論機(jī)械加工仿真軟件與理論結(jié)合的重要性

羅珍

（江蘇澤達(dá)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 宿遷223800）

1 引言

如何把機(jī)電一體化理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，是一個(gè)值得深刻探討和不斷實(shí)踐的問題。

1.1 傳統(tǒng)的機(jī)械加工理論教學(xué)模式

理論教學(xué)，是目前各學(xué)科的最基本的教學(xué)方式，但對(duì)于機(jī)電一體化專業(yè)來說，理論僅僅是其中的一部分，更重要的是實(shí)踐操作，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力很有必要，當(dāng)然，理論教學(xué)也是必不可少的一部分。

1.2 理論學(xué)習(xí)是當(dāng)前各個(gè)階段教育的主要手段

它主要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的扎實(shí)理解，可以直觀地向?qū)W生呈現(xiàn)知識(shí)。對(duì)部分知識(shí)點(diǎn)的掌握只停留在簡(jiǎn)單記憶背誦的層面上，忽視知識(shí)的應(yīng)用層面，忽視知識(shí)的系統(tǒng)性。

2 如何提高學(xué)生對(duì)機(jī)械加工的實(shí)訓(xùn)操作能力

如何激發(fā)學(xué)生積極主動(dòng)學(xué)習(xí)，提高學(xué)生對(duì)機(jī)械加工的實(shí)訓(xùn)操作能力，這也是科學(xué)探究新課程的方向和標(biāo)準(zhǔn)提倡的一種非常重要的學(xué)習(xí)方式。

2.1 利用現(xiàn)代信息科學(xué)技術(shù)，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

機(jī)電一體化專業(yè)的基礎(chǔ)課有“機(jī)械制圖”“機(jī)械基礎(chǔ)”“機(jī)械設(shè)計(jì)”等，這些課程是現(xiàn)代職業(yè)教育制造類專業(yè)的重要技能工具課程和專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，是應(yīng)用型高技能人才的通用職業(yè)技能之一，模擬數(shù)控仿真加工技術(shù)已經(jīng)在制造企業(yè)中得到普遍使用。為促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，需改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，利用其他的教學(xué)手段和方法豐富教學(xué)課堂。

2.2 職業(yè)院校機(jī)械加工類的課程改革勢(shì)在必行

通過學(xué)習(xí)斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件的加工操作技能，提高相應(yīng)專業(yè)的職業(yè)技能，從而提高教學(xué)效率。目前機(jī)電一體化專業(yè)的基礎(chǔ)課程教學(xué)存在過于側(cè)重學(xué)習(xí)課程內(nèi)容知識(shí)理論的問題，導(dǎo)致實(shí)際操作能力與理論課程脫節(jié)，零件加工的實(shí)際操作技術(shù)與課程內(nèi)容看似相關(guān)，但實(shí)際加工零件卻無從下手。課程理論與加工實(shí)操脫離真實(shí)生產(chǎn)，“機(jī)械加工”只能被作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，由此勢(shì)必造成一項(xiàng)工具性基礎(chǔ)技能的缺失和專業(yè)核心技能的弱化。

2.3 五年制高等職業(yè)教育為職業(yè)技能培養(yǎng)提供了良好的基礎(chǔ)條件

機(jī)電一體化專業(yè)的大部分學(xué)生必須要掌握機(jī)械圖，畫零件圖，加工零件，組裝機(jī)器的基本技能，特別是加工技能。只能在實(shí)際動(dòng)手操作才能掌握，把課程理論知識(shí)結(jié)合實(shí)際加工操作，讓學(xué)生在實(shí)際動(dòng)手操作中理解課程的理論知識(shí)，真正做到活學(xué)活用。想要實(shí)現(xiàn)理論課程與實(shí)際加工操作的結(jié)合，職業(yè)院校就要建立實(shí)踐教學(xué)基地，使之成為高職教育實(shí)施實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)的重要場(chǎng)所和載體，但實(shí)際建設(shè)實(shí)踐教學(xué)基地困難重重，實(shí)訓(xùn)基地的場(chǎng)地、實(shí)訓(xùn)設(shè)備、實(shí)訓(xùn)耗材等都是耗資巨大的項(xiàng)目。

2.4 解決實(shí)訓(xùn)基建設(shè)與學(xué)生實(shí)際操作的結(jié)合矛盾

利用計(jì)算機(jī)圖形顯示技術(shù)對(duì)數(shù)控加工過程進(jìn)行模擬仿真，以取代或減少試切的方法可以解決這一問題，進(jìn)而降低培訓(xùn)與產(chǎn)品開發(fā)成本。通過對(duì)具體加工過程的數(shù)值模擬仿真分析，可以深入了解加工過程的機(jī)理，對(duì)于優(yōu)化加工工藝、減少試驗(yàn)、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低加工成本等有很大意義，并能產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。模擬仿真可以解決許多加工過程中的問題，比如車削加工、銑床加工、鉆床加工等。為實(shí)際的加工工藝的改進(jìn)和產(chǎn)品質(zhì)量的提高提供重要依據(jù)。

