數控教學之“五步法”

摘要 針對職業學校在數控教學方面存在的諸多問題，分析諸暨市實驗職業中學在解決這些問題時所采用的教學“五步法”。

關鍵詞 數控教學;加工工藝;數控編程;數控仿真;數控實訓

隨著科學技術的飛速發展，各種機械產品更新換代的速度越來越快，批量越來越小。為了適應多品種、小批量生產的需要，為了適應高質量、高效益、高柔性生產的需要，數控機床的應用已愈來愈廣泛，許多職業學校紛紛開設數控技術應用專業。但各職業學校在數控教學中面臨諸多問題:1)學生的專業基礎不扎實，安排工藝不合理;2)理論與實踐脫節;3)學生多，機床少而類型單一;4)實習刀具、材料消耗大。下面針對上述問題，結合具體工作經驗，談談諸暨市實驗職業中學實行的教學“五步法”。

1 有選擇性地學習與數控編程相關的專業知識

這一步可安排在高一第一學期，相關課程的學習要做到少而精，少而實用，少而新，把有限的教學時間用在刀刃上。

學好機械制圖，重點要提高讀圖與繪圖的能力。機械制圖是機械制造業的工程語言，它是制定加工工藝過程、確定切削用量、選擇刀具和編制數控加工程序等的重要依據，而且數控加工工件大多是多品種小批量生產的需要頻繁改型的工件，在生產中需要經常更換圖紙，這就要求該專業學生要有較強的讀圖能力。對于形狀復雜的工件，在數控加工中一般采用自動編程，即使用CAD/CAM軟件進行計算機繪圖，然后自動生成該工件的數控加工程序。而要進行計算機繪圖，要求編程人員首先應該會手工繪圖，即應具備繪圖能力。為了提高學生的繪圖與讀圖能力，學校每周安排一天的制圖實習課。

學好機械制造加工工藝，加工工藝設計的合理與否，將直接影響工件的加工質量和切削加工的生產率。加工工藝設計的內容包括加工的工藝性分析、工藝路線的設計、工序的設計、刀具的選擇、切削用量的選擇以及專用技術文件的編寫等內容。許多學生因缺乏實際工作經驗，在確定工藝路線、選擇刀具及確定切削用量時存在難度，在教學中要重點鞏固。

2 學習車工理論和操作技能

在高一第二學期開設車工工藝學，重點是車工實踐操作的教學。通過車工操作實訓教學，使學生領會傳統的普通機床的操作方法和加工工藝。

數控機床的發展基礎是普通機床，它們在切削原理、加工方法及加工工藝等方面有許多相同的地方，因而普通機床的加工訓練是學習數控編程與操作的前提。通過普通機床的實習，學生對刀具的角度和刃磨、切削用量的選擇、加工工藝的制訂等知識有了一定的認識，提高了學習數控編程及加工的效率。在企業中生產的許多零件，不可能是單一的數控加工就能完成的，在數控加工工序前后一般都穿插有其他的普通加工工序;如果對普通加工的工藝不熟悉，就很難把普通加工工序與數控加工工序銜接起來，就容易產生問題，如不知道在進行數控加工時要不要留加工余量?留多少?

因此，一名合格的數控機床操作工，首先應該是一名合格的普通機床操作工，普通機床的實習是數控實習的基礎。但普通機床類型眾多，在有限的時間內，學生不可能把所有的機床學個遍，學校的設備也不可能如此其全。而在所有普通機床中，車床被認為是應用最為廣泛、最為典型的機床，因而學校開設車工工藝學，并且強調實踐環節的訓練，要求每位學生考出車工中級證書，為數控實習打好扎實的基礎。

3 學習數控編程

在高二第一學期開設數控機床編程與應用，重點是進行數控編程的教學。一個程序編制得合理與否，將直接影響工件加工的質量和效率。數控編程，一般指包括零件圖樣分析、工藝分析與設計、圖形數學處理、編寫并輸入程序清單、程序校驗在內的全部工作。數控編程方法分為手工編程和自動編程2種。

