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時(shí)間：2023-03-17 18:11:00
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2數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化的方法
2.1典型工藝法1938年索克洛夫首次提出典型工藝的概念，其著眼點(diǎn)是工藝過程的標(biāo)準(zhǔn)化，也就是將零件按照結(jié)構(gòu)、形狀相似性和工藝過程相似性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類，則同類零件可以采用同一的典型工藝。因此，典型工藝法能夠很好地應(yīng)用于如齒輪、標(biāo)準(zhǔn)件等結(jié)構(gòu)形狀相對穩(wěn)定、批量相對較大的零件，而其他的一些批量不大或非標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的零件就很難使用典型工藝法。對于一些形狀結(jié)構(gòu)差別較大、批量小和種類多的生產(chǎn)場合，典型工藝只能作為零件工藝設(shè)計(jì)的參考資料。據(jù)統(tǒng)計(jì)有將近20%左右的零件可以用到典型工藝法，而且即使應(yīng)用了典型工藝法其效果也不是很明顯。
2.2成組工藝法1959年米特洛范諾夫首次提出成組工藝的新概念，其著眼點(diǎn)在于工序的標(biāo)準(zhǔn)化，即把零件加工過程中的全部或一部分相似加工工序的零件劃分為一組，然后，針對每一組的具體情況制定適宜的成組加工工藝。因此，它能夠很好地彌補(bǔ)典型工藝法的不足。當(dāng)加工一個(gè)屬于此類的零件時(shí)，只需要根據(jù)該零件的需要，按照成組加工工藝做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整或者補(bǔ)充，即可完成對該零件加工工藝的設(shè)計(jì)。實(shí)踐表明，80%以上的零件品種可以采用成組工藝。
3采用成組工藝法標(biāo)準(zhǔn)化的過程
3.1分析零件的加工特征，從零件的形狀特征入手，并結(jié)合工藝特征中的工序，借助成組技術(shù)的相似性原理建立零件的分類標(biāo)準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)之上將零件合理地分類成組。
3.2分析零件數(shù)控加工工藝的設(shè)計(jì)原則，并據(jù)此研究每一類零件的優(yōu)化工藝信息設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括成組零件數(shù)控加工工藝過程和工藝內(nèi)容的設(shè)計(jì)，其中工藝內(nèi)容涉及到具體的加工基準(zhǔn)、加工工序、加工策略以及刀具和工藝參數(shù)等。
3.3研究零件數(shù)控加工工藝信息的存儲和重用，主要涉及到工藝信息存儲方式的選擇及其相應(yīng)數(shù)據(jù)庫的建立，工藝信息再次調(diào)用的實(shí)現(xiàn)過程，以及重用過程中對相似工藝的修改和增加等。
3.4數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，包括系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對各類成組零件的工藝信息進(jìn)行匹配和調(diào)用，實(shí)現(xiàn)對零件數(shù)控加工工藝的標(biāo)準(zhǔn)化。
2．對異形槽類零件加工工藝的分析
2.1零件圖工藝的分析零件圖可以直觀的反應(yīng)出零件的性能，用途和工作條件[5]。讓人對零件與產(chǎn)品中的相互關(guān)系和作用一目了然。是設(shè)計(jì)工藝的理論基礎(chǔ)，因此，零件的工藝圖應(yīng)具備以下幾個(gè)條件：（1）零件圖具有完整性和正確性，符合國家標(biāo)準(zhǔn)，有完整的尺寸和相關(guān)的技術(shù)標(biāo)注。如清楚的顯示點(diǎn)、線、面之間的平行或相交的關(guān)系。畫圖的過程中可以用cad軟件作為輔助工具,以求達(dá)到最直觀清晰的構(gòu)圖效果。（2）關(guān)于尺寸標(biāo)注方法的要求：在零件圖上尺寸標(biāo)注分為分散法和集中法。通常采用的是集中標(biāo)注，有利于直觀的向編制的程序提供數(shù)據(jù)。
2.2針對材料的選擇有些零件剛完工的時(shí)候是合格的，到整體裝配的環(huán)節(jié)就出現(xiàn)超出范圍的松動(dòng)或難以裝配，或者無法裝配的情況。有些可以裝配但是使用沒多久就出現(xiàn)裂痕等情況。導(dǎo)致產(chǎn)品的使用壽命大大縮短。針對這一情況，對加工中出現(xiàn)損壞的材料進(jìn)行抽樣檢查，發(fā)現(xiàn)在碳鋼材料中，所含的S,P比值較高，導(dǎo)致的脆性變大，對加工過程的冷熱變化十分敏感。因此，要提高成品加工的成功率，延長零件的最佳使用年限。就要在零件的選材上多下功夫，選擇的材料必須符合如下幾個(gè)特性：（1）材料表面實(shí)耐磨，具有良好的延伸性。（2）材料的內(nèi)部必須具備良好的韌性和可塑性，且耐受性強(qiáng)。（3）因?yàn)楫愋瘟慵ぷ鹘橘|(zhì)很特殊，最好是選用滲碳合金鋼(12CrNi4)q且含碳量要低于0.25。才能保證經(jīng)過高溫處理后，材料的內(nèi)部仍具有良好的韌性，因?yàn)橛刑嫉臐B透而達(dá)到表面的硬度。Cr，Ni是為了提高材料的淬透性。
3.異形槽類零件加工過程中對刀具的選擇
3.1對加工刀具的分類槽類零件的加工刀具主要分為銑刀、鏜刀兩大類[6]，根據(jù)不同的加工階段要使用不同的刀具：（1）在自由嚙面的粗加工和半精加工階段，首先選擇銑刀，因?yàn)樗哂袃?yōu)質(zhì)的切削質(zhì)量和效率。（2）如果對自由曲面進(jìn)行精加工的時(shí)候該選用球頭刀，因?yàn)樵摰兜那邢魉俣嚷?，切削的行距夠密。?）如果是粗精加工，即使是相同尺寸和規(guī)格的刀具，都要分開使用。一般情況下，盡量使用一把刀具完成所有的加工部位。
3.2異形類零件加工過程中對刀具的用法（1）粗加工時(shí)螺旋進(jìn)刀方式應(yīng)控制在5度到10度之間，進(jìn)刀量的徑向不允許超過刀具直徑的5％-8％，深度進(jìn)給量要控制在刀具直徑的5％。（2）半精加工階段，由于零件的層間距離較小，要防止切削時(shí)刀具直接下沉到下個(gè)切削面，不要過切，要滿足等量的切削原則。（3）粗加工和半精加工階段，為實(shí)現(xiàn)較高的表面加工質(zhì)量和切削效率，要配合使用UG軟件的manufacturing模塊里的cavity—mill銑削方式，其參數(shù)設(shè)定為，切削水平選bcalDepthperCut為2mm，將Stepover的toodiameter調(diào)整為55%。刀具則選用硬質(zhì)合金雙刃立式平底銑刀。（4）精加工階段，選用優(yōu)質(zhì)合金球頭刀為刀具；對比曲面的最大面，分為正反方向兩組，刀軌走向盡可能的沿著最長輪廓線的方向；因?yàn)榍蝾^刀刀心速度為0，不屬于切削而是削磨，所以加工時(shí)刀軸需要與零件底面保持不超過20度的傾斜，減少這樣可以避免刀尖對加工零件的磨損；根據(jù)零件不同曲面的特點(diǎn)，可以用Cavity—mill中Ar．eaMilling、SurfaceArea、Boundar來進(jìn)行加工。
4.切削加工中對切削液的選擇
切削加工中要使用切削液，切削液具備四大性能，冷卻性能，性能，清洗性能，防銹性能。在切削過程中切削液可以降低刀具與加工表面的摩擦，減少刀具的磨損，提高加工表面的光滑性。切削液也根據(jù)其性能也分為三個(gè)種類，切削油，乳化液，水溶液。水溶液其主要成分由水構(gòu)成，無粘稠的透明質(zhì)感，方便操作者觀察，冷卻性能好。其缺點(diǎn)是容易令金屬零件生銹，性能差。乳化液外觀呈透明或者乳白色，是由乳化劑、添加劑和植物油膏加水稀釋而成，冷卻、效果不錯(cuò)但是含水量大，容易讓金屬鈍化。
5.異形槽零件鉆中心孔時(shí)要注意的問題
鉆中心孔是異形槽類零件加工中十分細(xì)節(jié)卻又極其重要的一環(huán)，對異形槽零件的加工工藝的品質(zhì)起到?jīng)Q定性的作用，因此，在異形槽加工過程中，應(yīng)注意如下幾個(gè)問題。
5.1防止中心鉆的折斷（1）中心鉆一定要對準(zhǔn)加工零件的回轉(zhuǎn)中心，加工零件的末端要車平，不能留有凹頭，否則容易造成中心鉆偏斜，不能準(zhǔn)確定鉆心而折斷。（2）切削時(shí)候要嚴(yán)格控制切削用量。（3）不能使用磨后的中心鉆強(qiáng)行鉆入。（4）要保證中心鉆的清潔，及時(shí)清除中心鉆上的切屑和澆注切削液。
