，节约时间，在很大程度上可以减少劳动力，具有极强的可靠性。数控加工技术的专业人员现阶段在我国是十分缺乏的，这就需要学生好好学习专业知识，并且将知识赋予实践中，也有利于国家的发展。

参考文献：

［1］马骋.数控车床加工仿真系统设计［D］.山东大学，2007.

［2］王立超.数控加工实验教学系统的研究与开发［D］.哈尔滨工业大学，2007.

作者:吴传权 单位:江苏省常州轻工职业技术学院