时间:2023-03-27 16:51:41
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1.1创建上表面3D平面铣工序平面铣(planarmilling)主要用于平面轮廓、平面区域或平面孤岛的一种铣削方式。它通过逐层切削工件来创建刀具路径,可用于零件的粗、精加工[2]。
1.1.1创建上表面粗加工平面铣工序通过单击工具条上的图标,在出现的“创建工序”对话框中选【类型】为【mill_planar】,【子类型】为【FACE-MILLING】,并按加工方案选用刀具与加工方法,点击“确定”,在出现的【面铣】对话框中以“曲线/边”模式选择毛坯上表面的4条边完成边界几何体的设置,在【机床控制】下分别进行“开始刀轨事件”和“结束刀轨事件”的相应设置。同时设【切削方式】为(往复走刀),行距为刀具直径的75%,按工艺安排表中的参数分别进行“进给率和速度”等参数设置,然后点击“生成刀具轨迹”图标,生成刀轨,完成上表面的粗加工工序的创建。
1.1.2创建上表面精加工工序与上述创建上表面的粗加工工序方法类似进行设置,但要选用不同的刀具和加工方法,同时要在“进给率与速度”中将“主轴转速”更改为2,000。由于是精加工,在刀轨设置时将行距优化为刀具直径的50%,得到的精加工型腔上表面刀轨如图2所示。
1.2创建4个侧面3D平面铣工序4个侧面的加工没有分粗、精加工,而是一步到位。选【类型】为【mill_planar】,【子类型】为【PLANAR-MILL】,其余如同上表面加工工序方法类似设置,以【曲线/边】模式定义部件与毛坯边界,以“指定底面”进行加工底面设置。在“切削层”对话框中设置“每刀深度”为4,与前述方法类似,分别完成“进给率和速度”与“机床控制”栏下的相应设置与刀轨设置,然后点击“生成刀具轨迹”图标,生成刀轨如图3所示。
1.3型腔的内腔加工型腔的内腔是成型塑件产品的工作面,表面质量要求较高,在这里采用型腔铣开粗、固定轴轮廓铣半精加工、区域铣精加工3步完成其加工。
1.3.1创建内腔的型腔铣粗加工工序型腔铣主要用于加工型腔或型芯,属多层切削,可以加工侧壁与底面不垂直的工件[3]。通过【插入】/【工序】,在“创建工序”对话框中选类型为“mill_contour”,“子类型”为“”,由加工工艺方案选用相应的刀具、加工方法、“进给率和速度”等参数设置。驱动方法对刀轨的影响较大,在UG软件中对数控加工提供了多种类型的驱动方法,驱动方法的选择与被加工零件表面的形状及其复杂程度有关,本型腔铣粗加工以“边界”驱动方式[4]。选择好切削区域,生成刀轨,如图4所示。
1.3.2创建内腔的固定轴轮廓铣半精加工工序固定轴轮廓铣是三坐标联动加工,主要用来加工自由曲面等特征,如模具等,刀具沿复杂曲面轮廓运动,适用于半精加工与精加工。在“mill_contour”类型下选子类型“FIXED-CONTOUR”,进入“固定轴轮廓铣”,选“边界”驱动。边界驱动方式可指定以边界或环路来定义切削区域,其刀具路径沿着复杂的曲面轮廓而产生。点图标工具,选内腔边缘为“驱动几何体”。与前述方法类似,分别完成“进给率和速度”(“主轴转速”输15,000转/min)“、机床控制”栏及刀轨的相应设置,然后点击“生成刀具轨迹”图标,生成刀轨如图5所示。根据加工的弧面形状,选用球刀进行半精加工,主轴转速达6,000转/min,从模拟仿真的结果来看,得到的刀轨较优。
1.3.3创建内腔轮廓曲面区域铣精加工工序轮廓铣是三坐标联动加工,常用于精加工,主要用来加工模具的自由曲面等特征[5]。模具型腔的内腔表面的精加工采用曲面区域铣,类型为MILL-CONTOUR,子类型为“CONTOUR_AREA”,刀具为B5球头铣刀。在“驱动设置”中将“切削模式”设置为“跟随周边”。由于是精加工,将“步距”设为刀具平直百分比的30%,部件的内公差及外公差均设为O。选内腔所有曲面为切削区域,并与前述方法类似,分别完成“进给率和速度”(“主轴转速”输20,000转/min)“、机床控制”栏及刀轨的相应设置,然后点击“生成刀具轨迹”图标,生成刀轨如图6所示。
1.3.4创建型腔的孔系加工工序为保证孔系定位精度,先对所有孔统一安排了一道中心钻工序。在“创建刀具”对话框通过改变“类型”为“DRILL”,“子类型”选择“SPOTDRILLINGTOOL”,创建中心钻刀。进入“定心钻”对话框后进行循环类型的设置、各孔的选择及各循环参数的设置,然后生成所有孔的中心钻刀轨,如图7所示。同理,完成其余所有孔的钻削加工刀轨生成与动态仿真验证。进行所有工序的刀轨生成,如图8所示,动态仿真验证如图9所示。
1.4后处理作为NXCAM模块中的一个重要组成部分,后置处理的主要任务是将NXCAM软件生成的加工刀位轨迹源文件转成数控机床可接受的代码(NC)文件[6]。型腔产品的加工刀轨生成后通过3D模拟,验证其不存在打刀、过切等情况,并且刀轨路径是较优化的,则可以点,进行后置处理,生成数控加工程序单,得到可用于实际生产的程序。
1.1课前准备一体化教学的核心就是课前准备工作,直接影响到课程能否顺利开展,也直接影响到教学目标能否完成。首先,开课前一个月,编著教学执行标准,并上报校方领导,得到相关批准后实施。其次,根据实训场地、学生人数以及设备情况,确定适合学生发展的教学形式。最后,在开课前两周,制定相关的工具、材料需求计划,在开课前将教学所需的工具、材料准备完毕。同时,按照课程执行标准,开课前一周编制出实际教学方案。
1.2知识技能传授一体化教学知识技能传授,是以实践和理论结合为主。因此,在教学过程中,教学要始终贯穿“一体化”教学思维,遵循“讲练结合”的教学原则,根据实际课程特点,优化教学手段和教学方法,使得教学重点始终围绕技能强化和技巧形成。首先,组织教学。一体化教学是在教室进行的,但相对于传统教学而言,数控机床一体化教学的课堂空间更大,随机性更强。因此,在教学过程中,要遵循标准化教学,保持良好的教学环境和课堂纪律。如果教学过程不能顺利进行,教学目标也就不能顺利完成。其次,入门指导。可分成主课题与子课题,教师要根据课程标准量化教学方案,利用自身操作实践和教材知识引导学生获取知识,并在学生实践过程中附和操作要求,其内容主要包括讲解、复习、演示和操作等。再次,巡回指导。作为对课题示范讲解的巩固,也是学生联系实际是否正确的影响因素。只有目的明确且有针对性的检查和指导,才能逐步提升学生技术水准。一体化教学强调巡回指导的针对性,如学生的操作方法和操作知识以及操作安全等。最后,课程收束。此过程也被称为结束指导,是课程结束后,教师对学生的实践进行点评,并对学生出现的问题进行总结,强调问题的分析和反馈。由于数控机床操作是理论与实践相结合,因此在课程收束阶段,强调学生的操作问题和对知识的理解。采取一体化教学模式,能充分调动学生的积极性和确定学生学习目标,真正做到实践与理论结合,使得知识技能始终贯穿整个课堂教学。
