對《數(shù)控編程》中G70、G71教學(xué)方法的探討

摘要：通過探索大學(xué)生能力培養(yǎng)的途徑與創(chuàng)新，針對《數(shù)控編程》課程，在有限的時間內(nèi)，讓學(xué)生大幅度提高學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生在掌握知識的同時發(fā)展自己的能力。介紹了G71、G7O指令編程的教學(xué)方法，為現(xiàn)階段培養(yǎng)現(xiàn)代制造業(yè)所急需的高端專業(yè)技術(shù)人才提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：能力培養(yǎng)；方法；G70；G71

中圖分類號：G4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）25-0064-02

Abstract：Through the exploration of college students' ability training methods and innovation，let the students greatly improve the learning ability，and make the students master the knowledge and develop their own ability in view of the CNC programming course in limited time.This paper introduce the G71，G7O instruction programming teaching method and provide a theoretical basis to train urgent need high-end professional and technical personnel for modern manufacturing industry at the present stage.

Key words：ability training；methods；G70；G71

一、前言

隨著近幾年我國機(jī)械制造業(yè)的迅猛發(fā)展，大量企業(yè)急需理論性強(qiáng)、實踐性強(qiáng)的高端專業(yè)技術(shù)人才，高等學(xué)校機(jī)械類專業(yè)教學(xué)質(zhì)量直接影響到我國機(jī)械制造業(yè)的人才質(zhì)量。《數(shù)控編程》課程是培養(yǎng)機(jī)械制造類高端技術(shù)人才的必備課程之一，理論性強(qiáng)、實踐性強(qiáng)是這門課程的特點。現(xiàn)階段，我國各高校機(jī)械制造類專業(yè)基本上都開設(shè)了這門課程，但是，授課效果不是很令人滿意，尤其是學(xué)生學(xué)習(xí)熱情不高，加之理論知識抽象，更讓學(xué)生不知道如何下手，最終導(dǎo)致理論與實踐脫節(jié)嚴(yán)重。因此，如何提高該門課程的教育教學(xué)質(zhì)量，是每個同行不可回避的問題。筆者通過幾年的教學(xué)實踐，反復(fù)探索，不斷創(chuàng)新，總結(jié)出了一些教學(xué)經(jīng)驗，供同仁參考。

二、大學(xué)生能力培養(yǎng)的途徑與創(chuàng)新

當(dāng)今時代是知識經(jīng)濟(jì)時代，科學(xué)技術(shù)日新月異，傳統(tǒng)教學(xué)方法已不能滿足日益發(fā)展的經(jīng)濟(jì)對人才質(zhì)量的需要。課堂教學(xué)是人才培養(yǎng)的起點，在課堂上，教師不僅要教給學(xué)生基礎(chǔ)理論知識和技能，更要在教學(xué)環(huán)節(jié)中培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的自學(xué)能力和邏輯思維能力。使學(xué)生不斷更新知識的同時，具有分析問題、解決問題的能力，以便更好地適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的客觀要求。

1.精心設(shè)計教學(xué)過程，充分調(diào)動學(xué)生思維的積極性。教學(xué)過程是教師引導(dǎo)學(xué)生向未知領(lǐng)域探索的過程，良好的教學(xué)過程能夠不斷地激發(fā)學(xué)生去思考，主動地獲取新知識。例如在《數(shù)控編程》中講解G70、G71指令時，先給學(xué)生留下懸念：如下圖所示復(fù)雜階梯軸的加工，請大家說說用前面學(xué)過的知識是如何完成零件加工的？

此時學(xué)生們七嘴八舌，提出了若干種解決方案，但是都很煩瑣，編出的程序很長，顯然這不利于快速發(fā)展的現(xiàn)代化大生產(chǎn)所需要的高速、高效與簡潔，而且程序越長越容易出錯，校對起來也很麻煩。等學(xué)生平靜之后，提出復(fù)雜階梯軸加工的新方案，也是本堂課即將學(xué)習(xí)的新內(nèi)容，教學(xué)過程如下。

