《中國象棋的制作在數控銑床實訓教學中的應用》

【摘要】本文將中國象棋的編程與加工運用到數控銑床實訓教學中，把實訓作品變成真正的產品，并面向市場推廣。既減少原材料的浪費，又激發了學生的學習興趣。首先設計中國象棋棋子的三維模型，制定出合理的工藝方案；然后，使用CAD/CAM軟件進行中國象棋棋子的編程與仿真加工；最后使用XK7123數控銑床進行真實加工及檢驗。整個過程采用理實一體化教學，培養學生的職業素養和職業能力。

【關鍵詞】數控銑床 編程與加工 CAD/CAM 理實一體化教學 職業能力

【中圖分類號】TG547-4 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）17-0025-01

引言

《數控銑床實訓》課程教學，往往是根據教材內容選擇制定相應的實驗/實訓項目，學生的實訓內容往往只是一種消耗原材料的過程。雖然在整個消耗原材料的過程中，學生也學會了一些基本的操作技能，但是實訓的作品缺乏實用價值，更無法向市場進行推廣，使得原本采購的標準原材料在經過實訓教學后，最終變成了一堆無用品、次品甚至是廢品，造成了資源的浪費。本文將中國象棋的編程與加工運用到《數控銑床實訓》課程教學中，把實訓作品變成真正的產品，并向市場推廣，既減少原材料的浪費，又激發了學生興趣，提高數控銑床實訓的教學質量。

一、分組教學，明確任務

以“學生為主體，教師為主導。”這短短兩句話，是我們教師終生的追求，不懈的努力。[1]本實訓項目采用分組教學法和任務驅動法組織實施，力求充分發揮學生的主動性，創造性，教師在實訓教學過程中主要起引導作用。

實訓前，分組工作是首個重要的教學組織環節，根據實際情況對學生進行分組（建議每臺數控銑床分配4-6名學生為宜），并在組員中選舉產生1名組長，由組長負責組織協調組員的工作任務。組長有權對本組組員的實訓任務進行分配，每個組員必須無條件地服從組長分配給自己的實訓任務，而且競選成功的組長將獲得平時成績的加分待遇。

分組完成后，指導教師以組為單位下發預先設計好的《實訓任務表》，由組長負責給組員分配任務，要求分配完成后組員簽字確認。

二、加工工藝方案制定（任務一）

該任務由1～2名學生完成，任務時間為20分鐘，要求完成選材、制定工藝方案、合理選擇刀具、夾具、量具，完成零件加工工藝卡片的填寫工作。[2]下達該任務前，指導教師應對學生進行必要的理論指導，具體內容如下：

（1）中國象棋的棋子為圓柱形零件，且在端面上要求使用隸書刻字，因此考慮選用φ35的塑料棒材作為毛坯，先通過車床將材料車削成棋子形狀，并達到尺寸要求，再通過數控銑床進行端面刻字加工，最后通過手工方式進行著色。

（2）棋子的車削工序采用手工編程完成，在CK6132型數控車床上進行加工，加工數量為32顆（紅棋、黑棋各16顆）。

（3）棋子端面銑削刻字的工序，采用數控銑床通用夾具——平口鉗進行工件裝夾。考慮到塑料棒材質較軟，為避免夾傷棋子的外圓柱表面，要求采用銅皮包裹棋子圓柱表面進行裝夾，且夾緊力不宜過大。

（4）棋子端面刻字時要求銑刀的直徑較小，根據圖樣技術要求，考慮采用φ1-φ2的立銑刀，采用高轉速進行銑削刻字。主軸轉速及進給速度建議設置為2500r/min和100mm/min，在實際加工過程中，可通過主軸倍率修調開關和進給速度修調開關進行實時修調。

（5）中國象棋棋子加工工藝卡片設計

根據對中國象棋棋子的工藝分析，完成數控加工工藝卡。

三、數控編程及仿真加工（任務二）

該任務由1～2名學生完成，要求采用“Master-CAMX3軟件”及“上海宇龍數控仿真系統”對棋子進行數控銑削編程與仿真加工，[3]建議完成單顆棋子數控編程及仿真加工任務的時間為30分鐘。

四、中國象棋真實加工及后處理（任務三）

該任務由1～2名學生完成，要求采用XK7132型數控銑床進行棋子的數控銑削加工。建議完成單顆棋子加工任務的時間為30分鐘，具體步驟如下：

首先使用DNC程序傳輸軟件，將棋子數控銑削加工程序傳輸到數控系統中；然后根據技術要求調整機床參數，空運行檢查合格后進行生產加工；最后對產品去除毛刺并進行填色處理。中國象棋加工效果如圖1、圖2所示：

五、零件檢驗與評價（任務四）

該任務由學生和老師共同完成，采取學生自評和教師評分相結合的方式[4]，對中國象棋的加工質量進行評估和總結，建議任務時間為10分鐘。

六、結語

本文以“中國象棋的編程與加工”作為數控銑床實訓項目，進行理實一體化教學設計。整個教學過程為90分鐘，以完成單顆象棋棋子的數控銑床編程與加工為教學目標，教學內容涉及“團隊協作與溝通”、“零件三維造型”、“數控加工工藝的編制與實施”以及“數控機床編程與操作”等多個方面，較為全面地培養了學生的職業素養和職業能力。結合學校實際情況，充分運用我校高新基地的實訓設備，以整副中國象棋（共計32顆棋子）的數控編程與加工為實訓教學任務，力求達到“教室與車間相融合，老師與師傅相融合，實訓與實作相融合，學生與學徒相融合，成績與成效相融合。”[5]提高數控銑床實訓的教學質量，培養高素質技能型人才。

參考文獻：

[1]《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》，新華社北京，2010：第一部分第一章.

[2]朱明松，《數控銑床編程與操作項目教程》，機械工業出版社，2011：48-49.

[3]何偉，劉濱，《Mastercam基礎與應用教程》，機械工業出版社，2010：189-216.

[4]王新，《數控銑床編程與操作》，西安電子科技大學出版社，2015：47.

[5]戴偉，《讓職業教育走向高端向應用型本科高校邁進》，重慶科創職業學院第二屆教職工代表大會工作報告，2015年12月18日.

作者簡介：

金江（1981.7），男，重慶榮昌，講師/數控車工高級技師，本科，工學學士。主要從事機械專業教學及教學管理工作。