1.3综合训练综合训练以典型工艺分析为主,并对关键部分进行演示。同时进行独立操作实验,激发学生自编工艺的能力,并及时反馈教学信息,学生在发现问题后,教师要做到及时点拨。一体化教学传授的每个环节都相辅相成,教师要根据课程的实际特点,合理优化教学环节,努力提升教学质量。
一、数控铣/加工中心预备技师课题内容
1.课题来源
预备技师课题的来源一般有:具有一定技术含量的企业产品、历年全国数控技能竞赛试题、国家题库、企业攻关课题、企业的技术改造课题、根据培养知识点设计的课题等。
本课题源自一灯具生产企业,产品为外贸定单,销往日本。该产品是企业与我校合作开发的新产品。在实施本课题前,已完成了该模具图纸的设计,本课题主要完成模具型芯和型腔的选材与加工。
2.能力目标
通过本套课题的学习,掌握利用数控设备加工具有实际价值产品的能力,以及培养学员应具有良好的团队意识和工作习惯。
3.课题开发
根据能力目标,将金属材料及热处理、CAD、数控造型软件的使用、自动编程知识、机械加工知识等涉及的技术融合在一起,形成完整的知识结构,强化各知识点的有机结合,形成较强的职业能力。
4.教学实践
(1)教学形式――导师制。
(2)学习形式――2人/组,任务驱动式团队自主学习。
(3)教学设备――数控铣/加工中心。
(4)学习内容――灯罩模具产品产出的全过程。
该灯罩模具的加工涵盖了数控专业学习中所涉及到的知识。灯罩模具的加工过程即是以行动导向组织的教学过程,以师生共同确定的加工方案及完成的加工步骤来引导教学组织过程,学生通过主动和全面的学习,达到脑力劳动和体力劳动的统一。
该灯罩模具的加工任务(行动)绝非单指某一技术或技艺,而是灯罩模具产品产出的全过程,包括接受定单、确定任务、资料检索、制订计划、服务加工、质量控制、售后服务等,是学生即将从事的数控加工职业可能发生的一个完整的工作过程。给学生提供了一个典型的综合科技环境,使学生将学过的诸多单科专业知识在这里得到全面认识、综合训练和相互提升。
5.课题实施
(1)选择型芯及型腔材料。
提出问题:如何选择模具材料?选择模具材料时要考虑哪些因素?所选择模具材料的性能?
涉及知识:金属材料及热处理
教师行为:提供需查阅的相关资料,解答相关问题。
(2)画模具型芯图。
涉及知识:机械制图及相关绘图标准,手工画图、CAD绘图。
教师行为:检查所画视图的规范性与正确性,提出解决方案,CAD辅导。
(3)选择毛坯并进行数控车加工。
涉及知识:数控车床的编程与操作、选择刀具、夹具、切削用量、工件装夹与校正。
教师行为:检查数控车程序,数控车床的操作,数控车宏程序辅导。
(4)产品造型。
涉及知识:数控造型软件的使用。
教师行为:实体造型辅导。
(5)生成数控加工程序。
涉及知识:自动编程知识,机械加工知识。
教师行为:加工方式选择,加工刀具选择,切削用量选择辅导
(6)数控铣/加工中心加工。
涉及知识:程序的传输,数控铣/加工中心的操作,程序的修改,夹具的选择,工件装夹与校正。
教师行为:程序传输辅导。
(7)精度检验。
涉及知识:精度检验的方法。
教师行为:精度分析,提出解决措施。
(8)模具装配。
涉及知识:模具装配与调试。
教师行为:精度分析,提出解决措施。
(9)加工产品。
加工出的产品如图2所示。
(10)完成技师论文。
涉及知识:完成课题全过程中的心得与体会。
教师行为:提供技师论文的格式,书写论文的注意事项,论文辅导。
根据学员的学习情况及教学设备在实际使用过程中的效能,指导教师提出改进建议,完成成果评价。
二、成绩考核及教学效果评定
为了严把预备技师的出口关,数控铣/加工中心预备技师考评主要有以下内容组成:
1.预备技师理论考试
本着够用和实用的原则,检验学生对基本理论知识的掌握程度,其内容包括机械制图、机制工艺知识、机械加工、数控加工工艺、数控编程、数控原理等知识。
2.编制加工工艺
检验学生分析问题、解决问题的能力。考试内容为编写复杂零件的数控加工工艺规程(包括工序卡、刀具卡、切削用量参数表等内容)。
3.手工编程
检验学生对数控编程的基础知识的掌握程度。考试内容为编写考试工件的加工程序。
4.CAD绘图
绘制复杂零件或装配图,考核学生的计算机绘图能力及对机械制图的掌握程度。
5.自动编程
考核学生造型能力和自动编程能力。
6.数控技能应会考核
完成数控机床加工技师操作课题,考核学生的实际动手能力。
7.预备技师论文答辩
通过预备技师论文的答辩,考核学生对预备技师所需掌握的各项知识的综合运用能力,提高学生分析问题、解决问题的能力。
以上内容的1~3项归纳为应知考试,所占比例依次为60%、20%、20%。4~6项归纳为应会考试,所占比例依次为20%、30%、50%。当应知、应会和论文答辩全部合格后,方可认为预备技师合格。
一、数控车削加工工艺的内容
数控车削加工工艺是采用数控车床加工零件时所运用的方法和技术手段的总和。其主要内容包括以下几个方面:
(一)选择并确定零件的数控车削加工内容;(二)对零件图纸进行数控车削加工工艺分析;(三)工具、夹具的选择和调整设计;(四)工序、工步的设计;(五)加工轨迹的计算和优化;(六)数控车削加工程序的编写、校验与修改;(七)首件试加工与现场问题的处理;(八)编制数控加工工艺技术文件;总之,数控加工工艺内容较多,有些与普通机床加工相似。
二、数控车削加工工艺分析
工艺分析是数控车削加工的前期工艺准备工作。工艺制定得合理与否,对程序的编制、机床的加工效率和零件的加工精度都有重要影响。为了编制出一个合理的、实用的加工程序,要求编程者不仅要了解数控车床的工作原理、性能特点及结构。掌握编程语言及编程格式,还应熟练掌握工件加工工艺,确定合理的切削用量、正确地选用刀具和工件装夹方法。因此,应遵循一般的工艺原则并结合数控车床的特点,认真而详细地进行数控车削加工工艺分析。其主要内容有:根据图纸分析零件的加工要求及其合理性;确定工件在数控车床上的装夹方式;各表面的加工顺序、刀具的进给路线以及刀具、夹具和切削用量的选择等。
(一)零件图分析
零件图分析是制定数控车削工艺的首要任务。主要进行尺寸标注方法分析、轮廓几何要素分析以及精度和技术要求分析。此外还应分析零件结构和加工要求的合理性,选择工艺基准。
1.尺寸标注方法分析
零件图上的尺寸标注方法应适应数控车床的加工特点,以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法既便于编程,又有利于设计基准、工艺基准、测量基准和编程原点的统一。如果零件图上各方向的尺寸没有统一的设计基准,可考虑在不影响零件精度的前提下选择统一的工艺基准。计算转化各尺寸,以简化编程计算。
2.轮廓几何要素分析
在手工编程时,要计算每个节点坐标。在自动编程时要对零件轮廓的所有几何元素进行定义。因此在零件图分析时,要分析几何元素的给定条件是否充分。
3.精度和技术要求分析
