基于課題實例的數控機床操作訓練**江西省高等學校教學改革研究省級立項課題（編號：JXJG-10-48-4）

胡小波，石　磊，歐陽毅文（.江西機電職業技術學院，江西南昌　33003；.江西制造職業技術學院，江西南昌　330095）

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基于課題實例的數控機床操作訓練**江西省高等學校教學改革研究省級立項課題（編號：JXJG-10-48-4）

胡小波1，石磊2，歐陽毅文1
（1.江西機電職業技術學院，江西南昌330013；2.江西制造職業技術學院，江西南昌330095）

摘要：在實習教學和數控比賽訓練中，如何有效的進行數控機床操作訓練一直是研究的重點。為了讓數控機床操作訓練更具有針對性，結合數控比賽的經驗，對數控機床操作訓練進行了基于課題實例的研究，以達到提高數控機床操作技巧的目的。

關鍵詞：數控機床；操作訓練；指導思路；課題實例

0　引言

隨著中國2011年4月首次派出代表團參加兩年一次的世界技能大賽，以及近年“工業4.0”概念的提出，國家對職業技能[1]越來越重視，試圖改變中國“制造業大國”形象為“制造業強國”。數控機床的操作技能[2]是制造業非常重要的一個技能，每年都有各種數控技能大賽在全國各地區如火如荼的舉行，筆者也曾經參加過數控機床操作技能比賽。在比賽中筆者發現有很多理論的知識未必適合實踐操作[3]，有很多想法是在實踐中證實和升華的。

現將筆者在數控機床操作中的一些想法和訓練方法整理一下，結合具體課題加以說明，與數控機床操作者進行交流探討。

1　緊密結合現場實際條件

（1）課題實例1：找正平口鉗

圖1　找正平口鉗示意圖

要求：安裝校正平口鉗，測量記錄誤差。

就目前各個院校的實訓條件以及生產車間的條件，甚至國家級的比賽現場，平口鉗精度大多是普通級的，誤差一般會超過允許的工藝要求（要求通常為工件的精度的1/3）。不明確安裝后的實際誤差就無從采取相應措施加以彌補。

因此安裝時對平口鉗各項精度指標都要測量，可調方向要求達到小于0.01，不可調節項目要記錄詳細的數據，如圖1，供安裝工件參考。

（2）課題實例2：裝夾工件

要求：合理裝夾工件并找正，達到工藝精度。

不但夾具誤差大，工件毛坯的誤差也較大，（如實測省賽賽場的工件對邊寬度誤差達0.1以上）那么就會造成夾不緊，如圖（a）最不利可能只有單側2點受力，輕則影響工件精度，重則造成工件松動打刀。

在車間現場的解決措施可以很簡單，如圖（b）。可以在工件定鉗口墊2點，在動鉗口中間墊1點，這樣可以最低限度保證有較合理分布的3點可靠夾緊。當然，還必須在夾緊的同時找平工件。

既然實測平口鉗誤差較大，裝夾工件后一定要花費時間墊平找正，決不可放上一夾了事。絕不要輕視這種簡單的夾緊、找正工作，這是保證位置公差的基礎，一放一夾了事通常超差！

圖2　裝夾工件示意圖

2　突出保證精度意識培養

由于比賽的性質決定，操作是要評分的，數控銑操作就算獲獎選手得分也只有七八十分。甚至還有指導教師認為操作不可能得滿分。但是在車間，只有合格品與廢品，也就是0分和100分的區別，而100分的合格品是必須的也是很普通的，否則做得越多，報廢越多。沒有強烈的精度意識，就算是獲獎選手，在工廠一樣不受歡迎。因此，在操作訓練中要把保證精度的要求擺在第一位、貫穿始終。

（1）課題實例3：測量訓練

要求：用各種量具反復測量各種類型的工件。

測量是加工的“眼睛”，只有量準了才能調準、做準。訓練中可以選用典型結構為對象，如薄壁件、圓柱件、圓環件、長方體、甚至可以用量塊做被測件訓練，要求仔細體會感覺測量的手法、輕重、位置、角度等。

這里要強調“盲測”，即固定好量具位置后再讀數，而不是邊讀邊調動量具，以避免“湊讀數”弊端。另外還要按各種位置放置被測件，盡量接近實戰。

（2）課題實例4：試切調整刀補值

要求：通過試切調整刀具半徑補償，準確控制加工尺寸。

圖3　試切調整刀補示意圖

通常對刀，是試切一刀后測量工件誤差，按此誤差值修改調整刀補。其中的問題是試切的用量比較隨意，和正常切削的用量不同。這就使試切和正常切削兩者的工藝系統誤差不同（可以簡稱為讓刀量不同），自然造成對刀不準。所謂準確的對刀，是采用與正常加工切削用量三要素完全相同的條件下試切，按此試切誤差來調整修改刀補才是誤差最小的。

