金工實習數(shù)控加工部分實踐教學內(nèi)容的探索

周小超 王洪新

作者簡介：周小超（1982-），男，實驗師，安徽無為人，現(xiàn)為皖西學院機械與電子工程學院實驗師，主要研究方向為機械工程技術。

摘要：根據(jù)學院建設目標，闡述金工實習數(shù)控加工部分實踐教學內(nèi)容按數(shù)控加工工藝的編寫、數(shù)控程序的編制與調試和數(shù)控機床操作與加工三個模塊進行的內(nèi)容，根據(jù)實踐效果顯現(xiàn)出教學內(nèi)容改革的優(yōu)勢。

關鍵詞：金工實習;數(shù)控編程;數(shù)控加工

中圖分類號：G642.4文獻標志碼：A文章編號：2095-9214（2015）03-0145-02

根據(jù)皖西學院“應用型本科院校”建設目標，機電學院制定了機械設計制造及其自動化專業(yè)“十二五”建設發(fā)展規(guī)劃，規(guī)劃中指出專業(yè)建設中，以“應用型”人才培養(yǎng)為根本目標，重視學生動手和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)以及綜合素質的提高。本文根據(jù)學院規(guī)劃目標，對金工實習數(shù)控加工實踐教學內(nèi)容提出以下方案：

數(shù)控編程與加工作為金工實習內(nèi)容之一，欲培養(yǎng)學生動手和創(chuàng)新能力，應分成三個模塊：數(shù)控加工工藝的編寫、數(shù)控程序的編制與調試和數(shù)控機床操作與加工。下面以實例對各個模塊的具體要求進行說明，實習內(nèi)容的零件圖可參考圖1、圖2所示。

圖1回轉體零件

圖2螺紋加工

模塊一：數(shù)控加工工藝的編寫，主要是培養(yǎng)學生根據(jù)圖紙以及現(xiàn)有實訓條件，編寫合理數(shù)控加工工藝的能力。例如，圖1中提供給學生的毛坯棒料直徑是Φ35mm，從粗加工到精加工，同學們要完成工藝路線的擬定、刀具的選擇、加工余量、切削用量等的計算等內(nèi)容，填寫相關工藝表格，如表1所示。

表1零件加工工藝

參數(shù)

工序刀具號刀具類型主軸轉速

（r/min）背吃刀量

（mm）進給速度

（mm/min）

平斷面T01硬質合金93°外圓刀300150

粗車外圓面T01硬質合金93°外圓刀3002150

精車外圓面T02刀尖角55°，外圓刀5000.280

切斷T03高速鋼切槽車刀，寬4mm30050

此部分內(nèi)容主要訓練學生，是否能正確選擇合理的刀具，以及根據(jù)毛坯材料、加工精度、生產(chǎn)率要求等內(nèi)容編制合理的數(shù)控加工工藝，走刀路線是否合理，切削參數(shù)計算是否正確，培養(yǎng)學生具備編寫制造加工工藝的能力，為以后進入企業(yè)從事生產(chǎn)工藝編制奠定基礎。

模塊二：數(shù)控程序的編制與調試，主要是培養(yǎng)學生根據(jù)模塊一制定的數(shù)控加工工藝手工編寫合理的數(shù)控加工程序，輸入到數(shù)控系統(tǒng)，并調試所編寫的程序是否正確合理。編程時需要考慮刀具更換位置的合理性、粗加工輪廓時走到路線是否能滿足工藝的要求、粗精車時參數(shù)如何調整等問題;輸入程序時需要考慮不同數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范要求、校驗方法以及出現(xiàn)問題如何修改等操作。圖1中零件可訓練學生數(shù)控編程方面關于直線插補、順圓插補、逆圓插補及外圓復合粗車循環(huán)等知識，采用華中數(shù)控系統(tǒng)時程序如下：

%0001

N100T0101

N110M03 S300

N120G00 X100 Z100

N130G00 Z0

N140G00 X36

N150G01 X-1 F50

N160G00 X36 Z2

N170G71 U2 R1 P200 Q270 E0.2 F150

N180G00 X100 Z100

N190T0202

N200G00 X8 S500 F80

N210G01 X16 Z-2

N220G01 Z-10

N230G03 Z-34 R15

N240G01 Z-40

N250G02 X20 Z-42 R2

N260G01 X28

N270G01 Z-53

N280G00 X100 Z100

N290T0303

N300G00 Z-57 S300

N310G00 X36

N320G01 X-1 F50

N330G00 X100 Z100

M30

該段程序采用G71指令實現(xiàn)粗加工復合循環(huán)，使用三把刀具，切削參數(shù)與模塊一表1相一致，可作為實習編程的參考。數(shù)控編程的依據(jù)是數(shù)控加工工藝，數(shù)控程序要能完整正確的把工藝的要求表達出來，通過此模塊的訓練，不僅可以培養(yǎng)

學生具備手工編寫數(shù)控加工程序的能力，也可引導學生學習自動編程相關軟件，為以后從事相關工作打下基礎。

模塊三：數(shù)控機床操作與加工，主要培養(yǎng)學生操作數(shù)控機床的能力，包括開機、回參考點、安裝刀具、試切對刀、運行數(shù)控程序加工零件等內(nèi)容。實習過程中不僅要求學生具備操作數(shù)控機床的能力，還應要求實際與理論相聯(lián)系，即能夠掌握為什么那樣操作，這樣操作的目的是什么，例如試切對刀時試車外圓，測量該段直徑的目的是為了找到刀具與主軸軸線之間偏置距離，而偏置距離計算的誤差會影響零件的加工精度，從而根據(jù)理論去分析實際加工的結果，當結果不滿足設計要求時會分析原因、會調整機床參數(shù)，成為一個有思想的數(shù)控操作者。

以上三個模塊從不同角度訓練學生數(shù)控加工方面的能力，可根據(jù)學生學習情況及個人愛好等不同而選擇不同模塊進行練習，結合專業(yè)知識的掌握程度和零件圖的難易程度，在為期一周的時間內(nèi)，學生完成實習要求是可行的。實習中在每個零件加工完成后，通過對加工質量進行測量分析，討論各模塊對加工的影響，以及各模塊之間的銜接等問題，最終達到因材施教、全面培養(yǎng)學生能力的過程。經(jīng)過最近兩期的實習實踐，發(fā)現(xiàn)同學們總能找到自己在實習過程中的優(yōu)勢，均能順利的完成實習的要求，改善了以往統(tǒng)一要求的不足，增加了學生的自信，提高了學生學習的興趣。實習要求的改變、內(nèi)容模塊的增加給考核標準帶來了問題，后期將對實習考核標準進行研究，制定公平合理的評分規(guī)范。

（作者單位：皖西學院機械與電子工程學院）

基金項目：皖西學院校級教研項目（No.2012JY04），六安市產(chǎn)學研項目（No.2012LWA006）

參考文獻：

[1]施曉芳，《數(shù)控加工工藝》，北京：電子工業(yè)出版社，2011年版

[2]于駿一，《機械制造技術基礎》，北京：機械工業(yè)出版社，2012年版

[3]程榮龍，淺談數(shù)控技術專業(yè)教學改革與實踐，職業(yè)技術研究，2008：154-155