一堂《數(shù)控加工技術(shù)》公開(kāi)課的教學(xué)探討

郭志斌

（江門(mén)市高級(jí)技工學(xué)校 廣東 江門(mén) 529030）

一堂《數(shù)控加工技術(shù)》公開(kāi)課的教學(xué)探討

郭志斌

（江門(mén)市高級(jí)技工學(xué)校 廣東 江門(mén) 529030）

針對(duì)數(shù)控加工技術(shù)中重點(diǎn)內(nèi)容“固定循環(huán)”的公開(kāi)課教學(xué)安排，根據(jù)化繁為簡(jiǎn)的思路，通過(guò)動(dòng)畫(huà)、錄像、仿真等多媒體手段和諧音聯(lián)想、記憶口訣等記憶方法的運(yùn)用，從復(fù)習(xí)、引入、主講內(nèi)容和小結(jié)等方面探討該課程的教學(xué)問(wèn)題，以期提高教學(xué)質(zhì)量。

數(shù)控加工技術(shù)；公開(kāi)課；固定循環(huán)；仿真；動(dòng)畫(huà)

數(shù)控加工技術(shù)是我校高職開(kāi)設(shè)的一門(mén)專業(yè)課，其中的固定循環(huán)功能是數(shù)控銑床編程的重、難點(diǎn)內(nèi)容。由于固定循環(huán)實(shí)際上是多個(gè)基本動(dòng)作的復(fù)合，而每個(gè)基本動(dòng)作又可對(duì)應(yīng)某條基本指令，所以它是之前所講銑床編程基礎(chǔ)的深化，同時(shí)又是簡(jiǎn)化編程的重要部分，所以在這個(gè)學(xué)期的公開(kāi)課中，筆者以這個(gè)典型內(nèi)容作為講課的主題。圍繞化繁為簡(jiǎn)的思路，在備課和教學(xué)過(guò)程中總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)通過(guò)本文與同行分享。

復(fù)習(xí)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)

復(fù)習(xí)是一個(gè)承上啟下的環(huán)節(jié)，將新課中涉及的已授課程的主要內(nèi)容，以提問(wèn)的形式，讓學(xué)生先思考熱身，為運(yùn)用舊知識(shí)解決新問(wèn)題做好準(zhǔn)備。固定循環(huán)指令是孔加工指令，它是把一系列典型的加工動(dòng)作預(yù)先編好程序，存儲(chǔ)在內(nèi)存中，然后用包含G代碼的一個(gè)程序段調(diào)用，而這些典型動(dòng)作都是由快速點(diǎn)定位指令和直線插補(bǔ)指令控制。所以，筆者在復(fù)習(xí)環(huán)節(jié)中對(duì)學(xué)生提出了以下三個(gè)問(wèn)題，分別是：（1）快進(jìn)或快退的動(dòng)作用什么指令(代碼)表示？ （2）直線切削的動(dòng)作用什么指令(代碼)表示？ （3）鉆、鏜削和攻絲這些加工對(duì)象有什么共同特點(diǎn)？

通過(guò)復(fù)習(xí)環(huán)節(jié)，學(xué)生溫習(xí)了G00、G01代碼的功能，明確了鉆、鏜削和攻絲這些加工方法都是用來(lái)加工孔的。

導(dǎo)入環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)

導(dǎo)入環(huán)節(jié)是以提高學(xué)生學(xué)習(xí)新課的興趣為目的，并為后續(xù)講授新課中的難點(diǎn)內(nèi)容作鋪墊。在此環(huán)節(jié)，筆者通過(guò)多媒體放兩段數(shù)控孔加工的視頻，一段視頻是用深孔鉆加工多排孔的工件（參見(jiàn)圖1），另一段則是用鏜刀加工單孔的flash動(dòng)畫(huà) （參見(jiàn)圖2）。在放視頻之前，筆者要求學(xué)生通過(guò)觀察孔加工的過(guò)程，說(shuō)出這兩種不同的孔加工方法都由哪些動(dòng)作組成。待學(xué)生看完視頻后，通過(guò)總結(jié)多名學(xué)生的回答，把孔加工的基本動(dòng)作在板書(shū)中列出。

圖1視頻一截圖

圖2 視頻二截圖

主課內(nèi)容設(shè)計(jì)

（一）主課內(nèi)容的層次設(shè)計(jì)

按照由淺到深、循序漸進(jìn)的原則，主課的講課層次如表1所示。

（二）各層次的講課技巧列舉

循環(huán)加工指令的定義 經(jīng)過(guò)導(dǎo)入環(huán)節(jié)中的提問(wèn)，學(xué)生知道了孔加工都是由固定的孔位平面定位、快速引進(jìn)、工作進(jìn)給、快速退回等基本動(dòng)作組成的，這些動(dòng)作如果用以前的G00、G01指令去寫(xiě)程序，起碼要4條程序段。既然這些程序段的順序都是相同的，我們可以用一個(gè)代碼代表幾行程序，這樣就可以達(dá)到簡(jiǎn)化編譯的目的。這種包含了典型動(dòng)作循環(huán)的G代碼就稱為循環(huán)指令。

表1 講課層次表

循環(huán)加工指令的動(dòng)作組成 動(dòng)作組成是掌握固定循環(huán)加工指令的關(guān)鍵，因?yàn)楹竺娴闹噶罡袷街懈鲄?shù)的設(shè)置就是圍繞這些動(dòng)作的坐標(biāo)和工作形式設(shè)置的。通過(guò)PowerPoint的自定義動(dòng)畫(huà)功能，將各個(gè)動(dòng)作按加工順序顯示在屏幕上，如圖3所示。

