關于數(shù)控車削加工技術的教學指導與研究

白榮濤

摘要：“以市場為導向，以育人為根本”是目前職業(yè)院校開展教學活動的著力點，為達到以上要求和目標，教育工作者要發(fā)揮個人職能，從多個角度分析目前在教學活動開展中所面臨的困難和挑戰(zhàn)。數(shù)控車削加工技術的教學過程具備理論與實踐相結合的特點，想要構建生產(chǎn)、教學和研發(fā)為一體的課程體系，需要教師分析隊伍建設、教學環(huán)境以及方式方法所存在的諸多問題，并結合課程的基本特征，有針對性的提出指導意見。

關鍵詞：數(shù)控車削加工技術;教學;問題;策略

中圖分類號：G718.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）08-0247-02

0? 引言

職業(yè)院校為社會培養(yǎng)有素質、有技術的專業(yè)型人才，根據(jù)崗位需求和生源素質水平設定出對應的培養(yǎng)模式，從而推進教改在教學環(huán)境中施行。開展數(shù)控車削加工技術的教學活動中，需要注重深度探究課程工學一體化環(huán)境的構建方式，重視實訓基地的建設，引入多種教學手段，從人才全面培養(yǎng)的角度出發(fā)，進而打造理實一體的有機教學空間。

1? 數(shù)控車削加工技術教學中面臨的挑戰(zhàn)

1.1 教師隊伍的能力不足

雙師型教師隊伍的建設是保證課程有效開展的前提條件，但結合目前對職業(yè)院校教師能力的調研結果來看，情況不容樂觀[1]。部分教師并未從意識上轉變個人對待此種隊伍建設模式的認知，認為在職業(yè)院校人才培養(yǎng)中要凸顯出自身的地位，以經(jīng)驗教學為主，忽視了學生的發(fā)展情況。并且部分教師沒能準確理解“雙師”模式的根本要求，對于理論和實踐之間的關系了解不透徹，從而在踐行理實一體化培養(yǎng)模式的環(huán)節(jié)中，畏首畏尾，教學過程略顯死板。處于職業(yè)院校的教師，其在自我素養(yǎng)和自我能力認知上存有誤區(qū)，究其原因在于并未正視自身在社會人才培養(yǎng)和輸送中所起到的作用，因而固步自封，不愿意接觸并革新教學認知。

1.2 教學環(huán)境有待完善

教學環(huán)境是推進教改和新教育模式的充要條件，只有將影響職業(yè)院校發(fā)展的不利因素加以清除，才能夠迎來新的發(fā)展機遇。但目前職業(yè)院校所生成的教學環(huán)境并不能夠滿足理實一體化的內在需求，所設置的實訓基地所含有的設施、設備不具備高精尖的水準，教師實踐能力不足，部分院校甚至并未集中建立實訓場所，重理論而輕實踐，在此種背景下，維持理實一體化的模式略顯困難，因此需要職業(yè)院校從設備精度、數(shù)量、利用率等多個角度出發(fā)，逐步完善實訓環(huán)境，進而為理實一體化模式的應用奠定基礎[2]。

1.3 教學方式傳統(tǒng)單一

上文提到部分教師固步自封，不愿意接觸新事物，進而導致其對于新型教育理念和方式方法的了解程度不高，使得在課堂上所引入的手段并不符合學生興趣激發(fā)和深度研究與實踐的需求，學生們不愿意主動開展與課程內容相關的活動。并且實訓是檢驗學生理論知識掌握程度的評價方式，但教師在考評其應用效果和水平的環(huán)節(jié)，依舊遵從應試教育的原則，以卷面分數(shù)定論，由此沒能從根本上履行職業(yè)院校開設的真正要求，造成學生進入到工作崗位難以快速適應等不良影響。

2? 數(shù)控車削加工技術的教學指導與研究

2.1 培養(yǎng)雙師型教師隊伍

雙師型教師隊伍的建設要從意識和能力兩個層面著手。從課程本身的基本特點出發(fā)，研究數(shù)控車削加工技術目前的發(fā)展情況、在機械加工行業(yè)中的應用效果以及國外技術創(chuàng)新的進程，加大自主研發(fā)的力度，不斷更新技術內涵和應用范圍信息，從而為專業(yè)技術能力的構建打好基礎。

