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在20世紀(jì),六七十年代,提出了刀具補(bǔ)償?shù)母拍睿ㄟ^(guò)刀具補(bǔ)償,來(lái)減少編程人員的失誤,依據(jù)刀具理論、實(shí)際路線來(lái)設(shè)計(jì)編程,進(jìn)而提高編程的效率。在使用刀具補(bǔ)償概念時(shí),對(duì)于編程人員,往往依據(jù)工件的輪廓、尺寸來(lái)設(shè)計(jì)編程,最終建立、執(zhí)行刀補(bǔ)。在這之后,由數(shù)控系統(tǒng)自行計(jì)算、調(diào)整刀位點(diǎn),從而促進(jìn)工作效率的提高。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對(duì)刀具補(bǔ)償?shù)难芯吭絹?lái)越深入,尤其把其應(yīng)用到實(shí)踐之中,對(duì)于刀具補(bǔ)償,積極發(fā)揮好的作用在數(shù)控加工中,其補(bǔ)償方式很多,包括:單一補(bǔ)償、刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償、刀具半徑補(bǔ)償?shù)?。?duì)于這些補(bǔ)償方式,一旦積極有效地運(yùn)用在加工過(guò)程中,能夠很好地解決刀具出現(xiàn)的軌跡問(wèn)題,提高加工的效率[1]。
2刀具補(bǔ)償在數(shù)控加工中的作用
在數(shù)控加工中,使用刀具補(bǔ)償,從其基本的原理、應(yīng)用原則開(kāi)始分析,以及結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)提高刀具補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用效果。尤其需要了解在數(shù)控加工中刀具補(bǔ)償?shù)墓δ堋亩龠M(jìn)實(shí)際應(yīng)用的成效,根據(jù)刀具補(bǔ)償?shù)闹噶?、使用等特點(diǎn),來(lái)實(shí)施對(duì)應(yīng)的刀補(bǔ)方式。
2.1刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償在數(shù)控加工中的作用
對(duì)于數(shù)控加工,往往依據(jù)加工工件的要求、需要等,更換刀工指令,進(jìn)而選取適宜的刀具完成加工,而刀具的長(zhǎng)度會(huì)隨時(shí)發(fā)生改變。隨著刀具長(zhǎng)度的變化,改變了非基準(zhǔn)刀位點(diǎn)的起始位置,也改變了基準(zhǔn)刀位點(diǎn)的起始位置,使其不能重合,所以,需要改變刀具的長(zhǎng)度,進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?,減少零件報(bào)廢,或撞刀等問(wèn)題出現(xiàn)。通過(guò)實(shí)施刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償,減少不必要問(wèn)題的出現(xiàn),以及提高編程、加工的效率。在使用刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償,確保刀具以垂直的方向落在刀平面上,最多偏移一個(gè)刀具長(zhǎng)度的修正值,因此,在具體數(shù)控的編程過(guò)程中,一般不用分析刀具的長(zhǎng)度。對(duì)于刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償,還用來(lái)調(diào)整不同規(guī)格的刀具,或刀具的磨損,通過(guò)刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令,來(lái)補(bǔ)償?shù)毒叩母淖儯瑴p少重新調(diào)整刀具的工作量。
2.2刀具半徑補(bǔ)償在數(shù)控加工中的作用
在數(shù)控加工過(guò)程中,其原則為“刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)”,而在編程時(shí),往往引進(jìn)刀具半徑補(bǔ)償,依據(jù)刀具的大小,結(jié)合工件的輪廓,來(lái)使用刀具,即自己運(yùn)轉(zhuǎn)而偏離輪廓一定距離,即一個(gè)刀具的半徑,減少出現(xiàn)多切問(wèn)題。對(duì)于數(shù)控加工,往往在精度、效率、質(zhì)量等方面提出要求,所以,對(duì)于數(shù)控編程、操作人員,應(yīng)準(zhǔn)確把握刀具半徑補(bǔ)償?shù)亩x、使用的方法。尤其刀具半徑補(bǔ)償值的設(shè)置要合理,確保加工的精度。對(duì)于刀具半徑補(bǔ)償,應(yīng)結(jié)合理論輪廓編程來(lái)進(jìn)行,通過(guò)使用刀具半徑補(bǔ)償概念,提高編程的效率。一般而言,刀具半徑補(bǔ)償僅僅用在銑刀類的刀具方面,依據(jù)工件尺寸進(jìn)行編程,接著,以刀具半徑為主,把其放在半徑補(bǔ)償?shù)膬?chǔ)存器中,在此后的加工中通過(guò)更改刀具半徑補(bǔ)償值來(lái)實(shí)現(xiàn)加工[2]。