对被加工零件的精度和技术进行分析,是零件工艺性分析的重要内容,只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基础上,才能正确合理地选择加工方法、装夹方式、刀具及切削用量等。其主要内容包括:分析精度及各项技术要求是否齐全、是否合理;分析本工序的数控车削加工精度能否达到图纸要求,若达不到,允许采取其他加工方式弥补时,应给后续工序留有余量;对图纸上有位置精度要求的表面,应保证在一次装夹下完成;对表面粗糙度要求较高的表面,应采用恒线速度切削(注意:在车削端面时,应限制主轴最高转速)。
(二)夹具和刀具的选择
1.工件的装夹与定位
数控车削加工中尽可能做到一次装夹后能加工出全部或大部分代加工表面,尽量减少装夹次数,以提高加工效率、保证加工精度。对于轴类零件,通常以零件自身的外圆柱面作定位基准;对于套类零件,则以内孔为定位基准。数控车床夹具除了使用通用的三爪自动定心卡盘、四爪卡盘、液压、电动及气动夹具外,还有多种通用性较好的专用夹具。实际操作时应合理选择 。
2.刀具选择
刀具的使用寿命除与刀具材料相关外,还与刀具的直径有很大的关系。刀具直径越大,能承受的切削用量也越大。所以在零件形状允许的情况下,采用尽可能大的刀具直径是延长刀具寿命,提高生产率的有效措施。数控车削常用的刀具一般分为3类。即尖形车刀、圆弧形车刀和成型车刀。
(1)尖形车刀。以直线形切削刃为特征的车刀一般称为尖形车刀。其刀尖由直线性的主、副切削刃构成,如外圆偏刀、端面车刀等。这类车刀加工零件时,零件的轮廓形状主要由一个独立的刀尖或一条直线形主切削刃位移后得到。
(2)圆弧形车刀。除可车削内外圆表面外,特别适宜于车削各种光滑连接的成型面。其特征为:构成主切削刃的刀刃形状为一 圆度误差或线轮廓误差很小的圆弧,该圆弧刃的每一点都是圆弧形车刀的刀尖,因此刀位点不在圆弧上,而在该圆弧的圆心上。
(3)成型车刀。即所加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。数控车削加工中,常用的成型车刀有小半径圆弧车刀、车槽刀和螺纹车刀等。为了减少换刀时间和方便对刀,便于实现机械加工的标准化。数控车削加工中,应尽量采用机夹可转位式车刀。
(三)切削用量选择
数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主轴转速S(或切削速度υ)及进给速度F(或进给量f )。
切削用量的选择原则,合理选用切削用量对提高数控车床的加工质量至关重要。确定数控车床的切削用量时一定要根据机床说明书中规定的要求,以及刀具的耐用度去选择,也可结合实际经验采用类比法来确定。一般的选择原则是:粗车时,首先考虑在机床刚度允许的情况下选择尽可能大的背吃刀量ap;其次选择较大的进给量f;最后再根据刀具允许的寿命确定一个合适的切削速度υ。增大背吃刀量可减少走刀次数,提高加工效率,增大进给量有利于断屑。精车时,应着重考虑如何保证加工质量,并在此基础上尽量提高加工效率,因此宜选用较小的背吃刀量和进给量,尽可能地提高加工速度。主轴转速S(r/min )可根据切削速度υ(mm/min)由公式 S=υ1000/πD(D为工件或刀/具直径 mm)计算得出,也可以查表或根据实践经验确定。
(四)划分工序及拟定加工顺序
1.工序划分的原则
在数控车床上加工零件,常用的工序的划分原则有两种。
(1)保持精度原则。工序一般要求尽可能地集中,粗、精加工通常会在一次装夹中全部完成。 为减少热变形和切削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影响,则应将粗、精加工分开进行。
(2)提高生产效率原则。为减少换刀次数,节省换刀时间,提高生产效率,应将需要用同一把刀加工的加工部位都完成后,再换另一把刀来加工其他部位,同时应尽量减少空行程。
2.确定加工顺序
制定加工顺序一般遵循下列原则 :
(1)先粗后精。按照粗车半精车精车的顺序进行,逐步提高加工精度。
(2)先近后远。离对刀点近的部位先加工,离对刀点远的部位后加工,以便缩短刀具移动距离,减少空行程时间。此外,先近后远车削还有利于保持坯件或半成品的刚性,改善其切削条件。
(3)内外交叉。对既有内表面又有外表面需加工的零件,应先进行内外表面的粗加工,后进行内外表面的精加工。
Abstract: processing foundation treatment technology is the formation of parameter on the machining process and system in the process of cutter location file for processing, and related to the system of NC machining file binding, can control the machine instruction generation. Data processing technique in foundation treatment throughout the geometric model design, tool selection, processing parameter design, tool path design, data of machine tool products processing, Pro/E can generate data and information in association with a CNC machining, the tool can help processing personnel to handle design model in accordance with the scientific the tool, and the generation of ASCII cutter location data file, this paper mainly analyzes the processing technique based on the Pro/E CNC machining based.
Keywords: Pro/E CNC machining; processing technology
中图分类号:TP391173文献标识码:A文章编号:
1、引言
对于数控加工系统而言,加工基础处理技术直接影响着系统的性能,加工基础处理技术是对加工工艺的参数以及系统处理过程中形成的刀位文件进行处理,并与数控加工系统中相关的文件结合,生成能够控制机床的指令。数据加工基础处理技术贯穿于零件几何模型的设计、刀具的选择、加工参数的设计、刀具轨迹的设计、数据机床产品的加工过程中,从这一层面可以看出,数控加工基础处理技术是整个系统的关键环节,但是,由于一些客观因素的影响,处理基础并不能对所有的数控机床生成正确的文件,对于系统中没有的机床类型,只能生成一种缺省的文件,可以对文件进行直接的编辑,可以生成数控机床可以处理的指令,本文主要分析建立于Pro/E数控加工基础的处理技术。
2 、模具数控加工
