天鲸-平台注册！天辰账号注册。我国目前机械加工企业拥有几十万台数控设备,车间的数控化率在不断提高。国内大中型企业车间的数控机床主要以单机独立运行的机群形式进行,这种车间生产模式严重制约了数控机床的效能发挥。构建数控车间的系统是实现制造自动化的有效方式。因此,开发面向数控加工车间的网络化信息管理平台,对提高车间的加工效率和加快制造业自动化进程具有重要的意义。

　　网络数控系统(Network Numerical Control,NNC)是以数控技术、计算机网络、通讯等先进技术为支撑发展起来的以通讯和资源共享为手段,以车间乃至企业内的制造设备的有机集成为目标,支持ISO-OSI网络互联规范的自主数控系统。

　　DNC(Direct or Distributed Numerical Control),意思为直接或分布式数字控制。是一台计算机对多台数控设备控制管理的一种方式。传统的DNC系统只是通过计算机负责数控程序的管理和传送,已经不能完全满足制造业的需求。另外由于制造环境的复杂性和车间异构的数控系统,DNC系统的组成差别大,可重用性差,开放式的信息集成和应用集成平台的研究是当前的研究热门,随着信息技术和CIMS技术的发展,与外界不能直接进行信息交换的企业内部运行模式已不能完全满足发展的需要。企业应建立与Internet的接口,以便车间作为制造单元加入虚拟企业,这种跨车间的运行模式是DNC系统的发展趋势。DNC系统传输不仅包括NC程序,而且包括执行特定生产任务所需的制造数据,如刀具数据、作业计划、机床配置信息、机床状态采集和远程控制等功能。

　　通信技术是实现数控车间网络化制造的关键,一个车间系统中涉及两个通信网络,个是车间局域网通信,另个车间设备网通信。车间各工作环节之间的通信采用局域网技术已比较成熟。DNC系统研究主要集中在DNC主机和数控设备之间的通信技术,即车间数控设备网DNC通信技术。

　　我国目前大部分企业车间中应用的数控机床提供的主要是具有RS232的串行通信接口,不能直接与网络相联。现在应用于车间数控设备网通信的方式主要有串行通信技术和现场总线技术。在应用现场总线实现的通信结构中,过多的协议层次导致了整个系统的复杂和开发的难度,如果不使用现场总线,把车间的以太网直接延伸到数控机床,车间的通信结构将变成Internet/Intranet/Serial,从而简单很多。这种通过某种中转装置将数控机床直接入车间网络,大大降低DNC的实施成本。这就是串行通信局域网式DNC技术提出的原因之一。采用基于以太网的局域网式DNC通信技术构建车间网络DNC系统平台是一种高效实用的方案。图1是基于以太网的局域网式单串口服务器通信结构框图。

　　基于以太网的串行通信结构每台串口数控设备上都分别装有串口设备服务器,可以实现任意设备与以太网直接相联,达到在以太网上的任意一台计算机都可以直接控制任意一台数控设备,使得数控设备控制的灵活性大大提高,整个系统的可靠性较强,是典型的星型连接,即便单串口设备服务器发生故障,也只会影响一台设备,系统不受RS232传输长度的限制。这种结构是一种简洁高效的解决方案,可实现车间办公自动化网络和自动化设备网络的直接连接。无须像现场总线那样以DNC主控计算机作为信息整合的接口,实现了全车间信息的完整性、通透性、一致性。同时该结构可以实现嵌入式Internet服务功能,使拥有权限的Internet用户可以随时随地监控机床的运转情况。针对不同类型的数控设备可以开发通讯程序,建立通讯协议库,选择合适的通讯协议,从而在DNC服务器端用一个统一的信息平台来管理全部的数控设备,实现异构数控设备的集成。

　　由于我国工业化进程起步较晚,制造业的总体水平与国际发达国家相比还存在着阶段性差距。企业内部仍然沿用旧的生产组织模式。车间中的数控设备由于柔性好,加工精度高,价格昂贵,所以一般情况下用来完成零件的精加工工序和复杂工序,处于单机工作状态。车间在设备管理、刀具管理、通信控制和作业调度等生产计划管理水平落后,信息无法共享。虽然近些年来国内有一些关于企业车间制造方法及组织运行模式的研究,但这些研究大多把重点放在单台数控系统和FMS柔性制造系统上。随着对FMS研究的深入,人们发现它过于强调物流自动化,因而存在投资高、风险大、可靠性差、见效慢等问题,不宜在我国大量推广使用,因此我国制造车间只有极少数以FMS方式运行,车间数控设备联网运行的要求越来越迫切,构建车间网络数控系统势在必行,因采用DNC系统其投资少、规模小、见效快等优点重新引起国内外的重视,可以说DNC比FMS更适合我国国情。

　　网络数控操作平台需要集成的信息包含:对上与公司层计算机的交互信息,对下与加工设备双向传送的信息。操作平台位于车间工作站层,其功能要求如下:

　　1)车间设备管理功能。实现系统与车间信息管理系统的集成,主要包括数控刀具信息管理和机床设备信息管理等,通过系统实现设备管理系统的维护与更新;

　　2)操作平台应能够根据加工任务中零件NC加工程序的远程终端下载地址,将NC加工程序人工/自动下载到操作工作站,并且对NC加工程序进行统一存档管理;

　　3)操作平台能够根据各个数控设备分配的加工任务,通过调用相应的通信模块,将NC加工程序分配给数控机床或加工中心的DNC计算机,并可将加工任务书下传。同时具备加工程序管理功能,系统具备编辑、查询、保存、下载等功能,并且对NC加工程序进行统一存档管理;

　　4)操作平台在设计与设备层DNC计算机通信时,应考虑到接入方式的不同,设计针对不同接入方式的通信程序,同时,系统应具备良好的开放性和可扩充性,在车间规模和环境变化时能够实时的增强各管理模块的功能;

　　5)操作平台向上应可以接收(下载)远程MIS服务器下达的生产任务,根据生产加工任务及其加工工艺信息,对系统内加工设备进行作业分配;

　　根据功能需求分析,操作平台设计的每个功能模块处理相应的信息,完成系统的某一功能,具有一定的独立性,系统结构采用当前流行的C/S结构,也就是客户端/服务器模式,各个功能模块之间通过加工过程中产生的各种信息紧密联系在一起,构成一个完整的系统。通过分析可将网络数控操作平台在逻辑上划分为系统数据管理模块、系统数据实施模块和通信技术三大模块。在结构上可划分为七个模块,功能结构如图2所示。其中系统数据管理模块与系统维护模块、加工设备信息管理模块、刀具信息管理模块有关;系统数据实施模块与通信管理模块、加工作业调度模块、设备状态显示模块相关;通信模块与机床设备信息管理模块、加工作业调度模块、设备状态显示模块相关。

　　根据功能需求分析,比较当前使用的面向对象的开发工具,采用Delphi作为系统的开发工具。Delphi是Borland公司开发的极具有代表性的面向对象开发工具,它将面向对象的程序设计方法与数据库技术、网络技术以及可视化、事件驱动、代码自动生成等先进技术完美的结合在一起,使用户可直观地、快速地开发出高质量的Windows应用程序。在开发数据库方面,Delphi7.0是开发客户机/服务器数据库应用程序的强有力工具。可以直接访问Oracle、Sybase、Microsoft SQL Sever、Informix和InterBase的数据库,或者任何可以通过ODBC(Open Database Connectivity)访问的数据库管理系统中的数据库。

　　企业信息化工程的构建过程中,数据库的选用必不可少的,比较常用的数据库有InterBase、Oracle、Sybase、Informix、Microsoft SQL Server等。对于网络数控操作平台的设计,优先采用Microsoft的SQL Server 2000作为系统的后台数据库。SQL Server2000是一种网络数据库管理系统,其主要任务是存贮数据、管理数据和提供数据,以满足客户端连接数据库和存贮数据的需要,SQL Server2000支持多种操作系统平台,容易使用,性能可靠。

　　主界面采用主菜单和按钮相结合方式来进行设计,图3是用Delphi7.0进行的管理系统主界面设计。通过鼠标点击可弹出各个功能模块,采用人机交互功能,指导用户的各项操作。采用该开发工具将机床信息管理、刀具信息管理、通信控制管理等所有模块进行软件开发。

　　综上所述,采用面向对象的程序语言作为前台开发工具,Microsoft SQL-Server作为后台数据库,开发系统维护、通信管理及控制、机床设备管理、刀具信息管理、设备状态显示等模块管理软件,能够使数控车间生产信息管理达到有效的集成,大大提高车间生产率,不断加快我国现代化制造业的发展进程。

　　摘要：结合我国车间数控设备的单机运行机制,给出了网络数控系统运行模式,对其DNC通信技术进行研究,得出基于以太网的局域网式串行通信方案,通过系统功能需求分析划分了系统操作平台七个功能模块,最后利用软件开发工具进行了系统结构的整体设计。

　　[2]庞耀宗,等.DNC系统串行通信技术的研究[J].沈阳航空工业学院学报,2008(3).

　　[3]柳霞,等.基于串行通讯接口的DNC加工数据的可靠性传输[J].现代制造工程,2007(1).

　　[4]闫伟国,王敏杰.基于以太网的数控加工信息集成技术[J].农业机械学报,2004(9):185-189.