2.3刀具補(bǔ)償在數(shù)控加工中的技巧
為了很好地使用刀具補(bǔ)償概念,需要準(zhǔn)確把握刀具補(bǔ)償?shù)氖褂眉记桑M(jìn)而提高工作的效率。首先,分析刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償,在其指令的使用中,應(yīng)確定出正負(fù)補(bǔ)償,及偏置量。對(duì)于正負(fù)補(bǔ)償量,要依據(jù)Z軸的方向來(lái)得出,比如,在編程原點(diǎn)的Z坐標(biāo)的正方向,作為刀具的刀位點(diǎn),在這時(shí),往往使用負(fù)補(bǔ)償,即G44。而補(bǔ)償功能代號(hào)H,其后的兩位數(shù)字,往往用來(lái)代表一定數(shù)值,即刀具補(bǔ)償?shù)募拇嫫鞯刂?,具體指存放刀具長(zhǎng)度的補(bǔ)償值,把主軸的軸端中心當(dāng)作起刀點(diǎn),使用的刀具要離開(kāi)軸端的偏置量,即長(zhǎng)度為H。這樣,杜絕指令使用出現(xiàn)錯(cuò)誤,杜絕加工事故的發(fā)生,達(dá)到使用刀具補(bǔ)償?shù)哪康?。?duì)于刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令,往往隨著刀具位置的變化而變化,所以,隨著坐標(biāo)的改變,來(lái)改變工件的坐標(biāo)系,重新構(gòu)建一個(gè)新的坐標(biāo)系,在新的工件坐標(biāo)系中,把加工程序中的Z坐標(biāo)值引入進(jìn)來(lái),在這樣的方式下,使得刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)挠?jì)算簡(jiǎn)單化,促進(jìn)工作編程。對(duì)于刀具半徑補(bǔ)償,首先,分析一下刀具半徑補(bǔ)償?shù)墓δ?、刀具的選擇,刀具路徑的確定等,以“少吃快走”為思想進(jìn)行加工,利于加工的效率。另外,在加工中,需要及時(shí)更改自己的思維方式加工典型工件,提高加工的效率。而刀具半徑補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用技巧,要求數(shù)控加工人員根據(jù)自己的實(shí)際工作,不斷分析總結(jié)經(jīng)驗(yàn),從而利于刀具半徑補(bǔ)償概念的使用[3]。
3刀具補(bǔ)償應(yīng)用中的注意事項(xiàng)
在數(shù)控加工中,往往使用刀補(bǔ)功能,這就需要從以下幾點(diǎn)開(kāi)始注意。其一,在建立,及取消刀補(bǔ)時(shí),需要把握好刀具,即使其在刀補(bǔ)平面內(nèi)完成運(yùn)動(dòng)。其二,使用刀具補(bǔ)償時(shí),把握好刀具運(yùn)動(dòng)的方向,杜絕加工方向出現(xiàn)錯(cuò)誤,引起工件的浪費(fèi)。另外,對(duì)于刀具補(bǔ)償?shù)闹噶睿诰唧w應(yīng)用中,必須以一定程序進(jìn)行,即先下刀,再建立刀補(bǔ)、以及在抬刀后,取消刀補(bǔ)程序,確保刀補(bǔ)信息的充分、依據(jù)程序計(jì)算等。尤其杜絕出現(xiàn)抬刀前取消刀補(bǔ),因?yàn)檫@樣造成零件的報(bào)廢。其三,在抬刀后,取消刀補(bǔ),這樣一來(lái),使得刀具與工件距離遠(yuǎn),杜絕刀具發(fā)生多切情況。
4結(jié)論
總而言之,對(duì)于現(xiàn)代數(shù)控加工,涉及刀具補(bǔ)償概念,通過(guò)使用這個(gè)概念,利于加工工作的進(jìn)行,提高加工的效率。只有合理利用刀具補(bǔ)償,才能夠增加加工的效率,同時(shí),還能有效減少加工的工作量,以及減少計(jì)算的錯(cuò)誤率等。同時(shí),通過(guò)使用刀具補(bǔ)償功能,利于加工的進(jìn)行,解決刀具的磨損,發(fā)揮更大的功效。尤其更改刀具補(bǔ)償常量、變量,能夠更改傳統(tǒng)刀補(bǔ)加工中常量、變量,進(jìn)而提高刀補(bǔ)加工的功能,在具體加工中,不斷積累經(jīng)驗(yàn)、根據(jù)刀具補(bǔ)償原理、概念,有效使用此類方法,不斷豐富數(shù)控加工中刀補(bǔ)應(yīng)用技巧、促進(jìn)數(shù)控加工效率的提高。
作者:運(yùn)庚丹 單位:錦西工業(yè)學(xué)校
參考文獻(xiàn):
[1]張愛(ài)兵.淺談刀具半徑補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用[J].河南科技,2014(12).
