数控切割技术

数控切割技术（精选十篇）

数控切割技术 篇1

1 数控等离子切割技术的控制

1.1 功率密度

在等离子切割中, 其相关的喷嘴结构提升了冷却效果的质量, 利用较长的孔道、小型的喷口, 实现电流密度的提升, 因此, 其能够在很大程度上得到压缩性较高的电流, 并且提升喷嘴横截面积内电流的通过量, 并增加电弧的精确性, 但是与此同时, 由于电流的压缩其功率的损耗程度也会大大提升, 因此, 相较于实际输出的电流, 真正得到使用的电流其实较小, 损失程度高达四分之一到二分之一的范围内, 这是影响等离子切割技术得到进一步发展的重要原因。

1.2 喷嘴高度

喷嘴高度是构成弧长的重要组成, 其主要是指切割横截面与喷嘴端口之间的距离, 其主要是利用陡降或电流控制的方法进行等离子的切割, 而伴随着喷嘴高度的变化, 电流大小、弧长以及功率损失都会发生相应的变化。当众多因素对其产生作用时, 电流变化对于应用效果的影响较为明显, 其能够在很大程度降低工作能量, 从而使得切割能力大大减小。另外, 从射流的具体形态分析, 在离开端口后, 电流密度的大小是不断膨胀的, 并且提升喷嘴的高度会使得枪口的直径范围大大提升, 因此, 相对于切割效果而言, 直径较小喷嘴高度能够在很大程度提升精确度, 但是在高度低于一定数值的时候, 喷嘴会产生双弧情况, 但是使用陶瓷喷嘴能够很好地解决该问题, 达到较好的应用效果。

1.3 切割速度

对于切割速度的确定应该通过相关的试验进行明确, 由于材料性质、熔点以及相关导热效率等性能的不同, 其相关的切割速度也不尽相同。当速度较低时, 电弧会由于枪口直径的过大而导致间断, 因此, 良好的切割速度能够在很大程度上决定相关的工作质量。但是若切割速度过于高, 就会使得切割的能量小于需要的能量范围, 这样就无法使得电流具有足够的能量吹掉熔解的材料, 导致工具的枪口挂渣偏多, 从而进一步降低工作质量与效果。

2 数控等离子切割技术的应用

2.1 中小企业

等离子技术在我国中小企业具有大范围的应用, 甚至在部分大企业也得到了一定的使用, 因为该项技术相较于其他相关技术, 其使用方式简便, 且应用成本较低。伴随着该项技术应用规模的不断扩大, 其相关的使用优势不断被更多的人了解与熟知, 该技术使得企业的工作效率得到了很大程度的提升, 同时对于工作人员的劳动环境以及产品质量水平等都具有很大的改善, 尤其是对于材料的利用程度更是得到了一定的提升。总而言之, 数控等离子切割技术对于中小企业的发展而言具有不可忽视的重要作用。

2.2 金属加工行业

目前, 金属加工行业是该项技术应用最广泛的行业, 火焰切割已经远远无法满足当下的工作需求, 等离子切割能够应用于不同材质、不同特性的金属, 因此, 对于该项应用的使用程度会大大提升。但是目前我国的等离子切割技术与国际上其他国家的水平相比仍然具有较大的差别, 其主要表现为:等离子切割的下料仅仅占据全部下料数量的十分之一, 而在发达国家, 等离子切割下料的占比则高达十分之九。这主要是因为我国该项技术的普及由于高难度的养护方式、昂贵的设备价格以及复杂的使用方式而受到限制, 因此, 我国需要引进国家先进的等离子切割技术, 并针对我国的实际情况进行必要的调整与完善, 从而实现对该项技术的普及与应用。

2.3 工业生产

在工业生产中, 对于金属材料的加工主要是利用等离子切割、火焰切割等相关技术, 而等离子切割相较于其他切割技术而言, 则具有更为广泛的应用优势, 其切割质量更高、效率更快, 因此, 在工业生产中受到了一定程度的重视, 尤其是对于精细化的等离子切割技术, 其相关的切割质量甚至可以媲美激光切割, 但是其相较于激光切割而言, 成本较低, 这在很大程度上提升了工业生产的经济效益。在上个世纪五十年代, 该项技术由美国研发成功, 并得到了广泛的应用, 尤其在降低人工劳动强度与提升生产质量方面更是具有很好的应用效果, 因此, 该项技术受到了众多工业生产厂家的青睐。

3 结论

综上所述, 数控等离子切割技术在众多领域都具有极为广泛的应用, 其对于我国的发展而言具有不可忽视的重要作用, 目前, 该项书记胡已经引起了相关技术部门的重视, 因此, 本文主要针对该项技术的实际应用情况, 对其相关的技术控制措施进行简单的介绍, 其中包括功率密度、喷嘴高度以及切割速度等方面的具体控制措施, 另外, 本文并详细分析该项技术在中小企业、金属加工行业以及工业生产等领域的具体应用, 希望能为我国数控等离子切割技术水平的提升具有一定的帮助作用。

参考文献

[1]张二争.影响数控等离子切割的问题分析与控制措施[J].金属加工与 (冷加工) , 2016 (01) .

数控线切割教学课题 篇2

【学习目标】

熟练掌握跳步模加工技巧和加工操作方法。【课

时】

知识学习、技能训练4课时 【知识学习】

在模具加工中，常常会有很多相同或类似的工件需要加工，或者需要在同一块坯料上同时加工出几个单独的形状，这就需要考虑到多件加工的工艺。多件加工工艺处理得好，往往会起到事半功倍的效果，不论是对操作者的操作时间还是加工效率，以及工件材料的节省，都有重要意义。

1.一般的加工方法

多件加工的一般方法是单件依次加工。2.特殊的加工方法

特殊的加工方法常用的有三种：

1)开形状排列切割法，如图9-1所示。2)凸模排列切割法，如图9-2所示。3)凹模排列切割法，如图9-3所示。

在快走丝线切割机床中，多件加工采用的跳步模加工方法加工即凸、凹模的排列切割法。

第一次切割大部分形状第二次切割一条线，工件全部切断 图9-1 开形状排列切割法

两件工件穿丝孔穿丝孔

一次切割

图9-2 凸模排列切割法

图9-3 凹模排列切割法

3.优点与难点

1)开形状排列切割法：此种加工方法的好处在于不用加工穿丝孔，可节省工时，且由于没有穿丝孔，也能节省不少材料。但由于有些工件形状特殊，不适用此种方法或用此种方法宜变形或难于取出废料。此种方法的难点在于工件排位时两件之间距离的计算，图形者必须有较强的电加工知识和2D图形处理能力。

2)凸模排列切割法：此种加工方法的好处在于加工切割种类可多选。此种排位时，可根据需要灵活决定工件的切落顺序。可以所有的工件一次全部开粗然后修刀切落，也可以先加工各件上面所有的顶尖孔然后再单件一一切落。此方法的难点在于合理控制工件的边距以及穿丝孔的位置。因为穿丝孔的位置决定着工件的切落顺序或变形情况。

数控切割技术 篇3

关键词：主动波浪补偿；二次液压控制；信号检测；控制算法

中图分类号：TG665 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）20-0008-02

激光技术主要是将激光束进行聚焦，再聚焦后形成功率较高的密度光斑，并将需要被切割的材料快速的加热，直到达到汽化的温度，在经过蒸发后形成气孔，利用激光光束和材料之间的相对移动，进行窄缝切割的连续切割。利用激光技术进行切割，可以对一些影响因素进行调节，包括激光的功率，激光切割的速度、气压以及光路系统。

