先进制造技术综合性创新实验的开发与实践

白贵臻闫金顺

（吕梁学院，山西吕梁033000）

本文系吕梁学院2018年校级教学改革创新项目（项目编号：JXGG201831）

摘要：本文主要以先进制造技术综合性创新实验为论点，先论述了先进制造技术综合性创新实验的开发思路，然后重点介绍了几点先进制造技术综合性创新实验过程，主要包括三维建模、加工工艺制定、加工路径仿真、数控加工、精度检测与分析等，最后分析了先进制造技术综合性创新实验开发的重要性和效果，旨在确保综合性创新实验开发和应用水平的稳步提升，在整体上给予高校人才培养目标的实现强有力的保证。

关键词：先进制造技术；综合性；创新实验

一、先进制造技术综合性创新实验的开发思路

对于制造来说，主要是指一系列的活动和运作，主要包括材料选择、规划、质量保证以及产品设计等。制造过程的各个部分之间的关系是紧密联系、密不可分的，培养计划和专业课程，也是结合制造过程的特点进行制定的。结合课程设置和设备情况，实验思路为三维设计→数控加工→精度检验。

学生要加强UG设计零件的应用，通过工艺分析后，加强数控过程仿真，然后再将数控加工代码输出来，加强数控机床的应用，以此来进行加工，借助三坐标测量仪，确保加工的零件的检验的精准度。借助这一过程，可以将所学理论知识在制造过程中得到了广泛的应用，确保学生充分了解和掌握制造过程，病对先进设备的性能和特点等进行充分掌握。实验流程和相关课程之间的关系为图1所示：

图1实验过程流程图

在整个实验过程中，其内容主要包括三维建模、加工工艺制定以及加工路径仿真等，而相关联的核心课程主要包括机械制造技术基础、计算机辅助设计、数控技术等。

二、先进制造技术综合性创新实验的过程分析

（一）三维建模

首先，要从实验中心的设备情况出发，加强三维模型尺寸范围的构建，确保与铝合金毛坯的尺寸具有高度的一致性。在设计过程中，要结合制造过程，对零件结构工艺性和刀具等要求进行深入分析。对于学生而言，在设计零件时，必须要对相关因素进行深入分析，比如毛坯尺寸和毛坯下料误差等，防止刀具和夹具干涉在一起，结合所选刀具的直径，合理设计零件的圆角半径【1】。

在这个环节中红，必须要加强对学生加工过程的设计能力的培养，与实际制造过程保持高度的一致性，确保满足学生的锻炼需求。各个小组的学生要自行确定设计的零件，但要求要具备一定的难度性，模型要通过指导教师的检查，然后再进行下一环节，将模型的锻炼价值充分体现出来。

（二）制定加工工艺

这部分主要体现在设定刀具参数、切削参数等。学生要结合所学知识，从零件的特征出发，确保刀具半径选择和设定的合理性，进而为扫描间距和切削用量等参数的确定提供一定的依据。在确定扫描方式过程中，学生要对刀点位置和切削方式等进行系统化分析，对所有的参数进行合理确定，然后使数控加工工艺文件顺利输出来。

（三）加工路径仿真

这要求要加强生成的工艺参数的利用，合理模拟刀具的加工路径，旨在对切削加工过程中刀具的对刀点进行判断，并为换刀点的位置的合理性进行分析。在仿真过程的带动下，学生在数控加工之前，可以将空走路径过长问题发现出来，再修改以后，将数控加工代码输出来。

以上这些内容，其顺利完成主要得益于三维CADA软件UG，充分将UG的三维建模和数控加工模块的应用价值发挥出来。在以往《计算机辅助制造》课程的上机教学中，仅仅只完成一个步骤，由于实际加工过程的严重缺失，所以学生在设置刀具和切削用量等参数过程中，具有较高的随意性，在简单的对一些基本参数设置以后，就可以进行仿真，在看完仿真动画以后就结束，所设置参数的准确性，很难进行检验。

加工工艺的合理性，与实践经验之间的关系是紧密联系、密不可分的，而对于学生来说，在制定工艺方面其经验严重缺失，仅仅理解课本知识，以此来对工艺进行制定。在整个部分中，如果出现工艺不合理问题，将会显露于后续实验过程之中，比如在数控加工环节中，所出现的断刀等问题【2】。需要注意的是，教师在第二、第三部分，结合加工过程对学生提出具体的要求，正确引导学生，确保工艺参数设置的合理性，使学生可以结合具体零件制定工艺。在后续数控加工部分中，教师还要做到具体问题具体分析，加强回溯讲解分析。

（四）数控加工

这部分旨在使学生可以借助加工，合理验收建模和工艺编制过程。不同的数控系统，在程序格式和代码意义等方面，所具有的差异性比较显著，所以在加工之前，必须要结合数控铣床的数控系统，有效微调UG生成的数控程序的代码。

上述介绍的问题，会体现在加工过程之中，其中，常见的问题主要包括因主轴转速和进给速度设置不合理等，很难保证加工表面质量【3】，而且由于路径规划中空走行程过长，不利于加工效率的提升。因此，教师必须要结合加工过程中经常出现的问题，有针对性地进行讲解，方便学生的正确理解，不断提高关键知识点的强化程度，集中整合所学的理论知识和实践，使之成为协调统一的有机整体。

（五）精度检测与分析

在这个环节中，要加强三坐标测量机的应用，合理检测学生加工的零件，尤其在尺寸和形状等方面，确保学生对其中存在的问题进行充分了解，合理制定加工工艺，并提高形位公差之间关系的认知水平【4】。实验分组进行，在测量过程中，要从各组学生制作的零件特点出发，精准地测量零件关键面的尺寸精度，而且将测量数据输出来，形成相应的报表。

三、先进制造技术综合性创新实验的效果

据诶住综合性创新实验，可以确保学生对制造过程中相关技术之间的关系进行充分了解，使学生对制造过程中的先进制造技术形成正确的思想认知，比如CAD/CAM一体化等。而且还可以将学生动手实践能力、综合分析和解决问题等能力提升上来。借助综合实验，可以拉近学生与制造过程之间的距离，通过对各种实际工况的分析，对零件和工艺进行合理制定和分析，合理分析检测数据，将工艺编制和加工过程中存在的问题挖掘出来，并合理予以解决。

四、结束语

在机械工程和自动化专业课程设置过程中，加强先进制造技术综合性创新实验的开发和应用势在必行，可以将学生的学习热情充分激发出来，确保学生具备优秀的动手能力，进而可以在实践过程中顺利处理工程问题。

参考文献

[1]李钱光,易煦农,陈欢.光电信息科学与工程专业实验创新体系的探索与研究[J].轻工科技,2018,34(07):162-163.

[2]蔡瑛.土木工程专业综合性创新实验教学体系的构建[J].实验室科学,2017,20(05):175-178.

[3]龙应钊,王燕,孙学芹.完善化学专业实验教学培养创新型人才[J].实验室研究与探索,2015,34(06):220-223.

[4]徐进.浅谈机械类高等教育人才培养模式创新实验基地的构建[J].亚太教育,2015(15):88.