　　《 数控机床基本操作加工与认识》 是数控技术专业教学体系中重要的教学环节之一，是学习数控机床相关课程与之配套所进行的常见数控机床常规操作的技能训练，是具备数控机床基本操作技能，继而形成数控加工技术应用能力必不可少的强有力支撑。《数控机床基本操作加工与认识》 是数控技术应用专业一项重要实践课程。该门课程为今后《 零件检测与质量分析》、《 机械零件与机构的分析与选用》 《 数控加工工艺制订与程序的于工编制》《 数控机床操作与零件加工》 等专业课程奠定学习基础，并作为后续实践课程《 产品的数控加工》 《 轮岗实习》 做好铺垫。

　　《 数控机床基本操作加土与认识》 主要任务是对在校学生进行常见数控机床基本操作技能的训练，能够使用数控机床完成一些简单零件的加工；同时为学生具备常见数控机床操作应用能力，获得劳动部颁发的数控加工应用等级证书而打下良好的基本操作基础。本课程的能力要求目标主要有：

　　(一）专业能力．能够正确使用各种工具，正确选择刀具；．熟练完成零件的定位、装夹；．具备常见数控机床的基本操作能力；．了解数控机床结构，掌握对数控机床维护、保养的一般方法。

　　（二）方法能力．白主学习数控新知识、新技术；．不断积累加工经验，理论联系实际；．优化工作过程，节约时间，降低成本。

　　（二）社会能力．培养良好的职业道德素质；．具有团队协作精神；．良好的心理素质和克服困难的能力；．较强的日头与书面表达能力、人际沟通能力。

　　《 数控机床基本操作加工与认识》 采用以行动为导向、基于工作过程课程开发方法进行设计，整个学习领域由若干个学习情境组成。学习情境的设计要主要考虑以下因素：

　　(1）学习情境的设计要符合基于工作过程的教学设计思想的要求。学习情境是在职业学校实训场地对真实工件的教学化加工，以完成具体的工作任务为目标；(2）学习情境的前后排序要符合学生认知规律，可以考虑从简单到复杂，从单一到综合的排列方法；

　　（3）《数控机床基本操作加工与认识》学习情景的设计要考虑尽量覆盖二种典型的数控加工形式。

　　通过对数控机床操作的典型工作任务进行分析，结合学生的认知规律，共为《数控机床基本操作加工与认识》学习领域设计了3个学习情景。

　　一体化教学的目标是培养高素质、高技能、技术型的新型生产一线人才。袁贵仁说：“教育改革是教育发展的根本动力。”对于中职学校来说，一体化教学改革也是发展中职学校的动力。一体化教学所培育的学生是为了顺应市场的需求，也为学校今后的教学拓展空间。全面推进教学一体化改革是学校提高教学质量、适应社会需要、提高社会声誉、加快学校发展的成功之路和正确选择。因此，对职校《数控加工工艺编程与操作》一体化教学模式的有效探究也势在必行。

　　一体化教学要达到理想的效果，单靠先进的设备和教师的热情是远远不够的。在实施一体化教学的过程中，实施对课堂教学质量的控制尤为重要。而课程的改革、课程的开发，又需要通过课堂教学来实施，因此，立足课堂是保证一体化教学取得成效的关键环节。

　　在教学中可先让学生“屏”上读书，画饼充饥，给学生演示学完这门课程达到什么样的设计能力，将能做出什么样的产品，如何把自己的想法变成现实，每个人都可设计自己的产品，只要认真学习，就能梦想成真，使教学生动形象，降低了学习难度，从“要我学”升华为“我要学”，激发了学习兴趣及创新意识。先在多媒体课件教学中让学生仔细观察刀具、夹具的装夹、找正，刀具的走刀路线，利用计算机，借助仿真软件学习编程和校验方法，利用数控加工的仿真软件对编制的数控程序进行仿真加工，使教学形象、直观，容易发现编程存在的问题，增强了学习的信心，克服了人多机床少的矛盾。根据一体化数控教学目标的要求，在教学中首先要明确任务，所要提交的资料，如产品草图、工艺分析、工艺卡片、操作步骤、项目报告等，要求掌握的知识和技能，并注意留有一定的余地让学生有自主发挥的机会，以调动学生的积极性和创造性。根据生产实践适时地把相关的理论学习和讲座融入一个个项目中，充分利用网络资源，使理论教学与实践教学同步进行，边讲边练，通过讲解、示范、模仿、矫正、练习、评价形成操作技能，举一反三，真正把所学的知识消化、巩固。

　　在一体化模块式教学中，既可以先讲授理论内容，用以指导实践操作；也可以从生产实习开始，先接受感性认识，再从理论上进行分析、归纳、总结，提高学生的认知程度；还可以在实习教学中，就现场遇到的实际技术问题从理论上进行辅导，达到解决问题的目的，进而提高学生独立解决问题的能力。在课堂教学中教师可让学生在具体任务驱动下进行分组讨论，激发学生学习积极性和创造性。在数控课程的任务驱动教学中，完成加工典型零件的任务目标一般流程为：分析零件图→工艺分析及数学处理→程序编制→仿真加工→程序调试→刀具刃磨→安装毛坯及刀具→对刀、设置刀具偏置→运行程序、首件试切→检查尺寸、修改程序或刀补→正式加工、零件成型。例如各小组会讨论出若干种不同的工艺方案，这就需要教师对学生讨论或探究的结果及时引导和补充，选择最佳工艺方案，还可允许有异观点的同学进行辩驳，以进一步激发他们学习的积极性、主动性，并为锻炼他们独立探索，开拓进取的能力创建平台。通过这一有效过程，学生不断掌握所需的基本知识和基本技能，培养了他们分析问题、解决问题的能力，又高效完成任务目标。

　　数控专业一体化教学是职校以职业岗位能力为中心，以就业为目的，满足一线岗位为大量技术应用型人才的需求。突出动手能力和素质，学习掌握数控加工工艺和编程技术，熟练使用常用的 CAD/CAM 软件，并且具有较强数控机床操作和解决现场实际问题能力，保证实现当前就业需要，奠定持久职业生涯发展基础的必备环节。“工欲善其事，必先利其器”，建设“理论实践一体化的专业教室”和“工学结合学习岗位基地”是进行技能训练、培养数控专业基本能力、基本技能和职业素质的物质基础和重要保障。其中理实一体化数控教室的建设要立足当前企业现状，主动适应今后发展需求，实现建设的超前性。当前我国数控人才需求多是一线操作人员和编程、维修人员，随着企业设备的发展更新，要求既精通数控加工工艺、编程，又能熟练操作机床，同时对数控设备的维护、维修有一定基础，了解模具的设计、制造，具有全面技术的复合型技术人才的需求将逐渐增多。但也不能忘记现代先进技术是传统制造技术的发展和延续，我相信只要我们用心去引导，让《数控加工工艺编程与操作》与其他学科有效整合，定能拓展学生的知识，培养学习创新精神和实践能力，有着十分重要的意义。

　　总之，教学是不断探索、不断创新的过程。在《数控加工工艺编程与操作》教学中一体化教学有效方法比较多，只要教师认真钻研教材，选择灵活多样、切合实际的方法，就一定能有效激发学生学习兴趣，挖掘学生的潜能，从而真正提高课堂教学效率。

　　[1] 周海进.数控加工专业“一体化教学”模式的研究与实践[J].职业，2011（S1）.

　　[2] 周杏芳.职业技术教育中“一体化”教学法的探索与实践[J].襄樊职业技术学院学报.

　　随着计算机技术的发展, 虚拟制造系统VMS (Virtual Manufacturing System, 指实际制造系统在不消耗能源和资源的信息世界里的完全映射) 是在上世纪80年代由美国率先提出的, 是对真实产品制造的动态模拟, 是一种在计算机上进行而不消耗物理资源的模拟制造软件技术。

　　虚拟制造机床系统是现实制造机床系统在虚拟空间的映射, 它是由虚拟的机床刀具夹具零件所组成的虚拟系统, 具备现实机床加工系统的全部功能、特征和行为, 能够完成现实机床加工系统同样的虚拟生产任务。通过虚拟制造机床对复杂曲面的五轴联动数控加工进行仿真, 能够真实地反映制造加工过程中的过切、碰撞等干涉现象, 为程序的修改提供了数据;能够对加工程序进行反复调试, 在不消耗材料、能源, 不占用机床时间的情况下得到正确的数控加工程序。虚拟制造机床系统能够提供加工过程中的关键数据, 如优化后的切削参数、总的加工时间等, 通过他们可以评价加工策略的优劣并改进加工方案;能够进一步对加工程序进行优化, 缩短切削加工过程中的空行程进给时间和调整复杂曲面不同位置的加工进给率。

　　虚拟制造机床能够完全真实地反应现实机床, 无论是在机床结构、外形尺寸, 还是运动功能方面都同现实机床一致或相似。虚拟制造机床的建立主要包括机床几何结构、控制系统和刀具库的建立。虚拟机床要能够真实地反应现实机床, 首先要求有同样的机床结构, 其次机床各运动轴的几何尺寸要求同现实机床一致, 特别是五轴联动机床有两个旋转轴的NC铣头和Z轴滑枕的尺寸更需要同现实机床完全一致, 另外, 机床各运动轴的运动极限及相对关系也要同现实机床一致。控制系统的建立目的是使虚拟控制系统具备同现实系统相同的功能, 并且能够对机床功能 (如G代码、M代码等功能) 代码进行定义, 并实现对虚拟机床的控制功能。建立机床刀具库, 主要是建立用于实际制造系统中相同尺寸规格的各种刀具, 以真实模拟切削的过程。