1 激光切割机床中数控系统的嵌入

嵌入式系统也就是计算机系统，利用计算机软件运行作为核心内容，由其软件与硬件控制裁剪，其适用与不同系统根据不同版本的系统的具体功用，做出与不同要求相适应的专用系统。其主要的结构有：嵌入式处理器和外围设备、操作系统、应用软件。数控激光设备是利用计算机运行技术，将嵌入式系统融入，这种方式被叫做嵌入式数控系统，该系统可以改变结构对象，根据使用者的需求增设或减少，实现各种层次的数控系统，这种系统可以提高系统的整体性能与可靠性，在一定程度上可以减少系统运行的成本，不断增大其做功率，提高数控激光切割机床的竞争力。

2 数控激光切割机床

2.1 光机联动切割机床

激光切割设备主要包括：激光器、聚焦系统与光束传输、电源和控制装置、工作台、气源与水源、割柜和操作面以及数控装置。其中激光器主要是提供激光切割设备加工中需要的光能，满足设备加工需要的稳定性与可靠性，保证设备的稳定运行，根据设备加工的要求来调节合适的输出功率。其中光束传输与聚焦系统，主要是将激光束聚焦在加工工件上，其中小功率系统需要采用透镜聚焦，大功率系统使用反射聚焦镜来聚焦。部分设备利用光纤来传导，利用光纤导光系统的柔性、易配合性、功率密度性好等优势进行光束的聚焦。

其中工作台中安装伺服电机驱动，可以实现定位并切割加工工件，但是在使用工作台时，需要保持其台面的整洁干净，保证其运动的精度，工作台面材料需要选择硬度较高的不容易被破坏的。控制装置是用来显示实时参数的，起到控制、保护、警报等作用，为了提高激光器的稳定运行能力，需要采用响应较快的，稳定性能较高的控制电源。

数控装置是按照指定的代码与程序格式来编写加工程序单，其中包括工艺路线和参数、光斑运动轨迹和直径、切削参数与辅助功能，将程序单的相关内容统一的输入到计算机系统中，用软件来控制并指挥机床来加工零部件。在激光切割的过程中，利用惰性气体的特性来保护切割缝不受氧化，同时气源可以防止聚焦透镜受到金属蒸汽的污染或者液体溶滴溅射，主要起到屏蔽的作用。而水源可以降低加工系统的整体温度。

2.2 龙门式联动切割机床

龙门式光机联动激光切割机床是融激光器和机床以及数控系统为一体，这种数控激光切割机床设备整体性能好，并且占用的空间面积小，设备的成本低、适应性强，被广泛的应用在工业生产中。就激光和机床分离设备来说，其工件和光束的相对移动可以采取的方式有两种，一种是保持工作台不同而光束移动的方式，一种是工作台移动而光束固定不动。

根据光束与设备相对移动的特点，采用光机联动方式时，需要把机床设计为龙门式的结构，如图1所示，主要由激光器与移动Y轴共同构成切割机床横梁部分，光束在沿着Y轴进行短程运动时，工件需要沿着X轴进行长方向运动，这样的构成方式可以使机床结构更加紧凑，当Y轴在一定范围内进行移动时，不需要加扩束镜，这样可以有效的降低设备使用成本。

龙门式机床结构布局可以做好整体的防护工作、集中抽风与落料，在进行工件的切割时，工件会受热变形，在加工大型工件与薄板件时，由于其焦点位置很难一直不变，由此必须用检测传感器与信号处理器以及控制电器、驱动装置一同组成焦点自动化追踪系统，严格的控制机床的高度，以获得较好的割缝质量，其主要是利用激光切割的无切削力等优势，优化了机床的整体布局，同时深入的研究了机床高速运行与光束聚焦系统等一系列的关键技术，为提高机床的整体性能奠定了良好的基础。

3 激光切割的关键技术

3.1 光束聚焦问题

在使用数控激光切割机时，选择的凹聚焦镜直接影响着其切割的质量，根据激光器波长的输出长度一定，而高功率的激光在透视时，要保证透镜材料均匀、吸收性低、导热性高、机械强度高等品质，要利用抛光表面与高水平光学镀膜技术等，使用平凸镜作为热处理焊接需要的切割镜片，平凸镜不影响成像的品质。同时光机联动式机床的高度控制系统，需要采用非接触式的电容传感器，保持切割喷嘴和加工金属件在特定的高度，防止由于接触产生探爪磨损。

3.2 气体与喷嘴设计

通常情况下数控激光切割技术都需要采用辅助气体，一些金属材料或者非金属材料，需要采用压缩空气或者惰性气体，而大部分的金属材料，需要用活性气体即氧气，调节氧气的纯度来控制切割的质量。在选择并确定使用何种辅助气体为前提，要调节好气体压力的大小，若在进行薄材料的高速切割时，需要将气体的压力调高，防止切割口的背面出现粘渣现象，若切割的材料的厚度增加或者切割的速度比较慢时，需要将气压适当的降低，其喷嘴在使用的过程中容易损坏，所以需要定期检查并更换。

3.3 导光系统与切割速度

数控激光切割机导光系统主要包括反射式的扩束镜、折反射镜片和圆偏振镜片以及聚焦镜片等，光束利用这些镜片从激光器中被传导到切割头，最后进行聚焦并在喷嘴处和切割辅助气体一同输出，但需要注意的是：由于透镜在吸收传递光束的过程中，会出现能量损失导致变形的情况，最终会造成光束的焦点位置被改变，而影响到切割的效果，由此需要选择无氧铜镀金镜片，在镜片内直接注入冷却水，保证切割的质量。除此之外在使用光纤进行激光的传导时，需要充分考虑光纤传导功率的大小。

数控切割技术的使用过程中，需要严格控制切割的速度，需要利用能量平衡或者热传导的公式来估算其最大的切割速度，而且切割的速度还与光束的有效功率的密度、激光光束的模式、激光光斑的尺寸、被切割材料的密度、汽化需要的能量等因素有关，由此需要经过实践效果的最佳效果来确定切割的速度。

3.4 光路补偿措施

光束发散性的特性和光束偏振的特性是在设计光路系统时主要考虑的两个方面，其光束的补偿措施主要有扩束镜、平片VRM（变曲率半径镜）、恒定光程系统。其中扩束镜是由凸、凹透镜一同组成，是一种光学系统，可以改变光束大小同时还可以改变光束发散特性。其工作的原理是下扩束光束再聚焦光束，以得到最小的焦点，将光束的直径有效的控制在合理的切割范围内，提高切缝同板材的垂直精度，装置办法，如图2所示。

其中VRM系统的主要运行原理：调整变量泵输出的流量控制VRM镜片中水槽的水压，达到改变透镜曲率半径的作用，其可以改变光路长度的同时调整光束特征参数，保持焦点半径与焦点深度稳定性。VRM系统的构成比较复杂，成本比较高并且需要用闭环进行控制，这一系统在国外的一些技术先进的产品中会使用这种光路补偿办法，但是在我国国内由于数控激光切割机床的整体技术水平还不够完善，由此很难达到预计的使用效果。

恒定光程系统指的是恒定激光器与加工版面光束的传输距离，其恒定方案主要包括：一种是单独用一台伺服电机来控制光学镜片，取得最终的恒定光路的长度，这种方案可以有效的调节光路的长度，并满足光程长度不同的加工需求。另一中是利用光学镜片与导光壁确定光路的恒定长度，此方案调节光路比较简单。

4 结 语

数控激光切割技术正在不断地完善，其使用的成本得到了有效的降低，而设备的工作效率却在不断提升，但是我国的数控激光切割技术在一定程度上，还没有满足工业发展的需求，而我国正在不断尝试研发功能齐全的数控切割设备，来促进制造业的发展，文中针对数控切割机床以及其关键技术等方面做了简单的阐述，意在为提高我国激光切割技术水平提供可参考的建议。

参考文献：

[1] 潘冬.高速激光切割机床数控系统探究[J].电子测试，2014，（S2）.

[2] 洪超，钟昇，周鹏飞，等.激光切割机光路系统设计[J].锻压装备与制造技 术，2013，（1）.

