吳玉珠

（馬鞍山工業(yè)學(xué)校，安徽 馬鞍山 243031）

隨著我國的產(chǎn)業(yè)升級(jí)，數(shù)字化制造在工業(yè)發(fā)展中已越來越重要，而在進(jìn)行復(fù)雜零件的生產(chǎn)制造中使用數(shù)控機(jī)床已經(jīng)成為數(shù)字化制造的重要內(nèi)容，傳統(tǒng)的手工編程已不能滿足現(xiàn)在數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)需求，專業(yè)的CAD/CAM（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造）軟件可以提高數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)制造過程中的作用，并對(duì)數(shù)控實(shí)訓(xùn)課中學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、職業(yè)素養(yǎng)培養(yǎng)等起著重要作用。

1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造軟件的現(xiàn)狀與分析

目前，國內(nèi)使用的數(shù)控軟件較多，多以輔助程序編制和運(yùn)動(dòng)軌跡校驗(yàn)，應(yīng)用較多的CAD/CAM軟件主要有：UG NX、Pro/NC、CATIA、中望3D等，每個(gè)軟件都有自己的優(yōu)點(diǎn)，而中望3D軟件是一款技術(shù)成熟的國產(chǎn)軟件，是CAD/CAM一體化的軟件，具有較好的易學(xué)、易用性，有很強(qiáng)的繪圖和設(shè)計(jì)能力，它更適合我國的使用習(xí)慣，并可以實(shí)時(shí)顯示加工軌跡甚至加工后的虛擬加工實(shí)體，具有動(dòng)畫效果，可以直觀、形象地模擬整個(gè)加工過程，很適合課堂講解和分析加工過程，已成為數(shù)控職業(yè)技術(shù)教育的必修課程之一。

2 中望軟件在數(shù)控教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用

數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，除了要學(xué)習(xí)用手工編程方法加工輪廓相對(duì)簡單的弧形零件外，還需要學(xué)習(xí)橢圓、拋物線、雙曲線等較復(fù)雜的曲面輪廓編程加工，如果仍然采用傳統(tǒng)手工編程方法對(duì)這些復(fù)雜曲面零件編程則需進(jìn)行復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的計(jì)算，目前普通中職學(xué)生計(jì)算能力普遍較差，極易出錯(cuò)，編程正確率很難得到保證。因此，快速、準(zhǔn)確地編制出加工程序是非常重要的。而中望軟件就提供了高效的編程加工功能，界面簡潔方便，能夠處理線框以及實(shí)體特征，并且各參數(shù)可以自動(dòng)優(yōu)化，能自動(dòng)選擇到合適類型的刀具，并具備過切檢查功能。下面以數(shù)控車實(shí)訓(xùn)為例說明中望軟件的應(yīng)用過程。

（1）建立零件輪廓。首先，進(jìn)入中望軟件并繪制零件的二維圖形，如圖1所示。對(duì)于立體感強(qiáng)的同學(xué)在有了二維輪廓以后可以立即形象畫出零件的真實(shí)形狀，但對(duì)于初學(xué)者或者立體感不強(qiáng)的同學(xué)就很難想象出零件的形狀。為了能達(dá)到最好的加工效果可以把二維輪廓進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，直接把零件輪廓做成三維實(shí)體模型，如圖2所示。然后再對(duì)三維實(shí)體模型進(jìn)行加工。

圖1 建立零件輪廓

圖2 三維實(shí)體模型

（2）確定參數(shù)。建立坐標(biāo)：中望軟件可以繼承建模的坐標(biāo)，也可以通過建立多個(gè)坐標(biāo)系來滿足加工需要。添加坯料：中望軟件可以根據(jù)加工模型自動(dòng)生成坯料外形并自動(dòng)調(diào)整坯料尺寸余量。設(shè)置加工參數(shù)：中望軟件參數(shù)的設(shè)置與其它軟件相似，各參數(shù)可以根據(jù)實(shí)際加工情況進(jìn)行設(shè)置。

（3）刀軌仿真。中望軟件有實(shí)體仿真和線性仿真兩種驗(yàn)證刀軌準(zhǔn)確性的方法，如發(fā)現(xiàn)有需要優(yōu)化的刀軌則可通過刀軌編輯器對(duì)刀軌進(jìn)行修剪、移動(dòng)、陣列、鏡像、重鏈接等優(yōu)化調(diào)整，使批量零件的加工效率達(dá)到最高。如圖3所示。