5.2防止中心鉆孔鉆的不圓或鉆偏（1）要及時(shí)矯正出現(xiàn)彎曲的加工零件2.保證裝夾工具有良好的夾緊力，防止因夾緊力不足而引起的鉆中心孔時(shí)加工零件的移位。且在鉆孔時(shí)注意，中心孔不宜鉆的太深，否則在工件夾裝時(shí)不能與中心孔的鉆孔貼合，避免中心鉆孔修膜后圓柱部分的長度過短，不然在裝夾時(shí)，容易造成裝夾尖端與中心孔底的接觸。
6.在熱處理過程中需注意的問題
正確的高溫的處理方法對后來的切削加工質(zhì)量有著決定性的作用，金屬的組織成分不同在加熱處理中會呈現(xiàn)出不同的組織特性，當(dāng)含碳量不足0.25%時(shí)，金屬的切削加工性能也隨著碳含量的變化而變化，如果有大量的鐵素體在回火狀態(tài)下出現(xiàn)，那么說明該金屬的延展性很好。因?yàn)闈B碳合金鋼(12CrNi4A)具有含碳量低的優(yōu)勢，經(jīng)過滲碳后冷卻，然后通過金屬加熱處理后再低溫回火，從而形成柔韌性和強(qiáng)度的完美融合。大部分的異形槽類零部件加工過程中，都是先經(jīng)過加熱處理及回火后再進(jìn)行磨削工作，通過磨削加工達(dá)到所追求的良好機(jī)械性能。工件采用半自動(dòng)或自動(dòng)機(jī)床加工時(shí)高效率成批生產(chǎn)，只有經(jīng)過科學(xué)的熱處理工藝方法，有效的降低了磨削時(shí)“燒傷”或形成“磨削裂紋”的概率，保證了零件經(jīng)過精磨后，還能維持有較高的光潔程度。因此，正確選定合理的熱處理工藝方法是優(yōu)質(zhì)切削的基礎(chǔ)。
一、數(shù)控銑/加工中心預(yù)備技師課題內(nèi)容
1.課題來源
預(yù)備技師課題的來源一般有：具有一定技術(shù)含量的企業(yè)產(chǎn)品、歷年全國數(shù)控技能競賽試題、國家題庫、企業(yè)攻關(guān)課題、企業(yè)的技術(shù)改造課題、根據(jù)培養(yǎng)知識點(diǎn)設(shè)計(jì)的課題等。
本課題源自一燈具生產(chǎn)企業(yè)，產(chǎn)品為外貿(mào)定單，銷往日本。該產(chǎn)品是企業(yè)與我校合作開發(fā)的新產(chǎn)品。在實(shí)施本課題前，已完成了該模具圖紙的設(shè)計(jì)，本課題主要完成模具型芯和型腔的選材與加工。
2.能力目標(biāo)
通過本套課題的學(xué)習(xí)，掌握利用數(shù)控設(shè)備加工具有實(shí)際價(jià)值產(chǎn)品的能力，以及培養(yǎng)學(xué)員應(yīng)具有良好的團(tuán)隊(duì)意識和工作習(xí)慣。
3.課題開發(fā)
根據(jù)能力目標(biāo)，將金屬材料及熱處理、CAD、數(shù)控造型軟件的使用、自動(dòng)編程知識、機(jī)械加工知識等涉及的技術(shù)融合在一起，形成完整的知識結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化各知識點(diǎn)的有機(jī)結(jié)合，形成較強(qiáng)的職業(yè)能力。
4.教學(xué)實(shí)踐
（1）教學(xué)形式――導(dǎo)師制。
（2）學(xué)習(xí)形式――2人/組，任務(wù)驅(qū)動(dòng)式團(tuán)隊(duì)自主學(xué)習(xí)。
（3）教學(xué)設(shè)備――數(shù)控銑/加工中心。
（4）學(xué)習(xí)內(nèi)容――燈罩模具產(chǎn)品產(chǎn)出的全過程。
該燈罩模具的加工涵蓋了數(shù)控專業(yè)學(xué)習(xí)中所涉及到的知識。燈罩模具的加工過程即是以行動(dòng)導(dǎo)向組織的教學(xué)過程，以師生共同確定的加工方案及完成的加工步驟來引導(dǎo)教學(xué)組織過程，學(xué)生通過主動(dòng)和全面的學(xué)習(xí)，達(dá)到腦力勞動(dòng)和體力勞動(dòng)的統(tǒng)一。
該燈罩模具的加工任務(wù)（行動(dòng)）絕非單指某一技術(shù)或技藝，而是燈罩模具產(chǎn)品產(chǎn)出的全過程，包括接受定單、確定任務(wù)、資料檢索、制訂計(jì)劃、服務(wù)加工、質(zhì)量控制、售后服務(wù)等，是學(xué)生即將從事的數(shù)控加工職業(yè)可能發(fā)生的一個(gè)完整的工作過程。給學(xué)生提供了一個(gè)典型的綜合科技環(huán)境，使學(xué)生將學(xué)過的諸多單科專業(yè)知識在這里得到全面認(rèn)識、綜合訓(xùn)練和相互提升。
5.課題實(shí)施
（1）選擇型芯及型腔材料。
提出問題：如何選擇模具材料？選擇模具材料時(shí)要考慮哪些因素？所選擇模具材料的性能？
涉及知識：金屬材料及熱處理
教師行為：提供需查閱的相關(guān)資料，解答相關(guān)問題。
（2）畫模具型芯圖。
涉及知識：機(jī)械制圖及相關(guān)繪圖標(biāo)準(zhǔn)，手工畫圖、CAD繪圖。
教師行為：檢查所畫視圖的規(guī)范性與正確性，提出解決方案，CAD輔導(dǎo)。
（3）選擇毛坯并進(jìn)行數(shù)控車加工。
涉及知識：數(shù)控車床的編程與操作、選擇刀具、夾具、切削用量、工件裝夾與校正。
教師行為：檢查數(shù)控車程序，數(shù)控車床的操作，數(shù)控車宏程序輔導(dǎo)。
（4）產(chǎn)品造型。
涉及知識：數(shù)控造型軟件的使用。
教師行為：實(shí)體造型輔導(dǎo)。
（5）生成數(shù)控加工程序。
涉及知識：自動(dòng)編程知識，機(jī)械加工知識。
教師行為：加工方式選擇，加工刀具選擇，切削用量選擇輔導(dǎo)
（6）數(shù)控銑/加工中心加工。
涉及知識：程序的傳輸，數(shù)控銑/加工中心的操作，程序的修改，夾具的選擇，工件裝夾與校正。
教師行為：程序傳輸輔導(dǎo)。
（7）精度檢驗(yàn)。
涉及知識：精度檢驗(yàn)的方法。
教師行為：精度分析，提出解決措施。
（8）模具裝配。
涉及知識：模具裝配與調(diào)試。
教師行為：精度分析，提出解決措施。
（9）加工產(chǎn)品。
加工出的產(chǎn)品如圖2所示。
（10）完成技師論文。
涉及知識：完成課題全過程中的心得與體會。
教師行為：提供技師論文的格式，書寫論文的注意事項(xiàng)，論文輔導(dǎo)。
根據(jù)學(xué)員的學(xué)習(xí)情況及教學(xué)設(shè)備在實(shí)際使用過程中的效能，指導(dǎo)教師提出改進(jìn)建議，完成成果評價(jià)。
二、成績考核及教學(xué)效果評定
為了嚴(yán)把預(yù)備技師的出口關(guān)，數(shù)控銑/加工中心預(yù)備技師考評主要有以下內(nèi)容組成：
1.預(yù)備技師理論考試
本著夠用和實(shí)用的原則，檢驗(yàn)學(xué)生對基本理論知識的掌握程度，其內(nèi)容包括機(jī)械制圖、機(jī)制工藝知識、機(jī)械加工、數(shù)控加工工藝、數(shù)控編程、數(shù)控原理等知識。
2.編制加工工藝
檢驗(yàn)學(xué)生分析問題、解決問題的能力?？荚噧?nèi)容為編寫復(fù)雜零件的數(shù)控加工工藝規(guī)程（包括工序卡、刀具卡、切削用量參數(shù)表等內(nèi)容）。
3.手工編程
檢驗(yàn)學(xué)生對數(shù)控編程的基礎(chǔ)知識的掌握程度。考試內(nèi)容為編寫考試工件的加工程序。
4.CAD繪圖
繪制復(fù)雜零件或裝配圖，考核學(xué)生的計(jì)算機(jī)繪圖能力及對機(jī)械制圖的掌握程度。
5.自動(dòng)編程
考核學(xué)生造型能力和自動(dòng)編程能力。
6.數(shù)控技能應(yīng)會考核
完成數(shù)控機(jī)床加工技師操作課題，考核學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。
7.預(yù)備技師論文答辯
通過預(yù)備技師論文的答辯，考核學(xué)生對預(yù)備技師所需掌握的各項(xiàng)知識的綜合運(yùn)用能力，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。
以上內(nèi)容的1～3項(xiàng)歸納為應(yīng)知考試，所占比例依次為60%、20%、20%。4～6項(xiàng)歸納為應(yīng)會考試，所占比例依次為20%、30%、50%。當(dāng)應(yīng)知、應(yīng)會和論文答辯全部合格后，方可認(rèn)為預(yù)備技師合格。
關(guān)鍵詞：工件受熱變形；刀具受熱變形；刀具磨損；刀具受力
Key words: workpiece heating；tool heating；tool wear；tool stress
中圖分類號：TG54文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2011）23-0026-01