Pro/E可以生成一种与数控机床加工相关的数据和信息,该种工具可以帮助加工人员按照科学的工具来处理设计模型,生成ASCII刀位数据文件,并将这些数据文件进行加工和处理即可变成正确的加工工序。Pro/E的工艺流程包括加工模型的建立、操作环境的设定、NC系列的定义、刀位数据文件的生成、NC代码的生成、数控机床的驱动。Pro/E的NC模块生成数据加工程序的流程则包括数控车削、电火花切割和数控铣削。
3、 数控加工基础的处理技术
数控加工基础的处理技术主要使用后处理器进行处理,后处理器是一种可以用于处理APT或者CAD系统的刀位数据文件的一种应用程序,刀位数据文件包含零件加工过程中的所有指令,后处理器可以将这种加工指令翻译为加工机床能够识别的数据信息。一般情况下,计算机辅助制造系统包括刀具路径文件生成以及机床数控代码指令生成两部分,使用CAD软件,就可以根据加工对象的特征、加工环境的要求、工艺设计的特点生成刀具路径文件,并从该种路径文件中提取出有关的加工信息,继而根据数控系统的特点来进行先关的分析、处理和判断,并生成数控机床可以识别的程序。
4、后处理程序的编制方式
后处理程序是数控软件的厂家根据控制系统的不同设置的专用处理软件,用户可以根据自己的实际情况来进行选购,目前,专用的处理程序很多,以APT专用后置处理程序为例,已经超过了上千种,但是在购买该种软件后,用户难以自己改变,因此,用户也可以根据自己的实际情况来自行编制后置的处理程序,编制方法包括以下几种:
4.1 高级语言编写方式
这种编写方式是一种常用的编制方式,但是要求较高,编制起来相对困难,编制的工作量也较大,后期的修改也较为困难,因此,必须一定数量有经验的软件制作人员方可完成。
4.2 厂家提供软件编制工具包
很多数控软件的厂家都会提供一个专用的软件编制工具包,工具包中有完整的语法规则,用户可以编制好针对数控机床的处理程序,这种程度编制的方式较为简单,程序格式也具有很好的灵活性。
4.3 厂家提供通用后置处理软件
很多数控软件厂家也会提供一种通用的后置处理软件,根据这种软件,用户变可以使用人机对话的方式,来分析问题和解决问题,并确定好具体的参数,这就形成了数控机床专用的处理软件。
随着数控技术的进步,各个厂家也相继推出了具备完善功能的控制器系统,这就对整个技术提出了更高的要求,为了使用控制器系统的发展,必须要不断提升现阶段下的处理技术,提高技术的通用性和开放性。这种后置的处理过程可以生成机床指令,就目前来看,Pro/E已经配备了很多世界知名厂商的处理文件,但是其系统仍然具有一定的有限性,为了保证数控机床可以处理相应的工艺文件,可以使用相关的方式来扩展处理功能。
4.4 配置文件的制作
关于配置文件的制作可以使用刀位数据文件,该种文件包含加工工艺参数、刀具运动轨迹等相关的数据信息,为了保证配置文件的信息可以使用不同机床的需求,必须要明确机床数控系统的实际要求,将这些要求作为文件存放,以便满足配置的需求。关于配置文件的制作,包括文件的命名、文件的制作等各个方面。关于文件的制作,包括三个阶段,即基本准备阶段、文件初始化阶段以及选配参数设置阶段。在配置文件时,必须要全面的了解数控系统和加工机床的相关信息,掌握与之有关的参数和资料,待以上工作完成后,便可以利用Pro/E软件来进行文件的制作。
参考文献:
课程体系
论文摘要:本文根据当前社会需隶的数控人才所需的知识结构,对机械制造及自动化专业“金属切削机床与数控机庆.课程的教学内容进行了重组和优化,构建了理论教学为引导,实验教学为补充,实训教学为提高的“教学一体化”的人才培养模式,通过采用专职教师与兼职教师相结合,来改变师资队伍的结构.
1前言
数控技术是制造业实现自动化,柔性化、集成化生产的基础.数控技术的应用是提高制造业的产品质里和劳动生产率必不可少的重要手段;加人世贸组织后,中国正在逐步变成“世界制造中心”,为了增强竞争能力.中国制造业开始广泛使用先进的数控技术。这迫切需要既能利用计算机进行机械产品的辅助设计,又能应用数控技术进行制造的人才,作为培养具备机械设计制造基础知识与应用能力,能在工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才的机械设计制造及其自动化专业如何适应发展的需要,根据社会对数控技术人才的需求进行余属切削机床与数控机床课程的教学改革,这是我们必须要深入研究的问题。
z数控人才的需求和知识结构
当前社会需求的数控人才主要有三种类型:,>0蓝领层”数控技术人才:承担数控机床的具体操作及日常简单维护工作的技术工人,z>0灰领层’数控技术人才:承担数控编程的工艺员和数控机床维护、维修人员;3)“金领层,数控技术人才:具备井精通数控操作、数控工艺编程和数控机床维护维修所需要的绘合知识,积累了大量实际经验,知识面广。这三种类型的数控人才所要求的知识结构也各不相同,“蓝领型.:以传统的机械制造技术为墓础,掌握“数控机床原理及应用基础’和“数控加工编程技术’,掌握"CAD/CAM’软件.‘灰领型编程工艺员,:应具有良好的数学基础,熟悉产品的三维设计,产品的加工工艺:“灰领型维修人员,:以机、电、光和液(气)控制技术为基础,掌握数控机床维护与维修的技术和技能。“金领型”:有较扎实的专业基础,较全面地掌握数控设备的相关原理与技术,具备数控设备研制与开发能力,掌握网络技术,有较高的外语水平。
3构建与社会需求相适应的宽口径课程体系
根据“金属切削机床与数控机床.在系列课程中的地位和作用,从社会需求出发,对教学内容进行了重组和优化。课程采取理论教学为引导,实验教学为补充,实训教学为提高的“教学一体化”模式.
(1)
通用机床突出重点,贯彻少而精的原则
通用机床部分,我们重点讲授车床、铣床和滚齿机的传动原理,传动系统的分析和主要结构.磨床和其它类型通用机床部分通过布置思考题,让学生自学然后通过课堂讨论,使学生弄清磨床和其它类型通用机床与车床、铁床和滚齿机在结构上的主要差别,进而熟悉通用机房的工艺范围,为制订零件的加工工艺和机床的维护,维修和产品的开发奠定一定的基础。
(z)数控机床突出实践性
在数控机床理论教学中不过于强调系统性和完整性,重在其应用。简要地讲述数控机床的基本组成及其工作原理,介绍数控机床主传动系统、进给传动系统典型结构及附件,着重讲述数控加工工艺设计,CNC车床及其车削中心、CNC铰铁床及其加工中心,CNC线切割机床的手工编程技术及其操作,采用多煤体或录像进行教学,最大限度的展示生产一线的环境,将数控机床图片、所使用的刀具图片,机床附件、加工过程等展示给学生,将抽象的枯燥的概念和技术要领用形象生动的过程模拟来表现,使课堂教学更加生动和形象,便于学生理解和掌握所学的知识。 为了培养学生对数控设备的检修、调试、故隆分析能力和数控加工现场解决问题的能力,将数控机床的安装、调试、保养与维修作为一个专题来学习,借助大盘现实案例教学来阐述常见故障产生的原因及排除方法,或采用现场教学等灵活的方式进行。
(3)课程设计,加强综合性
