邵建凱

《數(shù)控車削編程與操作》是中、高等職業(yè)教育院校數(shù)控加工專業(yè)的一門重要課程。數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)是該課程教學(xué)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，如何在教學(xué)中充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握數(shù)控機(jī)床操作技能的目標(biāo)要求，是各院校數(shù)控專業(yè)教學(xué)中面臨的新課題。筆者所在學(xué)校在教學(xué)中，堅(jiān)持以學(xué)生技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)為核心，依據(jù)學(xué)生自身特點(diǎn)和認(rèn)知規(guī)律，不斷研究與實(shí)踐教學(xué)方法，改善教學(xué)手段，創(chuàng)新教學(xué)模式，取得了良好的教學(xué)效果。

一、以實(shí)訓(xùn)操作為切入點(diǎn)，上好第一堂課，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

興趣是最好的老師，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體。每當(dāng)學(xué)生第一次接觸新的學(xué)科時(shí)，總是存在著極強(qiáng)的好奇心理。他們急于了解這門課程的主要內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法、實(shí)際應(yīng)用及其與未來就業(yè)崗位的關(guān)系。要使他們準(zhǔn)確掌握知識(shí)，熟練運(yùn)用知識(shí)來解決實(shí)際問題，就必須充分調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，努力提高學(xué)習(xí)興趣。為此，上好第一堂課就變得非常關(guān)鍵。在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，要打破原有的先理論后實(shí)踐的教學(xué)模式，以實(shí)訓(xùn)課為切入點(diǎn)，第一堂課就帶領(lǐng)學(xué)生去實(shí)訓(xùn)車間進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)。首先，教師示范一個(gè)簡單的階梯軸零件實(shí)例加工過程，把準(zhǔn)備好的圖樣發(fā)給學(xué)生，教師現(xiàn)場用G90、G00、G01等指令編制一個(gè)簡單的數(shù)控加工程序，輸入到數(shù)控裝置中，啟動(dòng)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行現(xiàn)場加工。讓學(xué)生親身感受數(shù)控機(jī)床的加工過程，通過與普通機(jī)床加工零件對(duì)比，使其更直觀的了解數(shù)控機(jī)床加工的高精度、高速度、高效率等功能特點(diǎn)。然后，教師在真實(shí)的加工環(huán)境中通過給學(xué)生示范主軸轉(zhuǎn)速、刀架回轉(zhuǎn)、刀具進(jìn)給等控制功能的操作，并用規(guī)范語言概括講解數(shù)控機(jī)床的組成、加工控制原理及面板操作等相關(guān)知識(shí)。讓學(xué)生從宏觀上了解本課程的知識(shí)脈絡(luò)、學(xué)習(xí)方向以及應(yīng)達(dá)到的水平。以此來激發(fā)學(xué)生的興趣，有效調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的主動(dòng)性與積極性。

二、科學(xué)設(shè)計(jì)“核心課程+項(xiàng)目教學(xué)”的專業(yè)課程體系

按照“以能力為本位，以職業(yè)實(shí)踐為主線，設(shè)計(jì)核心課程+項(xiàng)目教學(xué)的專業(yè)課程體系”的總體要求，以工作任務(wù)模塊為中心構(gòu)建項(xiàng)目教學(xué)課程體系。徹底打破學(xué)科課程的設(shè)計(jì)思路，緊緊圍繞完成工作任務(wù)的需要來選擇和組織課程內(nèi)容，突出工作任務(wù)與知識(shí)的聯(lián)系，讓學(xué)生在職業(yè)實(shí)踐活動(dòng)的基礎(chǔ)上掌握知識(shí)，增強(qiáng)課程內(nèi)容與職業(yè)崗位能力要求的相關(guān)性，提高學(xué)生的就業(yè)能力。