1加工誤差影響因素及分類
在數(shù)控銑削加工過程中，用戶期望生產(chǎn)加工后的工件與設(shè)計(jì)人員所設(shè)計(jì)的圖紙完全吻合一致，但這只是一個(gè)脫離實(shí)際的理論想法。在實(shí)際的生產(chǎn)加工中，由于受到加工操作規(guī)程、加工工藝系統(tǒng)、加工原理、加工測量、工件和刀具的材質(zhì)、工件和刀具的溫度、刀具受力變形、刀具磨損等因素的影響，實(shí)際生產(chǎn)加工后的工件與理論圖紙會存在一定的偏差，進(jìn)而產(chǎn)生了加工誤差。
一般來講，一個(gè)完整的數(shù)控銑削加工系統(tǒng)主要由機(jī)床、夾具、刀具和工件構(gòu)成，也可以稱之為加工工藝系統(tǒng)。在實(shí)際的數(shù)控銑削加工過程中，存在很多影響因素引起加工誤差，進(jìn)而影響加工工件的質(zhì)量。在前人研究的基礎(chǔ)上，按照誤差的來源可以將加工誤差分為三類：幾何誤差、物理誤差和其它誤差，其中幾何誤差是指機(jī)床或夾具或刀具本身存在的誤差和加工過程中由磨損而引起的誤差；物理誤差是指數(shù)控銑削加工工藝系統(tǒng)由于受熱和受力而產(chǎn)生的彈性變形和塑性形變而引起的誤差；其它誤差包括的范圍較大，隨機(jī)性較強(qiáng)，主要是指加工工人在數(shù)控銑削加工操作過程中，由于采用哪一種加工原理、操作是否嚴(yán)格遵守規(guī)程、重新調(diào)整工藝系統(tǒng)、定位刀具或待加工工件的精確程度、測量的準(zhǔn)確度和加工工人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等因素所引起的誤差。
2單因素加工誤差模型
參考文獻(xiàn)：
課 題：該論文為院級課題“基于工作過程的數(shù)控加工工藝課程改革研究與實(shí)踐”成果論文，課題號HnhyB008。
一、課程設(shè)計(jì)
1.課程設(shè)置與定位
對數(shù)控機(jī)床操作員、數(shù)控加工工藝員、編程員三個(gè)主要就業(yè)崗位進(jìn)行分析，將對象、工具、規(guī)范和要求四要素相同的工作項(xiàng)目歸納在一起，形成了數(shù)控專業(yè)主干課程體系，如下表所示。
課程體系中，對主要就業(yè)崗位起直接、重要支撐作用的課程是：（1）使用數(shù)控車床的零件加工；（2）使用數(shù)控銑（加工中心）的零件加工；（3）數(shù)控加工工藝；零件的計(jì)算機(jī)輔助編程與制造。（1）（2）兩門課程是針對數(shù)控車床操作工、加工中心操作工和數(shù)控銑床操作工設(shè)置的，即按機(jī)床類型設(shè)置。（3）（4）兩門課程是針對數(shù)控加工工藝員和數(shù)控編程員崗位設(shè)置的，即按零件加工工藝類型設(shè)置。
2.課程設(shè)計(jì)思路與內(nèi)容選取
課程整體設(shè)計(jì)思路，源于對職業(yè)能力的分析，源于企業(yè)調(diào)查。數(shù)控加工技術(shù)領(lǐng)域完成工作任務(wù)的基本工作過程是在企業(yè)接受訂單后，對產(chǎn)品中適宜數(shù)控加工的零部件進(jìn)行如下工作：（1）確定工藝方案（工藝員）；（2）編制加工程序（編程員）；（3）調(diào)試；（4）實(shí)施加工（操作員）；（5）質(zhì)量檢驗(yàn)（品質(zhì)管理員）。該領(lǐng)域的工作對象是各類不同的零件，而工作過程基本是重復(fù)的，即“重復(fù)的是過程，而不是對象”?；谶@一領(lǐng)域的工作特點(diǎn)，我們可選擇生產(chǎn)中的典型零件，通過深入剖析零件特征及技術(shù)要求、機(jī)床、刀具、工藝條件等四要素，形成典型零件加工的工藝方法、編程方法、加工調(diào)整方法等有針對性的教學(xué)內(nèi)容，將不同零件內(nèi)容通過相同的工作過程，來反復(fù)訓(xùn)練學(xué)生思維，實(shí)現(xiàn)職業(yè)能力的培養(yǎng)，從而使學(xué)生具備扎實(shí)的數(shù)控加工工藝分析能力，并積累實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)操作員、工藝編程員崗位的對接或崗位遷移。
在課程內(nèi)容的選取中，從課程對應(yīng)的數(shù)控加工工藝編制及實(shí)施工作項(xiàng)目出發(fā)，選擇源于企業(yè)、經(jīng)過教學(xué)改造的典型零件為載體，重構(gòu)加工工藝編制、數(shù)控程序編制、數(shù)控機(jī)床加工調(diào)整的工作過程性知識與技能體系，體現(xiàn)基于工作過程系統(tǒng)化導(dǎo)向的重構(gòu)性。
課程內(nèi)容順序安排以工作過程為參照系，按照工作過程對課程內(nèi)容進(jìn)行序化，即將陳述性知識與過程性知識整合、理論知識學(xué)習(xí)與實(shí)踐技能訓(xùn)練整合、專業(yè)能力培養(yǎng)與職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)整合、工作過程與學(xué)生認(rèn)知心理過程整合，體現(xiàn)基于職業(yè)崗位典型工作任務(wù)的職業(yè)性。
課程內(nèi)容組織根據(jù)典型零件教學(xué)內(nèi)容，按回轉(zhuǎn)類、平面輪廓類和箱體類等零件分為不同的學(xué)習(xí)類型，同一類零件又根據(jù)零件特征和加工難易程度再分為不同的學(xué)習(xí)單元、零件形狀由簡單到復(fù)雜、工藝類型由單一到復(fù)合，按綜合能力培養(yǎng)由弱到強(qiáng)的規(guī)律排列單元。在單元方案中，制定教學(xué)目標(biāo)，綜合考慮教學(xué)過程的實(shí)施方案和教學(xué)方法的應(yīng)用，根據(jù)總學(xué)時(shí)合理安排單元學(xué)時(shí)。
二、教學(xué)實(shí)施
1.合理組織課堂教學(xué)，拓展培養(yǎng)空間
課堂教學(xué)應(yīng)基于知識在訓(xùn)練過程中傳授，能力在訓(xùn)練過程中提高的前提去組織。我們創(chuàng)設(shè)基于工作過程的學(xué)習(xí)情境，采用教、學(xué)、做合一的模式，通過行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法實(shí)施教學(xué)。
例如“單元二：套類零件的工藝與程序編制”（8課時(shí) 360分鐘）教學(xué)實(shí)施過程。
本單元的教學(xué)目標(biāo)：編寫零件的全套工藝文件，編寫零件的數(shù)控加工程序，模擬仿真優(yōu)化工藝和程序。推薦主要方法是任務(wù)驅(qū)動(dòng)結(jié)合四步法、引導(dǎo)文法、小組協(xié)作法。教學(xué)過程如下。首先資訊（90分鐘），從零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)和零件圖著手，理解和收集加工信息；通過這些加工信息來計(jì)劃和決策（180分鐘），確定完成任務(wù)的方案并實(shí)施方案（45分鐘），然后對實(shí)施成果進(jìn)行檢查和分析，并對方案加以優(yōu)化，最后進(jìn)行工作評價(jià)（45分鐘）。在教學(xué)過程的各環(huán)節(jié)中，教師要正確引導(dǎo)學(xué)生投入到學(xué)習(xí)中，通過各種教學(xué)方法和手段的綜合應(yīng)用，讓學(xué)生分階段掌握知識與技能。
單元二的教學(xué)載體是套類零件。首先教師可在此范圍內(nèi)，根據(jù)本班學(xué)生工學(xué)結(jié)合的實(shí)際工作任務(wù)來選定實(shí)際教學(xué)零件，形成工作任務(wù)的開放性，使課程教學(xué)內(nèi)容更貼近工作要求，也能不斷豐富教學(xué)資源。其次，在工藝規(guī)程制定中，因生產(chǎn)類型不同，或某一工藝參數(shù)的改變，或刀具參數(shù)的改變，均會形成不同的工藝方案和編程方案，生成新的教學(xué)目標(biāo)，所以要通過教師合理的組織和引導(dǎo)，有效拓展學(xué)生職業(yè)能力的培養(yǎng)空間。
2.有效采用教學(xué)方法，培養(yǎng)職業(yè)能力
在教學(xué)過程中，不僅要傳授單科的知識和單項(xiàng)的技能，更要注重解決綜合問題能力的培養(yǎng)，為此，我們選擇行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)方法。在數(shù)控加工工藝方案的制定中，根據(jù)對學(xué)生工藝編制及實(shí)施獨(dú)立性要求的培養(yǎng)規(guī)律，按工作任務(wù)的難易程度、學(xué)生獨(dú)立完成的程度、教師指導(dǎo)工作程度，將七個(gè)學(xué)習(xí)單元分為三個(gè)層次的行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)方法。