在帶領學生進入到加工工藝分析的過程中，要確定編程與機床間存在的必然聯(lián)系，講解關于數(shù)控機床加工精度與效率的限制因素，理順加工工藝流程，利用圖片等展示：加工零件圖樣的分析過程、毛坯選擇的環(huán)節(jié)、依據(jù)加工的具體要求，選定走刀路線、切削用量、加工順序和使用的夾具、刀具等，精準劃分工序，實現(xiàn)總文件的編制工作。同時要就加工順序安排的基點加以闡釋：總體來講，上下道工序間不可互相影響，采取由內到外的工序，完成內部型腔的加工作業(yè)后，再開展加工外形的作業(yè)，對于使用同一種刀具的工序，要采取連續(xù)作業(yè)的方式，盡量避免出現(xiàn)因二次更換所造成的誤差，同一次的安裝作業(yè)中，找準剛性影響小的作業(yè)項目，先對其進行處理。加工路線的科學性將會直接影響最終產(chǎn)品的質量，因此要重點關注刀具的走勢和運動的方向。切削用量的選擇要確定其所涵蓋的具體參數(shù)，例如：進給量、背吃刀量、切削速度等，建立車床、夾具、刀具為一體的剛性系統(tǒng)，并衡量達到最佳工藝處理效果的切削用量，進而在一次作業(yè)中，選擇最大量的背吃刀量，并配以較高的進給量，在以上確定量的基礎上設定對應的速度，區(qū)分精細加工與粗加工，確定質量優(yōu)先與否。工序劃分主要按照集中和分散兩大層面進行分類，界定的條件是每道工序加工項目數(shù)量的多少，較多采用集中原則，較少采取分散的原則。

數(shù)控車削加工課程所涵蓋的內容教師也應當深度了解，結合行業(yè)分析、實踐專家訪談會以及實地企業(yè)調研的結果，設置多個典型任務，分別從數(shù)控車床保養(yǎng)操作、圓柱銷、芯模、階梯軸、滾動輪支承軸、導軌輪和筆筒數(shù)控車削加工技術等多個方面對教學任務加以優(yōu)化，實際開展教學活動的環(huán)節(jié)要從設定目標入手，確定任務和技能目標，做好知識準備，關注學生在任務解決中的個人表現(xiàn)，積極利用主觀能動性，落實“學做合一”的理念。

2.2 構建課程工學一體化環(huán)境

工學一體化環(huán)境的建構要從實訓、課程標準和考核等多方面著手。數(shù)控車削加工課程標準的重構應當使其具備指導性文件的特征，鼓勵學生在課程實訓的環(huán)節(jié)中，展示所學的加工工藝與操作手法，依照實際理論知識內化和應用的規(guī)律完善教學任務的安排工作[4]。實訓基地的完備性是確保工學一體化環(huán)境構建效果的關鍵點，要求相關主體認真踐行基礎平臺設施、裝備和資源高精尖水平的要求，提供實習機會，購買先進的仿真模擬軟件。每個學生在參與實訓活動的過程中，學校要為其配備機床，至少要做到兩人一臺，增加電腦臺套數(shù)，引導沒有機床的學生在空余時間完成自動編程和仿真加工操作的練習，以此提升操作水平，保證最終制作產(chǎn)品的精度。

在數(shù)控車床指令編制的教學環(huán)節(jié)中，要明確操作流程，要求學生能夠看懂零件圖，以此編寫程序，按照CNC機床正常工作的狀態(tài)控制加工的路線。在指令體系編制的過程中，運用系統(tǒng)的數(shù)控車床，例如：BEIJING-FANUC-0i-Mate-TB，運用此指令即可實現(xiàn)復雜零件加工的任務，其需要包含定位、直線插補、圓弧插補CW、圓弧插補CCW的功能，配置代碼G00、G01、G02、G03…，形成格式為G00 X_Z、G01 X_Z_F和…的格式，并備注：（X，Z）：終點坐標;（X，Z）：終點坐標，F(xiàn)：進給量;（X，Z）：圓弧終點坐標，R：圓弧半徑，（I，J）：圓心相對起點坐標…以某一零件圖為例，說明編程的具體過程。結合圖中（見圖1）所示的零件，其所使用的材料為45鋼，毛坯為Φ32×130mm，主要運用FANUC-0i編程。結合圖示可以看出其加工方案的設定應當為：將工件右端面的中心點選定為坐標系構建的部分，將夾具放置于三抓卡盤上，按照中心點所設置的坐標原點生成其他幾點坐標值的數(shù)據(jù)圖，使用尖刀和切斷刀，其參數(shù)為T0101和T0202，分別完成外輪廓加工、分粗和按照自上而下的順序修理毛坯端面的作業(yè)，設置從N10到N230的23步編程程序，并細化程序名。例如，編制N20，M3 S600，程序名稱為主軸正轉，轉速為600r/min，N50 G73 U18. R18.，其程序名為粗加工外輪廓負荷循環(huán)。

