基于項(xiàng)目化的高職院校《數(shù)控加工技術(shù)》教學(xué)研究

章小紅+羅博+張明+馬玉漢

摘 要 《數(shù)控加工技術(shù)》是高職教育機(jī)制類專業(yè)核心課程之一，為適應(yīng)職業(yè)教育的要求和高職學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，對(duì)該課程進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué)改革，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)為3個(gè)以典型零件為載體、以數(shù)控加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和數(shù)控加工任務(wù)為驅(qū)動(dòng)的教學(xué)項(xiàng)目。本文主要從總體方案設(shè)計(jì)，項(xiàng)目化教學(xué)實(shí)施和課程考核三方面來(lái)論述本方法在教學(xué)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 數(shù)控加工 裝配

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1《數(shù)控加工技術(shù)》課程項(xiàng)目化改革的意義

數(shù)控機(jī)床屬于機(jī)電一體化設(shè)備，由機(jī)械系統(tǒng)、數(shù)字控制系統(tǒng)、伺服控制系統(tǒng)、氣壓和液壓控制系統(tǒng)等組成。數(shù)控技術(shù)是集機(jī)械、電子、液壓、計(jì)算機(jī)以及信息技術(shù)于一體的綜合技術(shù)。熟悉數(shù)控機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)并能操作使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行零件加工是機(jī)械制造與自動(dòng)化和機(jī)電一體化等相關(guān)專業(yè)應(yīng)掌握的基本技能。數(shù)控機(jī)床作為典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅可以讓學(xué)生了解和掌握機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，電氣控制結(jié)構(gòu)，液壓與氣壓系統(tǒng)等，同時(shí)還可以用數(shù)控機(jī)床來(lái)完成零件的加工，從而讓學(xué)生掌握數(shù)控加工方法和數(shù)控加工工藝等方面的知識(shí)。那么，如何將數(shù)控加工方法以及與數(shù)控加工工藝等相關(guān)知識(shí)貫穿于課堂教學(xué)和實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，是我們教師在設(shè)計(jì)課堂教學(xué)內(nèi)容過(guò)程中需要考慮的問(wèn)題。

2《數(shù)控加工技術(shù)》項(xiàng)目化教學(xué)總體方案

項(xiàng)目化教學(xué)是目前職業(yè)院校普遍實(shí)踐的教學(xué)方法，對(duì)《數(shù)控加工技術(shù)》課程進(jìn)行了全新的項(xiàng)目化教學(xué)改革，改革方案注重培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)控加工能力和數(shù)控加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的能力，將課程體系分為三個(gè)項(xiàng)目。

項(xiàng)目1 軸類零件加工，如圖1所示。完成圖1零件的數(shù)控工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和數(shù)控加工：（1）先進(jìn)行數(shù)控加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)。加工路線：用G90和G94加工裝夾位—用G71和G70加工臺(tái)階軸—用G75加工退刀槽—用G32、G92和G76加工螺紋—調(diào)頭用G71和G70加工臺(tái)階軸—用G73加工曲面—用G75加工退刀槽—用G92加工螺紋。（2）進(jìn)行數(shù)控加工， 對(duì)刀—編寫(xiě)每道工序的程序—試切—調(diào)整參數(shù)—正式加工。

項(xiàng)目2 套類零件加工，如圖2所示。完成圖1零件的數(shù)控工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和數(shù)控加工：（1）先進(jìn)行數(shù)控加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)。加工路線：用鉆頭鉆中心孔—用內(nèi)孔車刀加工內(nèi)徑（G71）—用螺紋刀加工內(nèi)螺紋（G92）。（2）進(jìn)行數(shù)控加工， 對(duì)刀—編寫(xiě)每道工序的程序—試切—調(diào)整參數(shù)—正式加工。

項(xiàng)目3 盤(pán)類零件加工，如圖3所示。完成圖2零件的數(shù)控工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和數(shù)控加工：（1）先進(jìn)行數(shù)控加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)。用尋邊器，Z軸定位器確定工件坐標(biāo)—快速定位G00切屑用G01，根據(jù)切削路徑方向確定刀具半徑補(bǔ)償左刀補(bǔ)G41右刀補(bǔ)G42，取消刀具半徑補(bǔ)償G40—加工圓弧順時(shí)針弧用G02，逆時(shí)針園弧用G03，整園編程用Ijk。刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償G43為正側(cè)偏置，G44為負(fù)側(cè)偏置，取消刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償G49—高速深孔鉆削G73—標(biāo)準(zhǔn)鉆孔（中心鉆）G81—深孔鉆削G83，G99為R點(diǎn)平面，G98為初始點(diǎn)（安全平面）—攻絲循環(huán)G84—鏜孔G76。