學(xué)習(xí)項(xiàng)目選取的基本依據(jù)是該門課程涉及的工作領(lǐng)域和工作任務(wù)范圍。在具體設(shè)計(jì)過程中，以機(jī)械制造類專業(yè)的典型產(chǎn)品為載體，以涵蓋數(shù)控編程指令為核心，以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣為手段，遵循由淺入深、由易而難、由簡而繁、逐次加深的認(rèn)知規(guī)律，按照明確的目標(biāo)要求，科學(xué)的設(shè)置具體的教學(xué)項(xiàng)目。例如：教師針對(duì)學(xué)生在數(shù)控車削編程操作中應(yīng)掌握的技能，圍繞數(shù)控加工工藝，將教學(xué)內(nèi)容規(guī)劃為5個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目、15個(gè)教學(xué)模塊。具體如下：

1.項(xiàng)目一

階梯軸的加工實(shí)訓(xùn)（包括低臺(tái)階軸和高臺(tái)階軸加工兩個(gè)模塊），使學(xué)生熟悉數(shù)控機(jī)床操作面板的使用、數(shù)控加工程序的輸入與編輯、對(duì)刀與刀具參數(shù)的設(shè)置、坐標(biāo)系的設(shè)置等方法及常用M代碼及F、S、T代碼的使用方法。達(dá)到熟練應(yīng)用 G00、G01、G90、G71等功能指令完成由簡單至中等復(fù)雜程度軸類零件的編程與加工技能目標(biāo)。

2.項(xiàng)目二

切槽、切斷加工實(shí)訓(xùn)（包括窄槽加工、寬槽加工、工件切斷等三個(gè)模塊），在鞏固項(xiàng)目與基本技能的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)理解切斷刀具的選擇、特點(diǎn)及刀位點(diǎn)的確定方法。掌握G04、G75指令的含義、格式及使用方法。達(dá)到熟練應(yīng)用G04、G75等功能指令完成工件切槽、切斷編程與加工的技能目標(biāo)。

3.項(xiàng)目三

成型面加工實(shí)訓(xùn)（包括簡單外圓弧面零件、手柄的設(shè)計(jì)與加工、國際象棋設(shè)計(jì)與加工、簡單孔類零件、酒杯的設(shè)計(jì)與加工等五個(gè)模塊），通過手柄、國際象棋、酒杯等趣味零件的設(shè)計(jì)加工過程，使學(xué)生了解成型面的加工工藝、圓弧節(jié)點(diǎn)的計(jì)算方法，掌握G02、G03、G71、G73等指令含義、編程格式及使用方法，達(dá)到熟練應(yīng)用G功能指令完成數(shù)控車床車削簡單圓弧面至復(fù)雜圓弧面零件的編程與加工技能目標(biāo)。

4.項(xiàng)目四

螺紋加工實(shí)訓(xùn)（包括圓柱螺紋加工、圓錐螺紋加工等兩個(gè)模塊），通過實(shí)訓(xùn)，使學(xué)生了解螺紋的種類及參數(shù)，重點(diǎn)掌握外螺紋外圓柱（圓錐）直徑和螺紋實(shí)際小徑、內(nèi)螺紋內(nèi)孔直徑和螺紋實(shí)際大徑的確定方法及G32、G92、G76等指令的含義與編程方法，達(dá)到熟練應(yīng)用G32、G92、G76等功能指令完成螺紋類零件的編程與加工技能目標(biāo)。

5.項(xiàng)目五

綜合零件加工實(shí)訓(xùn)（綜合上述訓(xùn)練項(xiàng)目，有針對(duì)性的設(shè)置三個(gè)典型綜合零件的教學(xué)模塊），通過綜合零件的教學(xué)訓(xùn)練，使學(xué)生在進(jìn)一步鞏固數(shù)控車床基本操作技能的基礎(chǔ)上，正確分析復(fù)雜零件的加工工藝，合理選擇刀具及切削用量，準(zhǔn)確運(yùn)用符合零件加工特點(diǎn)的編程指令，編制中等以上復(fù)雜零件的完整加工程序。同時(shí)，讓學(xué)生熟練掌握工件調(diào)頭裝夾找正方法、刀補(bǔ)值的修改方法及工件的測量與檢驗(yàn)方法，達(dá)到熟練操作數(shù)控車床完成復(fù)雜零件編程與加工的技能目標(biāo)。

