一堂《數控加工技術》公開課的教學探討

郭志斌

（江門市高級技工學校 廣東 江門 529030）

一堂《數控加工技術》公開課的教學探討

郭志斌

（江門市高級技工學校 廣東 江門 529030）

針對數控加工技術中重點內容“固定循環”的公開課教學安排，根據化繁為簡的思路，通過動畫、錄像、仿真等多媒體手段和諧音聯想、記憶口訣等記憶方法的運用，從復習、引入、主講內容和小結等方面探討該課程的教學問題，以期提高教學質量。

數控加工技術；公開課；固定循環；仿真；動畫

數控加工技術是我校高職開設的一門專業課，其中的固定循環功能是數控銑床編程的重、難點內容。由于固定循環實際上是多個基本動作的復合，而每個基本動作又可對應某條基本指令，所以它是之前所講銑床編程基礎的深化，同時又是簡化編程的重要部分，所以在這個學期的公開課中，筆者以這個典型內容作為講課的主題。圍繞化繁為簡的思路，在備課和教學過程中總結了一些經驗，現通過本文與同行分享。

復習環節的設計

復習是一個承上啟下的環節，將新課中涉及的已授課程的主要內容，以提問的形式，讓學生先思考熱身，為運用舊知識解決新問題做好準備。固定循環指令是孔加工指令，它是把一系列典型的加工動作預先編好程序，存儲在內存中，然后用包含G代碼的一個程序段調用，而這些典型動作都是由快速點定位指令和直線插補指令控制。所以，筆者在復習環節中對學生提出了以下三個問題，分別是：（1）快進或快退的動作用什么指令(代碼)表示？ （2）直線切削的動作用什么指令(代碼)表示？ （3）鉆、鏜削和攻絲這些加工對象有什么共同特點？

通過復習環節，學生溫習了G00、G01代碼的功能，明確了鉆、鏜削和攻絲這些加工方法都是用來加工孔的。

導入環節的設計

導入環節是以提高學生學習新課的興趣為目的，并為后續講授新課中的難點內容作鋪墊。在此環節，筆者通過多媒體放兩段數控孔加工的視頻，一段視頻是用深孔鉆加工多排孔的工件（參見圖1），另一段則是用鏜刀加工單孔的flash動畫 （參見圖2）。在放視頻之前，筆者要求學生通過觀察孔加工的過程，說出這兩種不同的孔加工方法都由哪些動作組成。待學生看完視頻后，通過總結多名學生的回答，把孔加工的基本動作在板書中列出。

圖1視頻一截圖

圖2 視頻二截圖

主課內容設計

（一）主課內容的層次設計

按照由淺到深、循序漸進的原則，主課的講課層次如表1所示。

（二）各層次的講課技巧列舉

循環加工指令的定義 經過導入環節中的提問，學生知道了孔加工都是由固定的孔位平面定位、快速引進、工作進給、快速退回等基本動作組成的，這些動作如果用以前的G00、G01指令去寫程序，起碼要4條程序段。既然這些程序段的順序都是相同的，我們可以用一個代碼代表幾行程序，這樣就可以達到簡化編譯的目的。這種包含了典型動作循環的G代碼就稱為循環指令。

表1 講課層次表

循環加工指令的動作組成 動作組成是掌握固定循環加工指令的關鍵，因為后面的指令格式中各參數的設置就是圍繞這些動作的坐標和工作形式設置的。通過PowerPoint的自定義動畫功能，將各個動作按加工順序顯示在屏幕上，如圖3所示。

圖3 固定循環基本動作圖

固定循環的程序格式 總格式為G90(G91)G99(G98)G73(~G89)X_Y_Z_R_Q_P_I_J_F_L_，如表2所示。

1.G98、G99 的學習

G98、G99為孔加工完后的回退方式指令。G98為返回初始平面高度處，G99為返回安全平面高度處。

當某孔加工完后還有其他同類孔需要接續加工時，一般使用G99指令，只有當全部同類孔加工完成后或孔間有比較高的障礙需跳躍時，才使用G98指令，這樣可節省抬刀時間。

為方便學生記憶，用諧音記憶法和聯想記憶法，G98的“98”諧音是“酒吧”，可將之與“返回初始平面高度處”聯系起來，即在酒吧喝了酒之后，人都飄飄然，升到了最高點（即初始平面）。而G99就不用再記，學生都知道是剩下的較低的安全平面了。

2.G73(~G89)的學習

表2 固定循環的工作方式表

圖4 程序一、程序二示意圖

圖5 仿真單步運行方式截圖

這部分指令較多，向學生講解時可采用分類法，按表2第五列“用途”分為四大類。第一類為深孔加工類，指令有兩個就是G73和G83，它們的最大特點是Z向加工動作是間歇進給。第二類為攻螺紋類，指令有兩個就是G74和G84，它們的最大特點是Z向回退動作不是快退，而是給加工動作的轉速相同，而轉向相反。第三類為鉆孔類，指令有兩個就是G81和G82，其中G81加工通孔，G82加工盲孔，它比G81多了一個孔底暫停的動作。最后一類是鏜孔類，包括G76、G85-G89，其中G76是精鏜，孔底有準停向橫向讓刀的動作，G87為反鏜，進刀方向跟其他的相反。

各加工方式編程舉例 以高速深孔加工和一般深孔加工為例，通過比較學習法，讓學生深入理解不同加工方式下加工動作的細微差別。通過數控加工仿真系統模擬出真實環境下的編程及刀具加工過程，在操作界面中分別輸入以下兩段程序（見圖4）。這兩段程序幾乎完全一樣，只在N20的程序行中的G73改為G83，然后分別用單步運行和自動循環方式進行加工演示。其中，在單步運行方式中（見圖5），重點結合演示圖的坐標數據講解G92指令的功能和固定循環深孔加工指令中Q參數的間歇進給動作。而在自動循環方式中（見圖6），則重點比較G73和G83兩種深孔循環的間歇進給動作的不同，從而讓學生理解同一種加工方法為什么可有多個不同代碼（特別是鏜削加工）來選擇。

圖6 仿真自動循環方式加工過程截圖

小結環節的設計

本堂課的重點是固定循環五個基本動作的組成及順序，而另一重點即難點則是固定循環指令格式，特別是加工方式的代碼。故筆者將這些重、難點用記憶口訣的方式作總結，讓學生在朗讀過程中去思考和記憶，在朗讀過程中結束本堂公開課。

固定循環記憶口訣如下：固定循環有五步；快移孔心降安全；工進孔底有動作；快退安全或初始；攻絲進退分正反；深孔加工要間歇；精鏜考慮要橫讓。

綜上所述，本次公開課由于運用了多媒體輔助教學，生動直觀，重點突出，難點化解得法，重視啟發，激發了學生的學習興趣，課后學生普遍反映聽課較輕松，內容很充實。聽課教師在討論中也肯定了本次教學的精心組織和教學效果，并指出如能在與學生互動方面加強則更好，筆者會在日后的教學中繼續改進。

[1]關雄飛.數控機床與編程技術[M].北京：清華大學出版社，2008.

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[4]王蕙.教育學[M].廣州：廣東人民出版社，2005.

[5]林振海，陳偉鋒.心理學[M].廣州：廣東高等教育出版社，1997.

（本文責任編輯：謝良才）

□有話職說

如果能追隨理想而生活，本著正直自由的精神、勇往直前的毅力、誠實不自欺的思想而行，則定能臻于至美至善的境地。

——居里夫人

G712

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1672-5727（2011）05-0154-02

郭志斌（1976—），男，廣東江門人，江門市高級技工學校講師，研究方向為機械類專業課教學。