数控火焰切割变形自动化控制技术 篇4

1 自动化控制技术的优势

1.1 自动化控制技术能够使切割任务处理迅速化

在传统的切割中, 需要耗费大量的时间来对切割件的性状进行测量和评估, 然后才能够根据实际的情况指定相应的切割方案, 采用相应的切割工艺来对切割件进行切割。这样容易导致切割的效率较低, 同时还容易因为在切割的过程中处理不当导致切割件在切割过程中容易变形。而通过采用自动化控制技术进行切割, 能够实现对切割件性状的自动化识别, 然后根据其实际状况选择最符合切割要求的切割工艺、切割流程以及切割顺序等。此外, 自动化控制系统中还包含有批量处理设置, 能够对性状相同的切割件进行批量切割和批量进行防变形处理。

1.2 自动化控制技术能够更加准确地完成切割任务

在人工控制的切割过程中, 对于切割件的判断和测量都存在着一定的误差, 同时对切割过程中切割件发生的变形也不能够完全控制, 因而容易导致切割件变形。而在采用自动化技术控制的切割中, 能够实现对切割件具体数据的精准掌握, 然后根据这些数据掌握的情况来精准地确定切割位置、控制切割工艺等, 同时, 能够对切割过程中的切割件进行实时监控, 根据切割件的变化实时开展防变形控制, 最终保障切割任务的准确和高效完成。

2 自动化控制技术的内涵

自动化控制技术是指通过对相应的硬件设备进行自动化的控制, 从而使硬件设备能够按照命令要求实现相应的动作, 完成作业过程的一项技术。自动化技术需要有相应的软件技术的支持, 同时也离不开能够准确执行软件命令的硬件设备。自动化控制技术是相对于人工控制技术而言的, 在自动化控制技术中, 全程没有或者很少有人工参与, 自动化控制系统就能够根据参数设置, 使控制对象运行工作流程, 实现参数控制的结果。自动化控制技术能够大幅解放人力, 使人们将精力投入到更加有创造力的活动当中去, 同时还能够避免人们在操作过程中受到伤害。因而, 自动化控制技术的发展和应用是大势所趋, 自动化控制系统能够在更多的领域取代人工控制, 需要我们对其予以足够的关注。

3 运用自动化控制技术防止切割变形的策略

3.1 运用自动化控制技术对切割件进行切割控制

运用自动化控制技术对切割件进行控制的流程如下:人工在自动化控制端输入切割件的材料、长宽高、硬度以及制作工艺等/自动化控制系统根据安装的红外线装置自动检测切割件的长宽高以及重量, 根据这些条件自主算出密度——根据输入或者计算出来的数据在数据库中进行检索和分析, 选择出合适的切割速度、喷嘴型号和切割流程——控制人员对上述内容进行检查, 选择是否执行切割, 然后系统发出相应的命令 (不执行切割返回第二步, 重新检索和计算, 执行切割继续下一步) ——切割设备接收到系统发出的命令之后, 自动设定切割速度、适配喷嘴型号, 执行切割流程——切割命令执行完毕之后, 返回完成信号, 自动化控制系统对切割状况进行重新检测, 然后测算出合适的冷却环境, 制定出冷却环境参数——自动化操作系统自主调整冷却环境, 使切割件顺利冷却。这样, 就能够根据切割件的状况来实现切割工艺的自动化调整, 避免因为材料密度不均匀、受热不均等导致的切割变形状况。

3.2 运用自动化控制技术实现对切割顺序的控制

对顺序进行控制是自动化控制技术的一个重要功能, 同时, 通过对顺序进行控制也能够有效保障切割件的稳定, 避免切割件由于受热不均导致的变形。在利用数控火焰切割技术进行切割件切割时, 正确的顺序应该是按照小→大, 内→外, 圆→方的顺序来进行的, 按照这样的顺序能够有效保障在切割的过程中受力、受热以及散热等的均匀, 最终保证切割件不会变形。因此, 我们需要充分地运用自动化控制中的顺序控制技术来实现对切割顺序的控制。首先, 人工将需要切割的参数输入到自动化控制系统当中, 系统根据控制人员输入的参数来实现对切割件大小和外形的分析, 进而自主排列出切割的先后顺序。其次, 控制人员对切割的先后顺序进行确认操作, 然后系统按照切割要求进行顺序切割, 实现对切割顺序的控制。

3.3 运用自动化控制技术实现对切割工艺的控制

针对不同的材料选择不同的切割工艺有助于防止切割件在切割过程中变形, 因此, 我们需要运用自动化控制技术来实现对切割工艺的控制。现有的防止数控火焰切割变形的技术有留割技术和搭桥技术等, 因此, 我们在自动化控制系统中针对这两种技术进行自动化切割程序设计, 然后在对切割件进行切割时自主根据不同的切割工艺来进行切割, 有效减少切割件的变形。

4 结语

综上所述, 在数控火焰切割的过程中, 会由于切割件的原因、切割工艺的选择原因以及受热和散热的原因从而导致切割件的变形, 导致大量的时间和精力浪费在切割件形状的恢复上面, 而有些难以恢复的切割件只能报废等, 造成了大量的浪费。因此, 我们需要通过自动化控制技术来对数控火焰切割过程进行控制, 最终保障数控火焰切割质量的有效提升。

摘要：数控火焰切割是现代工业中常用的一种切割方式, 有着切割速度快, 切割成本低等特点, 因此, 在现代工业中得到了广泛的应用。但是, 数控火焰切割技术在实际的运用过程中容易产生变形等问题, 因此, 我们需要运用自动化控制技术对其加以控制, 以尽可能地缩小变形的范围, 提高切割的成功率。

关键词：数控技术,火焰切割,变形,自动化控制技术

参考文献

[1]吴新哲, 边江, 银海.提高数控火焰切割质量的途径[J].机械管理开发, 2011 (02) .

数控切割技术 篇5

关键词:创新教学 数控 教学内容

中图分类号:G642.44文献标识码:A 文章编号:1673-1875(2009)11-040-01

科技创新、教育创新和学生创新能力的提高是现代化特色大学建设的重要内涵。作为学校工程基础训练的主要基地,工程实训中心在创新实践教育和培养学生创新实践能力方面负有重要使命。近年来,在实践教育改革和创新体系建设方面,工程实训中心在校领导的关心和大力支持下,无论在训练设备的投入还是训练体系的建设方面都取得了明显的进展,但是按照科学发展观的要求和特色大学的建设要求方面还有不少差距。在2008年,工程实训中心曾经组织了多次的学生创新作品竞赛,设立了创新作品展示区等,取得了较好的效果,激发了学生创新活动的积极性。

总结已有的成绩的同时,我们还应清醒地看到工程实训中心在已有的创新实践硬件的投入方面还有发展的空间,如有了较好的训练设备,但是缺少学生创新活动的工作室,学生在创新活动中往往在实习场所和教师办公室之间来回奔波,影响了学生的创新积极性和工作效率。在大力推进学生创新实践活动的同时,工程实训中心将在实习创新场地专门辟出学生的创新工作室。在创新工作室将布置有利于创新活动的氛围,设立陈列柜、工作台等。

一、创新实验室的建设

我中心创新实验室是将电子电工与机械创新技术相结合,开创大学生机电一体化的综合素质培养场所。

创新实验室于今年正式开展使用。在场地安排上,我们配备了一间多媒体教室、二间创新工作室、创新设备包括数车、数铣、数控电火花线切割、雕刻机（四轴）、加工中心（五轴）。创新指导教师有专职、业余、外聘近20多人,其中有教授,讲师,工程师,技术工人。