　　在虚拟制造机床上添加零件毛坯、刀具和夹具, 设置编程坐标系和机床坐标系的相对位置关系, 加载加工程序后, 就可以实现对现实机床加工的仿真了。仿真能够真实地模拟出过切、碰撞等各种现象, 并发出警报, 标明发生该现象的位置。

　　程序优化首先需要针对不同的产品材料和刀具材料建立个性化的程序优化库, 这个优化库要通过做大量的切削实验来建立。在程序优化时根据不同的加工材料和刀具, 选择优化库中的实例对程序进行优化。通过优化后, 在复杂曲面不同的加工区域自动设置不同的切削进给率, 来保持每齿切削量和金属去除率的恒定, 从而提高加工效率。

　　由于我国虚拟加工技术起步较晚, 目前较成熟的计算机数控加工仿真系统有上海宇龙、南京斯沃等数控加工仿真系统软件。其仿真软件均具有项目管理功能, 可以对使用者操作的数据及操作的结果进行保存与管理, 有助于使用者相互之间的学习与交流。软件的教学管理功能充分利用互联网优势可以全面实现远程课程培训、教学交流、远程考试, 并可通过互联网下载更新相关的教学内容。在操作过程中, 具有完全自动、智能化的高精度测量功能和全面的碰撞检测功能, 还可以对数控程序进行优化处理。

　　虚拟制造机床系统产生了可以模拟实际数控设备加工环境及其工作状态的计算机数控加工仿真系统。我们用计算机数控加工仿真系统进行培训, 不仅可迅速提高操作者的编程与操作水平, 而且安全可靠、费用低廉, 为教学质量的提高打下了基础。

　　鉴于虚拟数控机床具备的功能, 针对目前我单位数控教学课程和参加数控实习学生人数的增多, 及数控设备较为精密、昂贵的特点。把数控加工仿真软件引入教学之中, 用于数控机床编程与操作培训, 这样既可以避免因误操作造成价格昂贵的数控机床的损坏, 又可以使操作人员在对仿真数控机床操作过程中产生临场感和真实感。而且能够让同学们更快地熟悉和了解数控加工的工作过程, 并且掌握各种数控机床和各种不同数控系统的基本操作。更大的好处是在实现了同样效果的情况下将加工出错及事故发生率降低到了最小程度, 同时降低了办学成本。

　　我校目前的硬件设施基本具备, 包括微机房 (可实现一人一台虚拟机床) 、局域网和各类数控机床等, 且我校的校园网早已建立, 这种教学方式很快将成为现实。相信这种教学方式必将成为一种全新的教学模式, 学生的编程与操作水平更加突飞猛进, 我校必为我国的数控行业培养更多的优秀人才。

　　电火花加工又称放电加工（Electrical Discharge Machining 简称EDM），是一种直接利用电能和热能进行加工的新工艺，基本原理是基于工具和工件（正、负电极）之间脉冲火花放电，产生局部、瞬时高温，把金属材料逐步腐蚀，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求。

　　常见的电火花成形加工机床由机床主体、脉冲电源、伺服系统、工作液循环系统等几个部分组成。

　　（1）机床主体：包括床身、工作台、立柱、主轴头及润滑系统。用于夹持工具电极及支承工件，保证它们的相对位置，并实现电极在加工过程中的稳定进给运动。

　　（1）脉冲电源：把工频的交流电流转换成一定频率的单向脉冲电流。（2）伺服进给系统：使主轴作伺服运动。

　　电火花成形加工的基本原理是基于工具和工件（正、负电极）之间脉冲火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求。要达到这一目的，必须创造下列条件：

　　（1）必须使接在不同极性上的工具和工件之间保持一定的距离以形成放电间隙。一般为0.01～0.1mm左右。

　　（4）有足够的脉冲放电能量，以保证放电部位的金属熔化或气化。如图，自动进给调节装置能使工件和工具电极保持给定的放电间隙。脉冲电源输出的电压加在液体介质中的工件和工具电极(以下简称电极)上。当电压升高到间隙中介质的击穿电压时，会使介质在绝缘强度最低处被击穿，产生火花放电。瞬间高温使工件和电极表面都被蚀除掉一小块材料，形成小的凹坑。

　　一次脉冲放电之后，两极间的电压急剧下降到接近于零，间隙中的电介质立即恢复到绝缘状态。此后，两极间的电压再次升高，又在另一处绝缘强度最小的地方重复上述放电过程。多次脉冲放电的结果，使整个被加工表面由无数小的放电凹坑构成 极性效应

　　在脉冲放电过程中，工件和电极都要受到电腐蚀。但正、负两极的蚀除速度不同，这种两极蚀除速度不同的现象称为极性效应。

　　电子的质量小，其惯性也小，在电场力作用下容易在短时间内获得较大的运动速度，即使采用较短的脉冲进行加工也能大量、迅速地到达阳极，轰击阳极表面。而正离子由于质量大，惯性也大，在相同时间内所获得的速度远小于电子。

　　①当采用短脉冲进行加工时，大部分正离子尚未到达负极表面，脉冲便已结束，所以负极的蚀除量小于正极。这时工件接正极，称为“正极性加工”。

　　②当用较长的脉冲加工时，正离子可以有足够的时间加速，获得较大的运动速度，并有足够的时间到达负极表面，加上它的质量大，因而正离子对负极的轰击作用远大于电子对正极的轰击，负极的蚀除量则大于正极。这时工件接负极，称为“负极性加工”。

　　在电火花加工过程中，工件加工得快，电极损耗小是最好的，所以极性效应愈显著愈好，3．电火花加工的特点及应用 1)电火花加工的特点

　　① 适合于机械加工方法难于加工的材料的加工，如淬火钢、硬质合金、耐热合金 ②可加工特小孔、深孔、窄缝及复杂形状的零件，如各种型孔、立体曲面、复杂形状的工件，小孔、深孔、窄缝等。(2)缺点

　　①只能加工导电工件;②加工速度慢;③由于存在电极损耗，加工精度受限制。2）电火花成形加工的应用

　　电火花成形加工主要用于电火花穿孔（用电火花成形加工方法加工通孔）和电火花型腔加工。

　　电火花穿孔加工主要用于加工冲模和异形孔，电火花型腔加工主要用于加工各类型腔模和各类复杂的型腔零件。

　　型腔加工属于盲孔加工，金属蚀除量大，工作液循环困难，电蚀产物排除条件差，电极损耗不能用增加电极长度和进给来补偿；加工面积大，加工过程中要求电规准的调节范围也较大；型腔复杂，电极损耗不均匀，影响加工精度。

　　（1）加工速度以mm3 /min表示。（2）增加矩形脉冲的峰值电流和脉冲宽度；减小脉间；合理选择工件材料、工作液，改善工作液循环等能提高加工速度。

　　工件的加工精度除受机床精度、工件的装夹精度、电极制造及装夹精度影响之外，主要受放电间隙和电极损耗的影响。

　　(1)电极损耗对加工精度的影响 在电火花加工过程中，电极会受到电腐蚀而损耗，电极的不同部位，其损耗不同。

　　①由于放电间隙的存在，使加工出的工件型孔(或型腔)尺寸和电极尺寸相比，沿加工轮廓要相差一个放电间隙(单边间隙)；

　　②实际加工过程中放电间隙是变化的，加工精度因此受到一定程度的影响。3）影响表面质量的因素

　　(1）直接法 直接法是用加长的钢凸模作电极加工凹模的型孔，加工后将凸模上的损耗部分去除。凸、凹模的配合间隙靠控制脉冲放电间隙来保证。

　　(2）混合法 凸模的加长部分选用与凸模不同的材料，如铸铁、铜等粘接或钎焊在凸模上，与凸模一起加工，以粘接或钎焊部分作穿孔电极的工作部分。当凸、凹模配合间隙很小不好直接保证放电间隙时时，可将电极的工作部分用化学浸蚀法蚀除一层金属，反之，可以用电镀法将电极工作部位的断面尺寸均匀扩大以满足加工时的间隙要求。

　　(1）单电极加工方法 单电极加工法是指用一个电极加工出所需型腔。用于下列几种情况：

　　②用机床摇动加工型腔。首先采用低损耗、高生产率的粗规准进行加工，然后利用摇动按照粗、中、精的顺序逐级改变电规准、加大电极的平动量，以补偿前后两个加工规准之间型腔侧面放电间隙差和表面微观不平度差，实现型腔侧面仿型修光，完成整个型腔模的加工。

　　131(2）多电极加工法 多电极加工法是用多个电极，依次更换加工同一个型腔。每个电极都要对型腔的整个被加工表面进行加工。用多电极加工法加工的型腔精度高，尤其适用于加工尖角、窄缝多的型腔。