课程设计是理论教学中重要的一个实践性环节,其目的是对所学知识的一个概括和应用,是对学生各个方面能力的一个综合评价,为了真正使同学们具备编制数控机床加工工艺规程的能力;具备选择工艺参数、编制数控机床加工程序的能力,具备操纵、调试和维护数控机床的能力,我们要求学生利用一周时间先进行程序编制工作,然后上机操作,亲自进行程序的输入,调试、运行,把课堂学习的知识在模书墩作软件上加以验证,使实际操作能力得到锻炼和提高。课程设计完成后要求每人上交一份总结报告,包含工艺过程分析(路线安排+程序原点+工装十切削用量)、数控程序清单及设计心得等内容。
(4)依托职业学校资源,加强实训教学
1.数控车床工艺
对于一些传统的加工在工艺上的变革来说,有一些定位和基准选择的问题是比较明显的。在对这些问题和差别进行了解之后,能够对加工的质量问题进行保证,同时也能够促进加工的顺利进行。
在整体的数控加工过程中,会有一些设计基准和定位基准不相符合的问题出现,然而在工序基准和基本的测量基准问题上,却是统一的。这样就会杜绝一些尺寸链解所导致的误差问题出现。对于一些数控的加工在基本的编制问题上来说,主要把各段的尺寸和形状进行确定。确保形位公差和尺寸公差。所以即便是在基准没有统一或者是重合的现象出现时,在对工件在精度方面的影响也是很小的。
对于定位的误差来说,主要是由基准的误差和不重合的误差两方面所构成。对于基准误差来说,如果要进行一些批量的生产,那么在很大程度上对零件的影响是很大的。然而现实情况是对于数控的加工来说,在夹具频繁使用的情况已经不是很多,对于一些零件来说,在基本的加工之前一定要有对刀的过程。主要是通过实际的表面来进行对刀处理,在具体的加工中,也很少有换位和装夹的现象出现。而且对于改革后的加工工艺来说,定位误差也已经不是很关键。
1.1车床的基本加工对象。基本的数控车床加工对象有:粗糙度高的一些回转体加工零件,精度比较高的加工零件,还有一些螺纹和表面比较复杂的零件等。
1.2车床加工的内容。待数控车床的合适加工零件选好之后,还要对所选择的加工零件进行图样分析,对加工的技术和内容进行明确。把加工的零件方案确定下来,还有工艺的加工路线,以及程序的调整和工序的设计等都要进行确定。
1.3车床加工在路线方面的拟定。作为工艺的重要规程来说,工艺在路线方面的拟定也是非常重要的加工内容。基本包括了:加工的基本方法,不同的加工阶段,工序的安排和划分等。
1.3.1车床加工方法上的选择。对于不同的数控车床来说,都有不同的加工方法,根据不同的零件加工在粗糙,精度,形状和材料尺寸上的不同选择来决定,来选择合适的加工方案和方法。
1.3.2不同阶段的加工划分。对于半精细的加工阶段来说,主要的目的就是在加工的表面有一定的精度要求,还要留出多少不一的精加工剩余量;对于粗加工的那一阶段来说,主要是把一些毛坯上的多余部分切除,这样经过加工后的毛坯无论是在尺寸上还是在形状上都能够和零件的成品比较接近。对于一些精加工来说,主要是为了能够确保表面所规定的精度尺寸和一些粗糙度方面的要求。最后的目的就是为了能够从整体上来确保加工完成后的质量问题。对于一些纯粹的加工来说,在对零件的表面粗糙度和零件精度的要求上,就要进行必要的光整来进行加工。最后的目的就是为了能够减小粗糙度,从整体上来提高尺寸的精度。
1.3.3工序划分的基本原则。主要有两种,第一种是工序的分散划分原则,主要是把工序分散在工序比较多的地方进行加工,但是在工序的主要加工内容上却极少。第二种就是工序集中的基本原则,主要是指在不同的工序中,要有很多不同的加工内容进行选择,在环节上减少工序的总数。
2.数控车床在加工工艺的分析
2.1图纸的尺寸要为编程服务。 对于数控的加工图纸来说,基本的都是提供了坐标的尺寸,还有的就是用同一个标准来确定尺寸。对于手工的基本编程来说,对于每个节点上的坐标都要清晰的计算,在整个自动编程的过程中,对于一些零件的构成上要做出定义。
2.2机构的工艺性和数控特点相符。对于零件来说,在尺寸和类型上,最好是用统一的,这样就可以减少换刀和刀具规格的次数,从简单上来说,可以对编程的过程起到简化的作用。对于数控加工来说,最好是用一定的基准来进行定位。避免由于工件在加工过程中由于安装所造成的一些形位错误。在零件的加工精度上进行分析,对于一些形位的公差,尺寸的公差,都要得到具体的精确保证,看是否有一些多余的尺寸或者是其他的一些能够给工序安排造成影响的问题等。
总结:
我国的数字控制技术也被大范围的应用在各个领域。在对数控车床的工艺总结基础之上,通过一些具体的实例,来对数控车床的零件加工进行分析。对于数控的加工来说,工艺的设计环节是编程中比较关键的,其本身的合理性也影响到了零件加工后的质量问题,还有使用效率问题上。所以要选择一些高效又合理的加工路线和工艺方法。对数控程序的质量进行严格的把关,从整体上提高加工的效率和质量问题,而且对经济效益的提高也有重要的现实意义。参考文献:
[1]徐敏. 基于Pro/E和VERICUT的虚拟数车床建模与仿真应用[D].浙江工业大学,2012(05)
[2]李庆兴.异型轧辊数控车床切削进给系统的设计理论及其关键技术研究[D].河北工业大学,2009(06)
中图分类号:G718文献标识码:B文章编号:1672-1578(2016)11-0380-02
1.数控铣削在现代加工中的重要性
数控铣床具有生产效率和加工自动化程度高,零件的加工精度和产品的质量稳定性好,能完成许多普通机床难以加工或根本无法加工的复杂型面加工,几乎不要专用的工装卡具,在减少次品,提高经济效益和大大减轻操作工人的劳动强度等方面具有一系列优点。随着制造业的迅速发展,大力发展以数控机床为先导的装备制造业已成为我国政府的一项产业政策,将对数仅能增加企业的效益,而且还有助于提高我国制造业的整体素质和加快建设制造强国的进程。
2.数控铣目前要解决的问题
2.1换刀次数及位置不合理。利用数控铣床进行批量生产、特别是大批量生产时,在保证加工质量的前提下,提高加工效率、确保加工过程的稳定性是获得良好经济效益的基础。数控铣削批量加工时,选择简便的换刀方式,是减少换刀辅助时间、减少机床磨损、降低加工成本的有效途径。改进换刀点设置是为达此目的进行的有效尝试之一。为此,在夹具选择、走刀路线安排、刀具排列位置和使用顺序等方面都要精细分析、优化设计,改进换刀点设置,减少运行成本,提高加工效率。
2.2编程技巧不强。程序的效率直接影响着机床的工作效率,所以优化编程质量是提高数控机床工作效率的一个重要方法。首先,熟悉机床的指令,充分开发机床的内部功能,寻找高效的编程和加工方法。其次,大力推广计算机编程,加强计算机切削模拟,提高程序的可靠性,从而减少或取消在数控铣床上调试程序的时间。再次,合理编程,尽量减少机床走空刀的情况。
2.3产品结构的因素。
(1)各类零件规格尺寸和结构相差悬殊,机床工具等工艺装备通用性不高。
(2)很多公司所面临的通常都是多品种、小批量、短生产周期的生产任务,因此要求工艺系统有较高的响应速度。
(3)产品零件结构复杂,加工难度大。
