由簡入繁講授數(shù)控銑床手工編程

王書林

摘 要：在數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，由于知識(shí)的復(fù)雜程度和學(xué)生的學(xué)習(xí)能力等多種因素，給教學(xué)和訓(xùn)練帶來一些困難?？偨Y(jié)在教學(xué)過程中的一些心得體會(huì)，從教學(xué)內(nèi)容，訓(xùn)練方法和課堂組織三個(gè)方面提出改善數(shù)控教學(xué)的方法和措施。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工;實(shí)訓(xùn)教學(xué);數(shù)控銑床

中圖分類號(hào)：TG659 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.03.084

隨著國家工業(yè)化的深入，社會(huì)對(duì)具有數(shù)控操作技能的產(chǎn)業(yè)工人需求量越來越大。職業(yè)學(xué)校畢業(yè)的學(xué)生不但要能夠熟練操作數(shù)控機(jī)床，還應(yīng)該具有一定的編程能力，使學(xué)生的能力能夠滿足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的要求。在數(shù)控加工實(shí)踐教學(xué)過程中，由于學(xué)生學(xué)習(xí)能力、知識(shí)的復(fù)雜程度等多方面原因，教會(huì)學(xué)生編程和提高學(xué)生的編程能力是教學(xué)難點(diǎn)。

學(xué)生學(xué)習(xí)困難主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：首先是知識(shí)內(nèi)容廣泛。學(xué)生通過數(shù)控加工實(shí)習(xí)階段的學(xué)習(xí)，獲得掌握生產(chǎn)加工零件的能力，這個(gè)過程可以說是對(duì)以往學(xué)習(xí)過的機(jī)械加工內(nèi)容的全面總結(jié)，包括識(shí)圖、刀具、加工工藝等，甚至包括幾何、函數(shù)等數(shù)學(xué)知識(shí)。知識(shí)范圍廣、難度大。另外數(shù)控手工編程需要記憶大量指令，還要有加工工藝的設(shè)計(jì)處理能力，程序的編寫更是需要學(xué)生能夠熟練應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)。另一方面學(xué)生的學(xué)習(xí)能力差，職業(yè)學(xué)校多數(shù)學(xué)生沒有養(yǎng)成好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性不強(qiáng)，使得教學(xué)過程中，提升學(xué)生的知識(shí)面和知識(shí)應(yīng)用能力都有較大的困難。

面對(duì)多方面的不利因素，我們從教學(xué)內(nèi)容、訓(xùn)練方法、課堂組織等方面著手，由簡入繁教授數(shù)控銑床手工編程，取得了不錯(cuò)的效果，具體措施如下。

1 教學(xué)內(nèi)容方面

數(shù)控編程首先需要解決的問題是能夠采用正確合理的加工工藝。初學(xué)加工的學(xué)生往往不會(huì)設(shè)計(jì)加工工藝，編程前沒有想好加工路線，常會(huì)表現(xiàn)為，編程寫了開頭就無從下手，不知道下一步該怎么做。編制出正確、合理的程序，首先要能夠設(shè)計(jì)出合理的加工工藝。在講解編程之前，需要讓學(xué)生對(duì)數(shù)控機(jī)床如何利用刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，切削出符合圖紙要求的零件有感性的認(rèn)識(shí)。講解編程之前，教會(huì)學(xué)生利用機(jī)床手動(dòng)操作，完成圓柱形棒料、矩形等零件毛胚的加工。學(xué)生在完成加工后要能繪制出刀具與道具相對(duì)運(yùn)動(dòng)路線，并且標(biāo)出路線間的距離尺寸。這部分訓(xùn)練可以有效提高學(xué)生對(duì)加工工藝的認(rèn)識(shí)。為后面零件輪廓加工路線設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。