　　(3）分解电极法 分解电极法是根据型腔的几何形状，把电极分解成主型腔电极和副型腔电极分别制造。

　　②型腔加工常用电极材料主要是石墨和紫铜。紫铜组织致密，适用于形状复杂轮廓清晰、精度要求较高模具。石墨电极容易成形，密度小，宜作大、中型电极。4）电规准的选择与转换

　　(1)什么是电规准？电火花加工中所选用的一组电脉冲参数称为电规准。(2)电规准的选择

　　在生产中主要通过工艺试验确定电规准。通常要用几个规准才能完成凹模型孔加工的全过程。电规准分为粗、中、精三种。从—个规准调整到另一个规准称为电规准的转换。

　　①粗规准 主要用于粗加工。对它的要求是生产率高，工具电极损耗小。被加工表面的粗糙度Ra＞12．5µm。采用较大的电流峰值，较长的脉冲宽度(ti＝20～60µs)。

　　②中规准 是粗、精加工间过度性加工所采用的电规准，③精规准 用来进行精加工，要求在保证冲模各项技术要求（如配合间隙、表面粗糙度和刃口斜度）的前提下尽可能提高生产率。小的电流峰值、高频率和短的脉冲宽度(ti＝2～6µs)。被加工表面粗糙度可达Ra =1.6～0.8µm。

　　在电火花加工中，机床主轴进给方向都应该垂直于工作台。因此工具电极的工艺基准必须平行于机床主轴头的垂直坐标。即工具电极的装夹与校正必须保证工具电极进给加工方向垂直于工作台平面。

　　由于在实际加工中碰到的电极形状各不相同，加工要求也不一样。常用的电极夹具有如图几种。

　　工具电极的校正方式有自然校正和人工校正两种: ①自然校正就是利用电极在电极柄和机床主轴上的正确定位来保证电极与机床的正确关系；

　　②人工校正一般以工作台面x、y水平方向为基准，用百分表、千分表、块规或角尺在电极横、纵(即x、y方向)两个方向作垂直校正和水平校正，保证电极轴线与主轴进给轴线一致，保证电极工艺基准与工作台面x、y基准平行。

　　6）课堂讨论已知零件是电机风叶塑料模，电火花加工如图电机风叶塑料模型腔，已知材料为45号钢，型腔表面粗糙度Ra＝2.5μm，讨论以下问题：

　　行动导向，是20世纪80年代以来世界职业教育教学论中出现的一种新思潮。行动导向教学是指教师构建特定的学习情境，以学生为主体，教师为引导者，在真实或模拟的职业活动中，通过学生们同时用脑、心、手进行自主学习的一种教学法。它创造一种学与教，学生与教师，学生与学生互动的社会交流。在这种教学中达到学习知识，形成技能，提高关键能力的目的。

　　1.注重学生个体的行动性。行动导向教学方法，强调学生在教学过程中的“行动性”，即参与性、实践性和互动性，体现“以人为本”的职业教育思想。通过教师引导、师生互动，突出“我听到的，我会忘记”“我看到的，我会了解”“我做过的，我会记住”的思想。

　　2.以工作任务为导向的教学内容特征。要想全面培养和促进综合职业能力的提高，只能通过符合职业活动规律的即工作过程系统化的，或至少与工作过程有一定联系的课程内容来实现。教学内容要与企业、社会现状基本相符，做到理论联系实际，重点介绍具有实用价值的对培养学生职业能力有关的基本知识、基本理论和基本分析方法，学生学了会用。

　　3.注重教学评价的开放性。行动导向教学的评价既有对所学技能与知识的定量分析，也有对学生所获得的能力的定性分析，所有的评价结果是开放性的，特别是在教学评价中，允许学生自己制定评价标准并检查自身的学习效果，这就使得学生学习的积极性“空前高涨”，从评价的“旁观者”成为评价的“主持人”。评价标准的制定基础不是对知识的复制、拷贝，评价的宗旨是帮助学生改进自身的学习，帮助教师更好地优化教学过程。

　　项目教学法是将传统学科体系中的知识内容转化为若干个教学项目，围绕着项目组织和展开教学，使学生直接参与项目全过程的一种教学方法。学生通过该项目的进行，学习和掌握每一环节的基本知识和了解所需的必备能力。在完成项目过程中有针对性地培养学生的独立工作能力、想象力、创新能力以及与人合作沟通的能力。

　　根据行动导向教学法的基本理念和思想，我们改变了原来数控加工编程及操作的传统教学方法，结合本课程自身的特点，采用了项目导向任务驱动的教学方法。

　　1.构建课程体系框架。对课程所面向的岗位进行职业能力分析，归纳确定出典型工作任务，形成若干个工作项目，再将工作项目分解为若干个学习性工作任务，同时引入职业技能鉴定标准，最后形成课程教学内容基本框架。

　　2.教学组织与设计。根据工作任务职业能力要求，进行每一个工作任务的教学组织与设计，开发以工作任务为载体的教学内容，以行动过程为导向来设计教学实施过程。教学内容应包含知识、能力和素质教育三方面的内容，归纳为资讯、分析、计划、实施、检查、评价六个行动过程：①资讯，学生行动内容：阅读项目任务书；分析零件图、毛坯；查阅相关学习资料；分组讨论零件图工艺信息，资讯问题填写零件图工艺信息分析卡片。教师行为：下达项目工作任务书；讲述完成项目任务的流程；引导学生搜集零件图相关工艺信息资料；引导学生理解零件加工技术要求，进行零件图工艺信息分析；提供零件图工艺信息分析范本。学生学习内容：学习零件图工艺信息分析的方法；学习搜集资料的方法；学习搜集到的相关资料。②分析，学生行动内容：填写零件加工顺序卡片；确定工艺装备，填写零件加工刀具卡片；确定切削用量，填写切削用量卡片；绘制零件加工走刀路线图；编制零件数控加工程序。教师行为：讲解加工方案确定的方法；听取学生的决策意见；引导学生填写零件加工顺序卡片、刀具卡片、切削用量卡片；提供数控系统编程格式范本；提供零件加工走刀路线图绘制范本。学生学习内容：学习零件加工工艺知识；学习零件加工方案的确定方法；学习零件走刀路线图的确定方法；学习数控编程指令的使用方法；学习数控机床编程方法。③计划，学生行动内容：制定零件加工工艺规程卡片；制定操作加工方案计划。教师行为：提供零件加工工艺规程卡片范本；提供零件操作加工方案范本。学生学习内容：学习制定零件加工工艺规程方法；学习制定操作加工方案计划。④实施，学生行动内容：将编制好的零件加工程序在仿真软件上进行虚拟操作加工；填写程序清单卡片；输入加工程序并进行校验；仿真加工；修改零件加工工艺规程卡片；机床上加工零件。教师行为：演示华中世纪星数控车床仿真操作加工方法；对仿真操作加工中学生提问进行讲解；对学生仿真加工规范进行示教。学生学习内容：学习数控机床对刀的方法；学习在仿真软件上进行程序编辑、虚拟操作加工的方法。⑤检查，学生行动内容：检测在零件质量检测结果报告单上填写学生自己检测结果；小组学生互相检查、点评。教师行为：组织学生互相检查、点评；在零件质量检测结果报告单上填写教师的检测结果；教师填写考核结果报告单。学生学习内容：学习检测零件尺寸的方法；学习互相检查和评价的方法。⑥评价，学生行动内容：总结整个工作过程；提出改进意见；小组互评成绩；小组总结报告；小组成果展示报告表；单个工作任务教学组织设计。教师行为：组织学生进行讨论、分析、总结，提出改进意见；对小组进行评价。学生学习内容：学习讨论、分析、总结的方法。

　　3.考核方式。改变以前教学中一张试卷定课程成绩的方式，突出了实践教学环节的中心地位，注重过程考核。具体考核方式如下：过程考试方式：项目考评70%，其中：期末考评素质考评20%；实训报告考评20%；实操考评30%。卷面考评30%，考评要求：严格遵循生产纪律和操作规范，主动协助小组其他成员共同完成工作任务，任务完成后清理场地等。认真撰写和完成实训报告，掌握工作规范和技巧，任务方案正确、工具使用正确、操作过程正确、任务完成良好。建议题型：单向选择、多项选择、判断、问答题、论述题。

　　运用行动导向教学法的理念，对数控编程加工及操作的传统教学方法进行了课程改革，引入了项目教学法，使得理论教学和实践教学进行了有机的结合，整个教学过程中既发挥了教师的主导作用，又体现了学生的主体作用，充分地展示了现代职业教育“以能力为本”的价值取向，使课堂教学的质量和效益得到更大幅度的提高。可以变抽象为具体，变枯燥为有趣，让学生乐于去操作、掌握。当学生完成了某一任务后，内心就会产生一种成就感，一种喜悦感，一种冲击力，这种力量不仅增强了学生的自信心，还提高了学生学习知识和技能的兴趣。

　　[2]姜大源.当代德国职业教育主流教学思想研究[J].清华大学出版社，2007.