綜合以上5個(gè)教學(xué)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，我校采用以“行為引導(dǎo)式的項(xiàng)目教學(xué)法形式”開展教學(xué)實(shí)踐，以現(xiàn)代企業(yè)的職業(yè)行為為目標(biāo)，在教師指導(dǎo)下，通過組織學(xué)生真實(shí)地參加項(xiàng)目設(shè)計(jì)、履行和管理，強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)，力求在項(xiàng)目實(shí)施過程中完成教學(xué)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)培養(yǎng)的目標(biāo)。

三、實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的一體化教學(xué)新模式

學(xué)生安全、機(jī)床安全、文明生產(chǎn)是實(shí)訓(xùn)課的前提，教師在上課過程中必須多次強(qiáng)調(diào)，提醒學(xué)生加以重視。尤其是剛開始的幾次實(shí)訓(xùn)課，學(xué)生頻繁地發(fā)生對(duì)刀、編程、輸入等常見操作錯(cuò)誤，甚至發(fā)生撞車等安全事故，使得教學(xué)效率降低，教學(xué)任務(wù)繁重。為此，筆者所在學(xué)校建有數(shù)控加工仿真實(shí)訓(xùn)室，采用FANUC和SIEMENS等系列數(shù)控加工仿真教學(xué)軟件實(shí)施教學(xué)，該軟件提供與實(shí)際數(shù)控機(jī)床同一模擬系統(tǒng)，具有開放的數(shù)控程序窗口，能完成數(shù)控機(jī)床加工的各項(xiàng)功能，并能自動(dòng)檢測和執(zhí)行NC加工程序。通過生動(dòng)的交互圖形，實(shí)施模擬三維空間的各種切削加工，其運(yùn)動(dòng)軌跡如同真實(shí)的機(jī)床切削，全面仿真數(shù)控機(jī)床的加工過程。這極大地降低了機(jī)床維護(hù)成本，具有最佳的經(jīng)濟(jì)性，可不再依賴高昂的設(shè)備投入而能充分領(lǐng)略先進(jìn)數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用、設(shè)計(jì)、編程、操作等訓(xùn)練，并可滿足各種不同數(shù)控加工系統(tǒng)的實(shí)踐要求。

數(shù)控仿真教學(xué)軟件具有手動(dòng)、自動(dòng)加工等模式下的實(shí)時(shí)碰撞檢測功能，包括刀具與夾具、壓板，機(jī)床行程超程，主軸不轉(zhuǎn)時(shí)刀具與工件的碰撞等出錯(cuò)時(shí)會(huì)有報(bào)警或提示，使學(xué)生在“錯(cuò)誤”操作與嘗試中，尋求正確合理的工藝方案，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題能力。使其在虛擬環(huán)境中了解、掌握數(shù)控機(jī)床編程與加工的全過程。

總之，在《數(shù)控車削編程與操作》課程教學(xué)中，要始終以學(xué)生為中心，采用基于行為引導(dǎo)的項(xiàng)目教學(xué)法、模塊教學(xué)法，趣味零件加工教學(xué)法等多種形式，借助模擬仿真教學(xué)手段，圍繞激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣組織教學(xué)過程。真正實(shí)現(xiàn)邊教邊學(xué)、邊學(xué)邊做、在學(xué)中做、在做中學(xué)，實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)與實(shí)踐操作緊密結(jié)合的一體化教學(xué)新模式。為學(xué)生進(jìn)行數(shù)控技術(shù)的研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新提供一個(gè)全新的平臺(tái)。

（工作單位：河北省廊坊市高級(jí)技工學(xué)校）