数控车加工虚拟仿真实验教学研究

窦沙沙　夏建生　周海　陈青

摘 要：采用“虚实结合”的方法，结合数控车加工的特点，开设了数控车编程和数控车虚拟机床仿真实验，掌握数控车编程方法及数控车操作，让学生在实际的虚拟仿真操作过程中，了解并掌握注塑模智能制造的关键环节，加强对所学知识的理解，提高课程教学效果。

关键词：数控车 虚拟仿真 实验教学

中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）02（c）-0204-02

数控车主要用于轴类、盘类等回转体零件的加工。虚拟数控车床，是以沈阳机床、凯达机床等行业领先企业的机床为载体，嵌入了西门子和法兰克数控系统，能够模拟各种虚拟车削加工，如车削内外圆柱面、圆锥面及其它旋转面、端面及各种常用的螺纹还能进行拉削油槽、键槽等工作。通过对虚拟数控车床的对刀、工件装夹、刀具设置、数控程序的编辑与检验，启动数控机床，模拟模具零件加工的整个过程。模拟过程不仅能配置刀具和夹具，检查刀具和夹具与被加工零件的干涉，碰撞情况，还能对加工过程进行实时仿真，真实反映加工过程的实际情况。

按照“能实不虚，虚实结合”的理念，注重知识传授与技能训练相结合，设计实验教学内容，在实验之前，学生先学习掌握数控车床的基本结构、基本特点、数控车床的各种刀具选择、正确的操作方法和步骤，然后结合学习的知识点，通过虚拟数控车床的演示，进一步将所学的知识感性化，在此基础上，学生利用虚拟仿真设备，模拟注塑模零件加工过程，在模拟程序执行时，程序段、坐标值以及工件与刀具的相对移动的切削过程均模拟显示，学生可以即时发现操作加工过程存在的缺陷，并相应进行调整，从而不断提升自己的能力。

1 数控车编程仿真

通过数控车编程仿真模塊，模拟数控车削加工过程，掌握注塑模典型回转体零件的车削自动编程，包含粗加工、精加工、切槽、螺纹切削和中心线钻孔。

主要步骤要求为：（1）加载模具零件，选择加工环境为“Lathe（车床）”；（2）选择加工类型，包括中心钻、一般钻孔、深孔钻、断屑钻、绞孔、镗孔、车外圆、车内圆、车端面等；（3）创建程序“PROGRAM”；（4）选择刀具，包括刀具参数，切削参数、切削量、车床转速等；（5）创建几何体和避让（刀具的起点和终点）；（6）创建工序，生成刀具轨迹，动态显示；（7）调出FUNAC和SIEMENS机床系统模拟切削，确定最佳的切削路径。

2 虚拟数控车床

虚拟数控车床，以沈阳机床厂数控车床为载体，模拟典型模具零件的数控铣削加工，如车削内外圆柱面、圆锥面及其它旋转面、端面及各种常用的螺纹，还能进行拉削油槽、键槽等。

虚拟数控车床的主要步骤如下：（1）部件认知：通过引出线将各部件名称显示出来，更加直观形象的认识车床设备的各个零部件的名称及结构；（2）机床操作：利用软件配套提供的各种教学及实训案例，进行切削仿真，包括数控程序切削和手工切削；（3）案例教学：通过具体的模具零件的案例进行车削加工，有台阶轴加工、轴类零件加工、螺纹加工、综合零件加工等加工案例；（4）智能考核：自动、详细记录实训全过程，自动记分并记录遗忘步骤，扣除相应分数，自动生成考核记录单如图1所示。

3 结语

通过数控车编程和虚拟数控车床虚拟仿真实验，通过不同参数的操作，可以模拟出数控车真实设备操作过程中可能存在的缺陷或者问题，避免了操作过程中电、液、气等资源消耗大，设备后期维护成本高，有些设备操作风险高，帮助学生有针对地加强相关知识的学习或者操作方法的调整，培养学生解决实际工程问题的能力。

参考文献

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