浅析技工学校数控专业一体化教学

文/于海红 李军艳

摘 要：数控技术是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法。数控机床的先进程度和操作者技术水平的高低对我国工业现代化进程有着举足轻重的影响作用。本文主要介绍了理工类技工学校数控专业的一体化教学过程和教学方法，探讨如何高质高效地培养优秀的数控专业高技能人才。

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关键词 ：数控技术 加工工艺 一体化教学

现代数控技术覆盖了自动控制技术、计算机技术、传感检测技术、液压气动技术、精密机械技术和网络通信技术等。我国数控技术及产业尽管在改革开放后取得了显著的成就，开发出了具有自主知识产权的数控平台及基本系统，也研制成功了并联运动机床等新技术与新产品，但是我国的数控技术及产业与发达国家比仍然有较大的差距。原因是多方面的，但是最重要的是数控人才的匮乏。为了进一步培养这方面的技能人才，技工学校也纷纷设立数控专业，并不断地添置数控设备。硬件跟上了，教研团队也必须跟上。如何做好教学工作，如何高效教学，下面简要介绍一下笔者的一些粗浅认识。

数控专业需要教授的知识主要有两大块：第一是专业理论知识的教学；第二是数控编程技术的教学，数控编程技术可分为数控手工编程技术和数控自动编程技术，其中第二块必须多动手操作练习，才能灵活掌握。

一、数控专业理论课教学

数控专业的专业理论课程有机械制图、金属材料与热处理、机械基础、极限配合与技术测量基础、数控加工工艺学等。这些学科关联性强，学好这些课程是学好专业技能的基石，不容忽视。想要教好专业理论知识，传统的“满堂灌”显然枯燥无味，效果不明显，也很难激发学生的学习兴趣。现在大多数学校硬件条件大大改善，广泛应用多媒体教学，有图片展示、动画教学、视频播放等。在教学过程中，适当应用可以起到事半功倍的效果。比如：在教数控机床的组成和工作过程这一知识点时，最好先让学生身临其境，在实习车间或工厂面对真实的数控机床，边演示边讲解。如果不方便去实习场所演示教学，可以结合实体图形，加上必要的动画演示。经过这样一个过程，学生必然印象深刻，他们就会对数控机床的结构、工作过程充分理解，为以后教学的顺利展开打好基础。

二、数控编程技术的教学

对于数控手工编程技术的学习，是整个教学环节的重中之重，必须进行一体化教学，理论与实践相结合。通常多数学校在教学时，首先要求学生实习操作普通机床，结合机械加工工艺的专业理论，通过技能训练及实践，使学生掌握中级工操作技能，在这个基础上再讲授和实践数控和手工编程技术。数控手工编程技术具体可分为两个阶段进行：

1.准备阶段

（1）读图与绘图。通过机械制图理论课的学习，学生掌握零件的测绘，看装配图和由装配图拆画零件图。这就需要运用教具、模具来讲解和练习。现在手工绘制图形，时间长、易出错，所以必须要求学生掌握电脑绘图软件的应用。这些必须在计算机机房演示教学并练习，才能取得良好的效果。现在开设的课程主要有CAXA电子图板和CAD制图。

（2）加工工艺的制定。加工工艺的制定首先要明确加工对象、轴类工件、孔套类零件选用数控车床；平面类零件、变斜角类零件和曲面零件一般选用数控铣床；既有平面又有孔系的零件、结构形状复杂、普通机床难加工的零件、外形不规则的异形零件和加工精度较高的中小批量零件一般选用加工中心。确定选用什么样的数控机床之后，再根据零件结构工艺性的特点具体分析运用什么样的加工方法，制定工艺路线，划分工序、工步，安排合理高效的加工顺序，并且需要注意数控加工工序与普通加工工序的有效衔接。

（3）零件定位与装夹。通过理论课的讲授，学生掌握工件定位的基本原理，定位基准的选择原则，熟悉各类夹具，在实践操作时要注意：夹紧机构或其他元件不得影响进给，工件的加工工步位要敞开；必须保证最小的夹紧变形。

（4）刀具选择。结合实物让学生能够选用组合工具，能够根据难加工材料的特点，选择刀具的材料、结构和几何参数。

2.数控编程阶段

（1）手工编程。众所周知，普通机床机械加工由操作者按照工艺规程通过手动操作来完成零件的加工。机床操作者的操作技能和水平决定着普通机床的加工质量和机床的效率。而数控机床与普通机床在机械加工中的根本区别是：数控机床是按照事先编制好的加工程序由计算机自动完成对零件的加工，理想的数控加工程序不仅应保证加工出符合图样要求的合格工件，同时应能使数控机床的功能得到合理的应用和充分的发挥，以便数控机床安全可靠及高效地工作。

在编制前应让学生详细了解所用数控机床的规格、性能、CNC系统所具备的功能及编程指令格式等。程序编制时，需先对图样规定的技术特性、零件的几何形状、尺寸及工艺要求进行分析，确定加工方法和加工路线，再进行数值的计算，获得刀位数据。然后，按数控机床规定采用的代码和程序格式将工件的尺寸、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数（主轴转速、刀具进给量、切削深度等）以及辅助功能（换刀，主轴正转、反转，冷却液开、关等）编制成加工程序。

通过讲授让学生掌握编程的数值计算方法，辅助计算方法，尤其是曲线节点的计算，学生能够编制轮廓加工程序，能够灵活应用固定循环、子程序进行编制程序，能够应用变量编程。手工编程适用于点位加工或几何形状不太复杂的零件，即二维或不太复杂的三维加工，程序编制坐标计算较为简单，程序段不多，程序编制易于实现的场合。

（2）计算机辅助编程。在现代机械加工中会遇到大量复杂的零件，单靠手工编程已不能满足现代制造业的需求，必须应用计算机辅助编程。

在教学中要求学生掌握CAD/CAM软件的应用，具体应能掌握实体造型、生成刀具轨迹、进行刀具参数设定、加工参数设置、确定刀具的切入切出位置与轨迹、编辑刀具轨迹，最后能够根据不同的数控系统生成G代码。

（3）数控加工仿真。为了减少教学成本，提高教学效率，仿真软件模拟教学被广泛应用。这里要求学生能够利用数控加工仿真软件实施加工过程仿真，加工代码检查与干涉检查。

（4）数控机床的操作和零件的加工。通过教师演示教学，学生掌握机床程序调试与运行能够灵活操作数控机床，在加工零件时能够依据零件特点，设置相关参数进行加工，输入程序，并调试确定无误方可加工练习。

不同的学校，硬件设备不同，系统软件不同，师资力量不同，教学重点和教学方法都不尽相同，但是要想成为一名优秀教师，必须合理高效利用学校的现有资源，精心讲授、耐心辅导，才能培养出优秀的能熟练操作数控设备的应用型高级技术人才

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参考文献：

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[4]张建民,赵燕伟,郭建江,胡圣尧.数控系统应用及开发[M].北京:科学出版社,2006.

（作者单位：邯郸工程高级技工学校）