制做象棋子的数控加工与实践

摘 要:我校开设了《数控车床》、《数控铣床》和《CAXA制造工程师》等多门课程,为提高学生学习兴趣,我利用学校的毛坯,设计了制作象棋子的课题。将理论与实践充分结合,综合运用各科知识,本课题收入我校精品课程,得到了广大师生的认可。

关键词:加工工艺 区域式粗加工 数据传输

中图分类号:TG7 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(c)-0188-01

在数控教学过程中,为提高学生学习兴趣,我充分利用学校直径50的聚乙烯白色塑料棒,设计了制做象棋子的课程。将《FANUC数控车》、《FANUC数控铣》、《CAXA制造工程师》三门课程综合运用,学生分成小组进行加工练习,教学效果良好。

首先我们介绍一下加工象棋子的加工工艺:(1)在数控车床上加工出象棋子的毛坯。(2)利用CAXA制造工程师软件生成象棋子字的程序。(3)设计边界圆,编制出铣外圈的程序。(4)在数控铣床上进行数据传输,安装三爪卡盘,采用磨制的中心钻钻头加工象棋子。

下面我们依次介绍象棋子的加工过程。

1 在数控车床上加工出象棋子的毛坯

我校购买了学生实习用的塑料棒,有质量较好的聚乙烯白色塑料棒,直径为50mm。我根据象棋子的特点,充分利用毛坯,设计了象棋子的图纸,然后在数控车床上进行加工(程序省略)。

棋子的厚度为20mm,为使其美观,设计出鼓形,圆弧半径为R30,端面直径为45mm,最大直径为48.98mm。为避免形成尺寸链,该尺寸用括号括住。在数控车加工时采用G73循环指令指令进行编程,切断后端面有毛刺,可在砂轮机上进行磨削(如图1、2)。

2 利用CAXA制造工程师软件生成象棋子字的程序

主要设计步骤如下。(如图3、4、5)

(1)选择XOY平面绘制草图,绘制半径为22.5mm的圆,退出草图进行拉伸,方向为反向。

(2)在中心处输入汉字,如“士、兵、卒、車、象、相、将、炮、马”等共10个字,注意“車”字要进行汉字输入法的简繁切换。字体高度为30mm,为使字体在毛坯的中间位置,可以将字体沿Y方向上移10mm。

(3)设置毛坯,采用中心点形式,显示毛坯。

(4)选择刀具,选择刀具号为1,刀补号为1,为充分显示其轨迹,我们选择刀具半径为0.5mm,也就是直径为1mm。

(5)选择加工方式:粗加工—区域式粗加工,拾取加工轮廓线和岛屿。如“象”字,需要拾取岛屿；如“馬”字需要进行连续拾取加工轮廓线,并多次拾取岛屿,否则轨迹线错误。如“将”字需要对轮廓线进行裁剪,等等,都需要仔细去处理。

合理的选择各个参数,如果轨迹线不能出来,应该重新设置参数。各个参数的设置不在赘述。

(6)进行模拟仿真,检查轨迹线是否正确。

(7)生成后置代码,选择路径,保存名字以大写字母O开头,为方便数据传输,可将后缀名改为.txt文件,方便进行程序传输。

3 设计边界圆,编制出铣外圈的程序

设计直径为40的圆,深度为1.5mm,用中心线编程法进行加工。其特点是采用螺旋下刀和螺旋升刀进行切入和切出(程序省略)。(如图6、7)

4 进行数据传输,进行实操加工

我校有华中数控铣床和FANUC加工中心两种设备。对于华中数控铣床,我们可以采用读卡器和内存卡相结合的方法进行读取,对于FANUC加工中心,我们采用CF卡进行数据传输。(如图8、9)

在华中数控铣床和FANUC加工中心上,我们采用三爪卡盘进行自动定心,将中心钻磨削为铣刀,加工的象棋子图片如图10、11。

实践证明,通过这样的课题训练,将多门学科的知识进行综合运用,理论与实践相结合,激发了学生的学习兴趣,学生不仅学会了编程,而且学会了如何进行数据传输,值得推广应用。