　　目前, 高职院校重点培育的就是能在制造企业中操作和使用数控机床的专业技术人员, 这也是我们高职院校培养学生职业能力的目标。目前高职院校重点培育的就是能在制造企业中, 操作和使用数控机床的专业技术人员, 这也是我们高职院校对学生职业养成能力的培养目标。《数控加工编程及操作》课程为现代制造技术核心课程, 在传统的职业教育中, 形式上主要表现为知识体系和技能系统的双行, 也就是理论内容先行而实践操作后行。这种传统教育理论很大程度上会产生理论与实际的严重脱节, 理论在授课上的知识抽象难懂, 学生不易掌握且思维方式局限于平面没有直观感受, 理论不能很好地指导实践;同时由于理论先行与实习操作的时间间隔较长, 知识衔接上的断层导致实习过程中占用大量的时间复习理论, 而未能充分利用实习的时间让学生多动手操作, 因此传统的职业教育方法不能符合现阶段生产高速发展的需要。《数控加工编程及操作》是高等职业院校数控技术专业所开课程重要项目的理论基础, 也是理论联系实践最为密切的课程, 也是首当其冲需要的进行课程改革的重点课程。以工作过程为导向重新构建课程的设计, 把理论课程与实践操作贴合最大化。

　　要摒弃以往传统观念“以课堂为中心, 以教科书为中心, 以教师为中心”, 将知识体系和技能系统由原来的双行改为穿插并行, 结合社会对人才多元化和综合性的需求, 将理论与实际操作合理地融合, 而非简单地将理论与实操拼凑。引入杜威提出“做中学”作为教学改革的理论依据, 其主要包括五个要素 (见图1) :设置疑难情境;确定疑难在哪儿;提出解决问题的假设;推动每个步骤所含的结果;进行试验、证实、驳斥或反证假设, 通过实际应用, 校验方法是否有效。教学内容与实践教学内容通过项目或者工作任务紧密地结合在一起, 通过典型的职业工作任务, 设计学习情境使学生了解所学工作内容是什么, 自己在整个工作项目中所起的作用。

　　《数控加工编程及操作》在课程内容的选取和课程标准制定, 是依据企业要求和国家技能鉴定中心对数控车床中级操作工和数控铣床中级操作工的职业标准。由行业企业一线专家、专业技术能手、专业委员会专家及专业教师队伍依据多年工作经验及教学经验, 对课程进行工作过程的重新构建, 按照工序化的方法安排课程教学内容, 以真实产品加工为工作载体, 选择合适的典型任务形成“学习领域”配合适当的“任务情境”来设计, 以小组的方式仿照生产过程协调工作完成学习任务情境的每项工作任务。工作过程的课程内容包含三个课题项目和十六个学习任务情境 (见图2) 。

　　整个学习内容利用260学时由简单到复杂, 由浅入深逐步完成对工作任务内容的学习、理解、掌握。每一个学习任务情境不是单一的实操训练, 而是包含了理论教学内容, 故图2中呈现了理论授课与实操授课的学时比, 平均比例基本满足对职业教育的理论与实操1:4的比例要求。通过两大技能训练项目课程的学习, 数控机床实际操作能力由零级到中级;数控机床理论知识从无到够用, 最终训练和培养学生具备一定的理论基础的情况下达到数控车工中级和数控铣工中级的职业素养和能力。除此之外, 还注重培养专业知识的拓展训练, 在课题项目训练的最后阶段增设了数控车工中级和数控铣工中级水平的复合零件的加工, 为数控大赛竞赛人才培养提供学习平台。

　　在进行三个项目、16个学习情境的教学过程中, 如何合理的安排和协调理论教学与实训教学是教学组织和实施的重要问题。学生怎样学, 老师如何教?怎样将真实的生产零件利用真实的数控设备完成从图纸到真实工件的加工, 其中涉及的知识点和技能点如何把握以学习情境中2简单轴类零件的加工为例来说明 (见表1) 。

　　首先, 引用先进的项目教学法配合设置合理的学习情境, 然后, 在学习一个新的知识点我们以学生为主体, 老师作为一名引导者起到的是辅助作用。

　　在案例中教学组织摒弃了以前的传统教学模式, 大胆改革改进教学方法和教学手段, 每个教学环节的设计都是围绕着以学生为中心, 教师引导、提供资讯、组织讨论、最终点评的过程组织教学。最大限度地营造真实生产的“境”, 角色由“学生”到“技术人员”的转型, 激发学生的学习热情和主观能动性, 由被动地“学”到主动参与, 教学效果凸显。

　　在工作过程中, 根据产品的加工质量、生产效益等要求, 采用学生自评、小组互评、老师分组点评的方式对学生加工的产品质量及生产过程进行成绩评定。过程考核可以全面了解学生对知识和能力的掌握情况, 及时调整教学方法改进学习思路, 启发学生自主学习。使学生变被动式的应试学习为主动式的创新学习。将《数控加工编程及应用》理论课程融人到数控技能实训中, 以够用为度按照生产过程循序渐进由浅入深地完成教学, 并实现理、实、产一体化教学。学生数控车工中级和数控铣工的高级的过级率比以往要高, 并且2008年参加第三届全国技能大赛广东省高职院校选拔赛中周洵清获得学生组数控车工二等奖;吴泽武获得学生组数控车工三等奖;黄学明获得学生组加工中心操作工三等奖的好成绩。

　　[1]姜大源.当代德国职业教育主流教学思想研究——理论、实践与创新[M].清华大学出版社, 2007, (4) .

　　[2]王莹.基于工作过程的数控加工编程课程改革[J].中小企业管理与科技, 2011, (3) .

　　行动导向, 是20世纪80年代以来世界职业教育教学论中出现的一种新思潮。行动导向教学是指教师构建特定的学习情境, 以学生为主体, 教师为引导者, 在真实或模拟的职业活动中, 通过学生们同时用脑、心、手进行自主学习的一种教学法。它创造一种学与教, 学生与教师, 学生与学生互动的社会交流。在这种教学中达到学习知识, 形成技能, 提高关键能力的目的。

　　行动导向教学方法, 强调学生在教学过程中的“行动性”, 即参与性、实践性和互动性, 体现“以人为本”的职业教育思想。通过教师引导、师生互动, 突出“我听到的, 我会忘记”“我看到的, 我会了解”“我做过的, 我会记住”的思想。

　　要想全面培养和促进综合职业能力的提高, 只能通过符合职业活动规律的即工作过程系统化的, 或至少与工作过程有一定联系的课程内容来实现。教学内容要与企业、社会现状基本相符, 做到理论联系实际, 重点介绍具有实用价值的对培养学生职业能力有关的基本知识、基本理论和基本分析方法, 学生学了会用。

　　行动导向教学的评价既有对所学技能与知识的定量分析, 也有对学生所获得的能力的定性分析, 所有的评价结果是开放性的, 特别是在教学评价中, 允许学生自己制定评价标准并检查自身的学习效果, 这就使得学生学习的积极性“空前高涨”, 从评价的“旁观者”成为评价的“主持人”。评价标准的制定基础不是对知识的复制、拷贝, 评价的宗旨是帮助学生改进自身的学习, 帮助教师更好地优化教学过程。

　　项目教学法是将传统学科体系中的知识内容转化为若干个教学项目, 围绕着项目组织和展开教学, 使学生直接参与项目全过程的一种教学方法。学生通过该项目的进行, 学习和掌握每一环节的基本知识和了解所需的必备能力。在完成项目过程中有针对性地培养学生的独立工作能力、想象力、创新能力以及与人合作沟通的能力。

　　根据行动导向教学法的基本理念和思想, 我们改变了原来数控加工编程及操作的传统教学方法, 结合本课程自身的特点, 采用了项目导向任务驱动的教学方法。

　　对课程所面向的岗位进行职业能力分析, 归纳确定出典型工作任务, 形成若干个工作项目, 再将工作项目分解为若干个学习性工作任务, 同时引入职业技能鉴定标准, 最后形成课程教学内容基本框架。

　　根据工作任务职业能力要求, 进行每一个工作任务的教学组织与设计, 开发以工作任务为载体的教学内容, 以行动过程为导向来设计教学实施过程。教学内容应包含知识、能力和素质教育三方面的内容, 归纳为资讯、分析、计划、实施、检查、评价六个行动过程: (1) 资讯, 学生行动内容:阅读项目任务书;分析零件图、毛坯;查阅相关学习资料;分组讨论零件图工艺信息, 资讯问题填写零件图工艺信息分析卡片。教师行为:下达项目工作任务书;讲述完成项目任务的流程;引导学生搜集零件图相关工艺信息资料;引导学生理解零件加工技术要求, 进行零件图工艺信息分析;提供零件图工艺信息分析范本。学生学习内容:学习零件图工艺信息分析的方法;学习搜集资料的方法;学习搜集到的相关资料。 (2) 分析, 学生行动内容:填写零件加工顺序卡片;确定工艺装备, 填写零件加工刀具卡片;确定切削用量, 填写切削用量卡片;绘制零件加工走刀路线图;编制零件数控加工程序。教师行为:讲解加工方案确定的方法;听取学生的决策意见;引导学生填写零件加工顺序卡片、刀具卡片、切削用量卡片;提供数控系统编程格式范本;提供零件加工走刀路线图绘制范本。学生学习内容:学习零件加工工艺知识;学习零件加工方案的确定方法;学习零件走刀路线图的确定方法;学习数控编程指令的使用方法;学习数控机床编程方法。 (3) 计划, 学生行动内容:制定零件加工工艺规程卡片;制定操作加工方案计划。教师行为:提供零件加工工艺规程卡片范本;提供零件操作加工方案范本。学生学习内容:学习制定零件加工工艺规程方法;学习制定操作加工方案计划。 (4) 实施, 学生行动内容:将编制好的零件加工程序在仿真软件上进行虚拟操作加工;填写程序清单卡片;输入加工程序并进行校验;仿真加工;修改零件加工工艺规程卡片;机床上加工零件。教师行为:演示华中世纪星数控车床仿真操作加工方法;对仿真操作加工中学生提问进行讲解;对学生仿真加工规范进行示教。学生学习内容:学习数控机床对刀的方法;学习在仿真软件上进行程序编辑、虚拟操作加工的方法。 (5) 检查, 学生行动内容:检测在零件质量检测结果报告单上填写学生自己检测结果;小组学生互相检查、点评。教师行为:组织学生互相检查、点评;在零件质量检测结果报告单上填写教师的检测结果;教师填写考核结果报告单。学生学习内容:学习检测零件尺寸的方法;学习互相检查和评价的方法。 (6) 评价, 学生行动内容:总结整个工作过程;提出改进意见;小组互评成绩;小组总结报告;小组成果展示报告表;单个工作任务教学组织设计。教师行为:组织学生进行讨论、分析、总结, 提出改进意见;对小组进行评价。学生学习内容:学习讨论、分析、总结的方法。

