數控車床教學實習常見問題及應對措施

張銘

摘 要：目前隨著教育事業的發展，金工實習除了傳統的熱加工和冷加工外，許多高校都增設了先進制造技術部分的內容，其中數控車床操作實習是各個學校開設最多的教學內容。在進行理論和實踐教學過程中，如何保障學生和教學設備的安全是指導教師首要的任務。筆者結合數控車床教學工作，總結出學生在操作過程中出現的問題及其原因，簡要介紹在教學中的應對措施。

關鍵詞：數控車 教學 問題 措施

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）08（c）-0125-02

當前，數控機床在高校實訓教學中得到普及，其中數控車是重要的教學設備。由于數控車的操作有其復雜性和特殊性，學生在操作設備時動手能力差，基礎知識不清楚，操作時不仔細的問題導致刀具和工件碰撞，刀具和機床部件碰撞，因此代課教師如何在教學過程中保證學生和設備的安全顯得尤為重要。筆者總結了一些容易發生的問題，淺談其發生的原因和應對措施。

1 手動方式下的問題及應對措施

1.1 移動倍率不對

問題：數控車床在手動方式下的移動需要先設定好移動的速率，如：慢速值F50或快速值F500。由于刀具距離待加工材料還有一段距離，學生在操作時選用了快速值F500來移動刀架，在靠近待加工材料時沒有改成慢速值F50，導致刀具以較大的速度切削工件，產生撞刀。

措施：分析原因主要是學生在操作機床時沒有領會刀具快、慢速移動的使用條件，盲目進行操作。教師在教學中應強調不同移動速度的功能和效果，并講解如果用快速值切削工件的危害。為防止刀具和工件的碰撞對學生的傷害，防護門如何正確使用也是需要重點講解的內容，要讓學生牢記操作機床運轉時必須關閉防護門。另外，可以在條件允許的情況下調整機床的快速移動參數值，以便進一步降低碰撞的危害。

1.2 主軸旋轉方向不對

問題：數控車床在進行切削時主軸可以進行順時針和逆時針旋轉，不同旋轉方向是為了適應不同的加工要求。學生在啟動主軸時選錯旋轉方向的情況時有發生，刀具和加工材料沒有進行有效的切割，這樣做的結果輕者撞壞刀具，重者損壞機床部件。

措施：筆者發現學生把主軸旋轉方向開關選擇錯誤是問題所在，分析原因是忘記了開關正確的位置在哪里。我們在教學中可以利用右手動作來幫助學生記憶和理解，我們可以伸出右手大拇指指向遠離主軸的方向，其他4指做向手掌心的旋轉動作，此方向即為主軸正轉方向。教師可要求學生在打開旋轉方向開關時及時確認主軸的旋轉方向是否正確，不要盲目進行下一步的切削工作。

1.3 刀具移動路徑不對

問題：學生在移動刀具切削工件時，移動方向錯誤，如圖1所示，學生用外圓車刀加工零件時沿Z軸負向加工完后直接向X軸負向進給；如圖2所示，學生用切斷刀加工零件時沿X軸負向加工完后直接向Z軸方向移動刀具。以上兩種加工時移動刀具的方法都是錯誤的，不僅零件報廢，而且刀具的損壞也影響實習的正常進行。

措施：分析原因主要是學生缺乏必要的理論基礎，不理解車床基本的切削原理。教師在講解和演示環節要講清楚數控車床加工方法和原理，使學生明白每一把刀具在加工零件時有特殊的走刀規律，不能隨心所欲地想怎么走就怎么走。另外，教師可以在教學安排上進行調整，參加數控車實習的學生先完成普通車床的學習任務，學生在了解車床基本的切削原理后再進行數控車的學習。

1.4 主軸扳手用后未取下來

問題：教學中有時需要使用到主軸扳手，對材料長度進行新的定位，學生在使用工具時不按照操作規則做，不取下用過的主軸扳手就運轉主軸，導致扳手掉落到機床外面。這時如果操作者站立位置不當，將有可能被扳手擊中，發生教學事故。

