四軸數控銑床實踐教學應用的研究

汪海林 易吉祥

（廈門理工學院現代工程訓練中心 福建 361024）

數控技術是制造工業現代化的重要基礎。這個基礎是否牢固直接影響到一個國家的經濟發展。數控技術的發展和應用領域的不斷擴大，給傳統制造業帶來了革命性的變化，它對國計民生的一些重要行業的發展起著越來越重要的作用。我校作為一所應用型大學，培養數控技術應用型人才，符合學校建設“創新型高水平應用技術大學”的理念。[1]

四軸數控銑床是在三軸數控銑床的基礎上發展而來，要優于普通三軸機床，能完成普通三軸機床無法進行的加工，相對于普通三軸機床表現得更加的靈活。現行的工訓實習，如數控車和數控銑幾乎是單一獨立的教學模式，沒能很好的利用工種之間的協同配合作用，教學內容單一、資源分散，學生對所學的知識內容感覺抽象難懂沒有吸引力，提高不了學習興趣。[2]

一、融入四軸教學對學生工程訓練能力的提高

1．整合教學資源，數控車、數控銑床的協同教學，配合加工

（1）以往的數控教學都是車、銑床獨立分開各自教學互不干澀，這樣對培養學生的綜合能力達不到預期的效果也達不到我們對學生的培養目標。四軸數控銑床多了個旋轉軸，加工能力更強加工范圍更廣，所以整合數控車床和數控銑床就變得十分重要。數控車床和數控銑床教學方式、手段，有機、優化的“組合”，巧妙的聯系和相互滲透，培養學生搜集、獲取新知識和處理信息的能力。

（2）車、銑兩個工種之間統一實踐作品。融合教學內容，共享教學進程，優化教學方法著重培養學生分析和解決問題的能力，以及交流與合作的能力，對實踐操作進行串聯和聯系，強化工種之間的聯系及協同作用讓學生主動將學過的知識進行梳理消化、對比吸收。[3]

2．提升加工工藝編排能力

生產效率和加工質量的提高可以有效的降低生產成本和經濟損失，對于數控加工來說，加工一個零件往往有較多套合理的加工工藝。一套好的加工工藝不僅能夠改善產品質量還能提高加工生產效率，由此可見零件加工工藝的好壞直接影響產品的質量合格和加工效率。四軸零件的加工往往需經過更為復雜工序完成加工，必要時可由車、銑床配合共同完成加工。四軸數控銑床和數控車床的配合加工要求學生掌握更為全面的工藝知識。這樣大大要求對工藝編排的能力，也只有這樣才能鍛煉和提高學生的工藝編排水平。通過四軸在教學過程及學生在學習的過程側重培養學生對工藝的比較及優化，甚至對機床、刀具、夾具等的選擇。另一方面加工材料的加工變形是考驗工藝合理的重要的體現，學生做到工藝安排的合理化非常必要。

二、激發學生內在求知欲，驅動學生學習的自主性和內在的創新動力

學習往往受興趣的支配，特別是枯燥的實踐課。如果對學習缺乏必要的興趣，那就不但學不好，而且會覺得學習就是一種負擔，從而產生厭倦、抵觸和退卻的心理。反之，興趣能夠讓人思緒集中，這就容易學得快又好、記憶深刻，即使長時間學習，也能夠達到較好的效果。所以，我們有必要提高學生的學習興趣。四軸數控銑床旋轉軸的獨特性質使其具備更為復雜的加工能力，除了對所加工的零件有比較高的工藝要求外其制作出來的產品也具有相對美觀的外形（如在花瓶上雕刻文字或圖案等），常用于創新加工和精美工藝品的加工制作大大吸引了學生主動求知、實踐的渴望，從而使教學過程的被動性轉化為學生學習的主動性。這樣對吸引學生的制作和學習都起到了促進的作用，充分激發了學生的好奇心和內在的加工制作的動力，同時也提高了教師在教學授課的效率、成效。

三、服務科研及學生的創新制作

1．服務學生創新制作

現在的大學學生都比較積極參加各類型的創新制作競賽，一方面是為了豐富大學生課余生活，另一方面是為了提升自己拓寬自己的知識面。這類競賽又要求學生有較強的動手能力，能將所設計的作品進行加工、調教，普通三軸機床有較大的加工局限性，如學生作品零件的分度加工等就比較難以實現，沒有四軸數控機床的支持將很難完成作品的加工。四軸機床豐富了零件的可加工范圍，提升零件可加工性、可用性及美觀性，鍛煉學生的操作技能提高了學生對工藝了解掌握。

2．服務學校科研教學工作

本科高校里面有較多涉及加工的科研項目，常常要用到數控機床來加工成品進行后續的研究，如復雜葉輪的加工等，普通三軸數控銑床已無法滿足加工的要求、無法滿足科研驗證，四軸數控銑床在這方面有較為出色的加工表現，可以起到輔助科研，服務學生。四軸數控銑床的應用不僅可以提升學生的動手能力而且還能為學生提供一個比較好的加工平臺。[4]

結語

四軸數控銑床的第四回轉軸類似于數控車的主軸可實現回轉運動，能實現在車床上無法完成的后續加工任務，這個功能也能很好的將數控車床和四軸數控銑床做一個教學串聯。利用四軸數控銑床能起到工種之間的協同配合效果，有益于對學生工藝思維的培養，也有助于學生工程訓練綜合能力的提升。

現有的教學訓練遠未達到預期的效果。四軸數控銑床本身具備有加工曲線、曲面類零件的能力，如加工大力神杯及在圓柱面上加工曲線槽等，這些加工在普通的三軸上是很難完成的。在四軸上完成的作品一般都具有比較嚴格的工藝要求和外觀觀賞價值，常用于精美工藝品的加工制作，這不僅能吸引學生主動學習的熱情，還能充分調動學習的積極性和創新性。

[1]王海洋.高校數控實訓課教學方法的實踐[J].遼寧工業大學學報（社會科學版）.2011年01期.

[2]孟碧霞.數控仿真軟件在數控實訓中的應用[J].價值工程.2014年06期.

[3]杜家熙，沈宏.基于四軸加工中心的斜齒輪多軸數控加工工藝[J].機床與液壓 2013年第8期.

[4]孔德鏗.四軸加工應用技巧[J].機床與液壓.2015年第4期.