創意雕刻在數控銑床實訓中的應用

摘 要：隨著時代的進步，科技的發展，學生對于所接受的實踐教育的要求也發生了改變，學生更關注學習的興趣及所學知識的實際應用。為適應學生學習要求的變化，實踐教育授課方法也亟需做出相應改變。該文介紹了創意雕刻教學法在數控銑床實訓中的應用情況及教學體會。探討了如何通過實訓課程培養學生的學習興趣，學習主動性，以及學生的實踐動手能力與創新精神。

關鍵詞：實踐教育 學習興趣 創意雕刻

中圖分類號：G648.7文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）04（b）-0240-01

近年來，國家經濟突飛猛進，在經濟高速發展的背景下成長起來的新一代大學生物質生活普遍比較優越，在培養孩子方面，家長更傾向于培養孩子各方面的興趣。因此，新一代的大學生普遍具有如下的特點：智商較高，好奇心強，接受新鮮事物的能力強，有很多學生還有自己的一技之長。經濟的進步，時代的發展，受教育對象的改變，也對高等教育提出了更高的要求。在工程訓練課程授課過程中，可以明顯地感覺到，現在參加工程訓練的學生不再像以往一樣僅僅滿足于認真掌握老師所教授的知識和技能，他們更希望有所選擇的學習，要求學習自己真正感興趣的知識，并且希望自己能夠動手制作出具有自己個性的工程訓練作品。

針對這種情況，該文進行了工程訓練數控銑床教學改革探索，提出了一種新的訓練項目——創意雕刻，通過創意雕刻訓練項目，增加學生學習數控銑床編輯及操作加工的興趣，同時也滿足了學生動手制作個性作品的要求。

1 工程訓練中數控銑床教學的特點

工程訓練是高等教育重要的實踐教育基地，學生通過工程訓練，把課堂所學的理論知識與實踐操作結合起來，通過在接近于企業實際生產的工程環境中上課，了解接近于實際生產的加工工藝過程，了解不同的制造技術，培養學生的實踐能力和創新能力。

數控銑床教學是工程訓練的重要組成環節，通過數控銑床加工訓練，學生掌握數控銑床的加工原理，編程方法以及加工方法。目前，數控銑床加工課程針對工科類專業學生講授，授課時間為1～2 d。課程內容安排為：第一天講解數控銑床編程代碼及編程規則方法，學生進行編程練習。第二天講解機床操作方法，學生進行程序加工及機床操作練習。

具體編程操作內容為凸臺零件的編程及加工。凸臺零件是比較典型的機械加工零件，學生在數控銑床程序編輯中自由創作的空間較小，編程課程的課堂氣氛比較沉悶，學生反應程序編制枯燥無味。此外，由于材料成本及加工時間的限制，實物零件加工只能滿足單件產品加工，學生實際動手操作大多是空機操作，而不進行實物凸臺零件的重復加工，學生的加工興趣也不濃。

近期授課發現，學生的學習積極性不高，特別是非機械專業的同學，對機械零件的加工更沒有興趣，綜合上述情況，機械凸臺零件的編程及加工內容，滿足不了學生的學習要求，新一代大學生，要求能自己創意編制程序，而且能動手加工自己的創意作品，同學們特別提出最好能夠自己動手設計加工，所加工的作品能夠帶走留作紀念。

為了解決授課與學生學習要求的矛盾，我們引進了數控雕刻設備，提出了數控創意雕刻授課方法。數控創意雕刻教學，給學生提供了自主創意的空間，激發了學生主動學習的興趣，增加了學生實踐動手的機會。

2 數控創意雕刻的教學實施

2.1 數控雕刻設備

雕刻設備：采用華中數控雕銑機，型號為DKJ40A，工作臺尺寸350 mm×400 mm，主軸轉速范圍24000 r/min，數控系統采用華中數控世紀星系統，與原有立式數控銑床的數控操作系統完全相同。

2.2 數控創意雕刻的刀具及材料

雕刻所用刀具為合金雕刻刀，0.2×30度刀角，雕刻所用材料為彩色鋁塑板材料。

彩色鋁塑板材料由金屬鋁箔及塑料組成，材料質地較軟，易加工。采用合金雕刻刀具銑削掉鋁塑板的彩色鋁箔，就可以形成圖案花紋。

采用合金雕刻刀雕刻鋁塑板材料，加工用時較短，材料成本較低，可以滿足學生創意加工及保留加工作品的要求。

2.3 數控創意雕刻的具體課程實施

根據創意雕刻的特點，具體課程內容安排為以下幾個方面。

第一，學生理論學習及上機編程實踐。

全部授課時間的30%用于講解加工原理，機床性能以及數控銑床編程方法，隨后授課時間的30%用于學生創意零件程序設計。

其中，創意零件程序設計的地點為編程教室，單人單機，這樣每個同學都可以創意設計自己的作品，滿足了學生的創新要求，激發了學生的設計編程興趣。

此外，編程教室還配備有仿真模擬軟件，可以在計算機上先期對學生的創意設計作品進行仿真校驗，發現錯誤及時修改，大大節省了機床操作時因程序錯誤而進行程序修改調試的時間。

第二，學生實踐操作及創意雕刻加工。

剩余課程40%的授課時間全部用于學生的實踐動手操作。學生創意編輯的程序通過在數控雕刻銑床上進行鋁塑板材料雕刻來實踐數控機床的操作方法。鋁塑板材料成本較低，加工用時較短，一般學生創意作品的加工用時在10 min左右，由于學生編程能力不同，學生的編程速度有快有慢，編程快的同學，可以較早的進行加工，學生的加工操作就進行了自然的分流。

數控雕刻機配備有與數控立式銑床相同的華中數控系統，數控系統的操作完全相同，學生通過加工自己的作品，每個同學都可以動手實踐機床的開關機，回零操作，G54對刀操作等實踐內容。創意雕刻作品的加工極大的增加了同學們的動手實踐興趣。

2.4 學生創意雕刻作品實例及評價

數控銑床課程成績最終以創意雕刻作品的實際加工情況為評價標準，包含了對學生編制程序水平以及實踐動手加工能力的考查，而且加工出的作品質量一目了然，學生對自己的成績也相當認可。

3 結語

實踐證明，數控創意雕刻教學方法在數控銑床加工工程訓練中的應用，大大地提高了學生的學習興趣，及動手實踐能力。通過創意雕刻作品，學生們主動地參與到編程練習以及機床的實踐操作中來，在興趣的引導下，學生自主的獲取知識，分析問題，制定加工方案，最終加工出真正的創意作品，極大程度地調動了學生的學習自主性。數控創意雕刻教學方法以學生為中心，以學生的興趣為導向，通過興趣引導推動學生積極主動的去學習并實踐，教學效果很好。