【關(guān)鍵詞】數(shù)控;仿真系統(tǒng);實(shí)踐教學(xué)
1.前言
全球知識(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,使機(jī)械工程成為一個(gè)跨越機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、信息、控制、管理以及經(jīng)濟(jì)等多學(xué)科的綜合技術(shù)應(yīng)用學(xué)科,數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,這對(duì)傳統(tǒng)意義上的金工實(shí)習(xí)教學(xué)提出了更高的新要求。要投入大量的經(jīng)費(fèi)來(lái)購(gòu)置價(jià)格較貴的數(shù)控機(jī)床,顯然存在一定的難度。我院也是如此,存在實(shí)習(xí)人數(shù)多、時(shí)間短等問(wèn)題,這就使有限的數(shù)控機(jī)床無(wú)法滿足學(xué)生的實(shí)習(xí)需求。但是由于我們?cè)趯?shí)習(xí)教學(xué)中大量采用了數(shù)控模擬加工仿真軟件,即在計(jì)算機(jī)上學(xué)習(xí)工件的編程和模擬加工過(guò)程,在學(xué)生熟悉了模擬機(jī)床的基本操作方法和加工過(guò)程后再學(xué)習(xí)操作實(shí)際的數(shù)控機(jī)床,不僅大大降低了教學(xué)成本,也保證了實(shí)習(xí)中的數(shù)控設(shè)備的安全,并且取得了較好的實(shí)習(xí)效果。
2.數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的選用
數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的軟件形式很多,有的是數(shù)控機(jī)床本身自帶的仿真系統(tǒng),但這種數(shù)控機(jī)床的仿真系統(tǒng)只限于單人操作,在教學(xué)中局限性較大,不適用于教師教學(xué)和學(xué)生訓(xùn)練;還有一些CAD/CAM軟件也可以做到計(jì)算機(jī)模擬仿真功能,可以模擬刀具路線實(shí)現(xiàn)最終產(chǎn)品的生成,但是這些軟件不適合于手工編程,不能對(duì)學(xué)生進(jìn)行對(duì)刀訓(xùn)練和操作面板的應(yīng)用訓(xùn)練。我們學(xué)院選用了由廣州超軟科技有限公司所開(kāi)發(fā)的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的教學(xué)軟件,該軟件兼容于大多數(shù)國(guó)內(nèi)機(jī)床面板,具有CNC控制器仿真、加工仿真、加工校驗(yàn)等多種功能,完全可以滿足學(xué)生仿真實(shí)習(xí)需求。
3.數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應(yīng)用
由于是實(shí)習(xí)教學(xué),一般都是機(jī)械類專業(yè)低年級(jí)的學(xué)生,他們大多數(shù)沒(méi)有接觸過(guò)數(shù)控機(jī)床的實(shí)際操作,對(duì)機(jī)械加工概念理解比較模糊,所以我們?cè)谕瓿衫碚摻虒W(xué)以后可以先進(jìn)行仿真教學(xué)。
3.1 數(shù)控系統(tǒng)面板的操作練習(xí)
仿真系統(tǒng)的面板接近于真實(shí)機(jī)床,并可以實(shí)現(xiàn)機(jī)床所有的功能,利用仿真系統(tǒng)教師可以對(duì)機(jī)床面板進(jìn)行系統(tǒng)講解并現(xiàn)場(chǎng)演示。由于計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)的使用,學(xué)生可以做到人手一臺(tái)機(jī)床,便于學(xué)生熟悉各按鍵、旋鈕的功能與使用方法。
3.2 手工編程練習(xí)
在熟悉機(jī)床面板以后可以進(jìn)行程序輸入,程序調(diào)用練習(xí),在加載NC文件的同時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)程序進(jìn)行語(yǔ)法檢查,以避免錯(cuò)誤的產(chǎn)生。
3.3 加工工藝的練習(xí)
數(shù)控機(jī)床加工工藝規(guī)程與傳統(tǒng)加工的工藝規(guī)程從總體上說(shuō)是一致的,但又有其特點(diǎn):數(shù)控加工的工藝內(nèi)容比普通加工的內(nèi)容復(fù)雜,在普通機(jī)床的加工工藝中不必考慮的問(wèn)題,比如工序內(nèi)的工步安排,對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的設(shè)置,刀具半徑及長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)脑O(shè)置及走刀路線的確定問(wèn)題,在數(shù)控加工工藝時(shí)需認(rèn)真考慮。一般來(lái)說(shuō)數(shù)控加工工藝包括:
(1)選料。利用選料系統(tǒng)可以選擇不同的材料,不同形狀的毛坯,以適應(yīng)不同零件加工的需求。
(2)裝夾。(夾具的選擇)數(shù)控仿真提供了直接裝夾、工藝扳裝夾、平口鉗裝夾三種方法,學(xué)生可以根據(jù)加工需要自由選擇,并可以比較不同夾具在裝夾中的不同用途。
(3)刀具的選擇。學(xué)生可以在刀具庫(kù)中選擇不同類型、不同大小的刀具并且可以自定義刀具的相關(guān)特性參數(shù)。通過(guò)對(duì)刀具圖形的顯示可以使學(xué)生對(duì)數(shù)控刀具的外形、使用方法有一個(gè)大致的了解。如圖1。
(4)基準(zhǔn)對(duì)刀。利用了尋邊器進(jìn)行工件對(duì)刀設(shè)置并建立工件坐標(biāo)系。如圖2。
(5)自動(dòng)加工過(guò)程。最后進(jìn)行機(jī)床回原點(diǎn),程序自動(dòng)加工。在加工過(guò)程中學(xué)生不僅可以最直觀地感受到加工過(guò)程還可以對(duì)程序中的錯(cuò)誤進(jìn)行校驗(yàn),而且通過(guò)程序的校驗(yàn)一修改一校驗(yàn)這一過(guò)程加深對(duì)指令的理解。
3.4 加工檢驗(yàn)
加工完畢后生成截面圖,檢驗(yàn)工件的坐標(biāo)和各種尺寸,便于教師檢查學(xué)生的練習(xí)與實(shí)訓(xùn)效果。
3.5 宏程序的應(yīng)用
