《数控车削加工工艺与编程》教学分析

马培勇+刘文静

【摘 要】本文针对数控专业课程教学方法的不足，通过实践举例讲解难理解、借助仿真软件进行程序的讲解、演示，使教学效果更加理想，采用项目实训法，提高学生的动手能力和实践经验。

【关键词】专业课程；仿真软件；项目实训法；教学方法

《数控车削加工工艺与编程》是一门实践性很强的专业课程，它的每个教学环节都必须有相应实习教学来加深理论教学效果。学生也只有通过实践，才能切实提高自己的动手能力、创新能力及分析问题解决问题的能力。下面我从以下几个方面进行教学分析，以兹和同行们商榷。

1 学情及用人单位需求分析

1）高职院校的学生学习基础相对差，对于专业课的学习更感到抽象，教师在授课时有些费力，因此，利用先进的教学方法、教学手段来提高学生的学习兴趣显得尤为重要。开课前，应结合学科特点，介绍数控编程知识的实用价值，有意识地让学生了解数控编程与今后工作的密切关系，了解所学专业和数控编程及操作的联系。从学生的好奇中挖掘能激发学习动机、学习热情和学习兴趣的问题和实际工作典型实例，充分展现数控编程及操作的价值，使更多的学生对数控编程产生浓厚的兴趣。

2）我国加入世贸组织后，中国正在逐步变成“世界制造中心”，制造业已成为我国经济的主要增长点，这也促使数控技术的广泛应用，数控人才的严重短缺引起了社会普遍关注。

在人才使用方面，企业需要专业知识扎实、实际经验和动手能力强的学生，工作实习期后，能够从事研发、创新、技术管理等工作。高职教育在教学机制、办学理念、课程设置、就业指导、实践教学模式、教材建设等方面应该与企业沟通、合作，按企业的需求培养人才。

2 专业课及重难点分析

《数控车削加工工艺与编程》是一门不需要任何学科基础的专业课程，相关专业课程也一样。

如图1所示轴类零件数控车加工的大体过程。首先要读懂图纸（形状、尺寸），制定加工工艺流程，编制程序（手工或自动）。通过上述加工过程分析，需要用到的专业课有《机械制图与计算机绘图》、《公差配合与测量》、《机械制造技术》、《数控车削加工工艺与编程》、《CAXA数控车》、《数控加工仿真系统》。只要同学们认真学习，都易掌握。

对于没有加工经验的初学者而言，学习的重难点主要有：程序编制的合理性、对刀的理解、切削三要素的合理确定、加工精度、坐标点的求出、加工工艺的确定、宏程序的编制等。

通过上述专业课程的学习，这些重难点都能解决。如图1所示，1）手工编程必须先求出坐标点，R10、R8、15o斜线之间相切的坐标点的求出是个难点，需用到三角函数、相似三角形、勾股定理等几何知识，部分同学已忘了，可以用计算机绘图软件，把图形绘制出来，进行标注便可解决。2）加工椭圆弧、抛物线（正弦和余弦曲线）的轴类零件，如图2、图3所示，需用到宏程序，大部分同学掌握不了，可以用CAXA数控车进行自动生动程序来解决（比手工编制的程序加工起来效率低）。其它重难点需要同学们多练习、多实践便可解决。

3 理论与实践相结合分析

实践是检验真理的唯一标准。在授课过程中，我发现部分理论问题用实践更容易讲清楚、弄明白。如：

1）圆弧的顺、逆判断。理论课讲，对圆弧顺逆方向的判断按右手坐标系确定：沿圆弧所在平面（XOZ平面）的垂直坐标轴的负方向（-Y）看去，顺时针方向为G02，逆时针方向为G03；实践得出，凹弧用G02，凸弧用G03。

2）左、右补偿。理论课讲，顺着刀具运动方向看，零件在刀具的左边称左补偿用G41，零件在刀具的右边称右补偿用G42；实践得出，外圆右补偿（G42），内孔左补偿（G41）。

4）对刀。数控机床是如何按照编程者的程序加工零件，理论课讲，机床坐标系与工件坐标系的关系，很难理解；实践课中，借助仿真软件进行对刀讲解，很清楚。

另外，课本中编的一些程序及指令的讲解部分存在不合理，通过实践举例讲解更清楚、合理。（如：用循环指令加工时，循环点的选定、过多的空行程、程序段中多余的重复、切削用量的确定等）

4 仿真软件在教学中所起作用分析

数控车编程只在“纸上谈兵”，太抽象、难理解，如果不借助仿真软件进行程序的讲解、演示，就无法验证所编的程序是否合理与对错，教学效果不理想。

1）改变传统的教学模式，提高学生的学习兴趣

2）方便了教师授课

3）学生易掌握理论知识，教学效果好

4）便于学生操作，为实际操作打下基础

5 项目实训法分析

目前数控车加工所用系统占市场份额最大的有FANUC（法那科）、SIEMENS（西门子）系统和华中系统。不同系统的指令格式、功用都有差異。

1）根据实训实习条件，有针对性地进行理论知识授课

在教学过程中，应根据学生将来实习所用设备、系统，选择对应的课本，并对课本内容做好增删处理，授课内容的难易程度要根据学情，多联系生产实例，进行理论与实践相结合的讲解、练习。

2）根据实训实习条件，编写实训实习教材

现代的数控车床种类繁多，结构、操作系统以及主要性能都不一样，特别是不同的车床、不同的系统，控制面板的操作、G代码和辅助功能的M代码的含义也不完全相同，甚至完全不同。应根据理论知识所讲内容，有针对性的编写实训教材，通过实训练习，掌握所学理论知识。

3）采用项目实训法，提高动手能力和实践经验

项目教学本质上就是任务驱动教学，是指将传统的学科体系中的知识内容转化为若干个教学项目，围绕着项目组织和展开教学，使学生直接参与项目全过程的一种教学方法。下面我仅以图4所示车削一组合件为案例做简单加工工艺分析。

组合件有三个零件装配而成，既有外圆加工又有内孔加工，首先要确定每个零件的加工工序。

1）应根据形状、尺寸确定加工顺序。如：件1，应先加工左端。

2）应根据组合情况，确定零件的加工顺序。如：图4，应先加工件3，再加工件2（把件2的右端加工好，然后与件3装配，再进行件2左端的加工）。

3）应根据装配情况，确定装卸顺序。如：件1与件2的配合，先加工件1，再加工件2，件2的内螺纹加工完，不好拆卸，先进行件1与件2的内外螺纹配合，看能否配合，如果尺寸过小，再进行加工。

4）应根据结构，确定加工方案。如件2，应先加工外圆，再加工内孔，反之，如果尺寸不合理，容易产生变形。

【参考文献】

[1]李新勇.数控加工实训[M].机械工业出版社，2011，10.

[2]闫巧枝，彭新荣.数控机床编程与工艺[M].西北工业大学出版社，2011，3.

[3]袁清萍，张晓春.数控机床实训教程[M].北京邮电大学出版社，2012，5.

[4]王卫兵，王金生.UG NX8.0数控编程学习情境教程[M].机械工业出版社，2014，1.

[5]王荣兴.加工中心培训教程[M].机械工业出版社，2014，10.

[6]洪美琴.数控加工技术[M].北京理工大学出版社，2015，7.

[责任编辑：田吉捷]