　　改变以前教学中一张试卷定课程成绩的方式, 突出了实践教学环节的中心地位, 注重过程考核。具体考核方式如下:过程考试方式:项目考评70%, 其中:期末考评素质考评20%;实训报告考评20%;实操考评30%。卷面考评30%, 考评要求:严格遵循生产纪律和操作规范, 主动协助小组其他成员共同完成工作任务, 任务完成后清理场地等。认真撰写和完成实训报告, 掌握工作规范和技巧, 任务方案正确、工具使用正确、操作过程正确、任务完成良好。建议题型:单向选择、多项选择、判断、问答题、论述题。

　　运用行动导向教学法的理念, 对数控编程加工及操作的传统教学方法进行了课程改革, 引入了项目教学法, 使得理论教学和实践教学进行了有机的结合, 整个教学过程中既发挥了教师的主导作用, 又体现了学生的主体作用, 充分地展示了现代职业教育“以能力为本”的价值取向, 使课堂教学的质量和效益得到更大幅度的提高。可以变抽象为具体, 变枯燥为有趣, 让学生乐于去操作、掌握。当学生完成了某一任务后, 内心就会产生一种成就感, 一种喜悦感, 一种冲击力, 这种力量不仅增强了学生的自信心, 还提高了学生学习知识和技能的兴趣。

　　对于钣金加工, 主要有以下几种加工方式: (1) 单次冲压, 即单次完成包括:圆弧分布、栅格孔等的冲压加工。 (2) 连续冲裁, 分为同方向和多方向, 同方向的连续冲裁多采用模具重叠的方式进行加工, 对于长形孔的加工尤为适宜。多方向的连续冲裁更适宜采用小模具进行大孔的加工。 (3) 蚕食加工, 采用小圆模、小步距进行弧形的连续冲制加工。 (4) 单次或连续成形加工, 单次成形是依照模具的性质进行浅拉伸一次成型的钣金加工, 但是如果成型大于模具的尺寸, 就需要采用连续成形的加工方式。 (5) 阵列成形, 此种加工方式适用于在大板上进行多个工件的加工, 工件的类型可以相同也可以不同。

　　数控在钣金加工中应用, 表现出独特的优势特点, 归纳起来主要有以下几点: (1) 使用简单方便, 投入成本较低。在各类钣金零件的加工上有自身独特的优势, 尤其对于形状复杂或者薄板部件的加工可自动完成零件的加工。可以根据图纸要求, 对不同尺寸要求和形状要求的孔进行自动加工, 也可以对较大的, 各种形状的孔和轮廓曲线利用小冲模以小步距步冲的方式进行生产加工。加上结构简单的模具对于存在特殊加工工艺的钣金件, 如:浅拉伸、翻边孔等也能够进行加工。与传统的冲压相比较来说, 模具更加简单, 加工范围广泛, 加工能力显著提高, 对于批量生产或者形式多样的产品加工来说尤为适合, 这对于加工企业跟上市场发展步伐, 满足产品需求是十分有利的, 而且因为各方面费用的减少, 使得企业的经济效益得到有效的提高。 (2) 产品质量稳定, 加工精度高。对于钣金件的加工工件具有良好的平整度, 冲切精度更高, 而且毛刺兄啊, 成形质量稳定, 产品具有良好的一致性。 (3) 有效提高生产效率。采用自动控制系统, 能够实现工件的小批量的加工以及不同零件的同时加工, 而且加工速度快。因为减少了后面的处理等环节进行钣金件的数控集成式加工, 大大提高了生产下来, 降低了生产成本投入。

　　在进行下料时, 首先需要对板材进行剪裁, 按照零件的外形尺寸要求使用剪板机对板材进行裁剪下料, 然后进行数控程序的编辑进入加工阶段。如图1所示的钣金件的加工, 夹钳将板材夹持牢固后进行零件的加工, 注意在下料时要对板材进行修边处理, 四条边要有良好的垂直度, 如果要加工的板料为长410mm, 宽为400mm的矩形, 在一张长为2500mm, 宽为1250mm的大板材上可以加工出此种矩形板料18块, 材料利用率在9%以下。如果零件单个下料的时间为30秒, 则总共加工耗时为9分钟。在此过程中, 需要一名工人将裁剪下料后的板材放置于冲床上进行加工, 单个工件的加工需要6种模具并进行93次的冲压, 再加上装卸工件的耗时, 总合起来单个工件的加工需要1分钟时间。

　　直接在整个板材上进行排料, 将18个零件整齐排列开来, 利用冲床的长方模具将各个零件单独切断分开, 但是主要为了预防零件的脱落, 还要将微连接预留出来, 使板材保持一个整体的状态。完成一次的装夹之后, 零件之间有长方模具的存在, 要充分考虑到模具的尺寸也就是零件间隙为5m m, 材料的利用率在94%以下。此种加工工艺需要使用7种模具, 比第一种工艺多使用了一套长方模具。在零件连接切断的加工过程中冲压长方模具360次, 使得1件的加工冲压要达到2034次才能完成, 整个过程需要12分钟的耗时。此种加工工艺方法相对来说零件精度较低, 在迂回加工的过程中容易使机床的上下转盘之间有卷料的故障发生, 加工存在安全隐患, 因此在进行零件的切断加工中最好以低俗的状态进行。另外因为零件中存在微连接, 加工完成后需要后期的对连接处进行毛刺的打磨处理。

　　产生压伤的原因主要是物料表面存在杂物, 或者在刀具或者刀盘转塔中有杂物存在, 也可能是程序的设置不合理, 刀具间隙过大等原因。对此, 可用气枪或者碎布对表面的杂物进行清理, 坚持道具或转塔中是否有杂物存在并进行清理。下模的间隙要根据板材厚度来进行合理的选择, 对于研磨过的刀具要进行退磁处理。

　　产生划伤主要是因为物料上有划伤, 或者工人在装卸料的时候摆放过程中有划伤, 也可能是因为模具上有划伤引起的。对此, 对于来料有严重划伤的不予采用, 在装卸聊的过程中, 最好有两名工人将物料垂直抬起或者放下。在进行毛刺打磨的时候, 注意不要将工件叠在一起进行打磨, 另外工件要整齐平稳的摆放, 每层高度要适宜。

　　产生变形的原因主要有过低的模具下模, 模具见距离太近互相有影响, 在制作过程中产生变形等。对此类原因引起的变形, 可将下模高度增加, 注意两个高的下模不能在一起安装。冲切位置与夹爪有一定的距离。尽可能的用多孔刀进行网孔的冲制加工。另外可对加工顺序加以调整, 先进行切边然后再进行冲网孔的加工。

　　数控在钣金加工中的应用, 为钣金的加工制造开辟了一条新路, 使机床钣金加工有了更广泛的加工范围和发展前景。随着数控技术的发展, 钣金加工计算及加工设备也朝着联动和复合加工的方向发展, 数控系统呈现出智能化、科学化的发展趋势, 为我国的加工制造业的发展充分发挥作用。

　　摘要：数控技术在加工制造行业中广泛应用, 主要是为了提升机床设备制造的能力。本文首先对数控的加工方式进行分析, 其次对数控钣金加工的工艺特点数控冲压的加工工艺进行探讨, 最后对数控钣金加工中存在的问题及对策进行探讨。

　　工件坐标系是编程人员在编写程序时, 在工件上建立的坐标系。选择工件坐标系时一般应遵循如下原则:

　　a.尽可能将工件原点选择在工艺定位基准上, 这样有利于加工精度的提高;b.尽量将工件原点选择在零件的尺寸基准上, 这样便于坐标值的计算, 减少错误率 (当尺寸基准与工艺基准不重合时, 则要考虑由基准不重合产生的误差) ;c尽量选在精度较高的工件表面上, 以提高被加工零件的加工精度;d.对于对称零件, 应设在对称中心上, 一般零件应设在工件轮廓某一角上, 且Z轴方向上原点一般设在工件表面;e.对于卧式加工中心最好把工件原点设在回转中心上, 即设置在工作台回转中心与Z轴连线的适当位置上;f.应将刀具起点和编程原点设在同一处, 这样可以简化程序, 便于计算, 提高加工精度;对一般零件, 仅按上述原则确定工件坐标系, 即能保证其加工精度。但对于复杂、特殊零件, 就要综合考虑各种因素对加工精度的影响。