現(xiàn)在很多仿真軟件都帶有宏程序/參數(shù)編程的功能,對(duì)于高校學(xué)生來(lái)說(shuō)宏編程簡(jiǎn)單、實(shí)用、趣味性強(qiáng),在編程中可以將數(shù)學(xué)公式、微分方程等有關(guān)知識(shí)結(jié)合到程序中,利用基本計(jì)算方法解決加工中的實(shí)際問(wèn)題。宏編程干變?nèi)f化,掌握它的關(guān)鍵就在于抓住圖形輪廓規(guī)律,靈活地運(yùn)用好變量,結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)。學(xué)好宏程序可以開(kāi)拓學(xué)生的思維空間,提高學(xué)生的數(shù)控編程技巧。
通過(guò)上述一系列練習(xí),可以使學(xué)生基本掌握機(jī)床的使用方法、加工工藝流程,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析零件的機(jī)加工工藝并具有編制程序的初步技能和獨(dú)立操作多種典型數(shù)控機(jī)床的能力。由于仿真系統(tǒng)的直觀性、真實(shí)性可以使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中產(chǎn)生樂(lè)趣,激發(fā)他們對(duì)實(shí)習(xí)的興趣,同時(shí)學(xué)生也可以驗(yàn)證自己編寫(xiě)的程序。如果沒(méi)有仿真軟件而依靠老師檢查,老師工作量大,而且學(xué)生很難理解自己出錯(cuò)的原因,下次還會(huì)出現(xiàn)同樣的錯(cuò)誤。更重要的是,由于有了仿真這一環(huán)節(jié)可以將實(shí)踐加工過(guò)程中出錯(cuò)及事故發(fā)生串降低到最小程度。
4.仿真系統(tǒng)的局限性
數(shù)控加工仿真系統(tǒng)只是加工過(guò)程的模擬并非真實(shí)加工過(guò)程,它不考慮切削參數(shù)、切削力及其他物理因素,比如刀具振動(dòng)、切削熱、機(jī)床精度等對(duì)加工的影響,它無(wú)法代替學(xué)生在真實(shí)切削加工中的實(shí)際感受,尤其是切削用量的選擇,無(wú)法進(jìn)行控制,只能對(duì)切削深度過(guò)大時(shí)加以限制。因此,學(xué)生在應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行編程與操作訓(xùn)練時(shí),往往容易忽視切削用量的選擇、數(shù)控刀具的選用、零件的裝夾方法,而這些程序一旦應(yīng)用在實(shí)際中便可能出現(xiàn)打刀或影響實(shí)際零件的加工質(zhì)量、降低生產(chǎn)效率等問(wèn)題。仿真的長(zhǎng)期使用,還可能使學(xué)生對(duì)安全性產(chǎn)生忽視心理。
5.仿真系統(tǒng)的擴(kuò)展
我們現(xiàn)在所使用的仿真以幾何仿真居多,隨著計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)的發(fā)展,物理仿真的概念逐漸被提了出來(lái)。物理仿真可以在機(jī)床幾何運(yùn)動(dòng)的同時(shí),通過(guò)切削的動(dòng)力學(xué)特征反映切削用量、切削溫度、切削力等對(duì)加工過(guò)程的影響,最后可以通過(guò)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)反映到刀具、工件上,如刀具磨損、工件粗糙度的變化、加工聲音的異常等。這樣的仿真系統(tǒng)使加工過(guò)程更加真實(shí),便于學(xué)生對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行控制,從而掌握更多的加工細(xì)節(jié)。
6.結(jié)束語(yǔ)
在實(shí)習(xí)教學(xué)中使用仿真系統(tǒng)提高了學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣,可以讓學(xué)生充分感受到理論教學(xué)所沒(méi)有的真實(shí)感,可以把在理論課堂上抽象的概念轉(zhuǎn)化為機(jī)床具體的動(dòng)作,也可以節(jié)省學(xué)生占用數(shù)控機(jī)床的時(shí)間,解決了人多機(jī)床少的問(wèn)題。但是現(xiàn)在由于仿真還存在很多局限性,所以還是不能完全替代機(jī)床操作實(shí)踐。我們期待隨著計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的發(fā)展可以使仿真更多的應(yīng)用到教學(xué)中來(lái)。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:數(shù)控技術(shù) 專業(yè)核心課程 理實(shí)一體化
中圖分類號(hào):G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-3973(2013)009-187-02
1 前言
高職教育是為現(xiàn)代化社會(huì)主義社會(huì)培養(yǎng)高技能的應(yīng)用性人才,通過(guò)大量多年對(duì)畢業(yè)生跟蹤調(diào)研論證以及對(duì)數(shù)控技術(shù)專業(yè)就業(yè)趨勢(shì)的研究發(fā)現(xiàn),對(duì)數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)模式需要進(jìn)行改革。下面從以下幾個(gè)方面提出整個(gè)課程整體設(shè)計(jì)改革思路。
2 專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)
培養(yǎng)掌握數(shù)控設(shè)備的編程、操作以及適應(yīng)數(shù)控工藝設(shè)計(jì)、編程、操作等第一線需要的高技能應(yīng)用型人才。培養(yǎng)方向如表1。
3課程教學(xué)改革的主要內(nèi)容
本著“必需、夠用”理實(shí)一體為原則,對(duì)數(shù)控技術(shù)專業(yè)有關(guān)課程內(nèi)容進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整,如:
數(shù)控車(chē)工藝與編程――將數(shù)控車(chē)床結(jié)構(gòu)、數(shù)控車(chē)工藝、數(shù)控車(chē)編程有機(jī)整合。
