作者：徐焕金 本文字数：2494
　　[摘           要]  随着制造技术的应用和发展，各职业院校开始加大对教学的研究工作，如仿真技术、加工技术等，以提高教学效果，培养技术型的优秀人才。从五轴加工实训课程的特点出发，首先分析了五轴仿真加工过程和教学实例，然后探讨了应用效果和注意事项。
　　[关    键   词]  五轴加工;仿真技术;实训教学
　　[中图分类号]  G712                [文献标志码]  A              [文章编号]  2096-0603（2019）11-0228-02
　　 近年来，随着加工制造业的发展和国家对人才培养要求的提高，，各职业院校都加大了实训教学力度。但是，由于学生多、设备少，一机多人现象比较常见，导致部分学生的操作技能无法得到保证，学习主动性降低。即便部分学生的程序检验合格，也会因机床操作出错，而出现飞刀、撞刀等现象，影响机床的正常运转。对此，将仿真技术引入实训教学中，通过各种模拟仿真操作，来巩固学生知识，锻炼操作技能。
　　 一、五轴加工实训课程的特点
　　 实训教学的主要目的是提高学生技能，满足学生就业和企业用人的需求。然而，由于五轴加工实训设备昂贵，课程难度大，涉及面广，入门困难，加之无法模拟实际的工作环境，影响着实训教学活动的开展。
　　 一般情况下，数字制造类课程包括操作、编程两部分，由于五轴机床价格贵，设备配置少，所以可在课堂上完成和机床相关的编程训练，从而减少对机床设备的需求。分析得知，编程分为自动编程、手工编程两种，其中自动编程是主要的训练环节，而五轴加工分为联动加工、定轴加工，无论是哪种加工方式，都有可能出现机床碰撞的情况。这就要求在执行加工程序前脱机仿真，以验证程序的准确性。
　　 二、五轴仿真加工过程和实训教学实例
　　 （一）五轴仿真加工过程
　　 1.建立虚拟五轴数控机床结构模型
　　使用建模工具建立模型或用实体软件建模后倒入工具内。以WG-125五轴联动机床为例，其组件树为：
　　 Base>Y>X>Z>Spindle>Tool
　　 Base>A>C>Fixture>Stock>Design
　　 该组件树描述的是机床的结构关系，并添加了机床导轨、底座、工作台等模型。
　　 2.建立虚拟五轴数据机床控制系统
　　打开仿真软件，自行选择控制系统。由于本组机床是上海铼钠克数控系统，规格符合国家标准，只是将摆动轴定为A、C轴，因此只需要修改字地址即可。
　　 3.设置基本参数
　　虚拟机床的基本参数包括机床行程、初始化位置、碰撞等，可根据机床参数分别设置。当机床在仿真状态下出现碰撞、超程现象时，相关部件会报警，便于及时发现机床的运行状况。
　　 4.建立加工刀具库
　　通常来讲，相应系统都会提供刀具管理器，可管理车刀、铣刀等，完善刀具的相关参数，以明确刀具位置和形状。具体操作：（1）打开零件，定义毛坯，设置名称、材料、形状等。（2）打开零件，安装夹具，选择相应夹具。（3）打开零件，放置零件，选择零件后安装在机床上，随后打开位置调整选项，对零件位置进行调整。需注意的是，刀具库中的加工程序、刀号要相互对应。
　　 5.仿真过程和定型
　　首先，添加夹具和毛坯。其次，添加程序文件，设置G代码，分别配置工序偏置。最后，在系统主界面重置模型，点击仿真按钮，即可进行仿真加工。将相应的程序文件导入计算机，经由DNC软件和接口传输到实际机床上，调出程序试切，若加工出的零部件不符合要求，需要对程序进行修改并仿真检验，随后再进行机床试切，直到零部件符合要求。待零部件加工完成后，再定型加工程序。
　　 （二）五轴加工实训教学实例
　　 以叶轮加工为例，首先，结合要求制定加工工艺。叶轮的主要加工部位是分流叶片、叶片和轮毂。参照先粗后精的原则，将加工流程分为粗加工叶轮，精加工流叶片、叶片和轮毂两个环节。其次，结合零件、工艺要求，科学、合理地选擇切削参数、工具规格和余量。然后，根据设置好的参数，用CAM软件生成刀路后加工仿真。加工过程中，需要密切观察操作流程，检验加工质量。一旦出现碰撞现象，立即停止修改程序。最后，现场加工机床。将上述流程所生成的程序，上传至控制系统中，安装夹好毛坯并对刀，进行叶轮的切削加工。
　　 三、五轴加工仿真技术在实训教学中的应用效果和注意事项
　　 （一）应用效果
　　 1.丰富教学内容
　　 在实训教学中应用五轴加工仿真技术，可帮助学生了解机床结构和类型，掌握数控系统的编程和操作技能，从而更好地理解程序的特殊性、通用性。学生通过加工仿真，不但能独立操作控制面板，还能自行设置参数、管理和验证程序，并在实体仿真后进行加工，提高实践能力。
　　 2.节约实习成本
　　 五轴加工仿真技术的应用，几乎不会出现安全问题，而且在进行数控程序的验证、机床加工时，也会将安全事故、差错发生率降至最低，保护学生的人身安全，降低机床折旧率，节约实习成本。
　　 3.优化教学管理
　　 实训教学中虚拟数控机床的使用，可有效解决人多机少的问题，提高教学效率。同时，还方便分层教学，针对不同的实训要求选择合适的仿真模块教学，完善编程的评价、考核机制。这种情况下，即便学生未完成零部件的加工，教师也能根据结果评定。

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