基于理實一體化《數(shù)控編程操作實訓(xùn)》的教學(xué)改革研究*

林祖正　農(nóng)萬華　趙士超（廣西科技大學(xué)鹿山學(xué)院，廣西 柳州 545616）

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基于理實一體化《數(shù)控編程操作實訓(xùn)》的教學(xué)改革研究*

林祖正農(nóng)萬華趙士超
（廣西科技大學(xué)鹿山學(xué)院，廣西 柳州 545616）

摘要：文章從理實一體化教學(xué)模式出發(fā)，構(gòu)建《數(shù)控編程操作實訓(xùn)》的教學(xué)體系，并以實例論證所構(gòu)建體系的可行性及其優(yōu)越性，對踐行理實一體化教學(xué)，培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)型人才，有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：理實一體化；教學(xué)體系；應(yīng)用技術(shù)

一、理實一體化特點與意義

理實一體化，簡而言之，就是教學(xué)做一體化，強調(diào)以學(xué)生為本，發(fā)揮老師的主導(dǎo)作用，融教、學(xué)、做于一體；將理論教學(xué)與實踐教學(xué)有機結(jié)合，理論指導(dǎo)實踐，實踐提升理論；不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力，而且有利于教師理論與實踐的銜接，提高知識、技能和教學(xué)的能力。

當(dāng)前，由于受各方面教學(xué)條件的限制，理論教學(xué)與實踐教學(xué)分開授課，無論是先理后實還是先實后理，都會造成理論與實踐脫節(jié)教學(xué)，不能緊密聯(lián)合在一起，重理輕實或是重實輕理，造就的是理論型人才與實踐操作型人才。應(yīng)用技術(shù)型人才，既要有扎實的理論基礎(chǔ)，又要有過硬的操作技能、技巧。面對轉(zhuǎn)型，培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)型人才，依靠傳統(tǒng)的教學(xué)模式顯然不能滿足要求，迫切需要引入理實一體化教學(xué)，邊教、邊學(xué)、邊做，提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的綜合能力。

二、理實一體化實踐與研究

（一）理實一體化教學(xué)體系構(gòu)建

圖1　理實一體化教學(xué)體系

理實一體化教學(xué)模式，將理論教學(xué)貫穿到整個實際操作的工作過程中，合二為一，是一體化的課程教學(xué)，設(shè)置教學(xué)內(nèi)容要充分體現(xiàn)知識與技能一體化。如圖1所示，首先是知識點的理論教學(xué)和舉例證明，包括零件的工藝分析和編程；然后就是機床操作，包括模擬仿真及零件的加工，最后就是所加工零件的檢測，包括形狀、尺寸、精度等，是否符合零件的技術(shù)要求。總之，始終貫穿“理論—實踐，實踐—理論”這一條主線。

（二）理實一體化教學(xué)實踐

這里我舉一個例子來闡述現(xiàn)階段基于理實一體化教學(xué)《數(shù)控編程操作實訓(xùn)》的實踐與應(yīng)用及其所取得的成效。講授數(shù)控銑床指令及編程方法的知識點，首先進行了知識點細(xì)化，把工件坐標(biāo)系的設(shè)定、絕對與相對編程、基本運動指令作為第一個編程的知識點，把插補原理和動作解釋清楚；然后設(shè)計例子編制程序；最后上機加工及檢測所加工零件是否符合要求。

1.理論課講授

工件坐標(biāo)系——工件原點相對于機床坐標(biāo)系的坐標(biāo)值；可以選G54～G59中的某一個；編程格式：G54（55～59）G90 G00/ 01 X_Y_Z_（F_）。

注意如果運用G01指令，必須要給進給指令代碼F_。

絕對與相對編程——絕對值編程G90，程序中所有編程尺寸是相對于編程原點的；相對值編程G91，程序中的編程尺寸是相對于前一位置的增量值。

基本運動指令——快速定位G00，執(zhí)行該指令，刀具快速移動到指定的位置，編程格式：G00 X_Y_Z_；直線查補G01，執(zhí)行該指令，刀具以F給定的進給速度做直線切削運動，編程格式：G01 X_Y_Z_F_；圓弧插補指令G02/03，G02順圓弧插補，G03逆圓弧查補，執(zhí)行該指令，刀具按F給定的進給速度做圓弧切削運動，編程格式G02/03 X_Y_R_（I_J_）F_。當(dāng)采用G90絕對值編程，X、Y、Z為工件坐標(biāo)系中圓弧的終點坐標(biāo)，當(dāng)采用G91相對值編程時，X、Y、Z為圓弧起點到終點的增量距離。

特別注意，當(dāng)圓弧所夾的圓心角大于180度時，優(yōu)先考慮用I、J、K方式編程。

2.工藝分析

設(shè)計一個例子，主要涉及編程方式選擇、直線插補和圓弧插補。如圖2所示，外輪廓的加工，基本滿足本知識點的教學(xué)要求，能達到教學(xué)的目的。

圖2　零件圖

加工工藝分析：毛坯件—直徑50的塑料棒，刀具—直徑10的白鋼鍵槽銑刀，設(shè)備—V600數(shù)銑，夾具—虎鉗。坯料是棒材，找中心作為工件坐標(biāo)系是比較理想的，機床上可以用十字交叉法，方便、快捷找點；基準(zhǔn)重合原則，編程的坐標(biāo)原點也就是工件坐標(biāo)的原點；主軸轉(zhuǎn)速500r/min，進給速度200mm/ min，刀具代號T05，切削深度3mm，下刀點在（0，-30，10）。