措施：學生在聽老師講解時不認真，在工具使用時不仔細以及安全意識差導致了以上事故的發生。針對以上問題，教師可以在教學時重點強調扳手使用方法，在選擇主軸轉速時限制學生用高轉速進行練習，規定學生在運行機床時必須目視確認主軸上沒有放置扳手，同時關閉安全門等辦法來解決以上問題，以上規定在多位學生操作同一臺車床時尤為重要。

2 自動方式下的問題及應對措施

2.1 程序輸錯

問題：程序人工輸入時，輸錯代碼和數值，代碼錯誤導致機床運行時出錯，數值錯誤會使機床不按照預定的軌跡運行，嚴重時會發生損壞刀具和機床的情況。

措施：學生進行程序輸入后要進行互檢，同組同學互相檢查，可以有效避免代碼輸錯的可能性。另外，自動運行前進行空運行檢查也是有效的辦法，但其不能完全代替人工檢查，因為有些錯誤空運行方式無法檢查出來。正式運行程序時，教師可以要求學生使用單段功能來運行新輸入的程序，當運行到錯誤程序時可以及時發現和處理，不要直接用自動方式來運行。

2.2 對刀錯誤

問題：自動運行時，加工完成的零件尺寸超出公差范圍或出現撞刀事故。

措施：自動運行程序的前提條件是事先做好刀具和工件的準備工作，其中重要的環節是對刀，學生在完對刀任務后不能直接進行零件的加工，應該對每一把加工程序中使用的刀具和工件的坐標關系進行確認，如在工件表面按照合理的加工軌跡切削一段，并記錄下機床屏幕上的X、Z坐標位置，然后測量加工得到的數值和機床屏幕上顯示的數值進行比較看是否一致，最后再進行下一步加工或重新對刀。

2.3 暫停后忘記恢復主軸旋轉

問題：自動運行程序時，有時需要執行暫停命令，進行工件加工面的清理，學生在完成清理工作后，沒有手動恢復主軸旋轉，導致機床再次運行時發生撞刀事故。

措施：究其原因主要是學生沒有目視確認機床主軸是否在工作就盲目進行程序運行，教師在教學過程中應強調學生必須確認機床主軸已經開始工作的情況下才能啟動程序運行，不能盲目操作機床，要嚴格按操作流程使用機床。

2.4 運行時防護門未關閉

問題：數控車床防護門在操作者使用機床時能給予保護，部分學生在運行程序時不關閉防護門，甚至用手接觸高速旋轉的工件。

措施：部分學生安全意識薄弱，他們認為沒有必要按照老師的指導去操作機床，圖省事和方便。教師在教學中要重點關注他們，要從各個方面舉例說明為什么要遵守安全操作規程，強調安全意識在工作中的重要性，使其能自覺地從自身做起，在實習過程中做好安全防護工作。

2.5 應急開關不會用

問題：在發生緊急情況時，學生不知如何處理，導致事故發生。

措施：安全問題無大小，一旦發生就可能導致人身傷害，教師在平時講解和練習時要求每位學生必須清楚在出現緊急情況時應該如何處置，緊急停止開關在哪里？出現緊急情況時的應對步驟是什么？必要時可以示范一遍操作過程，讓學生有深刻的記憶，在關鍵的時候不會手忙腳亂。

3 結語

綜上所述，在數控車教學實習中，由于學生認識不足，思想不重視，知識點不清楚導致的操作不當時有發生。所以筆者認為代課老師需要在以上幾點多下些功夫，在課堂講解和現場操作時注意引導學生，使他們在操作機床前就有了充分的認識，思想上高度重視，以科學、認真、仔細的態度來完成實習。此外，老師的表率作用非常重要，一個對教學工作嚴謹的老師，就是學生們最好的榜樣。

參考文獻

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