數控車床編程與加工實訓教學改革探索與實踐

羅威

摘 要：通過分析嘉應學院理工科專業數控車床編程與加工實訓的教學現狀與存在的問題，圍繞數控車床實訓教學場所、教學內容、教學模式和實訓評價考核方式進行了改革探索與實踐，為提高數控車床編程與加工實訓的教學質量提供了思路。

關鍵詞：數控車床實訓 編程與加工 理工科專業 教學改革

Exploration and Practice of Teaching Reform of NC Lathe Programming and Processing Training

Luo Wei

Abstract：By analyzing the current teaching situation and existing problems of NC lathe programming and processing training in science and engineering specialty of Jiaying University， the reform exploration and practice are carried out around the teaching place， teaching content， teaching mode and training evaluation and assessment method of NC lathe training， which provides ideas for improving the teaching quality of NC lathe programming and processing training.

Key words：NC lathe training， programming and machining， science and engineering major， teaching reform

1 前言

數控車床編程與加工實訓是包含數控車床編程的相關理論知識與技能操作訓練的一門具有較強專業實踐性的綜合課程[1]。該課程對學生掌握實際操作技能的要求較高，對提升理工科專業學生實踐動手能力和綜合素質具有重要的作用[2-3]。因此，需要明確實訓教學中存在的問題[4]，有針對性地進行數控車床實訓教學改革，增強理工科專業學生實踐技能和綜合素質，提高數控車床編程與加工實訓的教學質量。

2 數控車床實訓教學現狀與存在的問題

“數控車床編程與加工實訓”課程是嘉應學院理工科專業金工實訓課程的一部分，也是一門實踐性很強的必修課程[5]。當前采用的教學指導書主要是自編的數控車床編程與加工實訓指導書。教師利用一周的實訓時間將數控車床加工的方法原理和基本操作，采用講解和操作相結合的實訓教學方式向學生進行理論講授和實際操作演示，隨后學生進行操作練習，這種教學方式較為單一，難以激發學生的學習興趣。

由于嘉應學院進行數控車床編程與加工實訓的理工科專業并非是機械類專業，在機械零件識圖方面、加工工藝和數控加工程序的編寫等方面缺乏系統的理論學習和實際鍛煉，在有限的教學時間內，學生難以熟練掌握加工工藝和程序編寫以及操作要點。此外受場地限制，教學區、工作區與材料區等在同一數控實訓室，共有8臺采用GSK 數控系統的數控車床供40人班級使用，多人共用一臺數控車床導致學生實際操作時間少，站在外圍的同學接受知識的效果差，動手操作能力有待提升;缺乏多媒體教學設備的直觀教學講解，教學過于枯燥與乏味，且實訓考核主要是檢查學生的加工工件，實訓實際操作技能過程的考核方式單一，導致學生實訓的積極性普遍不高。

3 數控車床實訓教學改革的探索與實踐

針對當前理工科專業數控車床編程與加工實訓教學現狀與存在的主要問題，根據現有的教學資源，對實訓教學場所、教學內容、教學模式和實訓評價考核方式進行改革探索與實踐。

3.1 整合實訓教學場所，強化實踐教學

充分利用數控車床實訓室場所空間，將數控實訓室整合為教學區、工作區、材料區等具有多功能區域的實訓場所。教學區具有白板、投影儀等多媒體教學設備。在合適的位置設置工作區，工作區的墻壁周圍展示數控車床的安全操作規程、常用編程指令格式、典型加工零件圖等內容，并配置工具箱，合理設置材料區。受數控車床數量較少的實訓教學條件限制，因此將40人左右的班級學生分為AB兩組，A組學生由鉗工實訓教師進行鉗工實訓，B組學生由數控實訓教師進行數控車床實訓，AB兩組各自任務完成后再對調實訓。數控車床共有8臺，一臺數控車床上最多有三個學生進行操作，保證了學生充分的操作訓練時間，便于教師進行實訓教學和管理，提高了實訓教學質量[6]。

3.2 豐富和完善實訓教學內容

數控車床實訓教學內容的安排以從局部到整體，增強學生的感性認識為原則。將數控車床實訓課程的主要內容調整為：數控加工的安全操作規范、數控車床的工作原理、主要組成部分及其作用、數控車床的坐標系統、機床面板各鍵和按鈕的功能及用途、操作基本要求、數控編程基本指令、零件加工工藝和加工程序的編寫和輸入方法，倒角、臺階、圓弧、切槽、切斷和螺紋零件練習、綜合項目自主設計訓練、考核工件。針對以往缺乏直觀教學的枯燥講解的教學形式，利用多媒體資源制作數控機床的組成部分、坐標系統、機床面板各鍵和按鈕的功能及用途等圖片和錄制了操作要點和加工視頻。