數(shù)控編程還需解決的問題是刀具路線上節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)值確定問題。數(shù)控加工編程中坐標(biāo)類型包括絕對(duì)坐標(biāo)、增量坐標(biāo)、輔助坐標(biāo)系等。為設(shè)計(jì)程序方便，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了很多坐標(biāo)設(shè)定方式，對(duì)于初學(xué)加工的學(xué)生而言，難以熟練掌握和使用。我們對(duì)于剛接觸編程的學(xué)生，人為的設(shè)定了一些限制，盡可能的減少學(xué)生編程時(shí)需要考慮的問題，比如說坐標(biāo)系只使用默認(rèn)坐標(biāo)系G54，只使用絕對(duì)編程方式，半徑補(bǔ)償只使用左補(bǔ)償。在學(xué)生剛開始編程的時(shí)候，將有可能遇到的問題盡量簡化，容易縷清頭緒，形成思路。

在手工編程時(shí)，要求學(xué)生精簡每個(gè)程序，避免編寫大程序。將一個(gè)零件的加工工序細(xì)化分為多個(gè)工步，每工步一個(gè)簡單輪廓，可以是一個(gè)圓，或一個(gè)方，或一個(gè)孔，一個(gè)復(fù)雜的零件往往也是由這些大大小小的圓孔圓臺(tái)或多邊形輪廓組合而成。即使是復(fù)雜的輪廓，比如一些異形的法蘭，我們也要求學(xué)生把它分解成圓和多邊形的組合，每個(gè)程序制作最簡單的形狀，大大降低編程的難度，使學(xué)生容易上手。

2 訓(xùn)練方法方面

使用數(shù)控機(jī)床加工零件，手動(dòng)操作和程序控制應(yīng)該是相輔相成的，加工過程中手動(dòng)操作多，程序編寫就可以簡單些。反之，手工操作少，或者說人工干預(yù)少，程序編寫就要復(fù)雜些。比如加工直徑30 mm、高15 mm的圓臺(tái)。加工工藝可以采用粗銑外圓、精銑外圓、精銑底面三個(gè)步驟完成。外圓粗銑過程在學(xué)生初學(xué)編程階段，只要求學(xué)生編寫圓加工程序，切削深度由手動(dòng)修改圓的半徑，或刀具半徑補(bǔ)償值來完成，增加了大量的手工操作，學(xué)生加工時(shí)編程難度不大，還可以通過手動(dòng)操作熟悉機(jī)床功能。隨著學(xué)生編程能力的提升，在水平方向切削半徑的改變引入變量，利用循環(huán)完成，操作上不再需要改變加工直徑或刀具半徑，程序的編寫開始使用宏指令，難度大大增加，后期加工深度方向上的改變，如果也利用程序?qū)崿F(xiàn)，就需要學(xué)生掌握多重循環(huán)，對(duì)學(xué)生的要求就更高些。訓(xùn)練方法上從手動(dòng)加工為主，程序?yàn)檩o，向程序加工為主手動(dòng)為輔轉(zhuǎn)變，學(xué)習(xí)難度由淺入深，學(xué)生更容易接受和掌握。

3 課堂組織方面

學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控加工初期，知識(shí)掌握不牢，操作不熟練，出錯(cuò)幾率大，容易造成設(shè)備及刀具的損害，也容易使學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒，同時(shí)還會(huì)大大提高教學(xué)成本。為此，在課堂教學(xué)上我們采用虛擬加工和實(shí)際訓(xùn)練相結(jié)合的方法。學(xué)生根據(jù)零件圖紙，設(shè)計(jì)加工工藝，制定加工工藝卡片。利用計(jì)算機(jī)仿真軟件進(jìn)行虛擬加工，在此過程中檢驗(yàn)程序，熟悉操作流程。具有一定熟練程度后在數(shù)控機(jī)床上實(shí)際操作，完成零件的加工。

經(jīng)過多年的數(shù)控加工和實(shí)訓(xùn)教學(xué)摸索與實(shí)踐，我們從數(shù)控教學(xué)內(nèi)容、訓(xùn)練模式和課堂組織方面的改進(jìn)對(duì)數(shù)控加工教學(xué)起到重要作用，學(xué)生的訓(xùn)練水平有了很大的提升。

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