層次一：單元一采用案例分析結(jié)合四階段法，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下完成任務(wù)，以教師為主引導(dǎo)學(xué)生，學(xué)生“照著做”。
層次二：單元二至六中，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)結(jié)合六步法，根據(jù)引導(dǎo)文和引導(dǎo)問題，教師逐漸引導(dǎo)學(xué)生對知識和技能由認(rèn)知向熟練過渡，逐漸把傳統(tǒng)的單向傳輸變?yōu)閱l(fā)式構(gòu)建，推動(dòng)學(xué)生去開拓創(chuàng)新、發(fā)展自己，由“照著做”過渡到“學(xué)著做”。
層次三：隨著學(xué)習(xí)的不斷深入，學(xué)生綜合能力不斷提高，在單元七，采用項(xiàng)目教學(xué)法，放手讓學(xué)生單獨(dú)（或師生共同）實(shí)施一個(gè)完整的“項(xiàng)目”的零件的工藝分析、程序編制、機(jī)床加工，并強(qiáng)調(diào)綜合性和實(shí)施性、強(qiáng)調(diào)安全文明生產(chǎn)，讓學(xué)生“獨(dú)立做”。
3.保障教學(xué)實(shí)施，做好教學(xué)評價(jià)
實(shí)施教學(xué)必須有足夠的教學(xué)資源保障，才能有效地完成預(yù)定的教學(xué)目標(biāo)，包括：（1）前面所修課程資料；（2）數(shù)控加工工藝教材的選用和按學(xué)習(xí)單元自編講義、任務(wù)書、引導(dǎo)文等資料；（3）電子課件；（4）教學(xué)視頻；（5）六步法討論式多媒體教室（每人配備計(jì)算機(jī)、仿真軟件）；（6）理實(shí)一體化數(shù)控實(shí)習(xí)場地；（7）兄弟院校的網(wǎng)上教學(xué)資源；（8）能承擔(dān)項(xiàng)目教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)結(jié)合六步法教學(xué)工作的數(shù)控專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)等等。
教學(xué)評價(jià)也是教學(xué)實(shí)施的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，分為單元評價(jià)和課程評價(jià)兩部分。單元評價(jià)分成果評價(jià)、自我評價(jià)、教師評價(jià)。成果評價(jià)是對工作任務(wù)的客觀評價(jià)，是衡量學(xué)習(xí)質(zhì)量的重要指標(biāo)；學(xué)生自我評價(jià)是學(xué)生對自己工作過程的主觀評價(jià)，對自己的思維方式、工作方法、工作能力進(jìn)行反思，從而不斷改進(jìn)，獲得提高；教師評價(jià)是教師對學(xué)生在工作過程中的社會能力和方法能力的評價(jià)。在每一學(xué)習(xí)單元結(jié)束時(shí)進(jìn)行單元成績評價(jià)，所有單元成績的總和就是課程的成績。
課程體系
論文摘要:本文根據(jù)當(dāng)前社會需隸的數(shù)控人才所需的知識結(jié)構(gòu)，對機(jī)械制造及自動(dòng)化專業(yè)“金屬切削機(jī)床與數(shù)控機(jī)慶.課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了重組和優(yōu)化，構(gòu)建了理論教學(xué)為引導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)為補(bǔ)充，實(shí)訓(xùn)教學(xué)為提高的“教學(xué)一體化”的人才培養(yǎng)模式，通過采用專職教師與兼職教師相結(jié)合，來改變師資隊(duì)伍的結(jié)構(gòu).
1前言
數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ).數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用是提高制造業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)里和勞動(dòng)生產(chǎn)率必不可少的重要手段;加人世貿(mào)組織后，中國正在逐步變成“世界制造中心”，為了增強(qiáng)競爭能力.中國制造業(yè)開始廣泛使用先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)。這迫切需要既能利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品的輔助設(shè)計(jì)，又能應(yīng)用數(shù)控技術(shù)進(jìn)行制造的人才，作為培養(yǎng)具備機(jī)械設(shè)計(jì)制造基礎(chǔ)知識與應(yīng)用能力，能在工業(yè)生產(chǎn)第一線從事機(jī)械制造領(lǐng)域內(nèi)的設(shè)計(jì)制造、科技開發(fā)、應(yīng)用研究、運(yùn)行管理和經(jīng)營銷售等方面工作的高級工程技術(shù)人才的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)如何適應(yīng)發(fā)展的需要，根據(jù)社會對數(shù)控技術(shù)人才的需求進(jìn)行余屬切削機(jī)床與數(shù)控機(jī)床課程的教學(xué)改革，這是我們必須要深入研究的問題。
z數(shù)控人才的需求和知識結(jié)構(gòu)
當(dāng)前社會需求的數(shù)控人才主要有三種類型:，>0藍(lán)領(lǐng)層”數(shù)控技術(shù)人才:承擔(dān)數(shù)控機(jī)床的具體操作及日常簡單維護(hù)工作的技術(shù)工人，z>0灰領(lǐng)層’數(shù)控技術(shù)人才:承擔(dān)數(shù)控編程的工藝員和數(shù)控機(jī)床維護(hù)、維修人員;3)“金領(lǐng)層，數(shù)控技術(shù)人才:具備井精通數(shù)控操作、數(shù)控工藝編程和數(shù)控機(jī)床維護(hù)維修所需要的繪合知識，積累了大量實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，知識面廣。這三種類型的數(shù)控人才所要求的知識結(jié)構(gòu)也各不相同，“藍(lán)領(lǐng)型.:以傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)為墓礎(chǔ)，掌握“數(shù)控機(jī)床原理及應(yīng)用基礎(chǔ)’和“數(shù)控加工編程技術(shù)’，掌握"CAD/CAM’軟件.‘灰領(lǐng)型編程工藝員，:應(yīng)具有良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，熟悉產(chǎn)品的三維設(shè)計(jì)，產(chǎn)品的加工工藝:“灰領(lǐng)型維修人員，:以機(jī)、電、光和液(氣)控制技術(shù)為基礎(chǔ)，掌握數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修的技術(shù)和技能?！敖痤I(lǐng)型”:有較扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，較全面地掌握數(shù)控設(shè)備的相關(guān)原理與技術(shù)，具備數(shù)控設(shè)備研制與開發(fā)能力，掌握網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，有較高的外語水平。
3構(gòu)建與社會需求相適應(yīng)的寬口徑課程體系
根據(jù)“金屬切削機(jī)床與數(shù)控機(jī)床.在系列課程中的地位和作用，從社會需求出發(fā)，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了重組和優(yōu)化。課程采取理論教學(xué)為引導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)為補(bǔ)充，實(shí)訓(xùn)教學(xué)為提高的“教學(xué)一體化”模式.
