金工實(shí)習(xí)數(shù)控加工部分實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的探索

周小超 王洪新

作者簡介：周小超（1982-），男，實(shí)驗(yàn)師，安徽無為人，現(xiàn)為皖西學(xué)院機(jī)械與電子工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)師，主要研究方向?yàn)闄C(jī)械工程技術(shù)。

摘要：根據(jù)學(xué)院建設(shè)目標(biāo)，闡述金工實(shí)習(xí)數(shù)控加工部分實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容按數(shù)控加工工藝的編寫、數(shù)控程序的編制與調(diào)試和數(shù)控機(jī)床操作與加工三個(gè)模塊進(jìn)行的內(nèi)容，根據(jù)實(shí)踐效果顯現(xiàn)出教學(xué)內(nèi)容改革的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：金工實(shí)習(xí);數(shù)控編程;數(shù)控加工

中圖分類號(hào)：G642.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：2095-9214（2015）03-0145-02

根據(jù)皖西學(xué)院“應(yīng)用型本科院校”建設(shè)目標(biāo)，機(jī)電學(xué)院制定了機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)“十二五”建設(shè)發(fā)展規(guī)劃，規(guī)劃中指出專業(yè)建設(shè)中，以“應(yīng)用型”人才培養(yǎng)為根本目標(biāo)，重視學(xué)生動(dòng)手和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)以及綜合素質(zhì)的提高。本文根據(jù)學(xué)院規(guī)劃目標(biāo)，對(duì)金工實(shí)習(xí)數(shù)控加工實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容提出以下方案：

數(shù)控編程與加工作為金工實(shí)習(xí)內(nèi)容之一，欲培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手和創(chuàng)新能力，應(yīng)分成三個(gè)模塊：數(shù)控加工工藝的編寫、數(shù)控程序的編制與調(diào)試和數(shù)控機(jī)床操作與加工。下面以實(shí)例對(duì)各個(gè)模塊的具體要求進(jìn)行說明，實(shí)習(xí)內(nèi)容的零件圖可參考圖1、圖2所示。

圖1回轉(zhuǎn)體零件

圖2螺紋加工

模塊一：數(shù)控加工工藝的編寫，主要是培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)圖紙以及現(xiàn)有實(shí)訓(xùn)條件，編寫合理數(shù)控加工工藝的能力。例如，圖1中提供給學(xué)生的毛坯棒料直徑是Φ35mm，從粗加工到精加工，同學(xué)們要完成工藝路線的擬定、刀具的選擇、加工余量、切削用量等的計(jì)算等內(nèi)容，填寫相關(guān)工藝表格，如表1所示。

表1零件加工工藝

參數(shù)

工序刀具號(hào)刀具類型主軸轉(zhuǎn)速

（r/min）背吃刀量

（mm）進(jìn)給速度

（mm/min）

平斷面T01硬質(zhì)合金93°外圓刀300150

粗車外圓面T01硬質(zhì)合金93°外圓刀3002150

精車外圓面T02刀尖角55°，外圓刀5000.280

切斷T03高速鋼切槽車刀，寬4mm30050

此部分內(nèi)容主要訓(xùn)練學(xué)生，是否能正確選擇合理的刀具，以及根據(jù)毛坯材料、加工精度、生產(chǎn)率要求等內(nèi)容編制合理的數(shù)控加工工藝，走刀路線是否合理，切削參數(shù)計(jì)算是否正確，培養(yǎng)學(xué)生具備編寫制造加工工藝的能力，為以后進(jìn)入企業(yè)從事生產(chǎn)工藝編制奠定基礎(chǔ)。

模塊二：數(shù)控程序的編制與調(diào)試，主要是培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)模塊一制定的數(shù)控加工工藝手工編寫合理的數(shù)控加工程序，輸入到數(shù)控系統(tǒng)，并調(diào)試所編寫的程序是否正確合理。編程時(shí)需要考慮刀具更換位置的合理性、粗加工輪廓時(shí)走到路線是否能滿足工藝的要求、粗精車時(shí)參數(shù)如何調(diào)整等問題;輸入程序時(shí)需要考慮不同數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范要求、校驗(yàn)方法以及出現(xiàn)問題如何修改等操作。圖1中零件可訓(xùn)練學(xué)生數(shù)控編程方面關(guān)于直線插補(bǔ)、順圓插補(bǔ)、逆圓插補(bǔ)及外圓復(fù)合粗車循環(huán)等知識(shí)，采用華中數(shù)控系統(tǒng)時(shí)程序如下：