二、创新教学改革

创新的目标主要是解决延续了几十年传统单一工种的金工实习,学生经过实习后不仅对产品缺乏整体概念,做不出一件作品或产品的难题,而且缺乏工程管理、工程质量、工程效益以及工程理念等深层次的对高素质人才所必备的工程知识。为此,我们在创新内容上开展了以作品项目训练的机械制作,将学习知识和能力培养结合起来。比如,对于机类专业的机械工程实习,在规定的实习时间内,我们让学生全方位地了解各实习工种,掌握各工种设备的基本功能与目的、具备基本知识后,留出1-2周时间开展作品项目制作。学生就已有的许多产品模型,通过择选题目或另选题目,自由组合形成小组,以团队形式,完成作品模型的所有零件制作,并装配成复制产品。

就机械产品项目训练,学生从产品拆卸出发,进行零件测绘、装配图与零件图设计、选定零件材料与毛坯、零件工艺设计、备料、制作、检测、组装等过程,进行仿制产品的全过程综合训练,并完成成本计算和质量评价报告,使学生在此过程中,不仅建立工程概念,培养工程素质,而且培养团队协作精神。该项目的开展,对提高学生的机械创新素质是不容忽视。

作为培养未来工程师和总设计师的摇篮,“中心”将科学合理配置创新内容,逐步完善提高工业工程和工业设计等若干各有突出特色和展示度的综合性专业实验和高水平的产、学、研一体化实验室,支撑市级、国家级特色专业创新人才培养试验区建设、创新实践训练和综合素质训练为一体,以模块式选课为特征的工程实践教学基地。

总而言之,创新借鉴和学习国内外工程教育和工程训练的先进经验,打破传统的专业和学科划分界限,按基础设计技术、基础制造技术、数字化设计与制造技术等来建立统一、完整和综合性的工程训练教学体系。进行工程训练内容的重组和优化,精选实践课程的教学内容,同理论教学紧密结合,科学地设置训练项目,并注重实践项目的先进性、开放性和创新性,逐步形成适应相关学科特点,并具有自身系统性和学科性的完整的工程训练实践创新教学体系。

参考文献:

[1]黄明宇.数控电火花线切割加工创新实习[J].金工研究,2008-1

[2]白培康.新型实践教学模式的探讨[J].金工研究,2008-2

[3]张爱武.加强基本能力培养体现工程训练中心的素质教育[D].华东高校论文集,2008

[4]张学仁.数控电火花线切割加工技术[M].哈尔滨工业大学出版社

Abstract:This article through student's in metalwork practice teaching form,the mentality,course content's arrangement and to the student basic beginning ability's raise,solves from the CAD/CAM technology cuts engine bed's operation to the numerical control electrical fire colored thread, the components assembly,causes the conventional numerical control electrical fire colored thread cutting single components the processing to many components three-dimensional assembly innovation course content,causes the student to obtain the synthesizing capacity in the practice the raise.Thus achieves the student to innovate the practice,enhanced the practice effect.

数控切割技术 篇6

1 数控切割技术在液压支架产品优化运用中的意义

所谓的数控切割技术就是在精准并且快速的切割工艺中延伸并发展出来全自动化的数控切割技术。在数控的切割技术中最重要的组成部分就是切割机, 每项部件的切割都是通过数控切割机进行, 液压支架产品的部件就是通过数控切割技术完成的。

液压支架产品的质量对于煤矿的开采安全起着至关重要的作用, 液压支架是由多个钢板经过焊接而组装成的框架, 然而液压支架部件的切割和组成是需要高精度的标准, 数控的切割技术优良决定着液压支架的最终质量, 因此, 优化运用数控的切割技术非常重要。

2 数控切割技术中的下料工艺编程

在液压支架部件的下料前, 相关的技术人员一定要将液压支架部件的图纸和所要加工的部件所在液压支架的位置进行充分的研究, 明确将要加工的液压支架部件都是属于什么性能, 针对不同的部件性能确定哪种切割手段适合这种液压支架部件的加工, 以及将要选择切入或者穿孔的方位, 并且要制定对应图纸中部件的切割顺序, 技术人员在下料工艺的编制中一定要将这个程序高度重视起来, 充分的掌握每个部件在实际的焊接中会出现问题的因素考虑进去, 这样才能把握好液压支架部件下料的精准度。

3 设备的合理配备

3.1 正确的选择数控的机床

数控的切割种类有很多种, 比如数控火焰切割机、数控等离子切割机、数控激光切割机、数控高压水射流切割机等都是非常普遍的切割方式, 针对不同的材料和要求也就需要不同的切割机, 在加工液压支架的部件前, 相关技术人员一定要根据液压支架部件的材质合理的进行选择机床, 并要考虑综合实际, 在选择机床上要将切割精度高、质量好、生产率高、费用低等因素都考虑进去, 这样才能给液压支架产品的部件切割质量得到良好的保障。

3.2 数控切割的工艺参数的选择

数控的切割工艺参数分为:割嘴型号;切割的速度;割嘴和工件的距离;气体的压力;割缝值, 这些都在一定程度上影响着液压支架产品部件加工的质量。

(1) 割嘴型号, 割嘴的型号选择应该根据实际部件的厚度进行合理的选择匹配, 板材厚的部件就要选择稍微大的割嘴型号, 板材薄的就选择小的割嘴型号, 割嘴的型号大小影响着实际切割的质量和切割速度, 可能会因为型号选择的错误导致加工部件在切割中变形、增大, 这个就需要相关的技术人员来掌握。 (2) 切割的速度, 因为需要切割的部件厚度存在着不同, 板材越厚切割的速度就会下降, 而薄的板材切割速度就会加快, 但是在实际操作的时候一定要适当的掌握好速度, 切割的速度可以根据声音或者熔渣的流动来掌握。切割部件速度太快有时候会导致切不断, 这样就得二次切割, 不但影响效率还影响了加工的质量, 切割的速度太慢, 也会让部件形成很多的缺陷, 总之切割速度太快或者是太慢都影响着液压之间的部件质量, 技术人员要合理的掌握切割的速度。 (3) 割嘴和工件之间的距离和位置, 这一点严重影响着加工部件的精准度, 在实际切割之前, 相关技术人员要严格的将切割机的割嘴、割枪进行校准和调整, 保证割嘴和割枪能够与板材保持垂直的状态, 这样就避免了因为倾斜造成的板件上下表面的尺寸差异, 割嘴和部件指尖的距离也要适中, 可能会因为距离太远, 导致部件的预热面积增大, 这样就会让整个钢板变形, 而距离太近, 割嘴就会因为熔渣堵塞, 导致切割的精准度严重下降。 (4) 气体的压力, 针对厚的板材, 就可以将气体的压力的提高, 使其中的气体流量增加, 针对薄的板材加工, 就可以降低气体的压力, 但是在实际的操作中, 相关的技术人员也要根据实际的状况进行合理的选择, 根据割嘴的型号和板材的厚度来确定气体压力的大小, 并且要正确的掌握气割的速度。 (5) 割缝值, 割缝是在实际切割过程中出现损耗的那一部分, 实际切割的尺寸是存在一定偏离和误差的, 这个过程中就需要针对这部分割缝进行响应的补偿, 来弥补割缝的损耗造成的板材尺寸不一致。根据不同的板材材料、厚度、机床、温度影响, 相对的补偿量都是不同的, 合理的进行割缝补偿这就需要积累大量的实际经验, 在实际操作中摸索出来, 相关技术人员可以根据数控的系统或者软件进行相应的补偿, 如果实在不能确定实际要补偿的量, 可以在废弃的板材料上做个试验, 切割出个简单的形状, 测出相应的割缝值, 再进行数控补偿, 以此来提高液压支架产品部件加工的精准度。 (6) 相关的监督质检流程, 切割的技术需要专业的技术人员进行, 但是也难免会遇到积极性不高或者认真程度不够的技术人员, 这样就难免造成在加工中出现的失误, 使得加工部件的质量得不到保障, 在这个过程中, 相关的技术加工单位一定要专设一个监督检验的管理机构, 在加工的全程进行监督, 保证操作人员都是按照严格的加工程序进行, 并且要根据加工后的部件进行严格的质量检验, 保证每个部件都能达到参数的标准, 这样加工出的液压支架产品部件质量才能得到保障。