(1)
通用機(jī)床突出重點(diǎn)，貫徹少而精的原則
通用機(jī)床部分，我們重點(diǎn)講授車床、銑床和滾齒機(jī)的傳動(dòng)原理，傳動(dòng)系統(tǒng)的分析和主要結(jié)構(gòu).磨床和其它類型通用機(jī)床部分通過布置思考題，讓學(xué)生自學(xué)然后通過課堂討論，使學(xué)生弄清磨床和其它類型通用機(jī)床與車床、鐵床和滾齒機(jī)在結(jié)構(gòu)上的主要差別，進(jìn)而熟悉通用機(jī)房的工藝范圍，為制訂零件的加工工藝和機(jī)床的維護(hù)，維修和產(chǎn)品的開發(fā)奠定一定的基礎(chǔ)。
(z)數(shù)控機(jī)床突出實(shí)踐性
在數(shù)控機(jī)床理論教學(xué)中不過于強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)性和完整性，重在其應(yīng)用。簡要地講述數(shù)控機(jī)床的基本組成及其工作原理，介紹數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)及附件，著重講述數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)，CNC車床及其車削中心、CNC鉸鐵床及其加工中心，CNC線切割機(jī)床的手工編程技術(shù)及其操作，采用多煤體或錄像進(jìn)行教學(xué)，最大限度的展示生產(chǎn)一線的環(huán)境，將數(shù)控機(jī)床圖片、所使用的刀具圖片，機(jī)床附件、加工過程等展示給學(xué)生，將抽象的枯燥的概念和技術(shù)要領(lǐng)用形象生動(dòng)的過程模擬來表現(xiàn)，使課堂教學(xué)更加生動(dòng)和形象，便于學(xué)生理解和掌握所學(xué)的知識。 為了培養(yǎng)學(xué)生對數(shù)控設(shè)備的檢修、調(diào)試、故隆分析能力和數(shù)控加工現(xiàn)場解決問題的能力，將數(shù)控機(jī)床的安裝、調(diào)試、保養(yǎng)與維修作為一個(gè)專題來學(xué)習(xí)，借助大盤現(xiàn)實(shí)案例教學(xué)來闡述常見故障產(chǎn)生的原因及排除方法，或采用現(xiàn)場教學(xué)等靈活的方式進(jìn)行。
(3)課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)綜合性
課程設(shè)計(jì)是理論教學(xué)中重要的一個(gè)實(shí)踐性環(huán)節(jié)，其目的是對所學(xué)知識的一個(gè)概括和應(yīng)用，是對學(xué)生各個(gè)方面能力的一個(gè)綜合評價(jià)，為了真正使同學(xué)們具備編制數(shù)控機(jī)床加工工藝規(guī)程的能力;具備選擇工藝參數(shù)、編制數(shù)控機(jī)床加工程序的能力，具備操縱、調(diào)試和維護(hù)數(shù)控機(jī)床的能力，我們要求學(xué)生利用一周時(shí)間先進(jìn)行程序編制工作，然后上機(jī)操作，親自進(jìn)行程序的輸入，調(diào)試、運(yùn)行，把課堂學(xué)習(xí)的知識在模書墩作軟件上加以驗(yàn)證，使實(shí)際操作能力得到鍛煉和提高。課程設(shè)計(jì)完成后要求每人上交一份總結(jié)報(bào)告，包含工藝過程分析(路線安排+程序原點(diǎn)+工裝十切削用量)、數(shù)控程序清單及設(shè)計(jì)心得等內(nèi)容。
(4)依托職業(yè)學(xué)校資源，加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)
數(shù)控技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐教學(xué)體系分五個(gè)層次貫穿于整個(gè)本科教學(xué)的全過程:
第一層次:學(xué)科教授做學(xué)科講座，觀看數(shù)控加工錄像資料，參觀學(xué)校教學(xué)設(shè)施，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)的興趣。
第二層次:校內(nèi)外結(jié)合，開展認(rèn)識實(shí)習(xí)和金工實(shí)習(xí)，進(jìn)行機(jī)械工程認(rèn)識與訓(xùn)練。
第三層次:實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐、設(shè)計(jì)和創(chuàng)新實(shí)踐結(jié)合，進(jìn)行數(shù)控技術(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)。
第四層次:將數(shù)控技能培訓(xùn)和課程設(shè)計(jì)相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)控實(shí)踐知識分析問題和解決問題的能力;并組織學(xué)生參加數(shù)控大賽、進(jìn)行數(shù)控技能訓(xùn)練。
第五層次:開展廣泛的創(chuàng)新活動(dòng)，并通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，提升學(xué)生分析問題、解決問題的能力。
2數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用實(shí)踐教學(xué)體系結(jié)構(gòu)
2．1認(rèn)識實(shí)習(xí)
新生入校的第一學(xué)期，組織學(xué)生觀看數(shù)控加工錄像資料，請專家教授進(jìn)行數(shù)控加工技術(shù)講座，組織學(xué)生參觀學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的數(shù)控教學(xué)設(shè)備，在校外工廠參觀先進(jìn)的數(shù)控加工設(shè)備及數(shù)控加工過程，使學(xué)生對數(shù)控技術(shù)有一個(gè)感性認(rèn)識，提升學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)的興趣。
2．2金工實(shí)習(xí)
學(xué)生金工實(shí)習(xí)的過程中，設(shè)置數(shù)控機(jī)床操作和自動(dòng)編程等兩個(gè)數(shù)控技術(shù)的實(shí)習(xí)項(xiàng)目。在數(shù)控機(jī)床操作項(xiàng)目中利用教學(xué)型數(shù)控機(jī)床所含有的簡易自動(dòng)編程軟件，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)加工圖案，然后自動(dòng)生成加工程序，再在蠟塊或有機(jī)玻璃上雕刻出所設(shè)計(jì)的圖像，這樣極大的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。在自動(dòng)編程項(xiàng)目中要求學(xué)生在CAXA制造工程師軟件中完成三維實(shí)體造型，然后根據(jù)教師提示完成加工工藝設(shè)置，生成數(shù)控加工刀具路徑，最后生成數(shù)控加工程序。完成比較好的程序還可以上傳到數(shù)控機(jī)床上，加工出零件來。
2．3課程實(shí)驗(yàn)
通過認(rèn)識實(shí)習(xí)和金工實(shí)習(xí)，學(xué)生對數(shù)控技術(shù)建立了一個(gè)初步認(rèn)識，第三學(xué)年開設(shè)數(shù)控技術(shù)及其應(yīng)用課程，在課程中開設(shè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)圍繞課堂教學(xué)內(nèi)容設(shè)置，加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解。課程實(shí)驗(yàn)開設(shè)數(shù)控機(jī)床認(rèn)識實(shí)驗(yàn)、數(shù)控原理實(shí)驗(yàn)、數(shù)控編程實(shí)驗(yàn)和數(shù)控機(jī)床操作等四個(gè)基本實(shí)驗(yàn)。數(shù)控機(jī)床認(rèn)識實(shí)驗(yàn)通過對工業(yè)用數(shù)控機(jī)床觀察，了解數(shù)控機(jī)床(如SK50數(shù)控車床、XK715D數(shù)控立式銑床、DK77型數(shù)控電火花線切割機(jī)、數(shù)控電火花成型機(jī)等)的基本結(jié)構(gòu)、加工對象及其用途;了解FANUC0i系列數(shù)控系統(tǒng);掌握數(shù)控機(jī)床(如SK50數(shù)控車床、XK715D數(shù)控立式銑床等)的坐標(biāo)系建立、基本運(yùn)動(dòng)和回零操作。