(4)薄壁、易产生加工变形。存在大量的薄壁、深腔结构,为典型的弱刚性结构。
(5)刀具及切削参数选用困难。由于刀具工业的发展赶不上新材料的开发和应用步伐,又缺少加工切削数据库的支持,如何合理选择刀具和科学选用加工参数成为工艺技术的一个难点。
3.提高数控铣床加工效率的措施
3.1合理选择切削用量。在切削加工中,切削用量的选择是否合理,直接影响着加工质量,加工成本和生产率。如果切削用量选择得当,便能充分发挥机床和刀具的功能,以取得生产的最大效益,倘若选择不当,会造成很大的浪费或导致生产事故,所以必须合理选取。
当实践证明,当切削速度提高10倍,进给速度提高20倍,远远超越传统切削""后,切削机理发生了根本变化。其结果是:单位功率金属切除率提高了30%~40%,切削力降低了30%,刀具切削寿命提高了70%,大幅度降低了留工件上切削热,切削振动几乎消失;切削加工发生了本质性飞跃。目前机床情况来看,要充分发挥先进刀具高速加工能力,需采用高速加工,增大单位时间材料被切除体积(材料切除率Q)。
选择合理切削用量同时,尽量选择密齿刀(刀具每英寸直径上刀齿数≥3),增加每齿进给量,提高生产率及刀具寿命。有关试验研究表明:当线速度为165m/min,每齿进给为0.04mm时,进给速度为341m/min,刀具寿命为30件。将切削速度提高到350m/min,每齿进给为0.18mm,进给速度则达到2785m/min,是原来加工效率817%,而刀具寿命增加到了117件。
3.2合理选择加工方式。加工方式可分为顺铣与逆铣两种。而加工中心机械传动系统和结构本身就有较高精度和刚度,相对运动面摩擦系数小,传动部件间隙小,运动惯量小,并有适当阻尼比,可以采用顺铣方式加工,以提高加工效率。此外,加工经验,顺铣比逆铣时刀具寿命要提高1倍多,采用不对称立铣方法,刀具寿命可提高2~3倍。
3.3选择合理加工路线。数控机床特别是轴以上加工中心,一般是一次装夹、多方位加工,都有刀库,可自动更换刀具,一次加工成形。确定正确简洁加工路线,是保证加工质量和提高效率基础。编程时确定加工路线原则主要有:应能保证零件加工精度和表面粗糙度要求;应尽量缩短加工路线,减少刀具空程移动时间;应使数值计算简单,程序段数量少,以减少编程工作量。如位置精度和尺寸公差要求高孔加工来说,孔直径小于~加工工艺路线为:钻中心孔、钻孔、扩孔、铰孔,而孔直径大于~加工工艺路线则为钻孔、扩孔、粗镗、孔精、镗孔。
此外,对加工工艺综合应用,减少工件安装次数,可有效缩短搬运和装夹时间。例如将五面五轴加工中心与立车复合构成万能加工中心,可实现一次装卡完成零件大部分(或全部)加工。
3.4合理选择装夹方式。鉴于数控加工时工序集中,对零件进行定位、夹紧设计以及夹具选用和设计等问题上要全面考虑。首先,应尽量采用组合夹具,通用夹具柔性差、定位精度相对较低,当产品批量比较大、加工精度要求高时可以设计专用夹具。其次,选择工装时应有利于刀具交换和测量,避免发生碰撞干涉。
4.数控铣削展望
随着数控铣床在制造业中广泛应用,数控铣床在现代加工中将扮演着越来越重要的角色,数控铣削加工的理论研究已比较成熟,但在铣削加工过程、高速铣削、精密铣削机床等方面我们国家仍然存在不足,和美、日、德等发达国家之间存在着较大的差距,由于数控铣床是一种相对高费用的加工手段,为了同时满足加工质量,提高加工效率,降低生产成本,还必须对数控铣床工艺参数进行优化。
控机床的发展产生重大的影响。在制造业中用好数控铣床提高数控铣床的利用率具有重要的现实意义,它不
参考文献:
1 自动编程技术的产生
自动编程(Automatic Programming)也称为计算机编程。将输入计算机的零件设计和加工信息转换称为数控装置能够读取和执行的指令(或信息)的过程就是自动编程。随着数控技术的发展,数控加工在机械制造业的应用日趋广泛,数控编程能力与生产不匹配的矛盾日益明显。随着计算机技术的逐步完善和发展,给数控技术带来了新的发展奇迹,其强大的计算功能,完善的图形处理能力都为数控编程的高效化、智能化提供了良好的开发平台。目前,CAD/CAM图形交互式自动编程已得到较多的应用,是数控技术发展的新趋势。随着CIMS技术的发展,当前又出现了CAD/CAPP/CAM集成的全自动编程方式,其编程所需的加工工艺参数不必由人工参与,直接从系统内的CAPP数据库获得,推动数控机床系统自动化的进一步发展。
2 多轴数控机床加工的造型和编程
所谓多轴加工就是在原有三轴加工的基础上增加了旋转轴的加工.如4轴、5轴等。多轴加工一般不可能再用手工编程,多轴数控机床加工零件的复杂性,决定了编程必须采用CAM软件自动编程。经过几十年的发展,CAD/CAM技术在五轴联动、五面体加工等高端的应用也已经相当广泛,在中国,引进的有关CAD/CAM系统就有Cimatron,Delcam,Mastercam,UG,Solidege, Solid-works, Pro/Engineer等,国内自主品牌的CAD/CAM系统几乎只有北航海尔的CAXA系统。对于五轴加工,根据不同的加工对象,这些系统各有所长,比如说,在磨具制造的五轴加工方面,Delcam的Powermill功能在特征技术、后处理、干涉检查、加工循环和仿真切削等方面都比较强大,建筑工程论文操作使用方便。
3 数控加工编程软件PowerMILL
Delcam 是世界领先的专业 CAD/CAM 软件公司。PowerMILL是英国Delcam Plc公司出品的数控加工编程软件系统。PowerMILL功能强大,加工策略丰富,采用全新的中文WINDOWS用户界面,并且提供完善的加工策略。能够帮助用户产生最佳的加工方案,来提高加工效率,软件可以减少手工修整,快速产生粗、精加工路径,并且几乎能够在瞬间完成任何方案的修改和重新计算,因此缩短了85%的刀具路径计算时间,对2-5轴的数控加工包括刀柄、刀夹进行完整的干涉检查与排除。PowerMILL具有集成的加工实体仿真,方便用户在加工前了解整个加工过程及加工结果,节省加工时间。PowerMILL 中包含有多个全新的高效初加工策略,这些策略充分利用了最新的刀具设计技术,从而实现了侧刃切削或深度切削。PowerMILL 提供了多种高速精加工策略,如三维偏置、等高精加工和最佳等高精加工、螺旋等高精加工等策略。
4 典型零件多轴数控机床的加工
3)数控编程
根据预设的加工工艺路线完成各阶段数控编程,贴出加工表格截图。
4)数控程序后处理
输出零件的数控加工程序,并完成表1的工艺单编制。
5)将程序导入五轴加工中心,进行加工,加工结果如图7所示。
5 结语
从叶轮的数控编程和加工可以看出,采用自动编程技术,能够提高CAM 系统的使用效率 ;支持多轴加工,提升企业技术的应用水平;先进加工模拟,降低加工中心的试切成本;无过切与碰撞,排除加工事故的费用损失。多轴数控机床结构的复杂性,工艺设计的周密性,编程技术的复合性,机床操作的灵活性,决定了多轴数控机床应用的广泛性。
【参考文献】
一、背景