%0001

N100T0101

N110M03 S300

N120G00 X100 Z100

N130G00 Z0

N140G00 X36

N150G01 X-1 F50

N160G00 X36 Z2

N170G71 U2 R1 P200 Q270 E0.2 F150

N180G00 X100 Z100

N190T0202

N200G00 X8 S500 F80

N210G01 X16 Z-2

N220G01 Z-10

N230G03 Z-34 R15

N240G01 Z-40

N250G02 X20 Z-42 R2

N260G01 X28

N270G01 Z-53

N280G00 X100 Z100

N290T0303

N300G00 Z-57 S300

N310G00 X36

N320G01 X-1 F50

N330G00 X100 Z100

M30

該段程序采用G71指令實(shí)現(xiàn)粗加工復(fù)合循環(huán)，使用三把刀具，切削參數(shù)與模塊一表1相一致，可作為實(shí)習(xí)編程的參考。數(shù)控編程的依據(jù)是數(shù)控加工工藝，數(shù)控程序要能完整正確的把工藝的要求表達(dá)出來，通過此模塊的訓(xùn)練，不僅可以培養(yǎng)

學(xué)生具備手工編寫數(shù)控加工程序的能力，也可引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)自動(dòng)編程相關(guān)軟件，為以后從事相關(guān)工作打下基礎(chǔ)。

模塊三：數(shù)控機(jī)床操作與加工，主要培養(yǎng)學(xué)生操作數(shù)控機(jī)床的能力，包括開機(jī)、回參考點(diǎn)、安裝刀具、試切對(duì)刀、運(yùn)行數(shù)控程序加工零件等內(nèi)容。實(shí)習(xí)過程中不僅要求學(xué)生具備操作數(shù)控機(jī)床的能力，還應(yīng)要求實(shí)際與理論相聯(lián)系，即能夠掌握為什么那樣操作，這樣操作的目的是什么，例如試切對(duì)刀時(shí)試車外圓，測量該段直徑的目的是為了找到刀具與主軸軸線之間偏置距離，而偏置距離計(jì)算的誤差會(huì)影響零件的加工精度，從而根據(jù)理論去分析實(shí)際加工的結(jié)果，當(dāng)結(jié)果不滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)會(huì)分析原因、會(huì)調(diào)整機(jī)床參數(shù)，成為一個(gè)有思想的數(shù)控操作者。

以上三個(gè)模塊從不同角度訓(xùn)練學(xué)生數(shù)控加工方面的能力，可根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況及個(gè)人愛好等不同而選擇不同模塊進(jìn)行練習(xí)，結(jié)合專業(yè)知識(shí)的掌握程度和零件圖的難易程度，在為期一周的時(shí)間內(nèi)，學(xué)生完成實(shí)習(xí)要求是可行的。實(shí)習(xí)中在每個(gè)零件加工完成后，通過對(duì)加工質(zhì)量進(jìn)行測量分析，討論各模塊對(duì)加工的影響，以及各模塊之間的銜接等問題，最終達(dá)到因材施教、全面培養(yǎng)學(xué)生能力的過程。經(jīng)過最近兩期的實(shí)習(xí)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)同學(xué)們總能找到自己在實(shí)習(xí)過程中的優(yōu)勢，均能順利的完成實(shí)習(xí)的要求，改善了以往統(tǒng)一要求的不足，增加了學(xué)生的自信，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。實(shí)習(xí)要求的改變、內(nèi)容模塊的增加給考核標(biāo)準(zhǔn)帶來了問題，后期將對(duì)實(shí)習(xí)考核標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究，制定公平合理的評(píng)分規(guī)范。

（作者單位：皖西學(xué)院機(jī)械與電子工程學(xué)院）

基金項(xiàng)目：皖西學(xué)院校級(jí)教研項(xiàng)目（No.2012JY04），六安市產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目（No.2012LWA006）

參考文獻(xiàn)：

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[3]程榮龍，淺談數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)改革與實(shí)踐，職業(yè)技術(shù)研究，2008：154-155