數(shù)控車床教學(xué)實習(xí)常見問題及應(yīng)對措施

張銘

摘 要：目前隨著教育事業(yè)的發(fā)展，金工實習(xí)除了傳統(tǒng)的熱加工和冷加工外，許多高校都增設(shè)了先進(jìn)制造技術(shù)部分的內(nèi)容，其中數(shù)控車床操作實習(xí)是各個學(xué)校開設(shè)最多的教學(xué)內(nèi)容。在進(jìn)行理論和實踐教學(xué)過程中，如何保障學(xué)生和教學(xué)設(shè)備的安全是指導(dǎo)教師首要的任務(wù)。筆者結(jié)合數(shù)控車床教學(xué)工作，總結(jié)出學(xué)生在操作過程中出現(xiàn)的問題及其原因，簡要介紹在教學(xué)中的應(yīng)對措施。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車 教學(xué) 問題 措施

中圖分類號：G63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）08（c）-0125-02

當(dāng)前，數(shù)控機床在高校實訓(xùn)教學(xué)中得到普及，其中數(shù)控車是重要的教學(xué)設(shè)備。由于數(shù)控車的操作有其復(fù)雜性和特殊性，學(xué)生在操作設(shè)備時動手能力差，基礎(chǔ)知識不清楚，操作時不仔細(xì)的問題導(dǎo)致刀具和工件碰撞，刀具和機床部件碰撞，因此代課教師如何在教學(xué)過程中保證學(xué)生和設(shè)備的安全顯得尤為重要。筆者總結(jié)了一些容易發(fā)生的問題，淺談其發(fā)生的原因和應(yīng)對措施。

1 手動方式下的問題及應(yīng)對措施

1.1 移動倍率不對

問題：數(shù)控車床在手動方式下的移動需要先設(shè)定好移動的速率，如：慢速值F50或快速值F500。由于刀具距離待加工材料還有一段距離，學(xué)生在操作時選用了快速值F500來移動刀架，在靠近待加工材料時沒有改成慢速值F50，導(dǎo)致刀具以較大的速度切削工件，產(chǎn)生撞刀。

措施：分析原因主要是學(xué)生在操作機床時沒有領(lǐng)會刀具快、慢速移動的使用條件，盲目進(jìn)行操作。教師在教學(xué)中應(yīng)強調(diào)不同移動速度的功能和效果，并講解如果用快速值切削工件的危害。為防止刀具和工件的碰撞對學(xué)生的傷害，防護(hù)門如何正確使用也是需要重點講解的內(nèi)容，要讓學(xué)生牢記操作機床運轉(zhuǎn)時必須關(guān)閉防護(hù)門。另外，可以在條件允許的情況下調(diào)整機床的快速移動參數(shù)值，以便進(jìn)一步降低碰撞的危害。

1.2 主軸旋轉(zhuǎn)方向不對

問題：數(shù)控車床在進(jìn)行切削時主軸可以進(jìn)行順時針和逆時針旋轉(zhuǎn)，不同旋轉(zhuǎn)方向是為了適應(yīng)不同的加工要求。學(xué)生在啟動主軸時選錯旋轉(zhuǎn)方向的情況時有發(fā)生，刀具和加工材料沒有進(jìn)行有效的切割，這樣做的結(jié)果輕者撞壞刀具，重者損壞機床部件。

措施：筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生把主軸旋轉(zhuǎn)方向開關(guān)選擇錯誤是問題所在，分析原因是忘記了開關(guān)正確的位置在哪里。我們在教學(xué)中可以利用右手動作來幫助學(xué)生記憶和理解，我們可以伸出右手大拇指指向遠(yuǎn)離主軸的方向，其他4指做向手掌心的旋轉(zhuǎn)動作，此方向即為主軸正轉(zhuǎn)方向。教師可要求學(xué)生在打開旋轉(zhuǎn)方向開關(guān)時及時確認(rèn)主軸的旋轉(zhuǎn)方向是否正確，不要盲目進(jìn)行下一步的切削工作。

1.3 刀具移動路徑不對

問題：學(xué)生在移動刀具切削工件時，移動方向錯誤，如圖1所示，學(xué)生用外圓車刀加工零件時沿Z軸負(fù)向加工完后直接向X軸負(fù)向進(jìn)給；如圖2所示，學(xué)生用切斷刀加工零件時沿X軸負(fù)向加工完后直接向Z軸方向移動刀具。以上兩種加工時移動刀具的方法都是錯誤的，不僅零件報廢，而且刀具的損壞也影響實習(xí)的正常進(jìn)行。

措施：分析原因主要是學(xué)生缺乏必要的理論基礎(chǔ)，不理解車床基本的切削原理。教師在講解和演示環(huán)節(jié)要講清楚數(shù)控車床加工方法和原理，使學(xué)生明白每一把刀具在加工零件時有特殊的走刀規(guī)律，不能隨心所欲地想怎么走就怎么走。另外，教師可以在教學(xué)安排上進(jìn)行調(diào)整，參加數(shù)控車實習(xí)的學(xué)生先完成普通車床的學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生在了解車床基本的切削原理后再進(jìn)行數(shù)控車的學(xué)習(xí)。