手工編程適用于點位加工或幾何形狀不太復雜的零件的加工以及計算較簡單、程序段不多、編程易于實現的場合等。手工編程在數控車中應用得較多，通過手工編程的訓練，可以提高學生的工藝分析能力和豐富編程的經驗。在編程教學中，學校安排豐富的編程練習和足夠的編程訓練時間，基本上達到一周一天的時間。

對于幾何形狀復雜的零件以及幾何元素不復雜，但需編制程序量很大的零件，由于編程時計算數值的工作相當繁瑣，工作量大，容易出錯，程序校驗也較困難，常采用自動編程。因此，在教學中既要注重手工編程的訓練，也要注重自動編程的訓練。目前企業中應用的自動編程軟件很多，如UG、Pro-E、CAXA等等，結合數控競賽的需要，學校選用CAXA軟件進行自動編程教學，每周安排一個晚上進行實訓教學，使學生掌握的知識更加全面，提高學生的專業層次。

4 數控仿真訓練

在高二第二學期前半學期開設數控機床仿真操作，在實習教學中利用數控加工仿真系統將理論與實踐有機地結合在一起。邊講授邊練習，使講過的知識及時應用于實踐中，不但加深學生對理論知識的理解，而且對數控機床的操作方法也具備相當水平的實踐基礎，是解決數控設備數量少、學生多的有效途徑。

數控仿真教學可以在電腦房內進行，直接在計算機上操作，并且具有與數控機床操作系統相同的面板和按鍵功能，學生通過仿真軟件的編程和模擬操作，可以自行檢查程序的錯誤，縮短在數控機床上訓練的時間，降低刀具、材料等的消耗;也有利于對零件的加工工藝的分析，提高實訓的安全性和機床的利用效率。很多數控加工仿真系統還具有FANUC、SIEMENS、廣數等眾多數控系統功能，學生通過在計算機上操作該軟件，能在很短時間內就掌握各種系統的數控車床、數控銑床及加工中心的操作。學生通過仿真訓練后，在實際操作中容易上手。

所以說數控加工仿真系統是初學者理想的實驗、實踐工具。只要經過短期的專門訓練，學生很快就能夠適應數控系統的實際操作方法，從而為以后技能的進一步深造打下堅實的基礎。

5 數控加工實訓

在高二第二學期后半學期開設數控加工實訓，重點提高學生的實際編程能力和動手能力，最大限度地讓學生進入企業后經過適當的短時的培訓，直接可以上崗。

實訓可以分為分散實訓和集中實訓2種類型。學校的做法是先進行分散實訓。先在課堂上講解數控加工實訓中的有關理論，再每周安排半天的時間進行實訓操作。這種方式效果較好，在平時能很好地做到理論聯系實踐，提高學生學習理論課程的積極性。通過一段時間的學習后，再停課集中實訓，提高實訓效率。

通過數控實訓，鞏固學生數控機床手工編程的方法，使學生掌握典型零件、常規工序的數控機床加工操作的方法，培養學生數控加工程序輸入和試運行的能力，培養學生操作數控機床加工工件的能力，培養學生加工誤差分析、報警信息處理的能力，初步掌握數控機床精度檢驗和維護技能，并能達到中級或中級以上的水平。事實證明，在實習之后，學生普遍感到自己的實際動手能力得到前所未有的提高，絕大多數學生達到數控中級工的要求。

以上只是筆者對諸暨市實驗職業中學實施的數控技術教學“五步法”的粗略見解，緊供參考，各校在教學中可根據自己學校的實際情況采取合適的教學方法。■

參考文獻

[1]王志平.數控機床及應用[M].北京:高等教育出版社，2002

[2]張夢欣.數控加工工藝學[M].北京:中國勞動社會保障出版社，2005

(作者單位:浙江省諸暨市實驗職業中學)