近十年来,数控技术在我国机械加工行业飞速发展,数控加工技术人才需求急剧膨胀,全国各职业院校相关专业与课程应运而生,每年向社会输送数十万计的数控技术人员。《数控加工》是一门应用性、实用性非常强的课程,作为数控技术人员培训与学习的必需课程,其教学也因此备受瞩目。
传统的数控加工教学,一开始,有两门课程。一门课程为《数控加工工艺》,另一门为《数控加工编程》。在教学过程中,发现了很多不尽人意的地方,在上《数控加工工艺》课程时,同学们没有实际操作的经验,对课上涉及的理论知识,会感觉难以理解,枯燥乏味,大大降低了学习的积极性。而在《数控加工编程》这门课程的教学中,不可能只讲编程不讲工艺,所以两门的内容有所重复。并且,这两门课都是先上理论,再安排两周实训,这样的后果是同学们前面所学理论知识所记不多,教与学之间就会出现明显的脱节。两周实训等于从头学起,时间仓促,达不到教学要求。这就需要我们打破传统的教学模式,寻找一种更为合理的教学方法。
二、项目教学法
数控加工是目前机械加工企业广泛应用的一门技术。根据高职的总体培养目标要求和该课程的特点,其能力目标可确定为三个方面:一是能按加工要求正确操作几种常用的数控机床。二是能根据零件图样正确选择数控机床,能根据相应机床及工艺要求编制合理的数控加工程序。三是能对机床进行基本的维护与保养。
为满足以上能力目标的要求,学生必须达到的知识目标是:①能认识数控加工设备及其附件,懂得各设备的功用。②能正确理解各常用数控设备的加工原理、基本构造。③能正确识读零件图样,并根据图样要求进行工艺分析。④能正确认知编程需用的各项指令与符号。⑤能根据工件测量要求正确选择并使用量具。
通过多方调研,明确了这门课程是以“实现职业能力”为目标,最终将《数控加工工艺》和《数控加工编程》两门课统编为一门课《机械零件数控加工》。为了弥补《机械零件数控加工》所涉工艺内容不足,增加了一门新的课程《机械加工工艺设计》,从而很好的解决了这个问题。同时将《机械零件数控加工》由先上理论,改为“理论实际一体化”教学,即在四周的时间,120个课时,根据项目化教学,将所要求的理论知识,细化在几个任务中,每天由老师提出任务,说明理论知识,再由同学们运用在加工零件的过程中。这样操作技能和理论知识同时掌握。更重要的是,能够让同学们觉得,书本上遥不可及的理论知识,通过自己的实际操作变得容易理解,极大的增强了学生的自信,提高了学生的学习兴趣。通过这几年的教学实践,取得了明显的改革效果。我院学生参加数控车工、数控铣等职业技能鉴定的质量与数量得到了大幅提升,已进入社会参加工作的学生也反馈回了学以致用的信息。
为了达到该目标我们采用了项目教学法,完成一个项目就是完成了一个零件的加工。这个零件的加工分成了多个任务,每个任务的完成,都可掌握新的技能和新的理论知识。任务的设计都是由浅到深,由易到难,内容的多少、难易程度也保持在“适度”的前提下,不会给学生造成“怎么努力也做不完的”这样的想法。
每个任务都必须完成:识图、工艺分析、编程知识、操作、测量五个过程。例如下项目五中的任务1平面加工中,首先给同学们一张零件图,上面标注了六面体的尺寸精度,位置精度;讲解了加工方案,刀具,切削用量等工艺知识;指令中的G54,G01,M03等等;机床的操作如对刀、操作机床的注意事项等;用游标卡尺,千分尺测量等。
学生针对教学目标,带着问题学习,完成一个任务,解决一些问题,逐步接近目标,并在最后的检测中,体会到自己的成就感。
三、分组对抗式教学法
为了更好的提高上课质量,激发学生的积极性,我们在教学中采用了“对抗式教学法”。带组对抗式教学法是指教师在培养若干骨干分子,学生在骨干分子带领下分成若干组进行互学互练的一种方,基层教师们在不同程度上应用过此教学。带组教学法既是一种教学方法,又能体现教学思想。即能最大限度的发挥学生的主体作用;发展学生自身与集体智慧;培养学生的领导、管理能力;同时使学生在竞争与合作中教育学生对集体荣誉的分享与共承思想,从而提高集体主义精神,充实的道德生活。教师应采用各种引导手段,创造条件,使学生积极参与,制造良好的课堂气氛。
笔者以项目五任务1平面加工为例,简要介绍“带组对抗式教学法”的实施过程。首先组成三个大组,每个组的学生已根据学生的情况,按照优秀、中等、较差三个等级分类,将三类学生均匀分到各组,确保各组均衡。然后设计对抗项目。
在任务1中,可设立的对抗项目有:程序输入速度对抗,夹具安装速度对抗,对刀速度对抗,零件加工完成质量对抗。按这些项目制作表格,记录各组的成绩,选出各组优秀选手,再进行组与组的对抗,最后可得出该对抗项目的冠军,一周内可得出该周总冠军,及其他名次。最后奖励项目设计:要让学生们提高对抗积极性奖励设置是不可少,比如前三名可免除期末考试,其余的可奖励平时分加10分,加5分等,也可为了活跃教学气氛可以奖水果,奖糖果等。
数控加工课程,只有在教学中注重理论与实践相结合,注重学生动手能力的培养,防止一昧关注理论学习,忽略动手实践。并加以必要的奖励手段,才可提高学生的学习积极性, 从而掌握好这门课程。
参考文献:
[1]张报山,刘诗安,何春生.基于能力培养的数控加工课程教学改革研究[J].新课程研究,2009,(147)
[2]项强.体操技术动作带组对抗式教学法研究[J].杭州教育学院学报,1998,(4)
1精品课程建设目的
精品课程的建设目是:推动专业课程整体建设、促进教学方式与教学手段改革,进一步激发学生自主学习、注重实践、勇于创新的积极性,培养学生适应社会经济发展要求的基本素质和职业能力,为其他课程起到示范性、指导性的作用,最终提高人才培养质量。在这一目标下,我们首先在机电一体化专业的核心课程中进行精品课程建设。
2课程建设目标的确定
自2012年该课程被学院列为重点课程建设以来,我们对专业人才培养方案进行了深入的探讨和广泛的社会调研,组织了专业建设研讨会,确定了该课程的关键培养能力是:制定较复杂零件的数控加工工艺、编制数控加工程序、熟练操作数控机床。
课程建设目标:一是专业培养目标立足于淮海经济开发区,适应机械工业发展要求,确定教学体系及教学基本内容;二是在原有基础上进一步完善各个教学环节,提高师资队伍的教学质量、科研能力、结合实际生产修订教学大纲和教学内容、采用先进的教学手段和方法,并参与教材建设,完善实验实训教学环节等资料。三是努力建设与课程配套的、工学结合的、初步具备可持续发展能力的实践教学基地,以充分体现高职专业课程的教学特色。
3课程建设具体措施
3.1修订课程教学大纲
由专业指导委员会委员、企业高访导师和教学经验丰富的任课教师共同完成《数控加工工艺与编程》教学大纲的修订。①把原来传统的教学模式(章节式)改为“项目教学”模式。②简化原理阐述,删除无实用价值的陈旧内容和繁冗计算。③及时将新技术、新工艺引进课堂。④突出了专业技能的训练。新修订的教学大纲对课程的性质与教学任务,每个项目的教学目的,所占用的学时,学生能力培养的目标均做了具体规定。经过两年的教学验证,修订后的教学大纲能够满足课程建设的目标。
3.2科学组织课程教学内容