　　根据畸形工件的结构特点, 往往在一个零件上要选择两个或两个以上的坐标系, 这时就要根据零件的形状特征、夹紧方式及各加工部位的精度高低等因素综合考虑:

　　a.建立几个坐标系;b.先加工哪个坐标系的哪个表面才能提高整个零件的加工精度;c坐标系间定位尺寸的精度对各部位加工精度的影响

　　根据箱体类零件的结构特点, 不仅除上下底面之外的四个侧面需要分别建立四个定位坐标系, 而且每一侧面上有时还需建立几个坐标系, 这时就必须考虑各加工精度如何保证。如:

　　a.机床回转中心坐标精度对零件相对两侧面坐标系的建立来说, 它直接影响两相对侧面通孔的同轴度;b.每一侧面上几个坐标系建立时加工工序的设计对加工精度的影响;c.以底面为基准的的装夹精度, 直接影响孔轴线相对端面的垂直度;d.基准底面精度对孔的中心高精度的影响。

　　步进电机控制的经济型数控机床加工精度直接受步进系统的脉冲当量k的影响。脉冲当量k由下式决定。

　　式中:a为步进电机步距角, (°) ;i为齿轮减速比;t为滚珠丝杠导程, mm。

　　滚珠丝杠在制造过程中, 由于加工设备诸因素的影响不可避免地产生导程误差Δt.丝杠导程t直接影响系统脉冲当量。丝杠导程误差造成的脉冲当量误差Δkd=aiΔt/360°。

　　进给机构的机械传动机构由减速齿轮、连轴节、滚珠丝杠副及支承轴承组成.在这些环节当中存有间隙, 影响到工作台进给精度, 特别是在运动换向时, 这些间隙对机床加工精度影响更大.而减小各环节间的间隙, 可以减小对机床加工精度的影响。

　　滚珠丝杠与螺母之间的间隙直接影响工作台的进给精度.设滚珠丝杠与螺母之间的间隙为SF, 则反转时造成工作台进给误差δ1=SF。不仅如此, 丝杠螺母副的间隙还影响丝杠螺母副的刚度, 进而影响工作台进给精度.消除滚珠丝杠与螺母之间间隙的方法是施加预紧力。在双螺母预紧的滚珠丝杠副中, 当预紧力等于最大轴向力的1/3时, 其间隙可基本消除, 而且对滚珠丝杠副的寿命影响不大。

　　滚珠丝杠支承轴承的轴向间隙也直接影响工作台的进给精度.若轴承的轴向间隙为SZ, 则反向时造成工作台进给误差δ2=SZ, 轴承通过定位预紧或定压预紧消除其间隙, 同时也可提高轴承刚度.但预紧时要考虑丝杠热变形对间隙的影响.若联轴节的扭转间隙为SL, 在机构反向时造成工作台进给误差

　　如果齿轮传动的侧向间隙为S C, 机构反向时造成工作台进给误差用δ4表示, 且

　　式中, d为与滚珠丝杠连结的齿轮分度圆直径, mm.齿轮的传动比i也直接影响脉冲当量因此为减小传动比及齿轮传动侧隙对机床加工精度的影响, 应通过提高齿轮的制造精度, 减小齿轮综合误差, 在满足传动工作环境要求下, 减小侧向间隙来实现.进给机构间隙对机床加工精度的影响, 除采取上述措施外, 还可通过软件补偿实现.在零件加工程序中判断进给方向的指令转向后, 给出若干个额外进给指令脉冲, 以补偿间隙造成的误差δ=∑δ

　　在经济型数控机床上加工工件, 倾斜直线是通过刀具沿平面上两个坐标轴方向走折线而形成, 这样造成工件表面呈锯齿状而形成插补误差.插补误差的影响因素主要有机床分辨率、脉冲均匀程度、控制系统的动态特性及插补方法与算法等.插补的运算过程中, 还会产生累积误差, 当它达到一定值时, 会使机床产生移动和定位误差, 影响加工精度.以下措施可减小数控系统的累积误差。

　　机床回参考点时, 会使各坐标清零, 这样便消除了数控系统运算的累积误差。

　　逼近误差是由于采用近似算法逼近零件廓形而产生的误差.在加工非圆曲线的数学处理中, 近似地将非圆曲线分割, 以直线廓形代替曲线廓形, 这样刀具形成的廓形不可能准确地与被加工廓形重复而产生加工误差.如果已知工件廓形方程, 编程数学处理后程序规定的廓形与方程描述廓形之间的逼近误差值δk, 取决于曲线分割中分割弦的长度l。

　　其中rmin为理论廓形最小曲率半径.如果被加工零件的廓形方程未知, 编程时用列表曲线逼近, 此时产生的逼近误差值则难以确定。

　　用步进电机控制的经济型数控机床在加工时, 脉冲当量决定直线位移量最小值。编程时要按零件图纸尺寸要求, 将尺寸参数转换成控制脉冲个数。尺寸的最小单位是脉冲当量值, 脉冲当量值决定了机床可能加工的精度界限.由于零件的尺寸在数学处理时只能圆整到一个脉冲当量值, 从而造成编程时的圆整误差, 该误差影响加工零件的尺寸精度。

　　金属材料具有热胀冷缩性质, 温度的变化会引起零件尺寸的改变。如一精度要求较高的尺寸:在夏季加工为保证零件在其他温度条件下也合格, 尺寸应加工至靠近上偏差;那么在冬季尺寸应加工至靠近下偏差。

　　在机械加工过程中, 由于切削热、摩擦热等影响, 使工艺系统各部分的温度升高不等, 产生复杂的变形, 从而改变了工件、刀具及机床之间的相互位置, 破坏了工件和刀具之间相对运动的准确性, 改变了已调整好的加工尺寸, 严重影响了零件的加工精度。因此数控机床在设计制造时使传动系统和机床结构都具有很高的刚度和热稳定性, 并对反向间隙与丝杠螺距误差等由计算机软件实现自动补偿。但工件及刀具的热变形不易克服, 因此要提高加工精度必须在加工过程中要经常测量调整刀具补偿或尺寸。

　　综上所述, 只是影响零件加工精度的几个方面, 实际加工过程中, 影响因素还很多, 情况相当复杂。因此, 在生产加工过程中, 出现问题时, 要经常多分析、多思考, 找出解决问题的切入点, 确保零件合格。

　　《数控机床编程与操作》是数控专业中重要的专业课程之一，也是一门实践性较强的课程，要求学生掌握一定的编程知识及操作数控机床的能力。该课程对学生抽象思维要求较强，单纯的理论教学，易使初学者感到抽象、难学，加上目前技工学校生源较差、学生基础知识普遍较低、学习主动性不高等诸多不利因素，使教学陷入困难的境地。

　　传统的教学模式在很多方面存在弊端，已不能满足教学需要，主要表现在以下方面：

　　现在虽然为职业学校所编写的教材力量众多，但是真正适合各个学校校情的教材却很难找到。特别是由于教材中所介绍的数控系统和学校现有的数控设备不配套，造成理论教学和实践教学的脱节，使教学效果大打折扣。

　　数控技术在近几年的广泛应用，引发了数控人才的大量需求。同时，造成数控专业师资，特别是同时具备相当的理论知识和丰富的实践经验的数控专业师资严重不足。由于缺乏熟悉企业生产实际，并能够承担数控教学工作的“双师（教师、工程师）型”专业教师，严重制约了现代数控技术人才培养水平的提高。

　　由于数控设备比较昂贵，所以，大多数学校的数控设备都严重不足。每个学生独立动手实际操作的机会不多，同样制约着教学质量的提高。

　　职业教育的培养目标是以社会职业岗位的实际需要为培养依据,强调应用性，突出综合实践能力的培养，因此，如何在硬件资源有限的情况下，构建一个以就业为导向、符合职业教育目标要求的教学体系，显得尤为重要。

　　近几年，笔者所在学校结合自己的实际情况，以及市场对人才的需要，对该课程做了一些改革，采取了“理论、仿真、实操一体化”的教学方法，取得了比较好的效果。

　　为了充分发挥学校现有设备的作用，实现理论教学和实践教学一体化，学校组织各专业教师共同合作编写了一套校本教材。教材中，基本理论知识以“必需、够用”为原则，以学校现有的数控系统为重点，同时也介绍了目前较先进的一些数控机床及高速切削知识。

　　(１)编写了《数控编程和仿真一体化教材》。传统的教学模式中，理论教学和实践教学是独立的，从而割断了理论与实践之间的联系，增加了学生学习的难度。为了能将理论与实践更好地融合在一起，同时提高学生学习的兴趣，目前多采用“一体化”的教学模式，即将理论知识和实践操作融合起来，将课堂从教室移到实训场地，从生产实践开始，让学生先有一个感性认识，再从理论上进行分析、归纳和总结，提高了学生学习的积极性，也提高了学生的理解能力和认知程度。但是，由于实训设备及场地的限制，真正实现“一体化”教学对于大多数学校来说，是很难做到的。那么，如何解决这个矛盾呢？利用仿真软件来缓解数控设备的不足，应该是目前用的较多的方法了，即实现理论与仿真教学于一体，将课堂从教室移到机房，利用仿真软件模拟生产现场，让学生对所学知识先有一个感性认识，提高学习兴趣，让学生真正体会到学习知识的目的是为了应用，在应用中找出自己现有知识结构的欠缺，促使自己进一步学习相关的理论知识，即“学以致用，以用促学”。

