數控銑削加工的理論教學與實踐教學

摘 要: 現代數控技術是綜合計算機、自動化控制、電氣傳動、精密測量、機械制造和管理信息等技術而形成的一門邊緣學科。現代數控技術的應用越來越廣泛，需要更多的數控技術人才。作為數控技術應用的一個重要工種，數控銑削加工在職業教育中的比重也逐漸加大，本文作者就在職教中的數控銑削加工教學談談自己的一些看法與體會。

關鍵詞: 數控銑削加工教學 理論教學 實踐教學

一、理論教學

(一)傳統教學。

數控銑削加工教學與其它學科一樣，傳統的教學是完成其基本教學的重要途徑，是一種在教室里通過師生的雙向交流而完成知識傳授的教學形式，可借用傳統教學工具，采用講述、舉例、對比、圖示、練習等教學方法，恰當地將知識點分解，把復雜的問題簡單化，把抽象的問題形象化，使學生易于接受。然而，不同于其他專業課的是，數控銑削加工教學的實踐性非常強，有很多問題很抽象，單純地靠課堂講解、練習等方法很難較好地完成理論教學，所以，必須進一步將理論問題實踐化，將抽象的知識形象化，這在傳統的課堂里很難達到。

(二)電化教學。

電化教學是利用計算機、投影儀、音響等多媒體設備，適當地將教學內容配上聲音、圖像、動畫等，從而使學生更易于接受教學內容的一種教學形式。如果在數控銑削加工理論課中，適當地運用這種多媒體教學，則很多較難講述清楚的抽象問題，就能形象地表達出來。一個好的電教課件能通過合適的聲音配以恰當的說明來突出重點、難點和疑點問題，能反復演示一些較難理解的知識點等。比如，在講述一個較復雜的三維曲面零件的加工時，其加工順序、換刀、刀具選擇等都是較難掌握的，對于初學者來說，一般很難作出最佳選擇，如果用課件，以動畫的形式將多種可能的方案一一演示出來，讓學生進行比較，則最佳方案就一目了然，而學生也更容易地接受這種比較式的學習方法。

(三)仿真系統的使用。

數控仿真系統是指能在計算機上模擬數控機床各種操作的，利用局域網的功能，讓學生坐在計算機前模擬地完成數控機床的各種操作，教師能對學生每臺電腦進行實時監控與現場教學。對于經濟實力薄弱，沒有足夠機床設備供學生實操的學校來說，是一種很好的教學模擬系統。而且，只要能正確使用電腦，學生就能安全操作，不會造成任何由于操作不當而帶來的人身傷亡與機械設備的損害，既使是有足夠實操設備的學校，在仿真系統設備上教學，對于初學者來說，也是最佳的學習方式。

二、實踐教學

對于數控銑削加工教學來說，實操訓練是一項最基本也是最重要的教學內容，學生只有掌握了銑床的各種基本功能、眾多數控指令的運用和操作命令的使用方法，以及采用軟件對工件進行三維造型與自動編程，才有可能順利地進行零件加工訓練。學生要盡快地掌握這一訓練內容，必須做到以下幾點。

(一)規范化、高標準的實操要求。

任何實操課都要求規范、標準:一是課堂組織規范。課堂做到秩序井然，有條不紊，形成一個高標準的教學組織形態，為學生營造一個良好的實操練習環境。二是操作規范。做到每位學生每個操作動作都很規范、標準，這樣才能確保每堂課的正常進行。三是在訓練進度上要求有一個高的標準，每堂課后，都要求學生達到一個什么水平，并予以評價、比較，給予適當的褒獎與激勵。這樣才能確保每堂課安全高效地進行，才能達到實操課的真正目的，所以，在實操課前制定一個完整、可靠、規范的實操要求和安全規則是必要的。

(二)科學分組，以優輔差，共同進步。

數控銑削加工的教學任務不僅是讓學生學會怎樣操作一個系統的數控銑床(任何兩個系統的數控銑床之間都存有差別)，更重要的是讓學生學會數控銑削加工的學習方法，使他們通過自學掌握各種銑床的操作，只有這樣，培養出來的學生才能滿足外界社會的需要，才能適應社會的發展。然而對于一個班的學生的教學，很容易出現下列情況:一是優秀的學生接受能力強，老師的講述、示范等都能較容易的掌握，在學習的過程中可能不會遇到太多問題，特別是一些難度不大但又容易出現的錯誤，或是容易被忽略的問題，他們可能遇不到。也許有很多人認為在學習的過程中沒問題是好事，其實不然，因為沒遇到問題不等于沒問題，對于學習，沒遇到問題本身就是最大的問題。學生在一帆風順的學習過程中是不可能學到太多的，特別是解決問題的能力，可能得不到明顯的提高。二是一些基礎較差的學生，就可能受到很大的壓力，一方面是來自教師的，一方面是來自其他同學的，還有自己的心理因素，等等。隨著教學的推進，積累的問題也越來越多，容易產生自卑的心理，認為自己笨，“破罐子破摔”。三是優秀的學生沒有一個比較的參考點，容易滿足，容易助長學生“不過如此而已”的心態，從而造成止步不前的狀況。這些現象都是極有可能出現的，這樣就會使整個班集體的學風變壞，慢慢地造成整體退步的現象。

面對這些情況，我認為“以優輔差”的方法是比較好的。實操課一般都是分組練習的，有很多教師都由學生自行分組或隨隨便便將學生分成若干組，也不作任何調查分析，這是不可取的。科學的分組能使其達到最優配置，比如根據學生的學習態度、性格、悟性等情況，合理地安排每組成員，這是比較好的。最起碼要做到的一點，我認為就是要優劣搭配，每組都要安排優秀的學生作為組長，全面地帶動同學進行實操訓練。這樣做我認為有以下優點。