3.3 合理的进行数控切割编程

切割机都是根据对计算机的控制才进行的相应操作, 在实际切割编程中, 都是事先的在计算机上进行合理的制定切割方式、切割的顺序和位置, 然而这个程序的编程决定着最终加工部件的整体质量, 所以数控的切割编程需要配备专业的操作人员, 并且要保证操作人员能够充分的掌握编程的相关知识, 以及对每个加工部件的分析。

(1) 切割顺序的掌握, 在进行编程使应该考虑好每个液压支架结构部件的大小、形状, 根据实际的情况进行合理的编排, 保证在切割中不会因为在切割顺序上的错误导致切割变形、错位的现象。 (2) 切割的方式, 切割的方式要考虑好部件的形状, 最好是按照圆弧形的切割引入, 然后在顺着实际的切线方向进行切割, 保证割口的平滑度, 如果是直线引入的切割方式, 掌握不好就会在切割时出现弧坑, 不但影响了部件的外观, 还影响了最终加工参数的准确度。

4 结束语

总之, 数控切割技术需要经久实践累计的经验和认真的工作态度相结合, 在经过不断优化和运用的数控切割技术后, 才能保证液压支架产品在加工生产过程中的精准度, 每个部件才能达到相应的参数标准, 这样在组装整体液压支架产品的时候, 才能使液压支架发挥出其最大的价值, 确保了后续的开采安全得到保障。

参考文献

[1]付燕利.数控切割技术在液压支架产品中优化运用[J].煤矿机械, 2012 (3) :112-114.

[2]李莉.基于数控切割技术的井下液压支架结构优化[J].煤炭技术, 2013 (6) :28-29.

[3]沈斌, 杨聪, 陈骁, 等.一种液压支架优化设计平台的开发[J].机电一体化, 2012 (5) :48-50.

[4]刘小飞, 刘丽洲, 刘丽可.浅谈提高板件数控切割的质量[J]金属加工 (热加工) , 2013 (24) :38-39.

数控切割技术 篇7

目前在国产高速走丝电火花线切割机床上,利用附加装置可以实现锥度切割和部分空间曲面零件的加工。虽然有人利用单自由度的数控回转台、两轴联动数控转摆工作台作为加工附件,加工出了一些空间曲面零件[1],但由于其附件装置可控自由度的数目少于“翻转式自动分度数控回转工作台”,可放置使用的方位单一,因而,使加工工艺范围受到限制。目前正在研制的新型数控回转工作台,可广泛用来加工空间曲面零件,进一步扩大了高速走丝电火花线切割加工的工艺范围。

1 电火花线切割加工系统的组成

一个能实现复杂直纹曲面加工的数控电火花线切割加工系统的全部运动参数如下:Xι(Yι、Zι)为电极丝沿X(Y、Z)轴的正反两个方向的切割运动;Xμ(Yμ、Zμ)为电极丝沿X(Y、Z)轴正向的切割运动;Xυ(Yυ、Zυ)为电极丝沿X(Y,Z)轴反向的切割运动;Aτ(Bτ、Cτ)为电极丝绕X(Y、Z)轴顺时针和逆时针两个方向的转动;Aμ(Bμ、Cμ)为电极丝绕X(Y、Z)轴顺时针方向的转动;Aσ(Bσ、Cσ)为电极丝绕X(Y、Z)轴逆时针方向的转动。

根据电火花线切割加工原理,任何复杂直纹曲面的型面都可以通过电极丝相对工件的复合切割运动加工出来,而复合切割运动的形式又可以通过上述电火花线切割加工运动参数表达出来。

电火花线切割极坐标加工系统是专为实现空间曲面零件加工而研制的数控系统,此系统是由一台高速走丝电火花线切割机床和数控回转台附件组成。此加工系统以“带自动分度的数控回转工作台”作为主要硬件装置,加上二维加工信息流控制技术,与国产高速走丝电火花线切割机床相结合,从根本上解决了空间曲面零件高速走丝电火花线切割加工的关键技术问题,扩大了电火花线切割加工工艺的应用范围。此系统两轴数控联动,一移一转,运动参数有Xι和Aι。

2 数控回转台的传动原理及运动分析

此回转台可绕空间直角坐标系Z轴回转360°;当翻转90°使用时,可绕空间坐标X轴或Y轴回转360°。并可绕与此垂直的坐标轴自动分度不小于30°。极坐标加工系统可以实现斜度切割和加工各种螺旋面、凸轮、圆锥面、双曲面、莲花瓣型柔性联轴接头、各种端面曲线型面零件等。

数控回转台的传动原理如图1所示[2]。数控回转台采用步进电机为动力源,步进电机1固定于支架上,通过齿轮副及蜗轮副传动,实现回转台的转动;步进电机2固定于基体上,由它通过另一套齿轮副及蜗轮副传动,可使回转台中心线自动分度。工件装夹在回转台上,如果将数控回转台与电火花线切割机床的原工作台配合使用,工件就可以实现一个转动、一个移动的合成运动,即实现极坐标加工系统两轴数控联动加工,也就是实现工件沿X轴(或Y轴)移动和绕Z轴(或X轴、Y轴)转动。

在满足加工精度及使用要求的前提下,数控回转台的结构应尽量简单,自锁性要好,制造容易。同时,还应该注意数控回转台体积小、重量轻、外形美观等特点。综合上述各项指标而设计的数控回转台结构如图2所示。此翻转式自动分度数控回转台具有普遍的适用性。

3 复杂型面零件加工实践研究

如果在数控高速走丝电火花线切割机床上增加一个数控回转工作台附件,工件装在数控回转台上,采取数控移动和数控转动相结合的方式编程,用θ角方向的单步转动来代替y轴方向的单步移动,即可完成下述加工工艺。图3所示为工件数控转动θ和数控移动X两轴插补联动加工多维复杂型面的示意图,图a为加工平面凸轮,图b为加工螺旋面,图c为加工双曲面[3]。

如果采取数控转动和数控摆动相结合的方式编程(两轴联动控制),仍采用原线切割机床的控制器控制,一个使工件旋转,另—个使工件摆动,即可以用于加工有锥度的(斜度可达30°)、两端之间平滑过渡的三维型面模具,如大端为正圆,小端为正六边形等三维斜壁的拉丝模具(如图4)。也可以把它的旋转轴和原机床的某—轴配合使用,加工长方形、五边形等带锥度且平滑过渡的模具。

4 结论

在现有高速走丝电火花线切割加工技术基础上,开发研制出通用性很强的、以新型数控回转工作台为核心的复杂曲面电火花线切割多轴联动加工系统。利用该系统,可以在高速走丝电火花线切割机床上加工出一批复杂型面模具,扩大高速走丝电火花线切割加工的工艺范围。与此同时,利用该系统还可对现有的普通高速走丝电火花线切割机床进行改造,扩大这些线切割机床的应用范围。从根本上解决了高速走丝电火花线切割机床加工复杂型面的加工难题,大幅度提高了空间曲面电火花线切割加工的加工质量和生产率。为建立复杂型面模具电火花线切割加工CAD、CAPP、CAM系统打下基础。

参考文献

[1]麦山.高速走丝线切割四轴控制系统及空间曲面加工技术的研究:[博士学位论文].哈尔滨:哈尔滨工业大学,1994.

[2]王新荣.电火花线切割多轴联动加工运动学及其应用研究:[硕士学位论文].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2000.