　　(２)编写了实训教材。利用仿真软件只能够让学生熟悉数控系统的编程指令及操作面板，不能真实反映实际的切削情况，特别是加工工艺的选择，如刀具的选择及切削用量的设置对切削精度的影响等，因此，仿真绝不能取代实训操作。为了有效地实现理论和实践的有效结合，编写紧密结合理论教材的实训教材，实现了理论、仿真、实操的一体化教学，即先从理论上介绍编程知识和技巧，然后利用仿真系统进行初步练习，最后在机床上进行验证。这样，不仅让学生熟悉了所学的基本编程方法，又将加工工艺方面的知识有效融合进来，缩短了教学与生产实践的距离，取得了较好的教学效果。

　　(１)采用一体化教学模式。采用理论、仿真、实操一体化的教学模式，利用仿真软件克服数控设备的不足，实现理论与实践的有机结合。边讲、边仿真、边训练的方式，可以在不断训练学生专业技能的同时，提高其综合素质，调动学生的学习积极性。

　　(２)采用行为引导型教学方式。行为引导型教学是以学生为中心、以能力为根本的教学活动模式组织教学；行为引导型教学是让学生在教师所设计的学习环境中进行学习，使学生在学习环境中熟悉生活和学习技能，其核心是通过课堂教学引导学生提高多方面的能力，从根本上改变传统教育以知识为本、以教师为中心的教学模式，形成以能力为本、以学生为中心的新的教学局面，有效地提高学生的综合素质，特别是能力素质，使学生学会学习、学会应用、学会创新。

　　传统的教学模式中，多是通过期末考核分数对学生进行评价，造成很多学生为应付考试而学习，往往到最后临时抱佛脚，忽略了学习过程，对所学内容理解不深，对实操训练及后续课程的学习都带来了一定的困难，影响学生的学习主动性和积极性，形成恶性循环。为解决这种矛盾，笔者将课程考核与技能考核相结合，将实际操作和应用能力作为课程教学与课程考核的重点。在课程考核中，采用总结性评价和形成性评价两种体系，不仅评价考核结果，更看重学习的过程；对在学习过程中积极参与表现出来的良好个性品质，给予充分的鼓励、肯定、嘉奖；采用学生讨论评价的方式，在研讨中发现问题，得出正确结果。这样，学习的主动性、积极性也就得到了培养。

　　采用一体化教学模式，对教师也提出了更高的要求，要求教师既能承担数控专业的理论教学工作，同时又要熟悉生产实际。培养一支高素质的“双师型”教师队伍，是提高教学效果的直接保证。为此，理论教师和实习教师之间展开了“帮教带”的活动，即理论教师跟随实习教师下到实习车间熟悉各种生产工艺，并获得相应的技能等级证书；同时，实习教师在理论教师的帮助下，不断提高自己的理论水平。学校领导也在资金紧缺的情况下，每年派遣一定数量的老师外出学习，不断提高师资队伍的综合素质。

　　数控是通过计算机编程对机床运动及加工过程进行控制的一种机械制造方式。数控技术20世纪50年代起源于美国。当前欧美等发达国家因起步较早而处于领先地位。我国数控技术起步较晚, 但经过不懈努力已经取得突破性进展。数控技术通过电脑程控技术可以程序性的系统性的进行工程加工来保证产品精度和工作效率。因此, 数控机床加工技术已成为衡量一个国家装备制造业水平和工业实力的重要指标之一。

　　数控机床加工的优点有以下四点: (1) 工序集中、效率较高。传统车床根据车、刨、铣、钻、磨的不同要求而专门制作, 通用性不强。车、刨、铣、钻、磨每完成一步就要变换机床或工作场地, 可谓“工序繁多”。多功能的数控机床可以在一次装夹后连续完成铣面、铣外形、钻孔、镗孔等加工 (当然要视数控机床类型不同而定) , 实现工序集中和效率提升。 (2) 装夹方式先进, 基准选择准确, 减少制作误差。装夹分为定位和夹紧两个步骤。传统车床每完成一次铣面、铣外形、钻孔、镗孔等加工就要更换一次机床, 这样夹具设计和制造的消耗就相对过高, 而多次的夹装会增加产品残次的可能性。这就要求操作传统车床的工人具有较高的技术水平。数控加工夹装一次就可完成绝大多数工序, 不仅可以节约时间和降低加工成本而且可以提高产品的精度和质量。在传统机床工件加工中, 因为工件形态的特点、测量方法各异在多次夹装后更增加了测量基准、工序基准、设计基准三者不重合的可能性, 进而出现“假废品”的现象。而数控机床加工通过系统编程和应用控制精度的坐标法能在电脑中数字化的模拟各段的形状和尺寸进而提高产品精度。 (3) 便于切削用量选择和控制热变形。传统机床在做曲面工件、三维工件和单件定做工件时困于工人的技术水平、机床性能和刀具切削性能等因素而不能高效经济的做好。数控机床通过电脑编程系统控制机床动作, 加工过程可以实行全电脑自动控制可根据工件形面而相应设置程序进而使刀具可自动、灵活、不间断的进行加工。这样不计提高了工序的综合比率而且提高了工件的系统刚度、耐用度和产品精度, 甚至可以通过合理调节各工序间的时间来控制热变形。 (4) 加工方式灵活和测量精度高。数控机床加工与传统机床加工方法相比在工业制造中明显经济高效。在铣削工件时采用高精度的滚珠丝杠的配置可以自动有效调整间隙并防止制作过程中在的意外窜动。数控机床一次夹装和在操作过程中应用红外线测距等仪器实现提高定位精度、重复定位精度。当然也应该看到传统机床在大批量生产简易工件成本较低、易于调整、维修便宜、维护成本低等优点。

　　目前在社会发展迅猛、知识更新较快的同时在机械制造领域也存在着一些对数控机床认识肤浅的情况。一是普遍存在着数控机床全面替代传统机床的过激思想。这种思想不仅造成了一些传统机床过早的报废造成了浪费而且失去了因为淘汰机器而下岗的有着优秀操作技能和经验丰富的技工;二是随着机床等制造装备的更新换代, 在校职业中专学生普遍存在着不好好学习传统机床上的基本业务技能的现象;三是工序安排的极端化和随意化。不注重数控加工与传统加工的契合, 数控加土更经济高效的一些工序安排给传统设备, 或是将所有加工都用数控机床的情形。这样忽视经济性和运筹学原理的做法无形中增加了加工成本。五是人力资源浪费和懈怠。企业在生产中不能根据企业现有的装备和工人的技术现状, 安排生产计划, 一味将工序安排给装备水平较高或技术水平较高的工人, 进而导致原有技术的生疏或对传统技工的逆向淘汰。

　　一是合理配置人员和装备并制定培训计划, 提高工艺人员整体素质。数控机床自动化水平较高, 对操作者文化理论课要求较高而对动手操作能力相对较低, 一名刚毕业的数控专业大中专生经过短期实习或培训就能胜任。而一名传统设备的出色操作工至少需要三至五年的工作磨练。因此, 要根据生产企业的设备来合理安排人力, 并制定详实的培训计划以有侧重提高工人的整体素质。

　　二是合理选购数控机床和合理配置软硬件。要根据厂里的实际情况和人力资源状况及设备特点来采购软硬设备这一实现最优化。在购买数控机床设备时注意各类机床附件的购买以发挥出机床的全部潜力。

　　三是科学合理的安排工序。要突出数控加工精度好、效率高的优势, 在实现企业在曲面及三维工件加工、单件定制加工和复杂的标准化零部件加工中取得好的效益。

　　四是合理编制工艺流程, 做到数控机床与传统机床最佳结合。在大规模生产中应优先考虑转动率和效费比高的数控加工。当然在需要工件被大规模粗加工时可以由传统车床粗加工以降低数控机床的磨损

　　虽然数控机床在当下是主流, 但是结合在中国小城镇中制造业传统机床仍占多数的现实在使用中找到传统机床加工与数控机床加工的最佳契合点对于提高企业经济效益很有现实意义。

　　摘要：随着社会的进步和科学技术的发展, 精密数控加工已经成为影响工业发展和丰富人们生活的重要因素, 是一个国家工业实力和综合国力的外在表现之一。而当前我国在职教领域和现实经济领域中存在盲目迷信数控的倾向。因此, 本文重点分析数控机床加工工艺与传统机床加工工艺的优缺点, 为以后数控机床加工工艺与传统机床加工工艺的有机结合做有益探索。

　　[1]段明扬:《现代机械制造工艺设计实训教程》, 广西师范大学出版社, 2007年。

　　[3]焦光明、义:《数控加工工艺的特点及管理初探》, 《航天工艺》, 1998 (4) :29-31。

　　[4]黄玉辉、赵葛霄:《数控加工中的工艺设计问题研究》, 《机床与液压》, 2002 (1) :150-151。