1.優等生能幫助教師進行教學輔導，使教師有足夠的時間照看整個課堂，有利于整個課堂秩序的維護，保證實操課安全、正常地進行。

2.每組的后進生都有優等生進行輔導，能及時、高效地解決問題，而且同學之間的溝通比師生之間更容易。

3.教師有足夠的時間和精力解答那些優秀生無法解決的問題，這樣優秀生的進步就比較快，有利于學生的可持續發展。

4.后進生能夠得到更多的輔導與幫助，他們的學習也就會逐漸好起來。自信心也會得到進一步的提高，而由于優秀生輔導后進生時，也會遇到許多自己沒有遇到過的問題，使他們多了很多思考問題與解決問題的機會，無形中培養了他們各方面的能力。

5.同學之間互相幫助，更增強了班級凝聚力，使他們能更加團結一致，齊心協力，共同進步。

(三)綜合訓練。

數控銑削加工實操綜合訓練主要是集毛坯選擇、裝刀、對刀、程序編制(自動編程與手工編程)與調試、試切加工等于一體的操作練習，其中重點與難點就在于編程與對刀，而加工則是體現前述操作正確與否的關鍵，在這一階段很容易出現各種事故，如撞刀等。所以，這一訓練階段一定要妥善管理，謹慎教學，以保證教學工作正常、高效地開展，我認為這階段的教學有必要做到以下幾點。

1.健全教學管理機制。

數控銑削加工綜合訓練是在學生基本上掌握了各項單獨操作(如編程對刀等)后，集所有操作步驟一次性完成的一種操作訓練，要一次性完成從毛坯選擇到零件加工這一過程中的每一步操作，其難度較以前的基礎訓練有了很大的提高。這一階段很容易出現安全事故，所以必須有一個健全的教學管理體系，如此才能確保教學的正常進行。

首先，要有一個完善的實操規范和安全規則，對操作的每一個動作都做到嚴格要求，一定做到規范、標準(這在基礎訓練中同樣重要)。其次，我認為采取組長負責的競爭教學機制也是一種較好的方法。因為教師不可能時時刻刻都跟著每一位學生，為了確保安全，就必須每組、每臺機床設備都有一個能代表教師進行嚴格管理和示范操作的學生作為組長，課前教師首先對組長進行嚴格的培訓，使他們預先就熟練地掌握本次課的知識點與操作技巧，了解課堂的注意事項，上課時他們全權代表教師進行本組的教學與管理。教師再適當地加以激勵，使組與組之間形成一種相互競爭，互相促進的局勢。這樣既能體現“以優輔差”的優越性，又能基本能確保每堂課的正常進行。

2.高標準、分層次的綜合訓練。

綜合訓練的難易程度取決于工件的復雜程度，一般實操應由易到難，分步驟、分層次地進行。比如，首先可以練習二維工件的加工(采用手工編程)，然后是單個三維工件(采用自動編程)，最后可以進行復雜三維工件的加工練習(采用自動編程)。這一階段必須規定好練習內容、訓練要求、時間、零件檢測標準等。這是一個主要的技能訓練、鍛煉學生操作技能、技巧的一個階段，所以，必須花大量時間和精力。

其次，“自由訓練”也是值得提倡的。它很容易讓人想起“放羊”式的教學。這里所講的“自由”是高標準、高要求下的自由，并非完全放手任學生胡來。這是在前階段綜合訓練基礎上的升級。在這一階段，教師規定了學生的訓練步驟和達標方案。比如，第一，要求學生自己設計零件圖形和尺寸及技術參數，并以圖紙的形式表達出來，以備教師檢查。這一步要求學生不僅懂得銑工工藝的有關知識，而且必須具備公差、制圖、三維造型與自動編程等相關專業知識，對于學生來說，難度是較大的，但它也給了學生自由發揮的機會，有利于他們個性的發揮，培養他們綜合的專業能力。第二，學生必須根據零件的需要選擇刀具，有時甚至需要在教師的指導下自己設計并磨出所需刀具。因為學生自己設計的工件通常形狀怪異，難度很大，在練習的過程中通常會出現許多意想不到的困難和問題，這自然就會加大學生的練習難度，也拓寬學生練習的知識范圍。第三，因為工件是由學生自己設計的，所以他們的興趣會很高，有時，有的學生還有可能會遇到高難度的問題，他們會互相商量，勤奮思考或詢問老師，直到將問題解決。在這一學習過程中，學生在無形中會學到很多書本上無法學到，教師也難以教會的知識。我認為，教是教方法，學也是學方法，也只有這樣高度發揮學生自主性的教學才能培養出更優秀的學生。

當然，這樣的“自由訓練”也不是一味地鼓勵學生往難處鉆，而是要循序漸進，分層次、分步驟地進行，有的學生想“一步登天”，想一下子就能自己設計并加工出非常復雜的工件來，這是不現實的，還有些學生可能會認為偷懶的機會來了，可以弄虛作假，胡亂抄襲，這也是不可取的。所以，教師在檢查學生的設計圖紙時，就應該嚴格把好關，嚴格控制這些好高騖遠或想瞞天過海的學生。其次，教師也可以采取一些措施引導學生設計各種自己力所能及的零件，以真正達到“跳一跳，摘顆桃”的教學效果。比如，評分不以工件難度大小為標準，而以完成質量好壞和與前次相比是否有進步為尺度，鼓勵學生在練習時做到由易到難，步步為營。

以上是我在幾年的數控銑削加工教學中，從理論學習、實習教學、綜合訓練三個方面作的一些總結與探討。數控銑削加工教學，沒有任何的經驗可以借鑒，只有慢慢摸索，故任重而道遠。

參考文獻:

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[2]數控技術教學探討.教育科研，2007，(10).

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