提高數控銑工教學效果的策略

王旭祥

摘 要 針對目前職高數控銑床教學的現狀，筆者從補充和銜接文化基礎知識、注重數控加工工藝路線的分析、傳授編程的技巧、補充教材中缺失的實踐指導部分四方面來提出提高《數控銑床》課教學質量的辦法。

關鍵詞 編程 操作 數控 工藝路線 實踐指導

中圖分類號：G71 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2013）07-0010-03

數控銑床作為先進的生產設備在機械廠里得到了廣泛的應用，工人能操作數控銑床已成為機械廠的迫切要求。職高生是工人的后備軍，職高生掌握數控技術已成為時代的要求。

一、補充和銜接文化基礎知識

職校學生具有數學基礎差、英語基礎差的特點。可英語和數學（尤其是解析幾何）是數控技術的理論基礎。針對上述現狀，我們對應用到的解析幾何知識、英語知識作了補充和銜接。在教學中給予了足夠的重視。譬如，列出操作面板鍵盤、對應的英文單詞及其音標、釋義和功能：（以FANUC 0i Mate-TB的部分鍵盤為例）

通過對有關的英語詞匯的突破，使學生減少了學習中的困難。通過對笛卡爾坐標系及有關的解析幾何知識的銜接，使學生打下扎實的基礎。

二、注重數控加工工藝路線的分析

在編制數控銑床程序的過程中，工藝路線的確定和工藝文件的編制是很重要的。數控加工工藝路線中的工序劃分，加工順序的安排和走刀路線的確定是對編制程序的充分準備，在此基礎上的工藝文件是數控加工的依據，產品驗收的依據，也是操作者需要遵守和執行的規程，它是編程人員在編制加工程序時做出的與程序相關的技術文件。

可在教材中，無法找到相應的例題和習題，在教學中，師生忽視它的教學。這些因素導致學生舍本逐末，只重視編程，而忽視工藝路線的確定和工藝文件的編制，結果難學會。

因此，在講加工工藝路線時，教師要多強調它的重要性。給學生指出如果只重視編程，而忽視工藝路線的分析，往往學不會數控技術。給學生指出只有在清楚工藝路線的基礎上，才能編出好程序。

在教學過程中，教師要強化分析工藝路線的教學。在課內增加確定工藝路線的例題，在課外增加確定工藝路線的習題。在講解編程章節例題時，先讓學生寫出工藝路線，然后講解如何根據它們編出程序。在編制程序時，要求學生先確定加工工藝路線，然后根據加工工藝路線和數控銑床代碼說明編出程序。經過這樣的教學，學生就容易理解；經過這樣的教學，學生就容易掌握。

三、傳授編程的技巧

在職高數控銑床的教學過程中，學生最易出差錯的地方是編程，學生最怕的地方是編程。針對以上情況，我們把編程過程分成分析、原點、坐標、關系、頭尾、補償、循環、子程序。通過這一分解，這一難題就化整為零，讓學生覺得容易多了。

例如，銑削下圖中工件輪廓，我們的編程步驟如下：

1.分析加工工藝

①為便于夾緊與對刀，工件加工前，工件四周的四個面須兩兩平行，并與大平面垂直，（否則，可用盤銑刀銑一下）

②夾持工件下面部分，并找正。用等高塊（成對使用，上面印著高度和厚度）墊在工件下面，讓機虎鉗夾持工件7mm以上，用銅棒敲工件上表面，使工件處于水平位置。用扳手擰緊機虎鉗，然后用銅棒敲扳手，直至敲一下旋動很少為止。

③換 16平底銑刀T01，銑出四個側面，獲得尺寸90、銑出4-R10曲面輪廓。

④銑出 80圓柱面和四個R40圓弧面。

⑤換 8平底銑刀T02，銑出四條槽，獲得尺寸10。

2.確定工件坐標系原點

以上平面的中心為工件坐標系原點。

3.找出各個輪廓曲線拐點的坐標

根據加工工藝③，從零件圖中分離出下圖。根據下圖，算出四個側面和4-R10曲面輪廓在拐點處的坐標和銑刀進出點坐標：（-60，-60）、（-45，-60）、（-45，35）、（-35，45）、（35，45）、（45，35）、（45，-35）、（35，-45）、（-35，-45）、（-45，-35）、（-60，-20）。

