四軸數(shù)控銑床實踐教學(xué)應(yīng)用的研究

汪海林 易吉祥

（廈門理工學(xué)院現(xiàn)代工程訓(xùn)練中心 福建 361024）

數(shù)控技術(shù)是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。這個基礎(chǔ)是否牢固直接影響到一個國家的經(jīng)濟發(fā)展。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大，給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，它對國計民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來越重要的作用。我校作為一所應(yīng)用型大學(xué)，培養(yǎng)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用型人才，符合學(xué)校建設(shè)“創(chuàng)新型高水平應(yīng)用技術(shù)大學(xué)”的理念。[1]

四軸數(shù)控銑床是在三軸數(shù)控銑床的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，要優(yōu)于普通三軸機床，能完成普通三軸機床無法進行的加工，相對于普通三軸機床表現(xiàn)得更加的靈活?，F(xiàn)行的工訓(xùn)實習(xí)，如數(shù)控車和數(shù)控銑幾乎是單一獨立的教學(xué)模式，沒能很好的利用工種之間的協(xié)同配合作用，教學(xué)內(nèi)容單一、資源分散，學(xué)生對所學(xué)的知識內(nèi)容感覺抽象難懂沒有吸引力，提高不了學(xué)習(xí)興趣。[2]

一、融入四軸教學(xué)對學(xué)生工程訓(xùn)練能力的提高

1．整合教學(xué)資源，數(shù)控車、數(shù)控銑床的協(xié)同教學(xué)，配合加工

（1）以往的數(shù)控教學(xué)都是車、銑床獨立分開各自教學(xué)互不干澀，這樣對培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力達不到預(yù)期的效果也達不到我們對學(xué)生的培養(yǎng)目標。四軸數(shù)控銑床多了個旋轉(zhuǎn)軸，加工能力更強加工范圍更廣，所以整合數(shù)控車床和數(shù)控銑床就變得十分重要。數(shù)控車床和數(shù)控銑床教學(xué)方式、手段，有機、優(yōu)化的“組合”，巧妙的聯(lián)系和相互滲透，培養(yǎng)學(xué)生搜集、獲取新知識和處理信息的能力。

（2）車、銑兩個工種之間統(tǒng)一實踐作品。融合教學(xué)內(nèi)容，共享教學(xué)進程，優(yōu)化教學(xué)方法著重培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，以及交流與合作的能力，對實踐操作進行串聯(lián)和聯(lián)系，強化工種之間的聯(lián)系及協(xié)同作用讓學(xué)生主動將學(xué)過的知識進行梳理消化、對比吸收。[3]

2．提升加工工藝編排能力

生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量的提高可以有效的降低生產(chǎn)成本和經(jīng)濟損失，對于數(shù)控加工來說，加工一個零件往往有較多套合理的加工工藝。一套好的加工工藝不僅能夠改善產(chǎn)品質(zhì)量還能提高加工生產(chǎn)效率，由此可見零件加工工藝的好壞直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量合格和加工效率。四軸零件的加工往往需經(jīng)過更為復(fù)雜工序完成加工，必要時可由車、銑床配合共同完成加工。四軸數(shù)控銑床和數(shù)控車床的配合加工要求學(xué)生掌握更為全面的工藝知識。這樣大大要求對工藝編排的能力，也只有這樣才能鍛煉和提高學(xué)生的工藝編排水平。通過四軸在教學(xué)過程及學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生對工藝的比較及優(yōu)化，甚至對機床、刀具、夾具等的選擇。另一方面加工材料的加工變形是考驗工藝合理的重要的體現(xiàn)，學(xué)生做到工藝安排的合理化非常必要。

二、激發(fā)學(xué)生內(nèi)在求知欲，驅(qū)動學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和內(nèi)在的創(chuàng)新動力

