關于培養工程師背景下的數控加工技術課程的思考

孫赫雄 趙亞楠 高 明

（哈爾濱工程大學 工程訓練中心，黑龍江 哈爾濱150001）

一個國家的的強盛是靠其強大的制造業作為堅強支撐的，否則就是無本之木，無源之水.改革開放以來，中國的發展成就有目共睹，中國制造遍布世界各個角落，曾經有個新聞報道，一個美國人嘗試生活中不用中國制造，結果一天下來，就堅持不下去了，沒有了中國制造生活變得一團糟。 可見中國制造對全球的影響之大，世界對中國制造的依賴之大。 中國是一個制造大國，但并不是一個制造強國。 究其原因，就是中國在高端精密制造業還有很大的差距。我們要在這個領域加大投入，花大力氣，加大研究力度，盡早跨進制造業強國的行列。 數控加工技術首當其沖，隨著數控設備的發展，數控設備的價格降低，越來越多的數控設備應用到生產中，數控設備有著傳統普通設備無法替代的優勢。 數控設備需要專門的人才來使用，但是，我國數控人才缺口很大， 根據國家數控系統工程技術研究中心的一項調查結果顯示，2006年，僅數控機床操作工就缺口60 萬，數控專業的學生畢業時在本地每人通常就有4 個以上的崗位可供選擇，畢業生一次性就業率高達95%以上。隨著社會的快速發展，數控設備應用越來越廣泛，數控人才的需求量會越來越大。 培養優秀的數控人才迫在眉睫，而建設數控實訓基地尤為重要。怎樣培養數控人才，培養什么樣的數控人才，這是擺在從事數控人才培養的教育工作者面前一個嚴肅的問題，必須要弄明白的問題。清華大學校長蔣南翔說過：“清華大學是培養工程師的搖籃”，無數清華學子引以為豪。 在國際競爭十分激烈的今天，一個國家的強與弱，最終體現在科技和生產力的發展水平上。 科學的發達與否固然重要，但科學技術要轉化為生產力，還必須有發達的工程技術，必須有合格的工程師來承擔這項重任。 培養合格的工程師是一項需要政府、高校和企業來共同努力的事業。

工程訓練中心的工程實踐平臺是從原來的金工實習演變而來，經過不斷地調整擴充，現在有車削訓練、鉗工訓練、銑刨磨訓練、鑄造訓練、鍛造訓練、焊接訓練、數控加工訓練、特種加工訓練、控制訓練、電子技術訓練、工藝設計訓練等單元。

數控加工技術訓練單元現狀。

該單元主要面向大二、大三學生，每批次學生要學習三天，每周一天。具體時間分配如下：理論基礎課8 學時。上機床實際操作12 學時，完成創新作業4 學時。

理論基礎課：通過多媒體教學，教授學生了解數控車床、數控銑床的組成，原理，程序代碼，編程技巧，數控工藝，數控刀具的選擇，并輔助以計算機仿真軟件，使學生更深入、透徹了解掌握數控車、數控銑的基礎知識，為上機床實際操作打下良好的基礎。

上機床實際操作：每個學生獨立完成指定零件的編程，輸入到機床，反復調試，知道程序完全正確，裝夾毛坯，選擇刀具，裝夾刀具，對刀，開始加工，直至產品完成。

完成創新作業：通過數控知識的學習以及實際應用，學生獨立完成創新件的設計，在仿真軟件上編輯、修改、運行。 并將最終的結果提交到教師的機器中。

不足之處及改進：

1）對編程的講解，只限于手工編程，沒有講解或者說沒有深入講解自動編程系統的使用方法。 雖然加深了對程序代碼的理解，但對于培養工程師來說， 如果不能熟練掌握一門或幾門數控自動編程系統，是一個很大的缺陷。 手工編程對于學生來說，可以更透徹掌握各個代碼的作用，各個參數的含義，選擇合適的代碼編程可以起到事半功倍的效果。 對于加工形狀簡單，程序少的零件，采用手工編程更省時，省力，效率高。但對于復雜的零件，數據量大，靠手工編程難度就大了，且容易出錯。 這時自動編程軟件就大顯身手了。 編程速度快，周期短，程序精度高，便于計算機模擬軌跡，檢查程序，校核刀具位置。 但自動編程軟件除了要增加投入以外，程序的數據量大，所有的軌跡都由直線或圓弧來擬合。 不能自動選擇合適的指令，如子程序，循環指令，鏡像指令，宏指令等。手工編程和自動編程各有所長，相互支持，相互補充。所以，無論手工編程還是自動編程，對于培養工程師都是必不可少的。建議：增加課時，教授學生學習自動編程軟件，使學生達到簡單的3 維建模，熟練掌握后置程序的處理以及加工代碼的生成、刀具軌跡的模擬。

2）缺少數控工藝的學習，有關數控刀具的選擇，數控夾具的選擇以及專用的數控夾具的設計的基礎知識。數控工藝的學習是培養工程師很重要的環節，數控工藝知識是工程師必不可少的知識。 不懂數控工藝知識編出來的程序很難運用到實際加工中。 所以在數控加工之前，首先要進行數控加工工藝分析設計，如果工藝分析該零件不適合數控加工，那就只好考慮用其他的加工方式進行。 數控工藝分析與設計是數控加工的先頭兵，對它考慮的周密與否，直接影響數控加工的質量、數控加工的效率。大量的實踐經驗告訴我們，數控工藝安排不周密是造成數控加工零件出現偏差的主要原因之一。做好工藝設計能為后續工作創造有力的前提和提供成功的保證。數控刀具是零件成型的關鍵，零件的形狀是通過刀具與零件毛坯接觸，產生相對運動，通過切削力將零件多余部分切削掉，最終形成滿足圖紙要求的零件形狀。“工欲善其事，必先利其器”，選擇合適的刀具，不僅能提高零件的加工質量，還能達到事半功倍的效果。數控刀具大多是成型刀具，數控刀具知識對于工程師來說是必須掌握的知識。 對于本單元課程設置，教授學生掌握數控刀具的種類，刀具參數的含義，對于典型零件加工選擇合適的刀具，對于難于用通用數控刀具加工的零件，能夠提出專用數控刀具的設計思想。 值得注意的是，在加工過程中，刀具要受到磨損，在長度，半徑方面都要一定程度的減少，必須要考慮刀具補償。學會利用刀具測量儀器對數控刀具進行測量的方法，將數控刀具參數輸入刀具參數表中，以便在進行數控加工時，系統對數控刀具做出補償，保證零件加工的精度。

當優秀的青年愿意將現代工程師作為他們的職業選擇時，一個崇尚科學、熱愛科技、推進創新的實現現代工業化的發展目標，才有堅實的人力資源的保證。 現代工程教育的成功是可以預期的，它需要工程教育工作者的長年的辛勤耕耘。