《中國(guó)象棋的制作在數(shù)控銑床實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用》

【摘要】本文將中國(guó)象棋的編程與加工運(yùn)用到數(shù)控銑床實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，把實(shí)訓(xùn)作品變成真正的產(chǎn)品，并面向市場(chǎng)推廣。既減少原材料的浪費(fèi)，又激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。首先設(shè)計(jì)中國(guó)象棋棋子的三維模型，制定出合理的工藝方案；然后，使用CAD/CAM軟件進(jìn)行中國(guó)象棋棋子的編程與仿真加工；最后使用XK7123數(shù)控銑床進(jìn)行真實(shí)加工及檢驗(yàn)。整個(gè)過程采用理實(shí)一體化教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)能力。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控銑床 編程與加工 CAD/CAM 理實(shí)一體化教學(xué) 職業(yè)能力

【中圖分類號(hào)】TG547-4 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2018）17-0025-01

引言

《數(shù)控銑床實(shí)訓(xùn)》課程教學(xué)，往往是根據(jù)教材內(nèi)容選擇制定相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)/實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，學(xué)生的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容往往只是一種消耗原材料的過程。雖然在整個(gè)消耗原材料的過程中，學(xué)生也學(xué)會(huì)了一些基本的操作技能，但是實(shí)訓(xùn)的作品缺乏實(shí)用價(jià)值，更無法向市場(chǎng)進(jìn)行推廣，使得原本采購(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)原材料在經(jīng)過實(shí)訓(xùn)教學(xué)后，最終變成了一堆無用品、次品甚至是廢品，造成了資源的浪費(fèi)。本文將中國(guó)象棋的編程與加工運(yùn)用到《數(shù)控銑床實(shí)訓(xùn)》課程教學(xué)中，把實(shí)訓(xùn)作品變成真正的產(chǎn)品，并向市場(chǎng)推廣，既減少原材料的浪費(fèi)，又激發(fā)了學(xué)生興趣，提高數(shù)控銑床實(shí)訓(xùn)的教學(xué)質(zhì)量。

一、分組教學(xué)，明確任務(wù)

以“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)?！边@短短兩句話，是我們教師終生的追求，不懈的努力。[1]本實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目采用分組教學(xué)法和任務(wù)驅(qū)動(dòng)法組織實(shí)施，力求充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，創(chuàng)造性，教師在實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中主要起引導(dǎo)作用。

實(shí)訓(xùn)前，分組工作是首個(gè)重要的教學(xué)組織環(huán)節(jié)，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組（建議每臺(tái)數(shù)控銑床分配4-6名學(xué)生為宜），并在組員中選舉產(chǎn)生1名組長(zhǎng)，由組長(zhǎng)負(fù)責(zé)組織協(xié)調(diào)組員的工作任務(wù)。組長(zhǎng)有權(quán)對(duì)本組組員的實(shí)訓(xùn)任務(wù)進(jìn)行分配，每個(gè)組員必須無條件地服從組長(zhǎng)分配給自己的實(shí)訓(xùn)任務(wù)，而且競(jìng)選成功的組長(zhǎng)將獲得平時(shí)成績(jī)的加分待遇。

分組完成后，指導(dǎo)教師以組為單位下發(fā)預(yù)先設(shè)計(jì)好的《實(shí)訓(xùn)任務(wù)表》，由組長(zhǎng)負(fù)責(zé)給組員分配任務(wù)，要求分配完成后組員簽字確認(rèn)。

二、加工工藝方案制定（任務(wù)一）

該任務(wù)由1～2名學(xué)生完成，任務(wù)時(shí)間為20分鐘，要求完成選材、制定工藝方案、合理選擇刀具、夾具、量具，完成零件加工工藝卡片的填寫工作。[2]下達(dá)該任務(wù)前，指導(dǎo)教師應(yīng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行必要的理論指導(dǎo)，具體內(nèi)容如下：

（1）中國(guó)象棋的棋子為圓柱形零件，且在端面上要求使用隸書刻字，因此考慮選用φ35的塑料棒材作為毛坯，先通過車床將材料車削成棋子形狀，并達(dá)到尺寸要求，再通過數(shù)控銑床進(jìn)行端面刻字加工，最后通過手工方式進(jìn)行著色。

（2）棋子的車削工序采用手工編程完成，在CK6132型數(shù)控車床上進(jìn)行加工，加工數(shù)量為32顆（紅棋、黑棋各16顆）。

（3）棋子端面銑削刻字的工序，采用數(shù)控銑床通用夾具——平口鉗進(jìn)行工件裝夾?？紤]到塑料棒材質(zhì)較軟，為避免夾傷棋子的外圓柱表面，要求采用銅皮包裹棋子圓柱表面進(jìn)行裝夾，且夾緊力不宜過大。