學(xué)習(xí)往往受興趣的支配，特別是枯燥的實踐課。如果對學(xué)習(xí)缺乏必要的興趣，那就不但學(xué)不好，而且會覺得學(xué)習(xí)就是一種負擔，從而產(chǎn)生厭倦、抵觸和退卻的心理。反之，興趣能夠讓人思緒集中，這就容易學(xué)得快又好、記憶深刻，即使長時間學(xué)習(xí)，也能夠達到較好的效果。所以，我們有必要提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。四軸數(shù)控銑床旋轉(zhuǎn)軸的獨特性質(zhì)使其具備更為復(fù)雜的加工能力，除了對所加工的零件有比較高的工藝要求外其制作出來的產(chǎn)品也具有相對美觀的外形（如在花瓶上雕刻文字或圖案等），常用于創(chuàng)新加工和精美工藝品的加工制作大大吸引了學(xué)生主動求知、實踐的渴望，從而使教學(xué)過程的被動性轉(zhuǎn)化為學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。這樣對吸引學(xué)生的制作和學(xué)習(xí)都起到了促進的作用，充分激發(fā)了學(xué)生的好奇心和內(nèi)在的加工制作的動力，同時也提高了教師在教學(xué)授課的效率、成效。

三、服務(wù)科研及學(xué)生的創(chuàng)新制作

1．服務(wù)學(xué)生創(chuàng)新制作

現(xiàn)在的大學(xué)學(xué)生都比較積極參加各類型的創(chuàng)新制作競賽，一方面是為了豐富大學(xué)生課余生活，另一方面是為了提升自己拓寬自己的知識面。這類競賽又要求學(xué)生有較強的動手能力，能將所設(shè)計的作品進行加工、調(diào)教，普通三軸機床有較大的加工局限性，如學(xué)生作品零件的分度加工等就比較難以實現(xiàn)，沒有四軸數(shù)控機床的支持將很難完成作品的加工。四軸機床豐富了零件的可加工范圍，提升零件可加工性、可用性及美觀性，鍛煉學(xué)生的操作技能提高了學(xué)生對工藝了解掌握。

2．服務(wù)學(xué)?？蒲薪虒W(xué)工作

本科高校里面有較多涉及加工的科研項目，常常要用到數(shù)控機床來加工成品進行后續(xù)的研究，如復(fù)雜葉輪的加工等，普通三軸數(shù)控銑床已無法滿足加工的要求、無法滿足科研驗證，四軸數(shù)控銑床在這方面有較為出色的加工表現(xiàn)，可以起到輔助科研，服務(wù)學(xué)生。四軸數(shù)控銑床的應(yīng)用不僅可以提升學(xué)生的動手能力而且還能為學(xué)生提供一個比較好的加工平臺。[4]

結(jié)語

四軸數(shù)控銑床的第四回轉(zhuǎn)軸類似于數(shù)控車的主軸可實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動，能實現(xiàn)在車床上無法完成的后續(xù)加工任務(wù)，這個功能也能很好的將數(shù)控車床和四軸數(shù)控銑床做一個教學(xué)串聯(lián)。利用四軸數(shù)控銑床能起到工種之間的協(xié)同配合效果，有益于對學(xué)生工藝思維的培養(yǎng)，也有助于學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力的提升。

現(xiàn)有的教學(xué)訓(xùn)練遠未達到預(yù)期的效果。四軸數(shù)控銑床本身具備有加工曲線、曲面類零件的能力，如加工大力神杯及在圓柱面上加工曲線槽等，這些加工在普通的三軸上是很難完成的。在四軸上完成的作品一般都具有比較嚴格的工藝要求和外觀觀賞價值，常用于精美工藝品的加工制作，這不僅能吸引學(xué)生主動學(xué)習(xí)的熱情，還能充分調(diào)動學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)新性。

[1]王海洋.高校數(shù)控實訓(xùn)課教學(xué)方法的實踐[J].遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版）.2011年01期.

[2]孟碧霞.數(shù)控仿真軟件在數(shù)控實訓(xùn)中的應(yīng)用[J].價值工程.2014年06期.

[3]杜家熙，沈宏.基于四軸加工中心的斜齒輪多軸數(shù)控加工工藝[J].機床與液壓 2013年第8期.

[4]孔德鏗.四軸加工應(yīng)用技巧[J].機床與液壓.2015年第4期.