數(shù)控銑工藝與編程――將數(shù)控銑床結(jié)構(gòu)、數(shù)控銑床工藝、數(shù)控銑床編程有機(jī)整合。
數(shù)控建模與自動(dòng)編程――將數(shù)控工藝與CAM課程有機(jī)整合。
打破原有課程體系講授方法,基于工作過(guò)程的課程方案。能有效地培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力。使其不斷適應(yīng)職業(yè)的變化,在“從新手到專家”的職業(yè)生涯之路得到自身發(fā)展。
4 數(shù)控車(chē)工藝與編程實(shí)例
整個(gè)教學(xué)工作過(guò)程基于理實(shí)一體化的教學(xué)模式,采用數(shù)控仿真操作和實(shí)訓(xùn)車(chē)間實(shí)際加工的教學(xué)思路,工作任務(wù)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜,符合從易到難的加工規(guī)律,整體提高了學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力。
5.1 教學(xué)程序設(shè)計(jì)
布置學(xué)習(xí)任務(wù):車(chē)外圓及車(chē)端面(如表2)。
教師準(zhǔn)備:數(shù)控仿真系統(tǒng),圖紙,工藝參數(shù)表等。
學(xué)生準(zhǔn)備:復(fù)習(xí)軸類零件知識(shí),讀圖方法及量具使用。
情景導(dǎo)入:學(xué)生分組探討,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際闡述外圓加工的基本知識(shí)
設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)聯(lián)系學(xué)生自己的生產(chǎn)實(shí)際導(dǎo)入新課,體現(xiàn)學(xué)習(xí)和就業(yè)理念,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本課題興趣。
5.2教學(xué)過(guò)程
步驟一:將課程從學(xué)生以具有的知識(shí)引入,如:可將此問(wèn)題比喻成“剪紙”,讓學(xué)生規(guī)劃“剪紙”路線。
步驟二:(1)學(xué)生用語(yǔ)言描述“剪紙”過(guò)程。(2)將語(yǔ)言描述的“剪紙”過(guò)程翻譯成數(shù)控語(yǔ)言。注:講解基本編程指令,并編制程序。
步驟三:(1)講解機(jī)床的結(jié)構(gòu),傳動(dòng)。(2)講解切削用量三要素及粗車(chē)、精車(chē)的概念。(3)講解機(jī)床的控制面板。
步驟四:編制數(shù)控加工工藝,并填寫(xiě)工藝參數(shù)表。
步驟五:(1)工件在三爪卡盤(pán)上正確安裝步驟。(2)車(chē)刀正確選用。(3)掌握三爪卡盤(pán)定位精度。
步驟六:錄入編制程序,進(jìn)行數(shù)控加工。學(xué)生分組相互交流加工零件的經(jīng)驗(yàn),并派代表發(fā)言,最后,教師總結(jié)。
5.3 教學(xué)課堂總結(jié)
一個(gè)體會(huì):基于工作過(guò)程個(gè)性化訓(xùn)練與分組協(xié)作的教學(xué)組織形式比較適合數(shù)控加工的一體化實(shí)訓(xùn)教學(xué)可操作性強(qiáng),既能提高學(xué)生的技術(shù)水平,又能升華學(xué)生的品格。一點(diǎn)不足:以多門(mén)理論課為支撐的數(shù)控加工一體化實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系還缺乏系統(tǒng)性和完整性。一個(gè)比喻:教室是編導(dǎo),學(xué)生是演員,課程任務(wù)是劇情,社會(huì)和企業(yè)是觀眾。
6 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)數(shù)控技術(shù)課程改革,強(qiáng)化了理實(shí)一體化的教學(xué)模式,以專業(yè)核心一體化為指導(dǎo),建設(shè)數(shù)控技術(shù)專業(yè)核心課程,以專業(yè)核心課程為切入點(diǎn),開(kāi)展工學(xué)結(jié)合的精品課程建設(shè),將教學(xué)與生產(chǎn)相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)的精神,為學(xué)生畢業(yè)以后在社會(huì)實(shí)踐工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:中職 數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè) 模塊化教學(xué)
中職數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)主要培養(yǎng)在生產(chǎn)服務(wù)第一線從事數(shù)控設(shè)備的操作和數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)(以數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床為主)、具有較強(qiáng)實(shí)際操作能力的高素質(zhì)勞動(dòng)者和技能型專門(mén)人才。傳統(tǒng)的教學(xué)形式已經(jīng)不能滿足學(xué)生就業(yè)需要,模塊化教學(xué)法在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和職業(yè)能力方面具有明顯的效果。
一、 模塊化教學(xué)的優(yōu)勢(shì)
數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)學(xué)生實(shí)訓(xùn)主要包括數(shù)控車(chē)削、數(shù)控銑削以及加工中心的操作,通過(guò)模塊化教學(xué)方法可以把以前單一的教學(xué)形式整合在一個(gè)教學(xué)模塊中體現(xiàn)出來(lái)。例如在數(shù)控綜合加工模塊中,選取“印章”作為一個(gè)項(xiàng)目載體,學(xué)生通過(guò)加工“印章手柄”,來(lái)鞏固前期數(shù)控車(chē)削編程加工的方法,通過(guò)“印章底座”的加工來(lái)鞏固前期數(shù)控銑削編程加工的方法。本項(xiàng)目的實(shí)施即可檢查學(xué)生們對(duì)數(shù)車(chē)、數(shù)銑掌握的情況,又可讓枯燥的加工轉(zhuǎn)變成有趣的作品,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,教學(xué)的效果自然會(huì)提升。