数控切割技术 篇8

一、数控线切割技术的概述

数控电切割技术是在电火花加工基础上发展起来的一种新的模具加工技术, 并由其中的数控装置来进行机床运动的控制, 并且采用线状的电极来进行工件的有效切割。而经过几十年的发展, 数控切割技术也在切割能源与数控控制系统这两个方面取得了很大的进步, 其切割能源也从刚开始单一的火焰能源发展为利用等离子、激光等多种能源来进行切割。而数控线切割技术中的控制系统也从最初的功能简单、自动化程度不足发展为现阶段的功能完善、智能化与网络化的控制方式, 这也使得线切割方式逐步的演变成为了一种高精度与高自动化的加工方式。图1为数控线切割技术的加工原理图。

二、数控线切割技术的加工特点

1.可以直接借助于线状的电极作为其工具电极, 而不需要利用像电火花加工一样的成形工具电极, 这样就能够很好地减少在模具制造过程中的电极制造时间, 这样就可以有效的降低整个模具制造企业的制造成本, 并且能够缩短整个模具的制造周期。

2.在数控线切割技术中可以加工一些传统切削方法难以进行加工或者无法加工的窄缝或者形状复杂的零件。而数控线切割技术的尺寸精度能够达到0.01mm~0.02mm, 其表面的粗糙度值甚至能够达到纳米级别。

3.借助传统的车、铣加工过程中, 其刀具的硬度必须比工件的硬度要大, 这样才能够确保模具的加工工作能够正常进行。而利用数控线切割技术进行零件加工时, 其用来切割机床的电极丝不必比工件材料更坚硬, 所以可以去加工一些有着很高硬度或者很脆的材料。而且在进行加工的过程中, 作为刀具的电极丝也不需要进行刃磨这一个环节, 从而很好地节省了辅助的时间以及刀具的费用。

4.借助于电蚀原理来进行模具的加工, 其工具电极与需要加工的工件两者之间并不需要直接接触, 这就使得工件的变形程度相对较小, 而电极丝以及夹具等也不需要过高的强度, 并且能够很好地进行一些低刚度工件与细小零件的加工工作。

5.在数控电切割技术中, 其工具电极所用的电极丝比较细, 其切缝也相对较窄, 这就使得在进行工件材料的加工过程中其实际的金属去除量很少, 进行轮廓加工的过程中所需要的余量也比较少, 这就使其有了很高的材料利用率, 并且能有效节约一些贵重的材料。

6.借助于移动的长电极丝来进行加工, 能够有效地降低单位长度的电极丝的损耗程度, 从而保证了整个零件的加工精度。特别是在进行低速走丝线的切割加工过程中, 电极丝的一次使用, 能够使得因为电极损耗而造成的加工影响变得更小。

三、在冷冲模制造中数控线切割技术的实际应用

(一) 进行间隙补偿量的合理选择

在进行数控线切割工作中, 进行编程的首要任务在于确定钼丝的中心运动轨迹以及切割轨迹这两者之间的偏移量f, 而偏移量f的大小则是钼丝的半径以及单边的放电间隙两者之和。在实际的工作过程中, 要想精准地确定相关的间隙补偿量是比较困难的, 而现阶段许多的切割机都是运用着0.18mm的钼丝来作为其切割电极, 这也就使得钼丝的半径非常容易进行确定。因此要想精准的计算出偏移量f, 就需要进行单边放电间隙的确定, 这也就要求在进行数控线切割工作时要对线切割机的脉冲电压以及单边的放电腐蚀量有一个精准的确定。而通过长期的实践总结, 可以发现在相同的工作条件下, 当脉冲波的标准冲电在4ms~80ms时, 其工件的单边腐蚀量保持在0.015mm~0.040mm这一范围中。

而在数控线切割器编程的过程中, 虽然选择了最佳补偿量f来进行编程, 但是随着工件加工时间的不断增加, 往往会使得线切割器中的钼丝也不断地处于损耗的过程中, 这就对整个加工工件的表面尺寸精准程度造成了很大的影响。而现阶段市面上比较常见的0.18mm规格的钼丝, 一般会在切割刀60000mm²的时候就难以有效地保证工件的表面质量以及其尺寸的精度, 这就要求利用数控线切割技术进行羊曲、深蓄磁极等重要模具的加工过程时, 需要在加工到60000mm²之前就进行钼丝的更换, 从而有效的保证整个工件的加工质量。

(二) 进行工件加工工艺的合理指导

冷冲模具的材料一般会使用Cr钢或者Cr12Mo V钢等优质的钢材, 而这些材料在进行加工之前也都需要进行相应的热处理工作。而羊曲、深蓄磁极冲模等重要的模具一般也都使用Cr12Mo V钢作为其加工的原材料。

以Cr12Mo V钢的加工作为例子, 在进行Cr12Mo V钢的热处理工作时, 通常先将其加温到1050℃后, 再进行急速的淬冷工作。而借助于热处理的工艺理论可以得知, 常温状态下保持着某一形态的金属晶格, 其内部的碳原子结构是确定的, 而在温度达到1050℃这一标准时, 原本晶格中的碳原子获得了更多的能量并且转变成为了高温下的晶格结构, 而随着急速的淬冷工艺, 也就使得这些碳原子保持在晶格之中, 并且进一步提升了整个材料的硬度, 同时也有效地增加了整个数控线切割过程中材料的热处理应力变形程度。这也就使得在进行数控线切割的过程中要注重根据材料的种类与规格不同而针对性地选择相关的电压等级, 并且在此基础上要对加工的电流以及淬火冷却时介质的浓度进行合理地调整。

(三) 进行工件的装夹

在进行程序的编制过程中, 需要对工件装夹的位置以及切入点的位置保持足够的注意力, 并且可以借助于适当的定位来进一步地简化其编程工作。而工件在工作台上位置的不同, 也会直接地影响到整个工件的加工方位, 并进一步地影响到编程中各个坐标点的计算过程以及结构。

而利用不同描述的程序段, 其加工的稳定程度也不同, 比如在进行45°角直线的切割过程中, 可以通过差补运算来选择数控线切割机的最佳加工方式。但是切割45°直线角的过程中, 其工件的几何精度以及表面粗糙度相对比较大, 这也就要求在进行冷冲模程序的编制过程中, 应当尽可能地避免其较大的45°的直线程序。

(四) 进行编程的过程中所需要注意的事项

在进行编程的过程中, 应当将凹模工件的尺寸大小进行合理地选择, 并使其充分地接近于工件的最小极限尺寸。而凸模的公称尺寸则应当选取一个尺寸较小的合理间隙值。

而在进行凸模尺寸的选择过程中, 应当将其尺寸的大小接近或者等于其最大的极限尺寸, 这样才能够有效地确保整个工件的加工精准程度。

结语

随着我国各行各样的不断发展, 对于一些工件制造的精度也就有了更高的标准与要求。而传统的铣切割工件加工技术也已经难以满足现阶段的模具加工要求。利用数控线切割技术来进行冷冲模的加工制造工作, 不仅能够有效地提升整个模具的加工精度, 确保其加工的质量, 还可以在加工的过程中大幅度地减少一些加工材料的损失, 从而有效地降低了模具制造企业的加工成本。而通过数控线切割技术, 还可以最大限度地降低在模具加工过程中所需的人力成本, 从而有效地降低了整个冷冲模加工制造过程中的各项成本, 并进一步提升了模具制造企业的经济效益以及核心竞争能力。

摘要：随着我国科技水平的不断提升, 使得相关模具的加工技术也得到了较大的改变。而冷冲模作为整个电动机制造行业中的一项重要工艺装备, 其精准程度往往也直接决定了电动机的使用性能。而借助于数控线切割技术, 能够有效地提升冷冲模的精度以及质量, 从而进一步地提升我国电动机的制造水平。本文就数控切割技术在冷冲模制度中的相关应用方式进行了分析研究。

关键词：数控铣切割技术,冷冲模,制造,应用方法

参考文献

[1]赵丽辉, 曹金军.数控线切割技术在冷冲模制造中的应用[J].金属加工, 2015, 2 (7) :11-12.