根據加工工藝④，從零件圖中算出 80圓柱面和四個R40圓弧面在拐點處的坐標和銑刀進出點坐標：（-60，-60）、（-40，-60）、（-40，0）、（-38.730，10）、（-10，38.730）、（10，38.730）、（38.730，10）、（38.730，-10）、（10，-38.730）、（-10，-38.730）、（-38.730，-10）、（-40，0）、（-40，10）。

根據加工工藝⑤，從零件圖中分離出四條槽，選取其中一條（現取右邊一條，如下圖），算出它的坐標和銑刀進出點坐標：（50，0）、（50，5）、（20，5）、（20，-5）、（50，-5）。

4.寫出各個拐點之間的關系

四個側面和4-R10曲面輪廓：

G00 X-60. Y-60.

G01 Z-5. F100

G01 X-45. D51

Y35.

G02 X-35. Y45. R10.

G01 X35.

G02 X45. Y35. R10.

G01 Y-35.

G02 X35.Y-45. R10.

G01 X-35.

G02 X-45. Y-35. R10.

G03 X-60. Y-20. R15.

G01 Z2. F500

80圓柱面和四個R40圓弧面：

G01X-60Y-60

G01 Z-3. F100

G01 X-40. D51

G01Y0

G02 I40.

G02 X-38.730 Y10. R40.

G03 X-10. Y38.730 R40.

G02 X10. R40.

G03 X38.730 Y10. R40.

G02 Y-10. R40.

G03 X10. Y-38.730 R40.

G02 X-10. R40.

G03 X-38.730 Y-10. R40.

G02 X-40. Y0 R40.

G01 Y10.

G01 Z2. F500

選中的槽：

G90 G00 X50. Y0

G01 Z-3. F100

G01 Y5. D52

X20.

G03 Y-5. R5

G01 X50.

G01 Z2.0 F500

5.抄上頭尾部分

在工件的各加工程序的頂部，分別加上類似的“頭部”：

T___（槽，刀號為02；其余，刀號為01）

G90 G00 X0 Y0

G43 Z50. H01

S800 M03

Z2.

在工件的各加工程序的結尾處，分別加上相同的“尾部”：

G00 Z50.

M05

M30

6.加上右補償（或左補償、長度補償、補償取消）程序

在程序G01 X-45. D51前加上左補償（G41），在程序G01 Z2. F500前加上刀具補償取消（G40）后，加工四個側面和4-R10曲面輪廓的程序如下：

O1000

G54

T01

G90 G00 X0 Y0

G43 Z50. H01

S800 M03

Z2.

G00 X-60. Y-60.

G01 Z-5. F100

G41 G01 X-45. D51

Y35.

G02 X-35. Y45. R10.

G01 X35.

G02 X45. Y35. R10.

G01 Y-35.

G02 X35.Y-45. R10.

G01 X-35.

G02 X-45. Y-35. R10.

G03 X-60. Y-20. R15.

G40 G01 Z2. F500

G00 Z50.

M05

M30

在程序G01 X-40. D51前加上左補償（G41），在程序G01 Z2. F500前加上刀具補償取消（G40）后，加工 80圓柱面和四個R40圓弧面的程序如下：

O2000

G54

T01

G90 G00 X0 Y0

G43 Z50. H01

S800 M03

Z2.

G00 X-60. Y-60.

G01 Z-3. F100

G41 G01 X-40. D51

G01Y0

G02 I40.

G02 X-38.730 Y10. R40.

G03 X-10. Y38.730 R40.

G02 X10. R40.

G03 X38.730 Y10. R40.

G02 Y-10. R40.

G03 X10. Y-38.730 R40.

G02 X-10. R40.

G03 X-38.730 Y-10. R40.

G02 X-40. Y0 R40.

G01 Y10.

G40 G01 Z2. F500

G00 Z50.

M05

M30

7.添上循環程序

工件中如果有孔加工，在孔加工程序中加孔加工固定循環。（本例沒有）

8.加上子程序的調用（M98）

在程序中如果有數個相同的程序段，就把相同的程序段編成子程序。這樣程序會變得很簡單。在主程序中加入M98 P3001，在子程序中加入M99后，銑削四條槽的程序如下：

O3000T02

G54

G90 G00 X0 Y0

G43 Z50. H01

S1000 M03

Z2.

