本文作者：陈恩雄 发表期数：现代职业教育 2023年14期
［摘 要］ 数控多轴联动加工技术是当前制造业中重要的技术之一，而复杂部件数控多轴联动加工技术又是该领域中的难点问题。以长沙航空职业技术学院数控专业课程多轴数控加工技术为例，研究了近三年全国职业技能大赛复杂部件数控多轴联动加工技术赛项样题，并将口罩机的主动轮和从动轮作为项目载体融入课程改革中，主要以定轴铣削和曲线驱动方法为主，培养学生的定轴铣削及多轴编程加工的能力，为后续多轴加工项目奠定基础。同时，结合该课程的特点和人才培养方案，进行课程的项目重组，优化多轴课程教学改革探究。
［关 键 词］ 复杂部件数控多轴联动加工技术赛项；口罩机；多轴课程教学改革
［中图分类号］ G712 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 2096-0603（2023）14-0143-04
一、背景介绍
近年来，随着制造业的不断发展和技术的不断提升，数控技术也得到了广泛的应用。其中，数控多轴联动加工技术是当前制造业中的重要技术之一，其可以实现对复杂零部件的精确加工，提高生产效率和产品质量。
然而，复杂部件数控多轴联动加工技术中仍然存在一些难点问题，如加工精度、加工效率以及程序编写等方面的问题。为了培养能够胜任这类加工任务的人才，相关院校应该加强数控多轴联动加工技术的教学，并将其与实践相结合，提高学生解决实际问题的能力。
近三年来，全国职业技能大赛复杂部件数控多轴联动加工技术赛项的样题都是以口罩机为载体。因此，本文以我校数控专业课程多轴数控加工技术为例，研究了复杂部件数控多轴联动加工技术在多轴课程中的应用，并优化了多轴课程教学改革。
二、复杂部件数控多轴联动加工技术赛项样题分析
（一）加工难度较大
该样题的加工难度较大，需要采用数控多轴联动加工技术才能完成。这种高级加工技术涉及定轴铣削和曲线驅动方法等多种加工方式的组合使用，需要选手具备较高的数控编程、操作和维护能力。
口罩机作为一个关键部件较为复杂，需要精密加工才能保证其质量和性能。其中，口罩机的主动轮和从动轮是核心部件之一，它们的加工非常重要。由于主动轮和从动轮的形状比较复杂，不同面之间的角度和曲率变化也很大，单纯的定轴铣削和曲线驱动方法都无法满足精密加工的要求，需要采用数控多轴联动加工技术来实现高精度加工。
在数控多轴联动加工中，选手需要根据加工图纸制订相应的数控程序，设定各个轴的运动参数，并根据实际情况进行多次调整。对于主动轮和从动轮的加工，选手需要结合定轴铣削和曲线驱动方法，采用多种加工方式，如三轴联动、四轴联动和五轴联动等，来完成不同形状的加工。
在实际操作过程中，选手需要非常注重细节，例如，确定切削速度、进给速度、转速和刀具的选择等，以确保加工效果。同时，还需要经常检查加工质量，如表面光洁度、尺寸精度和形位公差等，及时调整数控程序和机床参数，避免出现偏差和误差。
（二）加工程序涉及多轴编程和曲线驱动方法
口罩机多轴联动加工技术需要使用多轴编程和曲线驱动方法，是高级数控加工技术的代表之一。这种技术需要学生具备一定的数控编程和操作技能，才能够完成精准、高质量的加工过程。因此，在教学中，应注重培养学生的实践能力和对技术的深入理解。
首先，多轴编程是指将工件沿不同轴向运动，使其达到预定位置和姿态的过程。在口罩机多轴联动加工技术中，选手需要根据加工图纸制订相应的数控程序，设定各个轴的运动参数，并根据实际情况进行多次调整。这就要求学生对数控系统的基本知识有一定的了解，并且能够熟练地使用数控编程软件进行编程。同时，也需要学生具备较强的数学和物理知识，以便正确计算轴的运动参数和精确掌握加工过程。
其次，曲线驱动方法是通过在机床上进行的任意轨迹加工，实现对复杂形状工件的加工。在口罩机多轴联动加工技术中，曲线驱动方法常用于加工工件的曲面和特殊形状，需要选手精确地掌握机床坐标系、刀具半径等参数，以确保加工精度。这就要求学生具备良好的空间想象能力和手眼协调能力，在操作中能够灵活运用曲线驱动方法完成复杂形状工件的加工。
（三）加工精度要求高
该样题的加工精度要求高，需要选手具备一定的加工技能和精度控制能力。口罩机作为关键部件，其加工精度对整个机器的性能和质量有着直接的影响。因此，在数控多轴联动加工技术中，选手需要在实际操作中注重加工精度的控制，以达到预期的加工效果。
首先，选手需要具备一定的加工技能。在数控多轴联动加工技术中，选手需要根据加工图纸进行程序编写，并设定各种机床参数，如切削速度、进给速度、转速和刀具半径等，以确保工件能够按照要求的形状和尺寸加工。同时，在加工过程中，选手需要灵活运用各种加工技巧，如定轴铣削和曲线驱动方法等，以适应不同形状和尺寸工件的加工需求。
其次，选手需要具备精度控制能力。在数控多轴联动加工技术中，精度控制是保证加工质量的重要手段之一。选手需要仔细检查机床坐标系、刀具偏置和工件参考点等参数，以确保加工精度的稳定性和精确性。同时，选手需要注重刀具轨迹与加工图纸之间的对比，及时发现和修正偏差，以避免对工件加工质量的影响。除此之外，选手还需要密切关注机床润滑、冷却和除尘等系统的运行情况，以确保整个加工过程的顺畅和稳定。