数控切割技术 篇9

关键词：数控切割机,切割效果,影响因素,尺寸误差

1 数控切割优势

所谓数控切割, 就是指用于控制机床或设备的工件指令 (或程序) , 是以数字形式给定的一种新的控制方式。将这种指令提供给数控自动切割机的控制装置时, 切割机就能按照给定的程序, 自动地进行切割。数控切割由数控系统和机械构架两大部分组成。与传统手动和半自动切割相比, 数控切割通过数控系统即控制器提供的切割技术、切割工艺和自动控制技术, 有效控制和提高切割质量和切割效率。

数控切割优势:数控切割由于切割效率更高, 套料编程更加复杂, 如果没有使用或是没有使用好优化套料编程软件, 钢材浪费就会更加严重, 导致切得越快, 切得越多, 浪费越多。数控系统即控制器, 是数控切割机的心脏, 如果没有使用好数控系统, 或是数控系统不具备应有的切割工艺和切割经验, 导致切割质量问题, 从而降低切割效率, 造成钢材的浪费, 也就丧失了数控切割的自动化, 高效率, 高质量和高利用率的先进性。

2 影响数控等离子切割机切割效果的各因素分析

数控等离子切割机在切割过程中具有割速快、割缝小等特点, 但许多用户企业在实际操作过程往往会出现各种各样的问题, 导致实际切割速度有限、割缝过大、割面不整等现象, 排除数控等离子切割机自身机械故障等方面因素, 用户企业在操作中未正确设置等数控等离子切割机相关参数也将影响实际切割效果。

2.1 切割电流

增加切割电流同样能提高等离子弧的功率, 但它受到最大允许电流的限制, 否则会使等离子弧柱变粗、割缝宽度增加、电极寿命下降。

2.2 空载电压和弧柱电压

等离子切割电源, 必须具有足够高的空载电压, 才能容易引弧和使等离子弧稳定燃烧。空载电压一般为120600V, 而弧柱电压一般为空载电压的一半。提高弧柱电压, 能明显地增加等离子弧的功率, 因而能提高切割速度和切割更大厚度的金属板材。弧柱电压往往通过调节气体流量和加大电极内缩量未达到, 但弧柱电压不能超过空载电压的65%, 否则会使等离子弧不稳定。

2.3 气体流量

增加气体流量既能提高弧柱电压, 又能增强对弧柱的压缩作用而使等离子弧能量更加集中、喷射力更强, 因而可提高切割速度和质量。但气体流量过大, 反而会使弧柱变短, 损失热量增加, 使切割能力减弱, 直至使切割过程不能正常进行。

2.4 电极内缩量

所谓内缩量是指电极到割嘴端面的距离, 合适的距离可以使电弧在割嘴内得到良好的压缩, 获得能量集中、温度高的等离子弧而进行有效的切割。距离过大或过小, 会使电极严重烧损、割嘴烧坏和切割能力下降。内缩量一般取811mm。

2.5 割嘴高度

割嘴高度是指割嘴端面至被割工件表面的距离。该距离一般为4~10mm。它与电极内缩量一样, 距离要合适才能充分发挥等离子弧的切割效率, 否则会使切割效率和切割质量下降或使割嘴烧坏。

2.6 切割速度

以上各种因素直接影响等离子弧的压缩效应, 也就是影响等离子弧的温度和能量密度, 而等离子弧的高温、高能量决定着切割速度, 所以以上的各种因素均与切割速度有关。在保证切割质量的前提下, 应尽可能的提高切割速度。这不仅提高生产率, 而且能减少被割零件的变形量和割缝区的热影响区域。若切割速度不合适, 其效果相反, 而且会使粘渣增加, 切割质量下降。

3 数控切割机切割尺寸误差原因分析

数控切割机在使用过程中, 时常会出现切割出的工件尺寸不准的现象。究其原因有很多很多, 针对常见的主要原因总结如下:

3.1 图形尺寸错误

绘图或套料过程中可能存在疏忽造成图形尺寸错误, 这时可以通过检查尺寸找出原因。

3.2 编程软件错误

编程软件如果存在缺陷或没有累积误差修正功能, 会造成生成的数控代码存在错误。比如生成的代码尺寸数据错误或补偿方向错误;或者代码存在累积误差, 造成小范围尺寸无问题, 线段很多时存在较大误差, 形成切入点引入与引出存在错位的现象, 也会造成全板套料时工件间距偏差。检查程序问题很容易, 只要将数控代码转化到CAD图形进行测量, 补偿方向通过仿真可以看出是否正确。

3.3 切割机精度问题

切割机精度包括机械精度和电子精度。机械精度主要受导轨直线度、平行度、水平度, 齿轮或钢带等的传动精度影响, 切割平台的水平度也影响工件精度。电子精度受数控系统软件及运动控制卡、脉冲当量、伺服及伺服驱动等影响, 特别是脉冲当量如果调不精确, 会造成切割圆不圆、大零件尺寸不对等问题。要检查切割机精度也很简单, 只要在割枪上装上划针, 运行切割机校正误差的程序进行划线检查即可。

3.4 割嘴质量和割缝补偿量

割嘴质量的好坏会影响工件表面质量和切割侧面的平直度, 割缝补偿必须与实际切割下来的割缝宽度一致。

减少这类误差的方法是选择质量合格的割嘴, 割嘴规格也应该适合需要切割的板材厚度和材料, 可以先在废料上试割调整, 直到割缝宽度均匀, 断面平整不挂渣, 然后不加补偿切割一个定尺的矩形, 最后进行测量, 小多少割缝宽度就补多少。

3.5 切割时的变形

变形主要包括热变形和受重力引起的变形, 编程时采用合理的引线位置和切割方向可以减少变形, 根据需要可以加一些冷却装置, 采用结构合理的切割平台。

3.6 共边引起的误差

如果使用共边, 补偿量、实际割缝宽度、工件共边处的间距必须一致, 如果不一致会造成工件尺寸一个大一个小的情况。

3.7 随机性出现切割机乱跑

电压波动、数据线松动造成系统和伺服控制线接触不良、伺服反馈信号丢失、伺服驱动电路不稳定等都可能会造成切割机无规律的乱跑现象。

判断切割机乱跑现象的原则:一是无规律的乱跑可以排除数控程序的问题;二是有规律的乱跑要通过仿真检查是否程序存在问题, 如果程序没问题要检查系统软件 (包括轴卡的内置软件) 的问题。

4 结束语

综上所述, 误差可以分为切割前误差和切割后误差, 针对某个程序, 切割前误差可以通过划线来检验, 切割后误差需要采用合理的切割工艺来优化以减少误差。

参考文献

[1]李志伟.典型数控机构传动误差的诊断和补偿技术研究[D].东北林业大学, 2008.[1]李志伟.典型数控机构传动误差的诊断和补偿技术研究[D].东北林业大学, 2008.

[2]张强.机械加工尺寸预报建模的研究[D].西北农林科技大学, 2002.[2]张强.机械加工尺寸预报建模的研究[D].西北农林科技大学, 2002.