復(fù)雜階梯軸的加工若使用傳統(tǒng)編程加工方法，其工藝編程通常較為困難，最簡單、最簡潔的方法是使用復(fù)合固定循環(huán)指令來編程加工。零件的加工是按照從粗加工到精加工的過程來完成的，使用G71、G70等復(fù)合固定循環(huán)指令的功能來編程和加工，在CNC車床上只要在程序中將零件的輪廓描述清楚之后，便可以完成零件從粗加工到精加工的工藝過程，大大降低了編程難度，簡化工裝及工藝，降低了生產(chǎn)運營成本，這就是為什么G71、G70指令在零件加工過程總是得到越來越多用戶青睞的原因。目前復(fù)合固定循環(huán)指令有幾個，其中G71外圓粗車循環(huán)和G70精加工循環(huán)就是數(shù)控車床上兩種經(jīng)常使用的復(fù)合固定循環(huán)，如零件圓柱面切削量大，那就需要若干次走刀才能完成零件的加工，此時，G71、G70復(fù)合固定循環(huán)指令的功能便得到發(fā)揮；如零件圓柱面不僅切削量大而且形狀復(fù)雜，使用G71、G70復(fù)合固定循環(huán)指令能夠解決其他指令不能解決的問題。

告訴學(xué)生，只知道復(fù)合固定循環(huán)指令的優(yōu)點遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還應(yīng)該知道如何運用它們來解決實際問題，此時學(xué)生的胃口被吊上來了，現(xiàn)在就可以介紹G71、G70復(fù)合固定循環(huán)指令的基本格式：

G71 U（△d） R（e）

G71 P（ns） Q（nf） U（△u） W（△w） F（f） S（s） T（t）

G70 P（ns） Q（nf） F（f） S（s） T（t）

在G71格式中只要定義清楚零件輪廓，然后在G70一行中補充上零件輪廓加工的程序編號，就可以對零件連續(xù)進(jìn)行從粗加工到精加工的全部加工過程，從而使問題簡化，提高工作效率。

2.營造質(zhì)疑氣氛，由表及里，引導(dǎo)學(xué)生深入挖掘知識內(nèi)部核心思想。營造一個積極向上的質(zhì)疑教學(xué)氣氛，不論對教師還是對學(xué)生都有益處，古人說：“學(xué)起于思，思源于疑。”。實踐證明，質(zhì)疑是影響學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一個重要因素，它對學(xué)習(xí)有雙重作用。健康良好的質(zhì)疑能增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果，而消極不健康的質(zhì)疑則能削弱學(xué)習(xí)效果。學(xué)生有了疑問才會進(jìn)一步思考問題，才能有所發(fā)現(xiàn)，有所創(chuàng)造。教師如果下功夫提煉，就可以將教材內(nèi)容加工成一個個環(huán)環(huán)相扣的問題鏈，巧妙設(shè)疑，制造懸念。講完G71、G70的基本格式后，可以給學(xué)生留下懸念：“僅僅掌握基本格式，就能對G71、G70運用自如嗎？”此時，學(xué)生會對這一說法持懷疑態(tài)度，那再好不過了，學(xué)生的好奇心得到滿足，以深入剖析G71、G7O指令為例來探索大學(xué)生能力培養(yǎng)的途徑與創(chuàng)新。

