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多轴数控加工工艺师资研修班学习报告(李子峰)
发布时间:2010-11-24

一、学习概述
        在短短的十天学习过程中,大家学习了关于五轴加工的工艺编制、五轴加工CAMApp的使用以及Vericut仿真App的使用等常识。

二、学习过程
        五轴加工相关常识的培训分别由来自北京斐克企业的熊军权经理、北京航空航天大学的宋放之教授、Delcom企业的技术工程师来讲授。

(一)多轴加工的现状及其应用

1)多轴加工技术的特点及应用领域
        随着数控技术的飞速发展,数控机床的可联动轴数从原来的三轴逐渐发展到四轴、五轴甚至更多的可联动轴。三轴以上联动的机床大家称之为多轴机床,实际上它就是在三轴的基础上增加了旋转轴,如图1所示。绕XYZ轴旋转的轴分别称之为AB轴和C轴。
        因为多轴机床的自由度多,所以它可以加工三轴机床无法加工的复杂机械零件,例如发动机叶轮、柱面凸轮、变斜面构件等,如图2所示。目前多轴加工技术应用的领域已经从原来的航空航天领域拓展到了模具行业、汽车制造行业、发电设备制造行业以及普通的机械制造行业中。

                

                                                     1  多轴示意图                                 2  发动机叶轮

2)多轴加工技术的现状及其在职业院校中的普及

多轴加工机床多为美国、日本、德国、意大利制造,例如美国的哈斯、日本的玛扎克、德国的德玛吉等品牌在全球的市场占有率很高。

我国在20093月上海举行的“中国数控机床展览会”上,展出了多台国内生产的五轴加工中心。如济南二机床集团企业生产的龙门式五轴联动加工中心;上海第三机床厂、第四机床厂制造的立卧加工中心等等。它标志着中国在多轴加工技术领域达到了较高的水平。

由于多轴加工技术的快速普及,国内的一些高等职业院校从五年前开始引进四轴和五轴加工机床。随着对多轴加工技术的深入理解,目前许多的职业院校已经把多轴加工技术引入教学中。

(二)多轴加工在全国数控大赛上的体现
        机械加工的发展方向可以总结为工艺复合,多轴加工。所谓工艺复合,就是把车削加工和铣削加工复合在一起,用一台机床来完成加工。多轴加工,就是利用四轴或五轴以及更高联动轴的机床实现高速高精加工。
        高等职业院校是为国家培养高级技能型人才的地方,多轴技术在机械行业的普及使高职院校也必须进入这一较高的技术领域。目前全国性的数控技能大赛已经开始引入多轴加工比赛项目,这也体现了国家要让有实力的职业院校把多轴技术引入教学中,培养尖端技能型人才的目标。

(三)多轴加工技术的辅助App

1)先进的CAMApp—Powermill

采用多轴加工机床进行机械加工,程序的编制必须借助CAMApp来完成。目前流行的CAMApp有UGMastercam Powermill CAXA等。

这次学习讲授的App是Powermill,此App是英国Delcom企业生产的一款支撑多轴加工的CAMApp,这款App也是全国数控大赛的指定CAMApp之一。由于Powermill不涉及造型,它的操作界面要比UG等App简洁。其最大特点是有丰富的加工策略;可以进行多种刀轴的设定和编辑;最佳优化进退刀;支撑任意系统的后处理。图3PowermillApp的操作界面,4 PowermillApp的仿真图。

                      

                                                        3                                        4

        大家在PowermillApp的学习过程中,学习了如何将其它App的图像导入到Powermill中;如何利用PowermillApp选择加工策略;如何进行仿真加工操作。通过学习虽然对PowermillApp有了一定的了解,但细节的应用还需今后不断的学习和应用。

PowermillApp的破解版在网上可以下载,App的获取没有问题。值得一提的是PowermillApp的相关书籍在哈尔滨的各大书店都找不到,说明这款App在我省的应用较少。

 

2)最先进的仿真App—Vericut

目前高职院校中应用的数控加工仿真App有斐克、斯沃、宇航等几款App,它们的性能基本上相同,也比较符合高职院校的教学要求。我院机械系所使用的就是斐克企业开发的VNUC4.0仿真App。

Vericut仿真App是美国CGTech企业开发的功能强大的仿真App,其主要功能特点有:

1. 建立虚拟加工环境

Vericut仿真App可以根据机床的拓扑关系设置虚拟加工环境,也就是说你有什么样的机床,就可以在App上画出什么的机床。但它不会体现机床的操作面板,这一点与国产仿真App有很大不同。图5为根据拓扑关系在Vericut仿真App上构造的机床图,图6为仿真加工图。

                     

       图5                                              6

2. 实现从两轴到多轴的虚拟加工

Vericut仿真App可以实现从两轴到多轴的加工程序校验,对机床加工运行进行碰撞、干涉检查,以提前预知并想办法解决可能出现的事故。国产仿真App由于无法构造机床,所以只能检验数控程序本身的问题,几乎无法对加工运行的碰撞和干涉进行检验;而对于三轴以上的仿真国产App也无法实现,这也是为何数控大赛要采用Vericut仿真App的原因。

3. 测量与分析

Vericut仿真App能测量毛坯的多数几何特征。仿真结束后,可以像实际测量一样,来分析零件的各个尺寸。

     4. 加工程序优化

Vericut仿真App能根据机床和刀具等切削条件优化进给率,保护了机床和刀具,减少了机床和刀具的磨损,降低了成本,提高了效率。

大家的培训只学习了如何根据拓扑结构建立机床并运行程序,Vericut仿真App的其它强大功能并未来得及讲解。给大家的感觉是这款App很适合企业使用,而学校在教学中多数讲授的是三轴加工,还是国产App斐克、斯沃等App比较适合,但如果要进行多轴加工教学,Vericut仿真App也许是唯一的选择。

Vericut仿真App的破解版在网上可以下载,并且可以汉化。Vericut仿真App的相关书籍在哈工大的学友书店可以买到。

三、北京电子科技职业学院机械工程学院的考察汇报

        在学习之余,大家还对北京电子科技职业学院机械工程学院的教学特色进行了一些调研。

北京电子科技职业学院是国家示范性高职院校,北京市高职院校中的强校。机械工程学院是其二级学院,该院坐落在京郊亦庄的北京经济技术开发区内,距市区近3小时路程。

(一)办学特色
        北京经济技术开发区建设在北京市大兴区亦庄镇,北京经济技术开发区是北京重点建设的城南工业新城。园区内入驻了许多大型的企业集团,包括中航工业集团、中国兵器集团等航天企业;京芯半导体、中芯国际等电子信息企业;北京奔驰等汽车企业;ABB、博世力士乐、施耐德等装备制造企业。北京电子科技职业学院就是以这些企业为依托,将校园新址建设在开发区内,进行深度的校企合作。

目前其机械工程学院在学院的实训基地与SMC(中国)有限企业、北京海恒科华机电技术中心等企业进行校企合作,企业为学院的实训基地提供机床并派有经验的技术人员引导学生进行定岗实习,学生在校园内就可以学到到大企业的生产和管理经验。

(二)授课方法

机械工程学院的部分专业课采用一体化的教室进行教学教室中有多媒体投影、黑板和桌椅,有计算机,有机床或实验设备。这种一体化教室将理论教学和实践教学相结合,突出了工学结合的特点。教室的课堂讲授也很灵活,经常会看到学生进行小组讨论或是在计算机上进行资料的查找。

四、学习心得

十天的学习可以说是“紧张、有序、充实”。

大家学习到了上述的先进常识,同时也感到了压力。两款App都是国内,甚至国外最先进的仿真加工App,功能强大,实用性强。所以这两款App都是数控大赛指定App。但由于时间有限,与其说是学习,不如说是了解。这就需要大家在今后继续深入学习,加深理解。同时,通过同期培训其他院校的老师了解到,一些高职院校,尤其是南方的高职学院,已经购置了4轴,甚至5轴的加工中心,并参加了多次培训。我系无论从硬件建设还是师资力量都与他们有一定的差距。全国数控技能大赛的评委宋放之教授曾指出:“数控大赛首要目的不是选拔人才,而是引导职业院校进行专业改革和课程改革。可喜的是,我院领导已认识到这点,审时度势,在平房开建新校区,希翼通过这次扩建,加大我院硬件设施的投入和建设,打造品牌专业,使我院培养的学生被社会和企业认可。大家想,这也是全院老师的愿望吧!

附件下载:

学习汇报.ppt

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