3.編制程序

確定原點和下刀點之后，計算出各個基點坐標(biāo)，擬定走刀路線，如圖3走刀線路圖所示，編程原點位置，下刀點位置，抬刀點位置。選擇刀具補償（左補償G41、右補償G42）及切入和切出方式（圓弧切入切出、直線切入切出、圓弧直線混合切入切出），防止過切、切不完留料等現(xiàn)象出現(xiàn)。

圖3　走刀線路圖

O0001；

G40G49G69G80；

T05M06；

G54G90G00X0Y0Z100.；/設(shè)定工件坐標(biāo)系，絕對值編程

X0Y-30.Z10.；/快速移動到下刀點

M03S500；

G01Z-3.F200；

G41G01X6.Y-24.D05；/建立刀具補償

G03X0Y-18.R6.；/圓弧切入

G01X-12.；

X-18.Y-10.；

Y12.；

G02X-12.Y18.R6.；

G01X11.；

X18.Y11.；

Y-8.；

G03X8.Y-18.R10.；

G01X0.；

G03X-6.Y-24.R6.；/圓弧切出

G40G01X0Y-30.；/取消刀具補償

G00Z100.；

M05；

M30；

4.模擬仿真

編完加工程序，仔細(xì)檢查一遍后，把程序輸入到機床上，利用機床繪圖功能，模擬仿真檢查程序是否有錯。刀具軌跡圖如圖4、圖5所示。

圖4　模擬刀路軌跡圖

5.加工及檢測

模擬仿真結(jié)束，刀路軌跡沒有問題，進入加工環(huán)節(jié)：機床回零，設(shè)置工件坐標(biāo)系G54，設(shè)置刀具偏置：5.2，粗加工；粗加工完后測量，修改刀具偏置：4.99，精加工；精加工結(jié)束，再次測量，如此反復(fù)，直到所測量零件尺寸達到技術(shù)要求，加工方可結(jié)束。拆下工件，去毛刺，根據(jù)圖紙要求，檢測工件，是否達到圖紙上的技術(shù)要求。

圖5　加工

圖6　檢測尺寸

6.教學(xué)成效

理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)模式，理論及時指導(dǎo)實踐，實踐及時反饋理論：理論教學(xué)、實例分析、實踐操作、驗證。學(xué)生從理性認(rèn)識上升到感性認(rèn)識，對課程知識點的認(rèn)識得到升華，活學(xué)活用，取得了舉一反三的效果。教學(xué)也不再是單純的“紙上談兵”，而是銜接對應(yīng)的生產(chǎn)實踐，既有利于提高學(xué)生動手操作技能，又有利于培養(yǎng)學(xué)生工程意識能力。

三、結(jié)束語

理實一體化教學(xué)，打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，將理論、實踐、技能融為一體，促進理論與實踐技能的同步提升，為培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用技術(shù)型人才奠定基礎(chǔ)。文章通過《數(shù)控編程與操作實訓(xùn)》課程教學(xué)改革與實踐，以實例作證，設(shè)計出理實一體化教學(xué)體系，可簡要概括為：講授知識、應(yīng)用研究、鍛煉技能三方面，體現(xiàn)了以學(xué)生為本，不僅注重學(xué)生知識、技能的獲得，更注重知識與技能的滲透，學(xué)以致用。

［1］吳海超.理論實踐一體化教學(xué)模式的探索與實踐［J］.機械職業(yè)教育，2004（10）.

［2］禹祿君.探究理實一體化教學(xué)新模式［J］.長沙通信職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2008（12）.

［3］林祖正，趙士超，丁偉.獨立學(xué)院轉(zhuǎn)型發(fā)展機械類專業(yè)實踐教學(xué)改革與研究［J］.輕工科技，2015（11）：146-147.

中圖分類號：G642

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：2096-000X（2016）13-0110-03

*基金項目：2014年度廣西高等教育教學(xué)改革工程立項項目“獨立學(xué)院模具設(shè)計及制造專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的研究與實踐”（編號：2014 JGB419）；廣西科技大學(xué)鹿山學(xué)院轉(zhuǎn)型發(fā)展專項項目“應(yīng)用技術(shù)型高校機械類專業(yè)實踐教學(xué)改革與研究”（編號：2015ZXYA004）。

作者簡介：林祖正（1985-），男，廣西平南人，實驗師，研究方向：模具CAD/CAM。

Abstract：From the integration of theory and practice teaching mode，this paper constructsthe teaching system of"The NC Programming Operation Training"，and illustrates thefeasibility and the superiority of the constructed system，has certain guiding significance for the realization of the integration of theory and practice teaching in teaching and cultivation of applied technical talents.

Keywords：integration of theory and practice；teaching system；applied technology