G71、G70復(fù)合固定循環(huán)指令解決問題的能力毋庸置疑，但有幾個細(xì)節(jié)問題如果使用不當(dāng)，機(jī)床就會報警，致使零件無法正常加工甚至走刀軌跡產(chǎn)生偏差，最終導(dǎo)致零件報廢，給企業(yè)帶來不必要的損失。提前把產(chǎn)生的不良后果告訴學(xué)生，使他們的心情一下子緊張起來，調(diào)動他們想繼續(xù)探索事物本質(zhì)的欲望，避免學(xué)生對學(xué)習(xí)專業(yè)技術(shù)知識感到枯燥乏味，被動地接受知識，進(jìn)而形成了一種負(fù)擔(dān)，致使學(xué)習(xí)效果大大降低。下面就G71、G7O指令來說明在使用中應(yīng)注意的一些問題。（1）為了避免重復(fù)執(zhí)行ns-nf程序內(nèi)容，G71后面要緊跟ns-nf程序內(nèi)容，否則會出現(xiàn)死循環(huán)。（2）在G71程序行中，ns-nf部分是用來定義粗車輪廓的，而本身并未被執(zhí)行，只有在執(zhí)行G70程序行時，ns-nf程序段才真正被執(zhí)行。（3）在執(zhí)行G71程序時，程序段中的F、S、T起作用，而ns-nf程序段中的F、S、T不起作用，只有G70被執(zhí)行時，ns-nf程序段中的F、S、T才起作用。（4）由于市面上使用的數(shù)控系統(tǒng)中ns有兩種編寫模式，一種是不含Z（W）的GO0、GO1；另一種是X（U）、Z（W）可以同時出現(xiàn)。具體用哪一種，要根據(jù)所使用的數(shù)控系統(tǒng)操作說明書來定。（5）一般情況下，ns-nf部分輪廓應(yīng)遵循X、Z坐標(biāo)的單調(diào)遞增或單調(diào)遞減規(guī)律。（6）不允許在ns-nf程序段中出現(xiàn)G90、G94、G71、G72編寫的循環(huán)程序，也不允許出現(xiàn)G32、G92編寫的螺紋切削加工程序和M98、M99相關(guān)的子程序。（7）有一些數(shù)控系統(tǒng)允許在ns-nf程序段中使用G40、G41、G42，也有一些數(shù)控系統(tǒng)只允許在G71程序段前使用G40、G41、G42，否則數(shù)控機(jī)床會報警。不過要注意，無論哪種數(shù)控系統(tǒng)，G40、G41、G42在執(zhí)行G71時是不起作用的，而在執(zhí)行G70精加工循環(huán)時才會起作用。（8）如果在G71循環(huán)過程中，改自動移動刀具為手動移動刀具后，勿必使刀具返回到手動之前的初始位置，否則重新執(zhí)行G71循環(huán)時，刀具的運行軌跡會出現(xiàn)偏差而導(dǎo)致工件報廢。（9）G71循環(huán)指令在錄入方式條件下是不起作用的。（10）如果同一程序中需要重復(fù)執(zhí)行循環(huán)指令G71、G70時，不能使用相同的程序號。（11）執(zhí)行G70指令時，刀具必須返回到G71走刀路線的起點位置，不然刀具軌跡會產(chǎn)生偏差，從而導(dǎo)致工件報廢。（12）在G71一行中若把△u寫為-△u時就可以加工階梯內(nèi)孔。

三、課后認(rèn)真歸納，及時輔導(dǎo)答疑

每一堂課上完后，都要進(jìn)行歸納，及時輔導(dǎo)、及時發(fā)現(xiàn)問題，對概念不清、易混易出錯的地方，下次上課之前先花幾分鐘時間進(jìn)行分析講解。經(jīng)過反復(fù)的實踐，這種教學(xué)方法易于使學(xué)生接受新知識，而且對鞏固已學(xué)知識也有益處。

四、結(jié)語

創(chuàng)新教育注重發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能和主體精神，徹底擺脫傳統(tǒng)教育思想，樹立學(xué)生的學(xué)習(xí)意識，最大限度地發(fā)揮學(xué)生的積極性、主動性和創(chuàng)造性。它是當(dāng)今時代精神的體現(xiàn)，是目前高等教育的主要目標(biāo)。在專業(yè)課教學(xué)活動中把學(xué)生從“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”的教學(xué)風(fēng)格，使課堂生動活潑，是當(dāng)前專業(yè)課教學(xué)的發(fā)展趨勢。因此，要使教育水平上一個臺階，教師應(yīng)該有足夠的責(zé)任心去大膽探索，培養(yǎng)學(xué)生愛學(xué)習(xí)、愛思考的好習(xí)慣，不斷強(qiáng)化教學(xué)水平，促進(jìn)高等教育的健康發(fā)展，高質(zhì)量地培養(yǎng)出社會所需要的高端技能人才。

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作者簡介：陳哲（1981-），男，江蘇徐州人，助教，碩士，主要從事機(jī)制專業(yè)的科研和教學(xué)工作。

通訊作者：萬圣（1978-），男，貴州大方人，助教，碩士，主要從事數(shù)控專業(yè)的科研和教學(xué)工作。