圖3 固定循環(huán)基本動(dòng)作圖

固定循環(huán)的程序格式 總格式為G90(G91)G99(G98)G73(~G89)X_Y_Z_R_Q_P_I_J_F_L_，如表2所示。

1.G98、G99 的學(xué)習(xí)

G98、G99為孔加工完后的回退方式指令。G98為返回初始平面高度處，G99為返回安全平面高度處。

當(dāng)某孔加工完后還有其他同類孔需要接續(xù)加工時(shí)，一般使用G99指令，只有當(dāng)全部同類孔加工完成后或孔間有比較高的障礙需跳躍時(shí)，才使用G98指令，這樣可節(jié)省抬刀時(shí)間。

為方便學(xué)生記憶，用諧音記憶法和聯(lián)想記憶法，G98的“98”諧音是“酒吧”，可將之與“返回初始平面高度處”聯(lián)系起來(lái)，即在酒吧喝了酒之后，人都飄飄然，升到了最高點(diǎn)（即初始平面）。而G99就不用再記，學(xué)生都知道是剩下的較低的安全平面了。

2.G73(~G89)的學(xué)習(xí)

表2 固定循環(huán)的工作方式表

圖4 程序一、程序二示意圖

圖5 仿真單步運(yùn)行方式截圖

這部分指令較多，向?qū)W生講解時(shí)可采用分類法，按表2第五列“用途”分為四大類。第一類為深孔加工類，指令有兩個(gè)就是G73和G83，它們的最大特點(diǎn)是Z向加工動(dòng)作是間歇進(jìn)給。第二類為攻螺紋類，指令有兩個(gè)就是G74和G84，它們的最大特點(diǎn)是Z向回退動(dòng)作不是快退，而是給加工動(dòng)作的轉(zhuǎn)速相同，而轉(zhuǎn)向相反。第三類為鉆孔類，指令有兩個(gè)就是G81和G82，其中G81加工通孔，G82加工盲孔，它比G81多了一個(gè)孔底暫停的動(dòng)作。最后一類是鏜孔類，包括G76、G85-G89，其中G76是精鏜，孔底有準(zhǔn)停向橫向讓刀的動(dòng)作，G87為反鏜，進(jìn)刀方向跟其他的相反。

各加工方式編程舉例 以高速深孔加工和一般深孔加工為例，通過(guò)比較學(xué)習(xí)法，讓學(xué)生深入理解不同加工方式下加工動(dòng)作的細(xì)微差別。通過(guò)數(shù)控加工仿真系統(tǒng)模擬出真實(shí)環(huán)境下的編程及刀具加工過(guò)程，在操作界面中分別輸入以下兩段程序（見(jiàn)圖4）。這兩段程序幾乎完全一樣，只在N20的程序行中的G73改為G83，然后分別用單步運(yùn)行和自動(dòng)循環(huán)方式進(jìn)行加工演示。其中，在單步運(yùn)行方式中（見(jiàn)圖5），重點(diǎn)結(jié)合演示圖的坐標(biāo)數(shù)據(jù)講解G92指令的功能和固定循環(huán)深孔加工指令中Q參數(shù)的間歇進(jìn)給動(dòng)作。而在自動(dòng)循環(huán)方式中（見(jiàn)圖6），則重點(diǎn)比較G73和G83兩種深孔循環(huán)的間歇進(jìn)給動(dòng)作的不同，從而讓學(xué)生理解同一種加工方法為什么可有多個(gè)不同代碼（特別是鏜削加工）來(lái)選擇。

圖6 仿真自動(dòng)循環(huán)方式加工過(guò)程截圖

小結(jié)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)

本堂課的重點(diǎn)是固定循環(huán)五個(gè)基本動(dòng)作的組成及順序，而另一重點(diǎn)即難點(diǎn)則是固定循環(huán)指令格式，特別是加工方式的代碼。故筆者將這些重、難點(diǎn)用記憶口訣的方式作總結(jié)，讓學(xué)生在朗讀過(guò)程中去思考和記憶，在朗讀過(guò)程中結(jié)束本堂公開(kāi)課。

固定循環(huán)記憶口訣如下：固定循環(huán)有五步；快移孔心降安全；工進(jìn)孔底有動(dòng)作；快退安全或初始；攻絲進(jìn)退分正反；深孔加工要間歇；精鏜考慮要橫讓。

綜上所述，本次公開(kāi)課由于運(yùn)用了多媒體輔助教學(xué)，生動(dòng)直觀，重點(diǎn)突出，難點(diǎn)化解得法，重視啟發(fā)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，課后學(xué)生普遍反映聽(tīng)課較輕松，內(nèi)容很充實(shí)。聽(tīng)課教師在討論中也肯定了本次教學(xué)的精心組織和教學(xué)效果，并指出如能在與學(xué)生互動(dòng)方面加強(qiáng)則更好，筆者會(huì)在日后的教學(xué)中繼續(xù)改進(jìn)。

[1]關(guān)雄飛.數(shù)控機(jī)床與編程技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008.

[2]范超毅.數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2006.

[3]陳建軍.數(shù)控銑床與加工中心操作與編程訓(xùn)練及實(shí)例[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[4]王蕙.教育學(xué)[M].廣州：廣東人民出版社，2005.

[5]林振海，陳偉鋒.心理學(xué)[M].廣州：廣東高等教育出版社，1997.

（本文責(zé)任編輯：謝良才）

□有話職說(shuō)

如果能追隨理想而生活，本著正直自由的精神、勇往直前的毅力、誠(chéng)實(shí)不自欺的思想而行，則定能臻于至美至善的境地。

——居里夫人

G712

A

1672-5727（2011）05-0154-02

郭志斌（1976—），男，廣東江門(mén)人，江門(mén)市高級(jí)技工學(xué)校講師，研究方向?yàn)闄C(jī)械類專業(yè)課教學(xué)。