结合高职教育的特点,按照“由简单到复杂”教学规律,理论知识穿插于每个项目的准备知识中,确保教学中编程理论先行,动手操作紧随其后的项目化教学要求,使讲、学、做完全融合为一体;理论知识既围绕实践知识环节中对理论的要求,又结合生产实际进行案例讲解,实践内容紧紧围绕劳动部数控职业资格鉴定的要求开展教学,满足双证制的要求。
3.3完善实训环节建设
本课程显著特点之一是实践性强,必须建设好与理论教学体系互相联系,互相渗透的实践教学体系。为此,我们围绕这一条主线设计了七个实训单元,25个教学项目。实训课程由原来的3周增加为现在是4周,目的是增加一些为今后技能考证打基础的、有着广泛应用的,又是学生能够接受的新项目。各学习项目内容按照从单一到综合的原则进行排列。在教学课堂安排上,充分利用先进教学资源,对学生所编的程序,要求学生在模拟仿真实训室利用宇航虚拟仿真软件进行验证。技能操作环节,教师通过“机床演示法”在机床上进行讲解演示,学生再操作练习,这种先模拟后操作的教学方式使学生危险性降低,参与的机会更多,操作的时间增加,实训效果良好,得到同学们的认可。
3.4编写了“讲、学、做”一体化教材
编写了以“任务实施推动教学”的《数控加工工艺与编程项目教程》1本、《数控加工实训项目教程》1本。教材中每一项目首先确定知识目标和技能目标,指出重点和难点。每一项目都包括:
任务导入:导入来自生产实际的项目,说明项目要完成的内容。
知识学习:该项目中相关知识的介绍与学习。
任务实施:完成项目相关知识的学习后,对该项目实施工艺分析、数控编程、数控加工。
项目拓展:主要提高学生工艺分析,编程和加工的能力。
思考与练习:主要对知识学习起到巩固加深的作用。
3.5加强师资队伍建设
高等职业院校教师队伍建设要适应人才培养模式改革的需要。教师的能力直接制约着学生的能力。要培养技能型人才,教师首先就应该是高技能人才。学院也非常重视高质量学术论文的撰写和科研课题的开发,近2年来,该课题组教师积极参加各项教学竞赛和学术交流,还定期到生产一线进行挂职锻炼。期间教师共18篇,学院教科研项目2项,指导大学生创新项目8项。
3.6不断完善教学辅助资源
(1)在理论教学中,广泛采用视频、电子教案、CAI课件、模拟软件等多种方式,使抽象的理论知识变得生动形象,易于理解;在实践教学中,采用仿真、多媒体软件等手段,通过虚拟工厂等方式来强化实践能力。总之,在授课过程中辅以被加工零部件的实物、图片、三维动画等素材表现形式集为一体,使理论教学形象化、实践教学仿真化。
(2)已完成资源平台建设,学生在宿舍、教室和电子阅览室等场所可以登陆网站学习本课程或与教师进行在线交流。
3.7多元化考核方法设计
目前,采用较为普遍的“以理论考试为主”的教学评价手段,容易导致学生出现“平时不努力,考前抱佛脚,考场失忆症”的现象,教学质量难以保证。为有效克服以上弊端,保证学生掌握相关知识和能力,我们将考试成绩分为平时成绩、考试成绩和实践成绩。平时成绩占10%,主要包括课堂提问、出勤、作业等。理论考试成绩占60%。主要考核学生对基本知识的掌握情况和综合分析能力。实践成绩占30%,主要考核点放在科学制定工艺路线,正确选择刀具,合理选用切削用量、编制工艺卡片,完成零部件的加工。其中实践成绩由两部分组成:现场操作技能考核(占30%),即在规定时间内,独立完成每一项任务的零部件加工,且操作过程正确。最终的实践成绩为各次操作项目成绩的平均值。
4结束语
课程建设是提高教学质量的重要根源。实践证明工作任务导向课程模式遵循学生职业能力培养的基本规律,对培养职业技能型人才是一种行之有效的课程模式。工作任务导向课程模式可以极大限度地激发学生的学习热情,使学生找到学习的乐趣,切实提高了学生的职业能力。对于实践性和操作性很强的《数控加工工艺与编程》课程教学而言,效果良好。
参考文献:
合理安排教学内容,抓好学生的基础训练;采用分层次教学管理模式,利用现代化的教学设备,实现因材施教;承认个别差异,让学生明确学习目标,并对学生的成绩通过师生互动、学生互动给予做出及时的评价,激发其积极性,调动学习意愿,引导学生开拓思维,独立思考,独立作业,勇于创新的学习热情,这样才能更好地提高学生车工实习操作水平。
职业技能是一种包含专业素质在内的专业技能,是一种直接的有形生产力。具体说,职业技能指与操作生产设备直接联系的技能,如数控设备操作、车工操作;或与实际工作直接联系的技能。职业技能培训教学的目标是培养出现代社会生产急需的、有社会主义觉悟的、有技术的高素质劳动者和技术员。我校开设车工专业的时间比较短,但由于几年来我们一直重视教学质量,增强学生的动手能力,使得该专业毕业生的就业形势一直很好。随着市场经济的发展,职业学校的毕业生就业竞争也日趋激烈,如何使学校在竞争中得以长足的发展,我们说:教学质量。本人在多年的实践教学中也是始终坚持这一宗旨。
技术学校应社会需要而开设的车工生产实习课程教学的任务是培养学生全面牢固地掌握本工种的基本操作技能;会做本工种中级技术等级工件的工作;学会一定的先进工艺操作;能熟练地使用、调整本工种的主要设备;独立进行一级保养;正确使用工、夹、量具、具有安全生产知识和文明生产的习惯;养成良好的职业道德。从技校车工生产实习课程教学的特点分析,我校结合自己学校实际情况,依教学大纲要求,开展车工生产实习教学。
为营造我校采用分层次教学管理模式,充分利用现代化的教学设备,实现因材施教的环境。我校在充分借助多媒体工具向学生展示图、文、声像相结合的课件的同时,充分利用学生的心理特点及学生自我展示的需要,借助现代化的教学设备开展技术交流,构建一个师生互动、学生互动,鼓励学生上讲台解说、分析工件加工工艺步骤,并与不同学龄段的学生交流自己在车工实习过程中的心得,总结自己实习得失、经验的平台。以此平台对学生的成绩通过师生互动、学生互动给予做出及时的评价。如此教师不必像以前那样唱“独角戏”,还能在教学过程中点燃学生思维的火花,激发学生感情上的参预与主动学习的意识,从而构建学生认知主体的地位,把学生的感知过程、理解过程、运用过程融为一体,培养学生的创新能力,有效地提高学生的学习效率,一定程度上也弥补了学生的实践经验的不足。使学生通过操作进一步加深对机械生产的理解。因此,我校校园内,学生学习气氛非常浓厚。新老生间三五成群的聚在一起讨论车工实习操作卡片上的零件加工工艺、加工步骤及加工方法等(例如:在车双梯形螺纹时,如何利用平行四边行法则或量块实现分线;在转动小滑板车圆锥体时,如何采用相似三角形及全等三角形方法进行调整小滑板角度等),已经成为校园内的一道风景线。
1.利用数控仿真系统,使学生在虚拟环境中了解数控加工技术
数控加工仿真系统采用了与数控机床操作系统相同的面板和按键功能,不存在任何的安全问题,学生可以大胆地、独立地进行学习和练习。不仅如此,现代的数控加工仿真软件还能实现加工模拟演示功能和程序自诊断功能,不仅具有对学生编制的数控程序进行自动检测、具体指出错误原因的功能,还具有在真实设备上无法实现的三维测量功能。这样学生既能比较完整地学到知识,还能锻炼学生的胆量,培养他们的自信心。
2.妥善安排实训步骤,减少学习“弯路”