數(shù)控原理實(shí)驗(yàn)通過對華中數(shù)控生產(chǎn)的HED－21S數(shù)控系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)臺的拆裝調(diào)試，要求學(xué)生了解數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)、基本組成和應(yīng)用;了解數(shù)控系統(tǒng)常用部件的原理與作用;熟悉常見數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床的連接與基本調(diào)試操作。數(shù)控編程實(shí)驗(yàn)通過在浙大辰光軟件和宇龍數(shù)控仿真模擬軟件上完成指定零件的數(shù)控加工程序編制與調(diào)試，使學(xué)生掌握數(shù)控加工程序的手工編制方法與程序調(diào)試技巧。數(shù)控機(jī)床操作實(shí)驗(yàn)，通過對CGM4300B數(shù)控銑床的操作，在蠟塊上加工零件，使學(xué)生了解數(shù)控銑床的基本特點(diǎn)和機(jī)床坐標(biāo)系的建立;掌握數(shù)控機(jī)床常規(guī)操作方法，重點(diǎn)學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床回零操作、手動(dòng)對刀操作、工件坐標(biāo)系設(shè)定、程序輸入與編輯、程序調(diào)試、自動(dòng)加工等操作。
2．4數(shù)控工藝技能培訓(xùn)
數(shù)控高級人才的培養(yǎng)，必須十分注重學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)，我們在課余時(shí)間，充分利用學(xué)?，F(xiàn)有的資源，對學(xué)有余力且對其感興趣的學(xué)生進(jìn)行120學(xué)時(shí)的數(shù)控加工工藝培訓(xùn)，培訓(xùn)分為數(shù)控工藝分析、自動(dòng)編程軟件(CAXA制造工程師)的應(yīng)用、數(shù)控機(jī)床操作等三個(gè)方面。數(shù)控工藝培訓(xùn)要求學(xué)生通過培訓(xùn)具有基本零件的工序劃分、刀具卡具的選擇、工藝基準(zhǔn)的制定、切削用量的選擇和切削液的選擇等數(shù)控加工工藝分析與設(shè)計(jì)能力。自動(dòng)編程軟件的應(yīng)用要求學(xué)生通過培訓(xùn)，掌握功能齊全的實(shí)用型自動(dòng)編程軟件，如MasterCAM，Cimatron，Delcam，CAXA等自動(dòng)編程軟件，利用這些軟件編制較為復(fù)雜的零件或模具加工程序，同時(shí)具有駕馭目前國內(nèi)市場上流行的集成度高的諸如CATIA、Pro/E、UG(Unigraphics)等CAD/CAM軟件的能力。數(shù)控機(jī)床操作培訓(xùn)要求學(xué)生熟練掌握數(shù)控機(jī)床的各種基本操作，掌握加工程序的輸入與加工程序調(diào)試，掌握自動(dòng)編程后的程序傳輸方法，掌握在線加工方法?？傊?，通過數(shù)控培訓(xùn)增強(qiáng)了學(xué)生的數(shù)控技術(shù)實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。數(shù)控技能培訓(xùn)將數(shù)控技術(shù)理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，鞏固理論知識，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。
2．5數(shù)控加工工藝分析與數(shù)控加工編程課程設(shè)計(jì)
為加強(qiáng)學(xué)生的數(shù)控技術(shù)實(shí)踐能力，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)在學(xué)習(xí)了數(shù)控技術(shù)及其應(yīng)用與數(shù)控加工工藝等課程后，安排數(shù)控加工工藝分析與數(shù)控編程課程設(shè)計(jì)，要求學(xué)生從零件圖的識圖開始，通過數(shù)控加工工藝分析和設(shè)計(jì)，選擇刀具、卡具(包括專用卡具的設(shè)計(jì))，然后編寫數(shù)控加工程序，并對其進(jìn)行調(diào)試，最后操作數(shù)控機(jī)床，加工出要求的零件來。課程設(shè)計(jì)兩周時(shí)間，要求每個(gè)學(xué)生零件圖都不相同。課程設(shè)計(jì)開設(shè)后收到了良好的效果，達(dá)到了預(yù)期的目的。
2．6數(shù)控技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)
重視創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)節(jié)，大力發(fā)掘資源，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，根據(jù)不同年級的特點(diǎn)，分層次開展開放性數(shù)控創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，要求學(xué)生根據(jù)學(xué)?，F(xiàn)有的設(shè)備狀況及自身的理論知識與教師一起設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上逐步完善設(shè)計(jì)內(nèi)容。數(shù)控創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)基本上圍繞三個(gè)方面進(jìn)行，一是圍繞產(chǎn)品建模、系統(tǒng)仿真、NC代碼生成、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)搅慵臄?shù)控加工進(jìn)行;二是圍繞數(shù)控系統(tǒng)構(gòu)建、普通機(jī)床的數(shù)控化改造、專用機(jī)床控制系統(tǒng)的模擬設(shè)計(jì)等內(nèi)容進(jìn)行，三是圍繞數(shù)控機(jī)床的故障分析與數(shù)控機(jī)床的維護(hù)維修等內(nèi)容開展。通過創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，培養(yǎng)和強(qiáng)化學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。
2．7生產(chǎn)實(shí)習(xí)
我們始終將生產(chǎn)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)視為強(qiáng)化教學(xué)效果、實(shí)現(xiàn)理論聯(lián)系實(shí)際的最有效手段。對高層次數(shù)控人才培養(yǎng)來說，生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地一般選擇在數(shù)控機(jī)床制造廠。要十分重視實(shí)習(xí)基地的建設(shè)，對已建成完善的實(shí)習(xí)教學(xué)基地，實(shí)現(xiàn)制度化的管理。為學(xué)生的實(shí)踐能力的提高搭建一個(gè)更好的平臺。
學(xué)生在實(shí)習(xí)基地實(shí)習(xí)內(nèi)容一般分為兩大部分，一是在數(shù)控機(jī)床組裝車間了解數(shù)控機(jī)床的裝配調(diào)試，包括電器部分裝配調(diào)試和機(jī)械部分裝配調(diào)試。二是在零部件制造車間掌握數(shù)控機(jī)床主要零部件的制造工藝過程，了解數(shù)控制造廠的工藝設(shè)計(jì)規(guī)程，掌握典型零件的數(shù)控加工工藝與數(shù)控加工程序的編制。三是跟隨數(shù)控機(jī)床維修人員進(jìn)行售后服務(wù)，掌握數(shù)控機(jī)床維護(hù)維修的基本方法。通過生產(chǎn)實(shí)習(xí)，使學(xué)生進(jìn)一步掌握數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)原理，更加了解數(shù)控加工工藝分析的方法和數(shù)控加工程序編制。更加強(qiáng)化學(xué)生的工程意識、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力。
2．8數(shù)控競賽
利用校團(tuán)委在校內(nèi)組織數(shù)控大賽或與兄弟院校的數(shù)控對抗賽，組織學(xué)生參加兩年一屆的六部委舉辦的全國數(shù)控技能大賽，促使學(xué)生帶著問題去學(xué)習(xí)，克服了學(xué)生理論學(xué)習(xí)的盲目性，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與積極性，更有利于學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的提高。