（2）進(jìn)行數(shù)控加工， 對(duì)刀—編寫(xiě)每道工序的程序—試切—調(diào)整參數(shù)—正式加工。

項(xiàng)目1、項(xiàng)目2和項(xiàng)目3的設(shè)置，主要從數(shù)控車床和數(shù)控銑床兩方面出發(fā)，分別對(duì)1個(gè)軸類零件、1個(gè)套類零件和1個(gè)盤(pán)類零件的數(shù)控加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和數(shù)控加工。其中軸類零件1和套類零件2加工完，可進(jìn)行裝配。主要內(nèi)容是：（1）學(xué)生根據(jù)零件圖要求，進(jìn)行軸類零件、套類零件和盤(pán)類零件的數(shù)控加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，包括刀具的選擇，背吃刀量的選擇，主軸轉(zhuǎn)速的選擇，進(jìn)給速度等工藝參數(shù)的選擇。（2）根據(jù)設(shè)計(jì)的加工工藝規(guī)程進(jìn)行數(shù)控加工，數(shù)控加工內(nèi)容主要是：①能正確安裝刀具和工件。②能正確對(duì)刀。③能正確編寫(xiě)數(shù)控車床程序。④調(diào)試程序。⑤進(jìn)行速度控制從而達(dá)到精度要求。

3《數(shù)控加工技術(shù)》項(xiàng)目化教學(xué)實(shí)施

項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程完全按照生產(chǎn)實(shí)踐中數(shù)控加工規(guī)范進(jìn)行，以項(xiàng)目1為例。首先給學(xué)生發(fā)放任務(wù)書(shū)，零件圖紙，毛坯圖，材料，數(shù)控機(jī)床型號(hào)，引導(dǎo)學(xué)生分階段完成設(shè)計(jì)和加工任務(wù)。第一階段子任務(wù)是零件圖分析，通過(guò)零件圖的尺寸、精度和加工要求，設(shè)計(jì)加工工藝路線。第二階段，根據(jù)設(shè)計(jì)的加工工藝路線，選擇基本參數(shù)，如：刀具，背吃刀量，進(jìn)給速度，主軸轉(zhuǎn)速等。第三階段根據(jù)前面的工藝設(shè)計(jì)，對(duì)每道工序編寫(xiě)數(shù)控程序。第四階段，對(duì)刀、試切，程序調(diào)試等。第五階段進(jìn)行正式加工。

通過(guò)項(xiàng)目化教學(xué)方式實(shí)施教學(xué)，使學(xué)生掌握整個(gè)數(shù)控加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)過(guò)程、數(shù)控程序編寫(xiě)以及數(shù)控加工過(guò)程，是一個(gè)綜合設(shè)計(jì)加工過(guò)程，而不是簡(jiǎn)單的熟悉數(shù)控指令的應(yīng)用。學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中掌握了工藝和加工等相關(guān)知識(shí)點(diǎn)且培養(yǎng)了靈活運(yùn)用的能力。

4課程考核

本課程考核分為兩部分，即過(guò)程考核80分和結(jié)果考核20分。過(guò)程考核：任務(wù)一，完成零件1、2和3的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)共40分，分別占15分、10分和15分。任務(wù)二，完成零件1、2和3的加工共40分，分別占15分、10分和15分。結(jié)果考核，主要考核每個(gè)尺寸的加工精度和設(shè)計(jì)尺寸精度的差別共20分，其中零件1和零件2能否正確配合占5分，其它尺寸精度差占15分。

5結(jié)論

為適應(yīng)職業(yè)教育注重學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了基于項(xiàng)目化教學(xué)方法的《數(shù)控加工技術(shù)》課程教學(xué)方案。課程內(nèi)容包含3個(gè)完整的零件數(shù)控工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和數(shù)控加工過(guò)程，涵蓋原課程所有基礎(chǔ)知識(shí)內(nèi)容。每個(gè)項(xiàng)目載體以代表性的典型零件為載體，以工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和數(shù)控加工為驅(qū)動(dòng)，激勵(lì)學(xué)生探索未知知識(shí)，從而達(dá)到強(qiáng)化學(xué)生數(shù)控工藝設(shè)計(jì)和數(shù)控加工能力的培養(yǎng)目標(biāo)。

基金項(xiàng)目：項(xiàng)目支持：基于 “混合式 ”教學(xué)模式的 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)實(shí)施與研究，2017年度湖北省技能型人才培養(yǎng)中心立項(xiàng)項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：2017JB009；服務(wù)于 “中國(guó)制造2025” 的生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)課程的 開(kāi)發(fā)與應(yīng)用研究，2017年度湖北省技能型人才培養(yǎng)中心立項(xiàng)項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：2017JZ004。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃曉燕.基于行動(dòng)導(dǎo)向的高職院校數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)研究[J].教育教學(xué)，2017（08）.

[2] 李智，《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》課程項(xiàng)目化教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施[J].輕工科技，2017（11）.endprint