3.3 選擇合適的教學模式

充分利用現有的教學資源，采用超星學習通、仿真軟件模擬加工和現場操作等教學方法，讓學生課前預習、課中討論、模擬加工和實操，實操結束后要對零件的加工過程做小組分析和總結。

在實訓上課之前，通過超星學習通平臺，發布學習的內容和任務，讓學生根據學習任務進行課前預習。包括CAD、PRO/E等在工程的應用知識、加工的零件圖圖紙，引導學生加強機械零件識圖能力的學習，提高學生機械零件識圖;將制作的機床組成部分、工作原理、面板按鍵的分布、工件坐標系、對刀、加工工藝、操作要點和數控加工編程知識等圖片和錄制的操作要點和加工視頻供學生課前預習和課下鞏固，增強感性認識和加強對數控車床加工編程的認識。

在實訓教學過程中，可以采用小組合作教學的模式。教師根據學生之間學習能力與水平的差異進行合理的分組，每個小組成員有不同的職責。根據分組，教師先讓學生對基礎的圖紙進行編程加工，引導學生對圖紙進行分析，將數控車床加工零件的操作分為若干部分，選擇合適的刀具、確定切削用量，編制加工工藝和加工程序，在小組內根據小組成員的特長進行分工合作。進而采用任務驅動教學方法，各小組學生自行討論設計綜合項目的加工工藝及程序，教師采用啟發式教學，對學生進行相關內容的引導，加強實踐教學管理，讓學生自主完成綜合項目的整個制作過程。加工完成后采用比較式教學，通過展示各小組的加工零件，在尺寸和粗糙度等方面進行對比，對不合格的零件進行分析，是加工過程游標卡尺測量不規范導致讀數偏差、對刀或者編程等原因導致的，還是機床的誤差導致的。從而增強學生參與實訓的積極性和教學的有效性，培養學生的自主學習和動手實踐能力。

3.4 結合仿真軟件進行實踐教學，強化對理論知識的認識

由于學生在對刀過程中的失誤、編寫程序或者加工路線過程中的錯誤，會容易出現工件報廢、車床部件發生碰撞等嚴重現象。而仿真軟件可以結合輸入的程序、刀具等數據，對數控車床的編程、操作和加工等過程進行模擬演示，保證數控程序的正確和操作加工的安全。因此，在學生進行數控車床操作前，采用數控加工仿真軟件進行理論知識和仿真的教學。在學生掌握數控車床的編程、加工操作后，如學生在學習G71、G92循環指令后，可以在仿真軟件上探索循環起點、進刀量等的確定。然后再進行實踐教學，增強學生對理論知識的理解。采用仿真軟件將理論知識和實踐相結合，強化了學生對數控車床的理論知識的認識，激發了學生數控車床實訓的興趣，提高了數控車床編程與加工實訓的教學水平。

4 實訓評價考核方式的改革

在考核學生成績方面，采取平時考核、仿真和實際操作考核、綜合素質考核和實訓報告考核相結合的評價考核方式。平時成績（占10%），考核學生的考勤、實訓態度和紀律;仿真和實際操作成績（占50%），考核學生對軟件編程和實操的掌握程度;綜合素質（占10%），考核學生的綜合實踐能力，對數控車床實踐操作能力的綜合評定;實訓報告（占30%），對實訓的理論知識和操作原理、加工工藝制定和數控加工程序綜合評定。改革后的實訓評價考核方式注重學生對數控車床編程與加工實訓的掌握程度和動手實踐過程，調動了學生實訓的積極性，提高了實訓的教學效果。

5 結語

通過對嘉應學院理工科專業數控車床編程與加工實訓的教學場所進行整合、對教學內容和教學模式以及實訓評價考核方式進行改革探索與實踐，激發了學生參與數控車床實訓的積極性，培養了學生的動手實踐操作能力和綜合素質，提高了數控車床編程與加工實訓的教學質量。

項目基金：嘉應學院2019年度高等教育教學改革立項項目（JYJG20190212）。

參考文獻：

[1]劉運琴.數控車床編程與操作實訓課程一體化教學改革的探索與實踐[J].職業，2016，（21）：57-58.

[2]孫立峰.數控車工實訓教學改革探索[J].湖北農機化，2019，（19）.

[3]楊帆.數控車削加工工藝與編程教學研究[J].科技風，2020，（19）.

[4]陳國.數控車工實踐教學常見問題及對策[J].設備管理與維修，2020，（24）.

[5]左大利，范四立，陳雪梅.高職“數控車床編程與操作實訓”課程教學改革的思考.濰坊學院學報，2016，（24）：19-21.

[6]李澤，朱會東.高職《數控編程與加工技術》教學模式探索與實踐[J].南方農機，2018，49（15）.