2．9畢業(yè)設(shè)計(jì)
通過理論、實(shí)踐、培訓(xùn)、創(chuàng)新四位一體的教學(xué)過程，把數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)理論、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)融為一體，在畢業(yè)設(shè)計(jì)中將這些知識綜合應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力。學(xué)校高度重視學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，所有指導(dǎo)教師深入現(xiàn)場獲得了第一手資料，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，精心遴選題目，提供給學(xué)生科學(xué)、合理的論文題目。為部分學(xué)生選配現(xiàn)場工程技術(shù)人員為畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師。要求學(xué)生除查閱資料外，用一定的時(shí)間到現(xiàn)場去學(xué)習(xí)、調(diào)研。有條件的時(shí)候，學(xué)生可直接在現(xiàn)場完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。通過各種方式將畢業(yè)設(shè)計(jì)與現(xiàn)場實(shí)際相結(jié)合，收到良好的效果。
1前言
本文要討論及加工的零件—閥桿的加工，此類零件看似工藝簡單，但是要求表面精度高，用普通車削的方式很難達(dá)到精度要求。見圖1所示：
圖1
2數(shù)控加工工藝方案確定
根據(jù)圖紙要求確定如下加工工藝：
（1）車—數(shù)控車床車出外形，光潔度0.8處留有0.5mm的磨削余量。
（2）淬火—根據(jù)淬火守則要求，將工件淬火后達(dá)到圖紙要求硬度HRC50-55。
（3）噴砂—去除淬火時(shí)產(chǎn)生的氧化皮。
（4）磨削—達(dá)到圖紙要求的尺寸精度及形位公差。
關(guān)于數(shù)車、淬火、噴砂的過程及方法在本篇論文不做詳細(xì)介紹。由圖可看出，此件加工難度在于淬火后硬度比較高HRC50-55。車削達(dá)不到光潔度要求，只能采取磨削加工。但是這個(gè)工件磨削部位是斜面和圓弧，而且有同軸度要求，必須一次裝夾完成。這就需要在一片砂輪上修整出要磨削的形狀，還要保證形位公差，尺寸公差，光潔度要求等。所以這就需要用到數(shù)控磨削中的成形砂輪技術(shù)，下面就該件的磨削加工做以詳細(xì)的介紹。
3數(shù)控磨削工藝與程序編制
3.1砂輪的選擇
根據(jù)工件的材料40Cr，淬火后的硬度HRC50-55，我們選擇砂輪的型號是54A80H8V604W，500x40x203.2這個(gè)是貴金剛砂粒度適中的砂輪，最大線速度50m/s。
3.2修整砂輪工具的選擇
因?yàn)橐サ牧慵嘈泵娑嗲妫拚ぞ咝拚拜啎r(shí)不能干涉，所以選擇CVD三角形刀片，刀尖角0.125mm。
3.6加工程序的編制
砂輪修整好后，安裝工件，用砂輪確定工件零點(diǎn)，建立砂輪與工件的坐標(biāo)關(guān)系。由于該砂輪是成形砂輪，所以在編程過程中要注意砂輪形狀的位置關(guān)系。用閥口斜面登記工件零點(diǎn)。1點(diǎn)z值為Z零點(diǎn)，2點(diǎn)x值為X零點(diǎn)，輸入機(jī)床。
磨削程序確定：
成形砂輪只能采用直接切入磨削方式，第一段1-8點(diǎn)的斜面閥口磨削數(shù)值確定比較簡單，因?yàn)槭怯眠@段登記的工件零點(diǎn)。第一段X值為20，Z值為0，第二段弧形部分X，Z值確定比較麻煩，要考慮他們的形狀之間的差值，不能直接輸入。計(jì)算如下：X值為10+（圖2中4點(diǎn)x坐標(biāo)—9點(diǎn)x坐標(biāo)）×2=12.36，Z值為48-1-2.2-4-10點(diǎn)坐標(biāo)+4.2=22。以上為磨削兩段外圓的X，Z確定方法。
3.7工件的測量
1 自動(dòng)編程技術(shù)的產(chǎn)生
自動(dòng)編程（Automatic Programming）也稱為計(jì)算機(jī)編程。將輸入計(jì)算機(jī)的零件設(shè)計(jì)和加工信息轉(zhuǎn)換稱為數(shù)控裝置能夠讀取和執(zhí)行的指令（或信息）的過程就是自動(dòng)編程。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控加工在機(jī)械制造業(yè)的應(yīng)用日趨廣泛，數(shù)控編程能力與生產(chǎn)不匹配的矛盾日益明顯。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的逐步完善和發(fā)展，給數(shù)控技術(shù)帶來了新的發(fā)展奇跡，其強(qiáng)大的計(jì)算功能，完善的圖形處理能力都為數(shù)控編程的高效化、智能化提供了良好的開發(fā)平臺。目前，CAD/CAM圖形交互式自動(dòng)編程已得到較多的應(yīng)用，是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的新趨勢。隨著CIMS技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前又出現(xiàn)了CAD/CAPP/CAM集成的全自動(dòng)編程方式，其編程所需的加工工藝參數(shù)不必由人工參與，直接從系統(tǒng)內(nèi)的CAPP數(shù)據(jù)庫獲得，推動(dòng)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展。
2 多軸數(shù)控機(jī)床加工的造型和編程
所謂多軸加工就是在原有三軸加工的基礎(chǔ)上增加了旋轉(zhuǎn)軸的加工.如4軸、5軸等。多軸加工一般不可能再用手工編程，多軸數(shù)控機(jī)床加工零件的復(fù)雜性，決定了編程必須采用CAM軟件自動(dòng)編程。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，CAD/CAM技術(shù)在五軸聯(lián)動(dòng)、五面體加工等高端的應(yīng)用也已經(jīng)相當(dāng)廣泛，在中國，引進(jìn)的有關(guān)CAD/CAM系統(tǒng)就有Cimatron，Delcam，Mastercam，UG，Solidege， Solid-works， Pro/Engineer等，國內(nèi)自主品牌的CAD/CAM系統(tǒng)幾乎只有北航海爾的CAXA系統(tǒng)。對于五軸加工，根據(jù)不同的加工對象，這些系統(tǒng)各有所長，比如說，在磨具制造的五軸加工方面，Delcam的Powermill功能在特征技術(shù)、后處理、干涉檢查、加工循環(huán)和仿真切削等方面都比較強(qiáng)大，建筑工程論文操作使用方便。
3 數(shù)控加工編程軟件PowerMILL
Delcam 是世界領(lǐng)先的專業(yè) CAD/CAM 軟件公司。PowerMILL是英國Delcam Plc公司出品的數(shù)控加工編程軟件系統(tǒng)。PowerMILL功能強(qiáng)大，加工策略豐富，采用全新的中文WINDOWS用戶界面，并且提供完善的加工策略。能夠幫助用戶產(chǎn)生最佳的加工方案，來提高加工效率，軟件可以減少手工修整，快速產(chǎn)生粗、精加工路徑，并且?guī)缀跄軌蛟谒查g完成任何方案的修改和重新計(jì)算，因此縮短了85%的刀具路徑計(jì)算時(shí)間，對2-5軸的數(shù)控加工包括刀柄、刀夾進(jìn)行完整的干涉檢查與排除。PowerMILL具有集成的加工實(shí)體仿真，方便用戶在加工前了解整個(gè)加工過程及加工結(jié)果，節(jié)省加工時(shí)間。PowerMILL 中包含有多個(gè)全新的高效初加工策略，這些策略充分利用了最新的刀具設(shè)計(jì)技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了側(cè)刃切削或深度切削。PowerMILL 提供了多種高速精加工策略，如三維偏置、等高精加工和最佳等高精加工、螺旋等高精加工等策略。
4 典型零件多軸數(shù)控機(jī)床的加工
3）數(shù)控編程
根據(jù)預(yù)設(shè)的加工工藝路線完成各階段數(shù)控編程，貼出加工表格截圖。
4）數(shù)控程序后處理
輸出零件的數(shù)控加工程序，并完成表1的工藝單編制。
5）將程序?qū)胛遢S加工中心，進(jìn)行加工，加工結(jié)果如圖7所示。
5 結(jié)語
從葉輪的數(shù)控編程和加工可以看出，采用自動(dòng)編程技術(shù)，能夠提高CAM 系統(tǒng)的使用效率 ；支持多軸加工，提升企業(yè)技術(shù)的應(yīng)用水平；先進(jìn)加工模擬，降低加工中心的試切成本；無過切與碰撞，排除加工事故的費(fèi)用損失。多軸數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，工藝設(shè)計(jì)的周密性，編程技術(shù)的復(fù)合性，機(jī)床操作的靈活性，決定了多軸數(shù)控機(jī)床應(yīng)用的廣泛性。