M98 P3001

G68 X0 Y0 R90.

M98 P3001

G68 X0 Y0 R180.

M98 P3001

G68 X0 Y0 R-90.

M98 P3001

G69

G00 Z50.

M05

M30

O3001

G90 G00 X50. Y0

G01 Z-3. F100

G41 G01 Y5. D52

X20.

G03 Y-5. R5

G01 X50.

G40 G01 Z2.0 F500

M99

四、補充教材中缺失的實踐指導部分

職高數控銑床專業所采用的教材《數控機床加工技術》基本上是高校教材的縮寫本，不是針對數控銑床而寫，而且不注意到該學科實踐強的特點。因此，要讓學生學好，必須補充教材中缺失的實踐指導部分。在教學中，補充編程的操作步驟；補充自動循環操作步驟；補充回零的操作步驟；補充手輪的操作步驟；補充點動的操作步驟；補充MDI的操作步驟。這對數控銑工的教學是很重要的。在操作之前，假若你對學生補了這一課的話，學生便能應用自如。譬如：針對學生不易掌握建立刀補的操作步驟的現狀，我補充了在FANUC 0i Mate型數控銑床對刀的操作步驟。內容如下：

1.平口鉗夾上一工件。

2.按[HANDLE]鍵→按[UNCLAMP]鍵（機床主軸不能為鎖住，否則按[MCLOCK]鍵解除）。

3.按主軸上的換刀鍵，卸下刀具→換上尋邊器→按主軸上的換刀鍵→按[UNCLAMP]鍵。

4.按操作面板SPINDLE中鍵[FWD]（主軸正轉）→按MODE SELECT中鍵[HANDLE]（手輪）→手握可移動的手輪，轉動手輪上HANDLE AXIS中旋鈕，選擇X軸或Y軸或Z軸，轉動手輪上MULTIPLY中旋鈕，選擇進給速度？（或？0或？00）

5.如果尋邊器的上下兩部分已對齊，則用筆輕輕敲一下尋邊器的下面部分，使尋邊器的上下兩部分不對齊。轉動手輪，使尋邊器輕輕接觸工件左側面（或右側面、或前側面、或后側面），使尋邊器的上下兩部分剛好對齊（目測）→沿Z向移動退出與工件的接觸→按MDI操作面板中[POS]鍵，用筆記下工件左側面（或右側面、或前側面、或后側面）的機床坐標值。

6.換1號刀。

7.轉動手輪，將銑刀移到工件外側，轉動手輪，使銑刀端面大致與工件上表面等高（目測）。轉動手輪，銑光工件上表面一小塊（看見少量切屑切下即可）→Z向不動→X方向（或Y方向）手動退出工件銑削區。

8.按MDI操作面板中[POS]鍵，用筆記下Z向機床坐標值。

9.按操作面板SPINDLE中鍵[STOP]（主軸停止）。

10.按MDI操作面板中刀補鍵[OFFSET SETTING]進入刀補畫面→按軟鍵[F3]→光標移動到需要改變的位置→按回車鍵→在X處輸入工件左右兩側面機床（下轉第17頁）（上接第13頁）坐標值之和的一半，在Y處輸入工件前后兩側面機床坐標值之和的一半，在Z處輸入工件上表面Z向機床坐標值→按回車鍵。

11.2號刀、3號刀等均按以上步驟操作（各刀具X、Y向機床坐標值相同，第1步至第5步可省）。

學生對著步驟操作，差錯減少了許多。

五、結論

在當前職高數控銑工教學中，還存在一些不足。我們可從補充和銜接文化基礎知識、注重數控加工工藝路線的分析、傳授編程的技巧、補充教材中缺失的實踐指導部分四方面來優化數控銑工的教學，提高《數控銑工》課教學質量。

參考文獻：

[1]孟富森，蔣忠理.數控技術與CAM應用[M].重慶：重慶大學出版社，2005.

[2]孫竹.數控機床編程與操作[M].北京：機械工業出版社，1999.

[3]邵俊鵬，董玉紅.機床數控技術[M].哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，1999.

（責任編輯 劉 紅）