因此，工作中應該增加一次半精切的工步，并使半精切的用量與精切完全一致，半精切后精確測量加工誤差，調整刀補后再精加工。

以上方法雖然多了一步，但在競賽現場或者工作現場十分有效。競賽現場的工藝系統各環節如機床、夾具、刀柄等與訓練條件一定有區別。筆者看到許多選手是按訓練時的經驗一次將刀補給到位，這種做法十分不可靠。筆者認為這是實操成績普遍較低的主要原因之一。

3　充分利用簡單工具

數控設備是高科技裝備，“好馬配好鞍”，自然也是高配置、高消耗的設備，對使用單位造成較大的經濟壓力。這就要求我們有經濟意識，不能迷戀、迷信高價格復雜工具儀器，充分立足現有條件，利用好簡單工具，有時甚至可以取得更好的效果。

（1）課題實例5：Z向對刀

要求：各種刀具Z向快速準確對刀。

Z向對刀可以采用對刀儀等，也可以采用對刀棒（可用廢刀柄改制）。對刀儀數千元以上，對刀棒不要一分錢，但是對刀棒的效果往往更好。這是因為對刀儀與工件接觸面積較大，必然受工件表面平面度影響，造成較大的誤差，只有在精密加工時才有優勢。

同樣原因，采用百分表找正工件比用巡邊儀精度更高。

圖4　Z向對刀工具示意圖

（2）課題實例6：數控機床坐標功能的應用之一

要求：用百分表結合坐標顯示測量各種要素。

圖5　簡易坐標測量示意圖

圖5中，在主軸上安裝百分表，分別接觸兩個表面，則機床顯示的坐標讀數之差就是兩個表面的距離。用這種方法可以測量臺階深、臺階寬等，精度不受測量經驗影響，可以比用千分尺等高很多，理論上只受機床重復定位精度影響，對于普通精度級數控機床也就是只有0.01左右的誤差。

位置坐標控制、數字顯示是數控機床的顯著特點，結合適當的儀表工具某種意義上可以有相當于三坐標測量儀的功能！如果開拓思路，相信會有更多的用途。

4　結束語

我國目前已經舉辦五屆數控大賽并已參加國際技能競賽，影響巨大；國家每年在天津舉辦一次全國職業院校技能大賽，形成“普通教育有高考，職業教育有大賽”兩條平行軌道的制度設計，是我國教育改革的一項制度創新，更是職業教育在人才評價機制和選拔機制上的一次有益嘗試。

競賽成績反映職業實力，競賽促進職業教育，職業教育促進經濟發展，這已經成為全社會的共識。各職業院校近年來都積極參加數控競賽，但大多處在“為賽而賽”、“為名而賽”等層次上。因此“以賽促教、以賽促學、以賽促改”還有許多問題期待大家共同研究。

參考文獻：

［1］周萬春.關于數控機床操作技能訓練模式的探討［J］.中國現代教育裝備，2006（02）：5-8.

［2］鄧春麗.數控機床操作技術教學的有效途徑［J］.大眾科技，2008（12）：170.

［3］李曄，于洪涓.數控機床操作技能培訓模式探討［J］.科技創新導報，2014（04）：238.

(編輯：王智圣)

Operation Training of CNC Machine Tools Based on the Project Data

HU Xiao-bo1，SHI Lei2，OUYANG Yi-wen1
（1. Jiangxi Vocational College of Mechanical & Electrical Technology，Nanchang330013，China；2. Jiangxi Technical College of Manufacturing，Nanchang330095，China）

Abstract:In the practice teaching and training of CNC competitions, it’s focus of the study that how to effective do operator training of CNC machine tools. In order to do more targeted for operator training of CNC machine tools, the paper combined with CNC competitions experience, and research on operator training of CNC machine tools based on the project data; finally it improve skills of CNC machine operation.

Key words:CNC machine tools；operation training；guiding thoughts；project data

作者簡介：第一胡小波，男，1980年生，江西九江人，碩士研究生，講師。研究領域：數控技術。已發表論文2篇。

收稿日期：2015－10－17

DOI:10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2015. 11. 039

中圖分類號：TG659

文獻標識碼：A

文章編號：1009－9492 ( 2015 ) 11－0153－03