参加数控技能大赛所感
数控技能大赛是考验选手理论知识、软件应用、实际操作技能水平的一项综合赛事。在数控技术高速发展的今天，参赛选手除了要具备全面数控知识和熟练操作机床及快速编程的能力外，还要较快的掌握新型工艺、先进装备使用方法，并具有较强的的产品质量意识。在实践当中积极探索，提高自己的新技术应用能力，以竞赛为舞台，充分展示自己的技术能力。
数控技能大赛将理论知识、软件应用与实际操作技能紧密结合，考核了选手的综合技术应用能力。本人曾参加过省、市级数控技能大赛，虽没有取得较好是成绩，但从中获得了不少宝贵的知识和经验。为了使读者更多的了解数控技能大赛的情况，本人结合自身参赛和工作经历，做以下三方面总结：
一、掌握全面的理论知识。
综合运用数控应用的基础知识应对理论知识考试，主要掌握如下几点：
1）了解 当代数控机床集中了机、电、气、液、仪等综合技术。
2）了解当今数控机床发展趋势和应用技术、操作技能等最新动态。
3）了解数控加工中高速、高效、高精度、复合及特殊加工的一般加工方法。
4）对数控机床基础知识、赛件图样、基点计算、加工材料及热处理知识、刀具选用、切削参数合理选择及刀具刃磨技术有较深刻的了解。
5）在手动夹具中，能熟练对工件进行定位、找正、夹紧操作。
6）了解数控机床结构、动作原理，能熟练操作数控机床，能编制具有个性化的加工程序，能正确使用数控系统功能，具有一定的故障诊断能力，并排除一般机械故障。
二、CAD/CAM软件应用。
随着制造技术的发展，CAD/CAM技术已经成为数控加工技术的重要组成部分，从数控操作技能来看，CAD/CAM软件应用已经成为数控加工从业人员的必备技能，新颁布的国家职业标准（数控车、数控铣、加工中心）已经将CAD/CAM软件应用（含仿真软件）作为职业技能鉴定重要组成部分。毫无质疑，数控技能大赛中，考核参赛选手对CAD/CAM软件应用也极为重视，一般占总成绩的15%左右。参赛选手对软件应用能力极为重要，实操比赛中，部分加工对象使用软件编程要比手动编程快捷准确，利用软件编程加工效率数倍于手动编程加工效率。因此，选择一款良好的计算机平台和适合自己使用的软件将起到事半功倍的作用。熟练运用一款优良的CAD/CAM软件至关重要，数控大赛基本上主推国产软件(CAXA)。工厂使用的软件大多是UG、Pro/E、Cimatron等。通常一款CAD/CAM软件好坏，我们从总体操作性能上判别它的好坏，即计算、响应是否迅速，图形操作是否简捷快速，输入输出是否方便简单，各种应用功能是否好用，以及对复杂组合体图形的解决能力。例如：几何形体的定义输入和变化输出的各种操作及复杂形体生成时的各种运算是否稳定可靠。另外，还应考虑在不同的系统环境下生成的图形能否通过数据交换规范方便地在其它环境下运行。软件性能测试一般从以下几方面找到所关心的条目，进一步深入考察软件的功能：
1、通用建模能力如: 草图设计、实体建模、特征建模、曲面造型、装配工具、配对操作。
2、系统辅助特性 如：界面与操作、图形显示能力 、图形数据交换。
3、数控加工编程 如：铣削编程、车削编程、数控系统后置处理、加工模拟仿真 。
以上功能也是参赛选手必须熟练掌握的基本要求。熟练运用软件不仅能在
软件考试赢得高分值，更重要的是在实操过程中，能过正确快速的利用软件编程，从而提高加工效率，为实操赢得先机。
三、实际操作技能。
熟练操作数控机床首先必须对其数控系统有较深的了解和运用。数控系统的好坏主要表现在保证系统的可靠性和稳定性同时功能操作易用性越强越好。数控系统在操作时便捷灵活程度，将直接影响到零件加工速度。当前，在市面上所使用得最多是FANUC与SIEMENS系统，而国产数控系统主要以广州数控、华中数控为主。参赛选手，当然希望机床配有好的数控系统，这样操作时更加简单快捷。与此同时，参赛选手必须熟练操作至少一种数控系统。通过大量的训练，掌握娴熟的操作技能。在平时训练中要对所选用的数控系统的编程方法要全面掌握，各指令，循环要熟练运用，操作面板各菜单键、功能键熟练运用。只有在平时的训练中练就的扎实的基本功，达到正确使用数控系统功能，具有一定的故障诊断和排除能力。比赛时才能避免误操作对数控系统稳定性的干扰或破坏。数控系统即是数控机床的“大脑”，在加工过程中数控系统可靠性和稳定性极为重要。它是数控机床能否正常运行并加工出合格零件的基本保障。在数控技能大赛中所使用的机床一般为中小型设备，其采用的数控系统一般优先选择国内品牌。如：华中数控和广州数控等等。当前，国产普及型中档数控系统已经占据中国市场的重要地位，各品牌的数控系统已基本能达到用户使用要求。因此选择一个过硬的数控系统尤为重要。
实操比赛是全面、集中展示选手综合知识、工艺、编程能力、操作技能的平台。在实操中，对所使用机床设备必须进行一定的了解，这样在加工中才能因地制宜 ，确定有效的装夹定位，合理选用高效的刀具和切削用量，灵活运用数控系统各种功能，以最合理的工艺方案、最佳的刀具路径、快速准确编入加工程序，在最短的时间完成加工，才能实现快速高效加工从而取得好的成绩。下面就着重数控机床设备，夹具，刀具三方面谈谈自己的浅见：