【參考文獻(xiàn)】
中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（c）-0183-01
1 成果為本教學(xué)理念簡介
成果為本的教學(xué)理念（outcome-based education，簡稱OBE）是20世紀(jì)90年代開始興起的一種教育模式，代表人物是斯派蒂（B.Spady），他提出：“基于結(jié)果的教育明確地意味著關(guān)注和組織教育系統(tǒng)中的每件事物，圍繞著一個(gè)根本的目標(biāo)讓所有的學(xué)生在完成他們的學(xué)習(xí)經(jīng)歷后都能獲得成功，這意味著首先要對教育結(jié)果有一個(gè)清晰的了解，然后據(jù)此組織課程、指導(dǎo)課程及評估以保證這一學(xué)習(xí)成果最終能發(fā)生?！痹摻逃砟钭钤缭诿绹⒂?、澳大利亞、新西蘭等地實(shí)施并取得了較好的反饋。近年來香港教育資助委員會也在香港的高等院校改革中逐步推行了這種教學(xué)理念，其中香港理工大學(xué)早在2004年初已開始將成果為本教學(xué)納入該校的課程中，在教學(xué)及評估方面取得了顯著的成績。
成果為本教學(xué)的四大基本元素分別是確定理想的學(xué)習(xí)成果、設(shè)計(jì)配合學(xué)習(xí)成果的課程教學(xué)及評核、搜集成果達(dá)標(biāo)的數(shù)據(jù)、利用成果評估數(shù)據(jù)改善課程，成果為本教學(xué)的的兩個(gè)重點(diǎn)為教學(xué)質(zhì)量的提高與教學(xué)質(zhì)量的保證。該理念側(cè)重于教學(xué)成果多于教學(xué)內(nèi)容，在訂立課程目標(biāo)、教學(xué)方法設(shè)計(jì)、課程考核方式等每一個(gè)環(huán)節(jié)中都以教學(xué)成果為重心。
2 成果為本教學(xué)理念在零件數(shù)控加工與工藝課程中的應(yīng)用
零件數(shù)控加工與工藝課程是機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)與數(shù)控技術(shù)專業(yè)的一門核心課課程將數(shù)控機(jī)床、數(shù)控加工工藝和數(shù)控編程等知識通過具體學(xué)習(xí)任務(wù)有機(jī)的結(jié)合起來，主要培養(yǎng)學(xué)生數(shù)控加工機(jī)床操作能力和機(jī)械零件數(shù)控加工工藝方案制定的能力，這也是本專業(yè)學(xué)生在工作崗位上需要的核心能力，對應(yīng)工作崗位主要為數(shù)控設(shè)備的操作人員、數(shù)控工藝及程序員。
（1）首先要設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)或成果。學(xué)習(xí)成果包括學(xué)生通過教學(xué)過程所應(yīng)該知道理解的（know/understand）；學(xué)生應(yīng)該能做的（able to do）；學(xué)生應(yīng)該具備的[素質(zhì)]（be like），實(shí)際上就是我們常說的知識、技能和素質(zhì)（思想），成果應(yīng)與就業(yè)崗位相適應(yīng)基于數(shù)控設(shè)備的操作人員、數(shù)控工藝及程序員崗位工作任務(wù)的分析，可以初步將課程目標(biāo)描述為以下幾點(diǎn)：使學(xué)生掌握數(shù)控削加工方法，了解金屬材料的切削加工性能，熟悉機(jī)械零件數(shù)控加工設(shè)備的操作規(guī)程和操作方法，掌握數(shù)控刀具的選擇方法，掌握零件的數(shù)控車削和數(shù)控銑削加工方法與程序編制，熟悉常用測量工具的使用方法，了解數(shù)控機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)組成，培養(yǎng)學(xué)生安全操作數(shù)控機(jī)床、維護(hù)保養(yǎng)數(shù)控機(jī)床的職業(yè)素質(zhì)，團(tuán)隊(duì)協(xié)同工作的職業(yè)精神，一絲不茍的職業(yè)品格。
基于上述要求把加工軸套配合類零件當(dāng)作數(shù)控車削加工的最終成果，成果特點(diǎn)對學(xué)生的要求：像真正的數(shù)控操作員一樣 加工出該配合類零件。滿足了職業(yè)性的要求（態(tài)度）；零件待加工表面：內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、內(nèi)外螺紋面、球面、端面、倒角……加工表面豐富，滿足了知識的要求；零件的加工要求：尺寸精度、配合精度、表面粗糙度……加工要求高，加工難度大，滿足了技能的要求。可是該成果真想加工起來難度還是很大的，別說剛開始上專業(yè)課的學(xué)生，就是工廠的師傅也需要仔細(xì)閱讀零件圖、認(rèn)真進(jìn)行工藝分析，所以這是數(shù)控車削部分的最終成果，想要獲得這個(gè)成果或者說想要會加工這組零件，需要先會加工其余四組零件，分別是帶外圓柱面與圓錐面的零件（階梯軸）；帶圓弧面的軸類零件；帶螺紋的零件；孔類零件。而想要加工以上四組零件，則需要先會操作數(shù)控車床，所以數(shù)控車削部分就設(shè)計(jì)6個(gè)成果，成果排序是基礎(chǔ)到高端、由簡單到復(fù)雜，成果設(shè)計(jì)時(shí)遵循了適用性、實(shí)用性、代表性、趣味性的原則。
設(shè)計(jì)教學(xué)成果應(yīng)注意：學(xué)習(xí)成果的表述往往是知識和能力的結(jié)合，知識為基本，為能力服務(wù)，不能單獨(dú)停留到知識上，做到這點(diǎn)才能獲得成果為本的精髓；成果并不是學(xué)習(xí)目標(biāo)簡單的羅列，成果應(yīng)有具體的形式；成果應(yīng)與就業(yè)崗位相適應(yīng)。
（2）其次要設(shè)計(jì)配合學(xué)習(xí)成果的課程、教學(xué)及評核，通過配合來保證達(dá)到成果。設(shè)計(jì)主要的學(xué)習(xí)與教學(xué)活動(dòng)，包括利用哪些資源、通過哪些活動(dòng)來實(shí)現(xiàn)預(yù)期的教學(xué)成果，并且要對每項(xiàng)課程活動(dòng)進(jìn)行簡要的解釋，再次要針對每項(xiàng)教學(xué)成果設(shè)計(jì)匹配的評估方式，比如測驗(yàn)、論文、案例報(bào)告、考試等，以保證每項(xiàng)預(yù)期的教學(xué)成果能夠獲得標(biāo)準(zhǔn)的評估，由此可見成果為本的教學(xué)理念實(shí)現(xiàn)了教與學(xué)的統(tǒng)一、教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)過程的統(tǒng)一、教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)效果評估考核的統(tǒng)一，這三個(gè)統(tǒng)一使得該理念主導(dǎo)下的教學(xué)方法比傳統(tǒng)的教學(xué)方法在教學(xué)目標(biāo)設(shè)置、教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)和教學(xué)質(zhì)量評估方面的信息更透明、更公平合理，也更容易被學(xué)生所接受。教師在教學(xué)中的隨意性、課程考核評價(jià)的主觀性也會隨之下降。
（3）最后搜集及運(yùn)用學(xué)習(xí)成果評估數(shù)據(jù)以改善課程。
無論是哪一種教學(xué)方法，我們運(yùn)用的目的都是與預(yù)期的成果配合，或者說從而達(dá)到預(yù)期成果，這個(gè)先后順序是不可以變更的都應(yīng)該是設(shè)計(jì)教學(xué)成果，而后做的一切工作都是為了實(shí)現(xiàn)成果。所以說在成果教學(xué)法中，確定理想的教學(xué)成果是最重要的內(nèi)容是最先開始的工作，我們在完成一個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)后，要及時(shí)評核學(xué)習(xí)成果，并整理保存數(shù)據(jù)，在進(jìn)行完一個(gè)工作循環(huán)后，根據(jù)我們搜集整理出來的學(xué)習(xí)成果評估數(shù)據(jù)用以改善我們的課程，需要什么改善方案以提升課程的效果？如何推行？學(xué)生能夠達(dá)到課程中哪些學(xué)習(xí)成果？哪些需要改善？這些都是一輪教學(xué)任務(wù)完成后我們應(yīng)該的思考。
關(guān)鍵詞：油壺；NC編程；加工工藝；CAD/CAM
The CAD/CAM For Plastic Moulds of Oil Can On Industrial