二、模塊化教學(xué)準(zhǔn)備
1.制定人才培養(yǎng)方案
為了使中職學(xué)生有更多的就業(yè)機(jī)會(huì),在人才培養(yǎng)過(guò)程中,要充分融合文化課與專業(yè)課相關(guān)知識(shí),制定數(shù)控專業(yè)人才培養(yǎng)方案,加強(qiáng)對(duì)學(xué)生工作能力的培養(yǎng),積極提升學(xué)生的個(gè)人素養(yǎng),以工作過(guò)程為導(dǎo)向,著重強(qiáng)調(diào)人才培養(yǎng)的規(guī)范化和職業(yè)化。在教學(xué)過(guò)程中,注重學(xué)生動(dòng)手操作能力的培養(yǎng),提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力,進(jìn)而有效提高學(xué)生的綜合技能。此外,還要設(shè)置教學(xué)評(píng)價(jià)體系,強(qiáng)化對(duì)模塊化教學(xué)的反饋力度。從而培養(yǎng)出一批有職業(yè)素養(yǎng)的人才,讓學(xué)生所學(xué)的知識(shí)切實(shí)得到應(yīng)用。
2.開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)合理的模塊化課程體系
在培養(yǎng)中職數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)學(xué)生技能的過(guò)程中,要結(jié)合實(shí)際,開(kāi)發(fā)適合當(dāng)?shù)仄髽I(yè)的項(xiàng)目,對(duì)模塊化教學(xué)進(jìn)行科學(xué)的劃分,設(shè)計(jì)出每一個(gè)模塊的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方式以及教學(xué)評(píng)價(jià),結(jié)合教學(xué)過(guò)程,適時(shí)開(kāi)發(fā)校本教材,著重保障學(xué)生的實(shí)踐操作能力以及對(duì)專業(yè)知識(shí)的運(yùn)用能力,全面提高模塊化教學(xué)課程體系的設(shè)置水平。
三、模塊化教學(xué)的應(yīng)用
中職數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)模塊化設(shè)計(jì),主要包括普通加工模塊、數(shù)控加工模塊和數(shù)控綜合加工模塊三個(gè)部分。
1.普通加工模塊
隨著科技的進(jìn)步,雖然機(jī)床數(shù)字化程度不斷提高,但是傳統(tǒng)的車(chē)、銑、磨、鉆等普通金工實(shí)習(xí)仍然不能忽視,在數(shù)控加工技術(shù)中是必不可少的模塊,也是學(xué)習(xí)現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的基礎(chǔ)。學(xué)生通過(guò)這些工種的鍛煉,可以初步建立起機(jī)械加工的概念,理解機(jī)械加工的一般工藝知識(shí)。例如在普通車(chē)工實(shí)訓(xùn)模塊中,可以讓學(xué)生掌握車(chē)床的正確操作和維護(hù)、工件裝夾和定位、熟知安全文明生產(chǎn)、回轉(zhuǎn)軸類零件的加工、內(nèi)外螺紋的加工、滾花及中等復(fù)雜程度的零件綜合加工等。
2.數(shù)控加工模塊
本模塊主要讓學(xué)生掌握數(shù)控車(chē)、數(shù)控銑以及加工中心的基本編程和基本操作,主要包括數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)、操作界面及程序編制,能根據(jù)所給零件圖熟練地在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成加工。學(xué)生在剛接觸數(shù)控編程概念時(shí)還很少考慮工藝問(wèn)題,會(huì)出現(xiàn)刀具選擇不當(dāng)、參數(shù)設(shè)置不合理等問(wèn)題,這就可能發(fā)生碰撞,甚至出現(xiàn)事故。因此可以結(jié)合仿真模擬軟件實(shí)訓(xùn),讓學(xué)生在沒(méi)有實(shí)際操作數(shù)控機(jī)床前,在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行“真刀實(shí)槍”的模擬演練,提高學(xué)生對(duì)數(shù)控加工的理解與認(rèn)識(shí),可在一定程度上降低機(jī)床損壞的幾率,為學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用技能模塊打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。
3.數(shù)控綜合加工模塊
通過(guò)前期的學(xué)習(xí),最終要讓學(xué)生對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行綜合應(yīng)用。設(shè)計(jì)一些綜合項(xiàng)目,例如“國(guó)際象棋”“印章”“小火車(chē)”等學(xué)生感興趣的工件,既可學(xué)到知識(shí),又能把自己的成果轉(zhuǎn)換成小作品,能更多地吸引學(xué)生的注意,大大提升教學(xué)效果。
綜上所述,通過(guò)實(shí)施模塊化教學(xué),讓學(xué)生受益,把學(xué)習(xí)的過(guò)程轉(zhuǎn)變成人人都參與的創(chuàng)造實(shí)踐活動(dòng),人們重視的不再是最終的加工結(jié)果,而是完成的過(guò)程。這種教學(xué)形式可以讓學(xué)生充分理解和把握理論與實(shí)踐之間的關(guān)聯(lián),體驗(yàn)創(chuàng)造的艱辛與樂(lè)趣,培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,為學(xué)生提供了更加有效的學(xué)習(xí)環(huán)境,提高了人才培養(yǎng)質(zhì)量,同時(shí)改變了傳統(tǒng)教學(xué)模式,培養(yǎng)出來(lái)的人才更能適應(yīng)社會(huì)的需要。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:互動(dòng)式;數(shù)控加工編程;三位一體