3 學(xué)生利用斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件模擬加工機(jī)械零件

SSCNC 是由南京斯沃軟件技術(shù)有限公司出品的一款功能強(qiáng)大的數(shù)控車銑及加工中心仿真軟件，該應(yīng)用程序是結(jié)合機(jī)床廠家實(shí)際加工制造經(jīng)驗(yàn)與高校教學(xué)訓(xùn)練一體所開發(fā)的，通過該軟件可以使學(xué)生達(dá)到實(shí)物操作訓(xùn)練的目的，又可大大減少昂貴設(shè)備的投入。斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件界面如圖1 所示。

圖1 斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件界面

斯沃?jǐn)?shù)控加工仿真軟件通過SSCNC 服務(wù)器注冊(cè)用戶名和密碼，可以在局域網(wǎng)的任何PC 上登錄SSCNC 網(wǎng)絡(luò)版，教師可以通過局域網(wǎng)集中管理和監(jiān)控學(xué)生，時(shí)刻監(jiān)控學(xué)生操作過程，及時(shí)解決操作過程中出現(xiàn)的任何問題，提高操作進(jìn)度與加工效率。練習(xí)管理教師可以在SSCNC 服務(wù)器中添加和編輯練習(xí)。教師將練習(xí)包括圖片發(fā)送給學(xué)生。然后學(xué)生做出答案并傳回給教師。教師和學(xué)生通過SSCNC 服務(wù)器相互通信。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器SSCNC 服務(wù)器根據(jù)注冊(cè)信息記錄學(xué)生的操作信息。

4 應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)多媒體仿真軟件

研究網(wǎng)絡(luò)多媒體仿真軟件的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與技術(shù)實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，可促進(jìn)教師與學(xué)生的有效交流，提高教學(xué)質(zhì)量。

4.1 提高學(xué)生實(shí)際操作的動(dòng)手能力和主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性

模擬數(shù)控仿真軟件是采用應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與數(shù)控加工操作的仿真軟件，仿真技術(shù)是利用模型復(fù)現(xiàn)實(shí)際系統(tǒng)中發(fā)生的本質(zhì)過程，通過對(duì)數(shù)控機(jī)床的操作過程和加工運(yùn)行環(huán)境仿真，完成整個(gè)加工過程。原來需要在數(shù)控設(shè)備上才能完成的大部分加工工作可在這個(gè)虛擬制造環(huán)境中實(shí)現(xiàn)。

4.2 斯沃?jǐn)?shù)控加工是利用數(shù)控車床、刀具、其他各種工藝裝備對(duì)零件進(jìn)行加工的手段

軸類零件加工，如果采用傳統(tǒng)理論教學(xué)的模式，學(xué)生對(duì)軸類零件沒有主觀認(rèn)識(shí)，更不清楚怎樣進(jìn)行加工。通過模擬仿真軟件加工，與實(shí)際操作順序、加工效果是一樣的。

4.3 完成軸類零件的加工實(shí)訓(xùn)

軸類零件具體情況如圖2 所示。

該零件結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，加工面有圓弧、圓錐、槽、螺紋面，材料為45 鋼，無具體的熱處理和硬件要求。對(duì)圖樣上有尺寸精度要求的SR 為（12.5+0.05）mm、M30x1.57h7mm要嚴(yán)格控制精度。凹圓弧采用73°菱形外圓刀加工，球頭采用93°右手外圓刀加工，螺紋采用60°螺紋粗車刀加工，切槽刀的刀頭寬度為3 mm。根據(jù)加工要求選用5 把刀具，采用三爪卡盤裝夾，選工件回轉(zhuǎn)軸線及右側(cè)面的交點(diǎn)為程序原點(diǎn)，換刀點(diǎn)、程序七點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)重合。編寫程序輸入并檢查程序，打開起動(dòng)按鈕，模擬仿真軟件就開始加工。

圖2 軸類零件具體情況

5 數(shù)控加工仿真軟件的重要性

利用數(shù)控加工仿真軟件，通過實(shí)際加工操作，了解機(jī)床加工機(jī)械零件的順序。利用數(shù)控加工仿真軟件可使學(xué)習(xí)操作成本降低，沒有任何安全風(fēng)險(xiǎn)，在電腦里安裝一個(gè)數(shù)控加工仿真軟件，隨時(shí)可以學(xué)習(xí)，非常方便。可以用數(shù)控加工仿真軟件研制數(shù)控程序，也可以用它學(xué)習(xí)數(shù)控編程和操作。但是數(shù)控加工仿真軟件不是萬能的，在工藝方面，數(shù)控加工仿真軟件不能提供任何幫助。