1.4 主軸扳手用后未取下來

問題：教學(xué)中有時需要使用到主軸扳手，對材料長度進(jìn)行新的定位，學(xué)生在使用工具時不按照操作規(guī)則做，不取下用過的主軸扳手就運轉(zhuǎn)主軸，導(dǎo)致扳手掉落到機床外面。這時如果操作者站立位置不當(dāng)，將有可能被扳手擊中，發(fā)生教學(xué)事故。

措施：學(xué)生在聽老師講解時不認(rèn)真，在工具使用時不仔細(xì)以及安全意識差導(dǎo)致了以上事故的發(fā)生。針對以上問題，教師可以在教學(xué)時重點強調(diào)扳手使用方法，在選擇主軸轉(zhuǎn)速時限制學(xué)生用高轉(zhuǎn)速進(jìn)行練習(xí)，規(guī)定學(xué)生在運行機床時必須目視確認(rèn)主軸上沒有放置扳手，同時關(guān)閉安全門等辦法來解決以上問題，以上規(guī)定在多位學(xué)生操作同一臺車床時尤為重要。

2 自動方式下的問題及應(yīng)對措施

2.1 程序輸錯

問題：程序人工輸入時，輸錯代碼和數(shù)值，代碼錯誤導(dǎo)致機床運行時出錯，數(shù)值錯誤會使機床不按照預(yù)定的軌跡運行，嚴(yán)重時會發(fā)生損壞刀具和機床的情況。

措施：學(xué)生進(jìn)行程序輸入后要進(jìn)行互檢，同組同學(xué)互相檢查，可以有效避免代碼輸錯的可能性。另外，自動運行前進(jìn)行空運行檢查也是有效的辦法，但其不能完全代替人工檢查，因為有些錯誤空運行方式無法檢查出來。正式運行程序時，教師可以要求學(xué)生使用單段功能來運行新輸入的程序，當(dāng)運行到錯誤程序時可以及時發(fā)現(xiàn)和處理，不要直接用自動方式來運行。

2.2 對刀錯誤

問題：自動運行時，加工完成的零件尺寸超出公差范圍或出現(xiàn)撞刀事故。

措施：自動運行程序的前提條件是事先做好刀具和工件的準(zhǔn)備工作，其中重要的環(huán)節(jié)是對刀，學(xué)生在完對刀任務(wù)后不能直接進(jìn)行零件的加工，應(yīng)該對每一把加工程序中使用的刀具和工件的坐標(biāo)關(guān)系進(jìn)行確認(rèn)，如在工件表面按照合理的加工軌跡切削一段，并記錄下機床屏幕上的X、Z坐標(biāo)位置，然后測量加工得到的數(shù)值和機床屏幕上顯示的數(shù)值進(jìn)行比較看是否一致，最后再進(jìn)行下一步加工或重新對刀。

2.3 暫停后忘記恢復(fù)主軸旋轉(zhuǎn)

問題：自動運行程序時，有時需要執(zhí)行暫停命令，進(jìn)行工件加工面的清理，學(xué)生在完成清理工作后，沒有手動恢復(fù)主軸旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致機床再次運行時發(fā)生撞刀事故。

措施：究其原因主要是學(xué)生沒有目視確認(rèn)機床主軸是否在工作就盲目進(jìn)行程序運行，教師在教學(xué)過程中應(yīng)強調(diào)學(xué)生必須確認(rèn)機床主軸已經(jīng)開始工作的情況下才能啟動程序運行，不能盲目操作機床，要嚴(yán)格按操作流程使用機床。

2.4 運行時防護(hù)門未關(guān)閉

問題：數(shù)控車床防護(hù)門在操作者使用機床時能給予保護(hù)，部分學(xué)生在運行程序時不關(guān)閉防護(hù)門，甚至用手接觸高速旋轉(zhuǎn)的工件。

措施：部分學(xué)生安全意識薄弱，他們認(rèn)為沒有必要按照老師的指導(dǎo)去操作機床，圖省事和方便。教師在教學(xué)中要重點關(guān)注他們，要從各個方面舉例說明為什么要遵守安全操作規(guī)程，強調(diào)安全意識在工作中的重要性，使其能自覺地從自身做起，在實習(xí)過程中做好安全防護(hù)工作。

2.5 應(yīng)急開關(guān)不會用

問題：在發(fā)生緊急情況時，學(xué)生不知如何處理，導(dǎo)致事故發(fā)生。

措施：安全問題無大小，一旦發(fā)生就可能導(dǎo)致人身傷害，教師在平時講解和練習(xí)時要求每位學(xué)生必須清楚在出現(xiàn)緊急情況時應(yīng)該如何處置，緊急停止開關(guān)在哪里？出現(xiàn)緊急情況時的應(yīng)對步驟是什么？必要時可以示范一遍操作過程，讓學(xué)生有深刻的記憶，在關(guān)鍵的時候不會手忙腳亂。

3 結(jié)語

綜上所述，在數(shù)控車教學(xué)實習(xí)中，由于學(xué)生認(rèn)識不足，思想不重視，知識點不清楚導(dǎo)致的操作不當(dāng)時有發(fā)生。所以筆者認(rèn)為代課老師需要在以上幾點多下些功夫，在課堂講解和現(xiàn)場操作時注意引導(dǎo)學(xué)生，使他們在操作機床前就有了充分的認(rèn)識，思想上高度重視，以科學(xué)、認(rèn)真、仔細(xì)的態(tài)度來完成實習(xí)。此外，老師的表率作用非常重要，一個對教學(xué)工作嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦蠋煟褪菍W(xué)生們最好的榜樣。

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