数控切割技术 篇10

摘要： 项目教学是师生为完成某一具体的工作任务而展开的教学活动。它不仅能增强学生的动手能力、思维能力、探究能力、创新能力和社会实践能力，同时又能构建一个开放、研究型的学习环境。本文通过电火花线切割实训中“鲁班锁”项目的实施，阐述了这种教学方法在实训中的应用。

关键词：项目教学法；电火花线切割；合作学习小组

数控电火花线切割技能的综合性比较强，对学生的计算能力、绘图软件操作能力和机床操作技能等要求很高。通过反复实践，我们规划出“骰子、鲁班锁、篮球架模型、小汽车模型”等由易到难，实用性强的电火花线切割实训项目，用项目贯穿技能实训的始终。通过引入项目教学法，以合作学习小组为单位，团队合作完成项目，极大地提高了学生的技能实训兴趣与效率。

一、项目教学法的特点

在技能实训中，项目是指生产一件具体的、有应用价值的产品，或一个工程项目。应用项目教学法以一个具体的工程或事件开发为实训项目，设计出项目教学方案，让学生在项目完成的过程中学习知识，提高技能。学生学习的重点在于学习过程而非结果，教师不是教学中的主导者，而是学生学习过程中的指导者和监督者。项目教学法糅合了“探究教学法” “案例教学法”的特点，集中关注于某一学科的中心概念和原则，旨在把学生融入项目完成的过程中，让学生积极地学习，自主地进行知识建构，以学生的生成知识和能力培养为最高目标。

二、“鲁班锁”项目教学过程

制作“鲁班锁”（见图1）是电火花线切割实训中一个典型的项目，因鲁班锁共由六个零件组合而成，其数量适中，难度适合线切割技能训练。根据实训设备的实际情况，将学生分成几个合作学习小组，以学习小组为单位完成项目。在实际教学中，将20名学生分为五个小组，小组成员共同完成“制定计划、修订计划、实施、评价、总结”几个环节（见图2）。其中“制定计划、实施方案、总结、说明书”等以文档形式呈现出来。教师帮助学生修订计划，监控项目实施的过程，集中解决群体性的问题，针对性地解决个别的问题，组织学生“评价”实施成果。

1．设置项目。

首先向学生展示“鲁班锁”模型，说明应用电火花线切割技术，制作鲁班锁金属模型为实训项目，简单地说明制作过程中所涉及到的专业知识和难点，需要完成的计划、总结、评价等任务。接下来设置项目完成的时间，准备项目完成的材料。小组组建的方法是首先由教师为每个组选一名成员，接着这名成员选择另外一个成员，在教师的选择和学生的选择之间进行挑选，完成合作学习小组的组建。在设置项目的过程中，教师要尽力营造小组之间互相竞争的氛围。

2．制定计划。

由合作学习小组选举产生组长，小组成员轮流负责记录成员的表现、工作进展等，记录的内容作为今后评价的重要资料。小组成员讨论并制定项目实施计划，根据个人的特长分配不同的工作。小组制定一份完成“项目”的计划书，其内容包括人力分配、完成项目所需时间计划、使用材料计划、成本核算等。这一环节可激发学生的合作意识，形成真正的讨论，让学生在团队中进步。

3．修订计划。

计划的修订由教师与合作学习小组成员共同商讨，审查计划的可行性。教师无论肯定或者质疑小组计划，都能有效地激励学生学习，形成一种学生主动学习的氛围。教师从学生人力分配、计划的可行性等方面，可以准确地观察到学生个体的社会实践能力、技能掌握情况等。

4．实施。

在实施过程中，学生会遇到各种各样的问题，教师应鼓励学生积极地探索和解决问题，并提供解决问题的思路，切忌走回教师讲授、示范，学生完成工件的老路。学生遇到的集体性问题，教师应进行集中讲解，但一定要把握切入的时机。教师恰到好处的讲授，将有助于理论与实践的结合，也可以扩充学生的相关理论知识，帮助学生解答疑难问题。总之在这个环节，教师的角色是辅助者、监督员，学生才是项目的完成者。

5．自评与互评。

学生根据自己的表现、技能掌握情况和团队合作情况形成一份针对自己的评价。此份评价的内容并不重要，重要的是学生自身的认识与反省。同时，对小组其余成员的工作态度、贡献等进行评价，互评的结果能让学生看到自己在团队中的位置，促使学生积极地为团队作出努力。

6．总结。

总结分为三个层面：其一，小组成员集体进行总结，将项目完成过程用幻灯片等形式展示，并展示小组的项目作品，通过演讲的形式说明小组突破各个难点完成项目的过程。其二，教师总结学生项目完成的情况，指出优秀方面，以此促进学生的学习积极性。提出项目完成的不足之处，最后通过讲解、示范等方式帮助学生提高技能。实施这个环节后，学生自然会对知识及技能有更深层的认识。教师根据学生最后的成果、计划、总结等各环节的监控，可以清晰地了解每一名学生的技能发展情况、职业素养情况和团队合作意识等，从而可以全方位准确地评价学生的发展情况。

三、反思

项目教学法突破了传统的教学模式，通过选取项目来创设情景，通过合作学习的方式开展学习，通过完成项目实现“意义建构”，通过解决现实问题促使学生学习知识与技能。这给学生足够的空间，允许学生形成自己的看法，按自己的方式去研究，同时又培养了良好的团队合作精神，充分体现以学生的全面发展为中心的教育思想。这种教学方法可以广泛应用到技能实训中，但在实施项目教学法的过程中一定要重视以下几个问题。

1．充足的实训设备是实施的保证。

本例中，共有20名学生，实际可以提供的工位有5台电火花线切割机床、10台电脑和1台台式钻床，共有15个有效工位，以5台线切割机床为核心，每个小组有4名成员。如果实训工位不足，将导致部分学生在小组中搭便车的情况，一般来说，4至5名成员的合作学习小组，对于实施项目教学法最为合适。

2．教师角色的转变。

在实施项目教学法的过程中，教师是引导者和监督者。学生将在教师的引导下不断地尝试与探索，并在亲身的实践中获得知识，形成能力。在这一过程中吸纳知识的途径由单一变为多元，教师也不再是学生唯一的知识来源。如果教师不能转变角色，过多干涉或置之不理，学生就不能形成自主探究学习氛围，项目教学就失去意义了。

3．项目的选择需要认真的论证。

首先，选择的项目要有真实性，要与生产实际有联系，以便学生将完成项目所学到的技能转化为生产技能；其次，选择的项目要有系统性，完成项目的同时也让学生掌握了主要的技能训练内容；再次，选择的项目要有趣味性，以激发学生的学习兴趣；最后，选择的项目还要通过团队努力才可以完成。一个好的项目是实施项目教学法的基础。

4．分组方法。

学生分组是一个重要的环节。合作学习小组不仅要表现出学生的各种才能、兴趣和能力，并且要尽可能让每一名小组成员都有表现自己的机会。一般来说，分组的原则应该尽可能令组内存在异质的个体，在多数与少数之间、能力强弱之间、男女生之间等，这样的小组可以增加学生相互学习的机会，也有利于形成小组之间竞争的局面。

5．灵活的评价方式。

项目教学法不能把评价的重点放在学生完成项目的成果上，而应该重视考查学生完成项目的方式，鼓励学生主动、客观地评价自己的学习成果，鼓励学生之间相互评价。通过相互评价，促进对自身学习成果的反思，考核学生运用综合知识与技能，解决实际问题的能力，关注学生在团队中的表现，强化团队合作意识，这样有利于学生的职业能力、实践能力和创新能力的培养。

通过项目的完成，学生在发现问题、解决问题的过程中获得经验，改变以往被动接受的学习方式，创造条件，让学生能积极主动地去探索和尝试，构建“从做中学”的高效技能学习方式。

（作者系广东省佛山市顺德区胡宝星职业技术学校中学机械一级教师）

参考文献：

[1]周杏芳.职业技术教育中“模块式”教学法的探索与实训[J]. 湖北:襄樊职业技术学院学报,2003.4(2).

[2]美.加里·鲍里奇.有效教学方法（第四版）[M].江苏:江苏教育出版社,2008.

[3]高耀攀.技能训练教学设计与实施[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2007.

[4]赵建华，李克东.协作学习及协作学习模式[J].北京:中国电化教育,2000(10).

[5]姜大源.职业教育学研究新论[M].北京:教育科学出版社,2007.

[6]邓泽民，韩国春.职业教育实训设计[M].北京:中国铁道出版社,2008.