（1）数控机床设备的好坏，将直接影响加工质量和加工效率。一台数控机床功能的强弱主要取决于CNC装置，而数控机床性能的好坏主要取决于伺服驱动系统，伺服系统又包括主轴伺服系统和进给伺服系统，选择性能较好的伺服电机尤为重要。如：西门子、ABB、三菱、安川等等性能相对较好些，能有效的保证切削加工的精确度。在数控大赛实操比赛所使用的数控机床都满足加工要求，因此，作为参赛选手应注意全面掌握机床的规格、参数。如数控机床的主轴转速范围、进给轴速度范围、坐标轴行程范围、主轴功率大小、旋转轴的最大旋转角度、刀柄使用标准，整机刚度如何等等。通过了解这些参数，才能在实际加工过程中做到心中有数，游刃有余。
（2）数控机床夹具必须适应数控机床的高精度、高效率、多方向同时加工、数字程序控制等要求。它也是保证加工质量和提高效率的前提。在数控技能大赛中使用的夹具主要分：一是数控车床夹具如：三爪自定心卡盘，四爪单动卡盘、花盘等。二是数控铣床夹具如平口虎钳、液压虎钳、卡盘、数控回转工作台等。其中三爪卡盘自动定心，装夹方便，但夹紧力较小，不便于夹持不规则工件。反之四爪卡盘弥补了三爪卡盘的不足。而虎钳装夹方便，只需找正钳口即可使用。数控回转工作台作为坐标轴的旋转轴，可加工复杂曲面。
（3）选择合适的刀具和切削用量也非常重要，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响零件的加工质量。由于数控机床的主轴转速及范围远远高于普通机床，而且主轴输出功率较大，因此与传统加工方法相比，对数控加工刀具的提出了更高的要求，包括精度高、强度大、刚性好、耐用度高，而且要求尺寸稳定，安装调整方便。这就要求刀具的结构合理、几何参数标准化、系列化。数控刀具是提高加工效率的先决条件之一，它的选用取决于被加工零件的几何形状、材料状态、夹具和机床选用刀具的刚性。
全国数控技能大赛的各类型刀具赞助商提供，前三届全国数控技能大赛均由赞助商山特维克可乐满公司提供。山特维克作为刀具行业的第一毋庸置疑，其刀具品种全，品质过硬。我们公司重型数控机床大多用山特维克刀具，只是价格相对要高些。另省级、市级数控技能大赛所使用的刀具各有不同。总体来说使用国产刀具比较广泛，不仅支持了国产同时还带动地方经济。此外，工作中使用过刀具有：山特维克、伊斯卡、瓦尔特、肯纳、株洲钻石、成量，哈量、嘉兴恒锋等等各个厂家的部分刀具。由于我公司零件产品多为高温合金，不锈钢等难加工材料，故选用进口刀具量比较大，如：车削汽轮机转子（30Cr2MoV、26NiCrMoV145）试用了多种品牌的刀具，最终山特维克的可转位车刀以高性价比得以长期使用。铣削电机转子（34CrMo1A、26NiCrMoV115）崁线槽，原先使用国产镶嵌式硬质合金三面刃刀盘，后工艺改进使用了德国瓦尔特可转位三面刃刀盘及刀片，效率大大提高，加工一件转子刀具成本却减低了。铣削高压内缸（ZG15Cr1Mo1）隔板槽原先使用株洲钻石牌三面刃及刀片，表面质量差，切削力大，工艺改进使用以色列伊斯卡可转位三面刃刀盘及刀片解决了表面质量问题，同时进给速度也有所增加；低压外缸（Q235钢）镗铣各凹槽，孔系的加工，原先使用进口刀具，成本过高，后经工艺改进使用成量、哈量、嘉兴恒锋等国产刀具达到加工要求和加工效率同时降低了成本。铣削水轮机组零部件（1Cr13、1Cr11MoV）原先使用镶嵌式硬质合金刀具，经工艺改进使用株洲钻石方肩铣刀及刀片，表面质量好和加工效率得以提高。
无论是哪一个品牌刀具，合理选择正确使用才能物有所值。选取刀具还要根据零件材料切削性能、加工阶段、加工区域特点选择刀具。如车或铣高强度钢、钛合金、不锈钢零件，选择耐磨性较好的可转位硬质合金刀具；粗加工阶段以去除余量为主，应选择刚性较好、精度较低的刀具；半精加工、精加工阶段以保证零件的加工精度和产品质量为主，应选择耐用度高、精度较高的刀具；在零件结构允许的情况下应选用大直径、长径比值小的刀具；切削薄壁、超薄壁零件的过中心铣刀端刃应有足够的向心角，以减少刀具和切削部位的切削力；端铣刀无论是在表面加工质量上还是在加工效率上都远远优于球头铣刀，因此，在确保零件加工不过切的前提下，粗加工和半精加工曲面时，尽量选择端铣刀。选择刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸要相适应。平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选超硬高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。在进行自由曲面加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般很小，故球头铣刀适用于曲面的精加工。
切削参数的选用同时又受机床、刀具系统、被加工工件形状、材料以及装夹方式等多方面因素的影响。刀具生产厂家的刀具一般附有切削参数选用表，可供参考。加工中可根据实际情况适当调整切削速度和进给速度。刀具及切削参数的合理选用是一个综合性问题，要求执行者掌握较全面的相关知识技能，充分考虑到每一个细节，实际情况实际解决。
在实践中总结，在积累中开拓。参加数控技能大赛只是提供了一次学习与交流的机会，积累宽深专业知识和操作技能的关键还在平时工作中练就良好的加工思维和习惯及质量意识。将数控加工技术运用到工作中，逐步达到数控技能大赛举办的最终目标。由于笔者水平有限，文中难免存在一些缺点和错误，恳请读者批评指正。