中圖分類號(hào):G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-5727(2013)11-0123-02
傳統(tǒng)本科院校在數(shù)控機(jī)床類課程的教學(xué)中,由于各方面條件的限制,對(duì)數(shù)控編程及加工技術(shù)只是作為一個(gè)章節(jié),對(duì)學(xué)生的實(shí)踐環(huán)節(jié)要求不高,學(xué)生對(duì)編程理論及編程方法的理解也不夠深刻,嚴(yán)重制約了學(xué)生創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力的提高,極大地影響了教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效果。我院以應(yīng)用型本科學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)為目標(biāo),積極改變傳統(tǒng)的教育模式,注重理論與實(shí)踐相結(jié)合,試圖探索一種適合機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)數(shù)控方向應(yīng)用型本科教學(xué)行之有效的方法,旨在培養(yǎng)時(shí)展要求的創(chuàng)新型人才。
數(shù)控加工編程這門(mén)課程正是數(shù)控方向?qū)W生理論與實(shí)踐相結(jié)合的典范,也是我院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的一門(mén)專業(yè)主干課程。教學(xué)的目的是使學(xué)生在了解數(shù)控加工技術(shù)基本概念的基礎(chǔ)上,掌握數(shù)控車(chē)、銑、加工中心及線切割機(jī)床的編程和操作方法,培養(yǎng)學(xué)生數(shù)控刀具的選擇和數(shù)控工藝分析的能力,為后續(xù)數(shù)控系統(tǒng)原理及應(yīng)用的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。
互動(dòng)式理論教學(xué)方式
互動(dòng)式理論教學(xué)法在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)以師生之間的互相尊重為基本前提,以教學(xué)過(guò)程中的溝通交流為基本特征,以發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題為教學(xué)載體,最終達(dá)到激活學(xué)生的問(wèn)題意識(shí),在相互啟發(fā)中消除疑惑的目的。
互動(dòng)式理論教學(xué)方式的實(shí)施步驟為:課前預(yù)習(xí)——拋出問(wèn)題
——引導(dǎo)式回答——引出式講授
——間歇式發(fā)問(wèn)——討論式作答
——總結(jié)陳述——課堂小結(jié)。下面以講授“數(shù)控立式加工中心鉆鏜循環(huán)”為例,進(jìn)行分析。
首先,在課前預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上,拋出問(wèn)題并作引導(dǎo)式回答。在已經(jīng)對(duì)加工直線快速進(jìn)給指令G00和工作進(jìn)給指令G01熟知的前提下,拋出所示圖形(如圖1所示),加工圖中所示的1號(hào)、2號(hào)和3號(hào)孔。之后,可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)圖中所示數(shù)字的順序思考作答。
得出孔系的加工路徑如下:1(G00定位1號(hào)孔)——2(G00下刀到安全高度)——3(G01切削加工)——4(加工完成,G00退回)——5(G00抬刀到2號(hào)孔安全高度)——6(G00定位2號(hào)孔)——7(G01)——8(加工完成,G00退回)——9(G00定位3號(hào)孔)——10(G00)——11(G01)——12(G04暫停,光整加工)——13(加工完成,G00退回)——14(G00返回初始點(diǎn))。根據(jù)這樣的路徑,學(xué)生就可以按照比較清晰的思路用G00和G01指令不斷地切換達(dá)到加工目的。但是,這樣的加工方法對(duì)于數(shù)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)讀取時(shí)間較長(zhǎng),加工緩慢,而且程序冗長(zhǎng),與數(shù)控程序簡(jiǎn)單、明了的目的相悖。
其次,引出式講授穿插間歇發(fā)問(wèn)。提醒學(xué)生回憶以往的學(xué)習(xí)內(nèi)容:參照數(shù)控臥式車(chē)床編程的一種方法——固定循環(huán)指令——是不是有一種指令可以將幾個(gè)程序段合而為一呢?如果可以,怎么合?哪些路徑可以合起來(lái)?引發(fā)學(xué)生之間的討論,進(jìn)而對(duì)鉆鏜固定循環(huán)指令展開(kāi)詳盡的講解。
再次,討論式作答并作總結(jié)陳述。以提問(wèn)的方式請(qǐng)學(xué)生對(duì)剛剛講述的指令對(duì)號(hào)入座:采用簡(jiǎn)單鉆孔循環(huán)指令加工1號(hào)孔,采用深孔往復(fù)排屑鉆孔循環(huán)指令加工2號(hào)孔,采用孔底有暫停的鉆孔循環(huán)指令加工3號(hào)孔。得出的最終加工路徑:1(定位1號(hào)孔)——2——3——
4(用一個(gè)指令G81完成)——5
——6(定位2號(hào)孔)——7——8(用一個(gè)指令G73完成)——9(定位3號(hào)孔)——10——11——12
——13(用一個(gè)指令G82完成)——14(返回),使原來(lái)要用14個(gè)程序段完成的指令用5個(gè)程序段完成,大大簡(jiǎn)化了編程。
之后還可以對(duì)本節(jié)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)陳述。這樣,學(xué)生可以很容易地理解并掌握概念,同時(shí)也可以體會(huì)到同一個(gè)表面的加工可以通過(guò)不同的方式得到,但是考慮到現(xiàn)代加工的經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題,則必須選擇一種最方便快速的方式。
目標(biāo)式課后實(shí)驗(yàn)
