摘要：在CAM教學中，虽然可以使用仿真软件，但与实际加工还是有差距；若要实际操作数控机床，则设备的投资大。如果能有一台小型数控设备放在讲台上，在使用CADCAM软件完成零件造型与程序生成后，就可以直接在讲台上的小型数控设备上执行程序；这样的教学既经济，效果又好。基于以上设想，研制了4轴桌面型数控铣床，并在教学中使用，收到了很好的效果。
　　关键词：数控铣床 四轴 教学
　　中图分类号：TH164 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）32-574-01
　　0 引言
　　在CADCAM教学中，CAD比较好教，CAM相比难教。究其原因是CAD学生可以在电脑上动手操练，学习效果较好；CAM由于学校缺乏实际加工环境，学生学习主要靠软件模拟，达不到“从干中学”的效果。针对这个情况，产生了制作桌面型教学用数控铣床的想法。主要设想为桌面型教学数控铣床与讲台电脑连接，在讲台电脑上完成一个零件的CAD过程后，直接进入加工模块生成数控程序，然后对程序检查与修改后直接输入桌面型数控铣床进行加工演示；这样CADCAM的教学紧凑连贯，学生注意力集中，学习热情高，教学效果好。
　　1 教学用四轴数控铣床的研制
　　研发的设想为：铣床重量轻、刚度好、以加工PVC为主；做四轴联动，方便学生多轴机床入门；成本低，可以小批量生产。图1为装配图。
　　图1 装配图
　　机架用6063铝合金板，重量轻；X轴导轨设计成笼型的4根导轨结构，保证刚度；X、Y、Z、A轴都为42步进电机驱动，主轴为200W直流电机；第四轴为装在工作台上的旋转A轴，由步进电机加谐波减速器加卡盘组成，不用时可拆下。工作台面可装小平口钳，蛤蟆钳，也可通过中间螺孔固定中心带孔工件。
　　在普通电脑中安装数控软件组成数控系统，然后通过电脑的并口与控制箱连接，控制箱中有1块与电脑并口连接的接口板、4块步进电机驱动板、1块主轴电机调速板，还有控制变压器，整流板、风扇等部件。
　　电脑、控制箱，机床，即形成一台教学用数控铣床（图2）。
　　图2 教学用数控铣床
　　2 教学用四轴数控铣床在教学中的应用
　　用CADCAM软件进行建模、生成加工刀路，经后处理生成数控代码，然后检查数控代码，将代码略作修改后输入数控软件，即可驱动机床完成加工。
　　2.1三轴联动钻、铣
　　以下是3轴联动铣面与钻孔的CAD与CAM整个过程（图3）。
　　图3 三轴联动铣台阶面并钻孔
　　2.2利用第4轴钻孔
　　以下是利用第4轴钻孔的CAD与CAM整个过程（图4）。
　　图4 四轴联动在圆柱面上钻孔
　　3总结
　　以上教学用数控铣床结构简单，材料便宜，可以小批量生产装备实验室，这对于像开放大学等以课堂理论教学为主，实验设备较缺乏的学校来说，具有较大实用价值。
　　参考文献：
　　[1]黄毓荣，陈大治.UG NX4 高级铣应用技术[M].北京：清华大学出版社.2007
　　[2]罗敏.数控原理与编程[M].北京：机械工业出版社.2011
　　[3]张海伟，李茹. 基于UG的风力推料机叶轮的多轴加工及模态分析[J].制造业自动化.2012.6（下）
　　备注：
　　上海远程教育集团集团学科研究课题
　　作者简介：费冬青 （1972-），上海松江人，讲师，硕士，主要从事机械设计与制造方面的教学与研究。