圖3 刀軌仿真

（4）三維加工動(dòng)態(tài)仿真。學(xué)生可以用實(shí)體仿真功能檢查模擬零件的加工過程，如圖4所示。中望軟件的實(shí)體仿真可以模擬整個(gè)零件加工的過程，有助于很多立體感不是很強(qiáng)的操作者能更直觀、一目了然的看到自己加工什么樣的零件，提前優(yōu)化和處理加工過程中可能出現(xiàn)的問題，從而獲得更真實(shí)的加工體驗(yàn)，減少機(jī)床校驗(yàn)的時(shí)間，提高加工生產(chǎn)效率，這種實(shí)體仿真功能對(duì)教學(xué)十分有利。

圖4 三維加工動(dòng)態(tài)仿真

（5）后處理生成NC代碼。驗(yàn)證刀具軌跡準(zhǔn)確無誤后可以直接輸出和打印加工清單，可以方便后續(xù)現(xiàn)場加工操作，最后輸出G代碼，中望3D內(nèi)置了主流的西門子、FANUC等數(shù)控系統(tǒng)，幫助用戶定制專屬的后處理方案，中望3D的CAM編程在批量的零件加工方面具有高效率和易操作性。后處理可以把CAM軟件計(jì)算出的刀具軌跡輸出成機(jī)床可以識(shí)別的NC代碼并用于生產(chǎn)，可以使數(shù)控機(jī)床發(fā)揮出最大能力。

3 中望軟件在教學(xué)中的優(yōu)越性

（1）中望軟件提高了學(xué)生學(xué)習(xí)效果。在常規(guī)教學(xué)中，《機(jī)械制圖》是數(shù)控專業(yè)的基礎(chǔ)課，通常學(xué)生都是從識(shí)圖和畫二維視圖開始，然后是三維實(shí)體建模、裝配等內(nèi)容的學(xué)習(xí)，由平面圖向立體圖過渡，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中可以很直觀地感受零件的結(jié)構(gòu)和形狀便于學(xué)生學(xué)習(xí)和理解，改變了過去老師單調(diào)講解、學(xué)生觀看的教學(xué)模式，達(dá)到了較為理想的教學(xué)效果。

（2）中望軟件豐富了教學(xué)內(nèi)容。在數(shù)控編程及加工中，中望3D的加工模塊可以很快編制出合理、高效的刀具軌跡，允許使用者通過參數(shù)及后續(xù)的修改工具進(jìn)行調(diào)整。在軟件中可以對(duì)所有刀路軌跡進(jìn)行仿真模擬，軟件還支持實(shí)體仿真，讓學(xué)生可以看到接近真實(shí)環(huán)境的仿真加工效果，產(chǎn)生了較好的教學(xué)效果。學(xué)生可以根據(jù)零件圖造型、編程、加工，大大提高了編程的效率和質(zhì)量。

（3）中望軟件節(jié)約了實(shí)訓(xùn)成本，提高了學(xué)生實(shí)訓(xùn)的安全。在虛擬的環(huán)境中進(jìn)行仿真模擬加工訓(xùn)練，可以節(jié)約大量加工練習(xí)成本，并降低了學(xué)生在加工練習(xí)中的危險(xiǎn)性，確保了學(xué)生生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)的安全。

總的來說，中望軟件降低了零件編程的難度，提高了編程的效率和質(zhì)量，縮短了加工時(shí)間。作為應(yīng)用性終端技術(shù)，中望軟件系統(tǒng)使加工過程更規(guī)范、更合理。

4 結(jié)語

綜合中望軟件在數(shù)控實(shí)訓(xùn)中使用的經(jīng)驗(yàn)可以看出：中望軟件的使用不僅提高了數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)的質(zhì)量和效率，還大大降低了數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)的成本，并且極大提高了數(shù)控教學(xué)的安全性。但與實(shí)際加工相比還有一定的差距，特別是零件的裝夾、測量等訓(xùn)練內(nèi)容不能與實(shí)際操作手感相比。因此，中望軟件只能輔助數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)而不能完全替代數(shù)控實(shí)訓(xùn)加工。

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