（4）棋子端面刻字時(shí)要求銑刀的直徑較小，根據(jù)圖樣技術(shù)要求，考慮采用φ1-φ2的立銑刀，采用高轉(zhuǎn)速進(jìn)行銑削刻字。主軸轉(zhuǎn)速及進(jìn)給速度建議設(shè)置為2500r/min和100mm/min，在實(shí)際加工過程中，可通過主軸倍率修調(diào)開關(guān)和進(jìn)給速度修調(diào)開關(guān)進(jìn)行實(shí)時(shí)修調(diào)。

（5）中國(guó)象棋棋子加工工藝卡片設(shè)計(jì)

根據(jù)對(duì)中國(guó)象棋棋子的工藝分析，完成數(shù)控加工工藝卡。

三、數(shù)控編程及仿真加工（任務(wù)二）

該任務(wù)由1～2名學(xué)生完成，要求采用“Master-CAMX3軟件”及“上海宇龍數(shù)控仿真系統(tǒng)”對(duì)棋子進(jìn)行數(shù)控銑削編程與仿真加工，[3]建議完成單顆棋子數(shù)控編程及仿真加工任務(wù)的時(shí)間為30分鐘。

四、中國(guó)象棋真實(shí)加工及后處理（任務(wù)三）

該任務(wù)由1～2名學(xué)生完成，要求采用XK7132型數(shù)控銑床進(jìn)行棋子的數(shù)控銑削加工。建議完成單顆棋子加工任務(wù)的時(shí)間為30分鐘，具體步驟如下：

首先使用DNC程序傳輸軟件，將棋子數(shù)控銑削加工程序傳輸?shù)綌?shù)控系統(tǒng)中；然后根據(jù)技術(shù)要求調(diào)整機(jī)床參數(shù)，空運(yùn)行檢查合格后進(jìn)行生產(chǎn)加工；最后對(duì)產(chǎn)品去除毛刺并進(jìn)行填色處理。中國(guó)象棋加工效果如圖1、圖2所示：

五、零件檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)（任務(wù)四）

該任務(wù)由學(xué)生和老師共同完成，采取學(xué)生自評(píng)和教師評(píng)分相結(jié)合的方式[4]，對(duì)中國(guó)象棋的加工質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估和總結(jié)，建議任務(wù)時(shí)間為10分鐘。

六、結(jié)語

本文以“中國(guó)象棋的編程與加工”作為數(shù)控銑床實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，進(jìn)行理實(shí)一體化教學(xué)設(shè)計(jì)。整個(gè)教學(xué)過程為90分鐘，以完成單顆象棋棋子的數(shù)控銑床編程與加工為教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)內(nèi)容涉及“團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通”、“零件三維造型”、“數(shù)控加工工藝的編制與實(shí)施”以及“數(shù)控機(jī)床編程與操作”等多個(gè)方面，較為全面地培養(yǎng)了學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)能力。結(jié)合學(xué)校實(shí)際情況，充分運(yùn)用我校高新基地的實(shí)訓(xùn)設(shè)備，以整副中國(guó)象棋（共計(jì)32顆棋子）的數(shù)控編程與加工為實(shí)訓(xùn)教學(xué)任務(wù)，力求達(dá)到“教室與車間相融合，老師與師傅相融合，實(shí)訓(xùn)與實(shí)作相融合，學(xué)生與學(xué)徒相融合，成績(jī)與成效相融合?！盵5]提高數(shù)控銑床實(shí)訓(xùn)的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》，新華社北京，2010：第一部分第一章.

[2]朱明松，《數(shù)控銑床編程與操作項(xiàng)目教程》，機(jī)械工業(yè)出版社，2011：48-49.

[3]何偉，劉濱，《Mastercam基礎(chǔ)與應(yīng)用教程》，機(jī)械工業(yè)出版社，2010：189-216.

[4]王新，《數(shù)控銑床編程與操作》，西安電子科技大學(xué)出版社，2015：47.

[5]戴偉，《讓職業(yè)教育走向高端向應(yīng)用型本科高校邁進(jìn)》，重慶科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院第二屆教職工代表大會(huì)工作報(bào)告，2015年12月18日.

作者簡(jiǎn)介：

金江（1981.7），男，重慶榮昌，講師/數(shù)控車工高級(jí)技師，本科，工學(xué)學(xué)士。主要從事機(jī)械專業(yè)教學(xué)及教學(xué)管理工作。