每一種類型的機(jī)床編程方法講述結(jié)束之后,都會(huì)安排3個(gè)課時(shí)的機(jī)床實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),讓學(xué)生有針對(duì)性地對(duì)課堂所學(xué)的編程方法作更進(jìn)一步的理解和掌握。仍然以圖1所示的零件為例來(lái)簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)驗(yàn)過(guò)程。
在實(shí)驗(yàn)時(shí),先將學(xué)生分成3~4人一組,每組學(xué)生拿到的只是一個(gè)長(zhǎng)方體的毛坯零件。學(xué)生拿到毛坯件之后,可以分工合作。首先,分析零件圖紙,看清設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、技術(shù)要求、精度要求等內(nèi)容,觀察加工對(duì)象的類型,選擇合適的機(jī)床及刀具材料與類型。同時(shí),也要對(duì)拿到的零件毛坯的工藝性做簡(jiǎn)單分析,確定毛坯余量是否充分及均勻,毛坯件如何定位裝夾等。
其次,要對(duì)零件做更詳盡的工藝分析。分析的內(nèi)容包括工序的劃分,工步的安排,走刀路線的確定,切削參數(shù)(切削深度/寬度、切削速度Vc、進(jìn)給量f)的選擇等。需將這些內(nèi)容細(xì)化之后填寫(xiě)數(shù)控加工的刀具卡和數(shù)控加工工序卡。
再次,在編程之前還需進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。主要根據(jù)每個(gè)工步的加工路線確定基點(diǎn)及坐標(biāo)值,在圖樣上畫(huà)出走刀路線。然后就可以根據(jù)事先安排好的加工路線加入刀補(bǔ)之后進(jìn)行加工。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)的機(jī)床都具有刀具補(bǔ)償功能,此時(shí),可以根據(jù)零件輪廓進(jìn)行編程。
最后,將以上所有準(zhǔn)備工作完成之后,就可以安裝毛坯,保證毛坯的安裝精度;安裝刀具,進(jìn)行對(duì)刀操作;輸入所有的程序及刀補(bǔ)參數(shù),對(duì)車(chē)床試運(yùn)行加工。在粗加工時(shí)或空走刀時(shí),盡量選擇大的切削用量和加工速度;精加工時(shí),則選擇較高的主軸轉(zhuǎn)速和較低的進(jìn)給速度,以保證加工精度。
經(jīng)過(guò)一個(gè)零件完整的編程實(shí)踐,可以讓學(xué)生深刻地體會(huì)到編程不僅僅包括程序編制,編程之前的工藝分析也是必不可少的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)與實(shí)踐,不僅加深了學(xué)生對(duì)課程本身的認(rèn)識(shí),同時(shí)也強(qiáng)化了與機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程的聯(lián)系,為后續(xù)的專業(yè)課程設(shè)計(jì)奠定了實(shí)踐基礎(chǔ)。
拓展式實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)
正常的教學(xué)環(huán)節(jié)結(jié)束后,還會(huì)安排為期4周的CAD/CAM實(shí)訓(xùn),內(nèi)容包括兩周的CAD/CAM軟件實(shí)訓(xùn)和兩周的加工實(shí)訓(xùn)。兩周的軟件實(shí)訓(xùn)主要運(yùn)用UG進(jìn)行三維造型設(shè)計(jì),通過(guò)UG軟件的CAM功能,按照?qǐng)D2所示流程完成圖紙的仿真模擬,可以根據(jù)模擬結(jié)果修改加工參數(shù)。兩周的加工實(shí)訓(xùn)則是對(duì)實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充,可以滿足每名學(xué)生都能上機(jī)操作的要求。同時(shí),進(jìn)行宇龍仿真軟件的實(shí)訓(xùn),將數(shù)控車(chē)、銑、加工中心等機(jī)床的實(shí)際加工操作,以虛擬的方式展現(xiàn)出來(lái),使學(xué)生真正實(shí)現(xiàn)仿真與實(shí)操的結(jié)合,能更加深刻地理解先進(jìn)制造技術(shù)的概念。另外,課余時(shí)間,我院還鼓勵(lì)學(xué)生參加數(shù)控中級(jí)、高級(jí)培訓(xùn),為學(xué)生的就業(yè)添磚加瓦。目前,我院機(jī)械系2010、2011兩級(jí)學(xué)生已完成了數(shù)控中級(jí)工的培訓(xùn)和考核,部分學(xué)生已順利拿到了數(shù)控中級(jí)工證書(shū)。
結(jié)語(yǔ)
教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)三位為一體的人才培養(yǎng)模式,可以構(gòu)成一個(gè)相互交叉、相互融合、相互滲透的有機(jī)整體,有效提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生愿意主動(dòng)去操作、去練習(xí)。輔助的考級(jí)考證培訓(xùn)也大大提高了學(xué)生對(duì)數(shù)控機(jī)床操作的積極性,為應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)做出了很好的實(shí)踐。由于此類課程的專業(yè)性,講述內(nèi)容相對(duì)枯燥,需要我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中不斷搜集相關(guān)的多媒體教學(xué)資源,使學(xué)生更形象地接受所學(xué)內(nèi)容。另外,在有條件的情況下,不應(yīng)該只重視編程能力的培養(yǎng),在對(duì)內(nèi)容熟練掌握的前提下,應(yīng)自行設(shè)計(jì)伺服系統(tǒng),并在普通機(jī)床上進(jìn)行數(shù)控化改造。
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數(shù)控機(jī)床論文 數(shù)控技術(shù) 數(shù)控加工論文 數(shù)控技術(shù)論文 數(shù)控加工 數(shù)控論文 數(shù)控機(jī)床知識(shí) 數(shù)控技術(shù)專業(yè) 數(shù)控實(shí)訓(xùn)報(bào)告 數(shù)控編程論文 紀(jì)律教育問(wèn)題 新時(shí)代教育價(jià)值觀