學生最終要走向社會，從事與課程相關的技術工作，在實訓中要按照工作標準評定其行為的優(yōu)劣，將企業(yè)考核標準納入到課程考評中，實現(xiàn)考核體系精準構建的要求，并強化學生的職業(yè)素養(yǎng)，從心理的轉變出發(fā)，過渡到行為的轉變上，使得學生能夠更好的勝任工作崗位，及時發(fā)現(xiàn)自身的不足之處，深刻自省，引導其全面發(fā)展[5]。

2.3 引入多種教學模式

工作中各成員要相互配合，遇到技術或者操作上的問題發(fā)揮集體的力量，有效縮短問題解決的時間，說明在校期間教師要利用分組教學的模式，培養(yǎng)學生協(xié)作精神。學生個體差異性的體現(xiàn)要求教師摒棄一刀切的教學模式，關注每個學生的能力和個人特點，設定合作任務，引入項目教學法，提供資源，運用階段性和過程性指導的辦法，及時糾正其在知識應用方面的錯誤。提前制定計劃，包括實施計劃、評價考核計劃等，根據(jù)課程的專業(yè)內容展開指導工作。例如，與企業(yè)取得聯(lián)系，知曉其近期的加工任務和計劃，將其作為項目主題，合理分配實訓小組，要求學生在規(guī)定時間內根據(jù)圖紙內容，完成零件加工的任務。細化編程指令、加工刀具、形位公差和加工要素等，給出評價項目及標準，說明在操作技能、實習過程和情感態(tài)度方面的占比和具體評價標準，全方位評定每個學生的表現(xiàn)。

例如，開展虛擬數(shù)控機床建模大賽，通過指導學生掌握虛擬數(shù)控機床功能的基礎上，鼓勵其建立物理結構模型，從將NC代碼翻譯器、幾何實體算法集、工裝夾具庫、車削刀具庫和機床拓撲關系庫運用至虛擬仿真的通信通道中，從而制作成虛擬操作面板、虛擬機床初始化、機床控制系統(tǒng)、機床運動學模擬、綜合誤差融合器、加工切削過程的仿真、虛擬機床整體性能的檢測為一體的模型結構。幾何建模要將I-DEAS等能力發(fā)揮，虛擬機床則涵蓋輸出入接口、運動學模型和拓撲結構，利用有機整合的方式，借助熱力學和動力學的理論，預測可能出現(xiàn)的成果。在此種虛擬數(shù)控機床投產(chǎn)后，即可在輸入NC程序、刀具和工件的模型，得出刀具情況、加工速度和質量的數(shù)據(jù)信息。

3? 結束語

綜上所述，數(shù)控車削加工技術是機械制造加工中應用較為廣泛的技術類型之一，而職業(yè)院校是保證技術革新與發(fā)展的必要條件，實際教學過程要配合實訓活動展開，以此保障技術的創(chuàng)新和應用水平，形成產(chǎn)研學合一的教育模式。

參考文獻：

[1]蘇虹，張國福，孟令威，毛志陽.開放式虛實結合的數(shù)控車實訓教學研究[J].時代農機，2019，46（10）：103-104.

[2]楊秀琴.《數(shù)控車削加工技術》課程混合式教學探索[J].科技經(jīng)濟導刊，2020，28（14）：139-140.

[3]孫靜.《數(shù)控車削加工技術》理實一體教學改革探索[J].現(xiàn)代交際，2017，24：179.

[4]王崗.重構知識體系回歸課程本質——《數(shù)控車削加工技術與技能加工技術與技能》教學策略探索[J].課程教育研究，2017，30：112-113.

[5]孫靜.數(shù)控車削加工技術課程改革與實踐[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2017，22：79.