項目情境實踐教學在“數控加工工藝與編程”課程中的應用

盧小燕 林翠青

【摘要】“數控加工工藝與編程”課程的專業性較強，而民辦高職學生的理解力較差，枯燥無味的理論課使他們提不起對學習的興趣。針對這一問題，在“數控加工工藝與編程”課程中開展實踐教學是很重要的，通過理論教學與實踐教學相結合，讓學生對學習產生濃厚的興趣，從而掌握數控加工的知識與技能。

【關鍵詞】專業性;實踐教學;數控加工

引言

“數控加工工藝與編程”是數控加工技術中的一門重要課程，其任務是使學生掌握數控機床編程和加工的專業知識、方法和技能。同時，通過本課程的學習，提高學生的全面素質，培養學生的綜合職業能力，為學生從事本專業工作、適應職業崗位的變化以及學習新的生產技術打下基礎。

一、高職學生的特點和學習現狀

高職院校的學生對枯燥無味的理論課沒興趣，教師在臺上講授理論知識時，學生在底下聊天、睡覺、玩手機甚至逃課。出現這些不良狀況，主要是理論知識太抽象學生不易理解。但高職院校的學生對實踐課程很感興趣，比如，在剛入學的金工實訓課上學生很少出現上課聊天、睡覺、玩手機等現象，甚至連遲到現象都很少，學生在實訓課堂上充滿了激情，有時放學了還要求老師再多給他們點時間做工件。

二、“數控加工工藝與編程”課程實踐教學的必要性

“數控加工工藝與編程”課程中有些技術如果只依靠理論上解釋，學生很難理解。例如：對車床、銑床刀具的認識對刀原理的理解;程序編程、錄入程序等，這些課程必須通過組織學生實訓動手操作后才會領悟要點?！皵悼丶庸すに嚺c編程”課堅持理論與實踐教學相結合有助于培養學生真正學到數控技術知識，達到不僅能說還會做，既具有一定的理論基礎知識，又有較強的專業技能本領。

三、“數控加工工藝與編程”教學內容要點

教學內容要點：主要講授數控加工工藝的有關概念和工藝規程的制定原則和方法;數控加工程序編制過程中有關工藝處理、數值計算及各種常用功能指令;數控機床、數控銑床與加工中心編程規則等內容，并能將零件通過數控機床完成加工實施。

四、課程實踐教學方面的設計思路

本課程以培養學生掌握實踐技能，鞏固理論知識為總體目標，讓學生在實踐的基礎上掌握知識和技能。本課程以對車床、銑床刀具的認識，對刀原理的理解，程序編程、錄入程序及加工等為實踐教學內容，通過師生共同實施，著力培養學生的編程能力和實際動手操作能力。本課程注重實際應用能力的培養，同時結合學生的認知特點和教學規律，采用理論與實踐教學相結合的方式展示教學內容。

五、“數控加工工藝與編程”課程實踐教學的開展

“數控加工工藝與編程”課可以采用項目式啟動教學，以任務為引領，項目為驅動，即以教師為主導、學生為主體，從職業的實際需要出發，選擇具有典型性的項目為實踐教學內容，通過師生共同實施，著力培養學生的理解能力和應用能力。要注重實際應用能力的培養，以崗位職業能力為依據，同時結合學生的認知特點和教學規律，采用理論和實踐教學相結合的教學方法。例如：在數車教學上設計制作手柄，通過數控車手柄的編程及加工的編程項目，遵循從簡單到復雜的原則，從常見的G代碼認識人手，然后安排學生背G代碼，最后是教學生應用G代碼完成手柄的編程，通過加工制作和工藝分析，使學生具備基本加工、測量和工藝分析能力。在數銑教學上設計制作銑腰形槽底板，通過腰形槽底板的編程及加工的編程項目，讓學生掌握零件圖紙分析、加工方式的選擇、工件的裝夾與定位、加工刀具的確定、切削用量的確定、走刀路線的安排及程序的編制，零件的加工。

（一）在實踐中認識刀具

刀具在數控加工中起著“舉足輕重”的作用，在以往講數控刀具時一般都采用理論“灌輸式”教學，即使在教學中采用PPT課件進行圖片講解教學，其課堂效果也不是很理想，單靠學生豐富的想象力和理解能力也沒有達到既定的課堂教學目的。所以在講刀具時，教師有必要帶學生到實訓車間去，讓學生零距離接觸各種類型的刀具，再輔以講解，讓學生總結各種類型刀具的應用特點，以此加深他們對刀具應用的認知，并讓他們對刀具進行測繪。課后結合畫圖軟件畫出刀具三維圖，讓他們鞏固已學知識，這樣的實踐教學不但可以提高學生的學習興趣，還提高了教師的教學效率。

（二）在實踐中把握編程

在數控編程上學生僅僅滿足于自己拿了80分以上就覺得自己很厲害了，但他們不知道在數控中只有滿分才能加工出合格的零件。學生在編程中容易犯的錯誤有以下幾點：

第一，在循環結束段沒有寫N30或者寫了其他地址碼，結果機床出現未找到循環加工段的問題。

第二，有些學生粗心大意把開頭的M03寫成M30，結果程序沒運行就結束了。

第三，有些學生G03和G02用反了結果凸圓變凹圓，凹圓變凸圓。

第四，有些學生從直線變換到圓弧，從圓弧變直線，忘記寫變換指令，結果把圓弧加工成直線，直線加工成圓弧。

第五，有些學生圓弧節點計算錯，結果出現圓弧節點錯誤。

第六，學生對刀具半徑補償的定義不理解，分不清什么時候用G41，什么時候用G42，結果加工出的零件不是變大了，就是變小了。

第七，學生對刀具長度補償的定義不理解，分不清什么時候用G43，什么時候用G44，結果工件的高度定位太高，加工不出工件，或者工件的高度定位太低，刀具直接撞工件。

第八，在數控銑床上下刀深度沒寫“一”號，結果刀具在工件上方運動，未切削到工件。

（三）在實踐中掌握對刀

對刀是數控加工中最為關鍵的環節之一，其準確性將直接影響零件的加工精度。但在理論課上教師很難讓學生理解對刀原理及對刀的重要性。在這樣的情況下可以安排學生到實訓車間，教師進行對刀操作講解及示范，然后讓學生練習對刀，在對刀過程中學生容易犯的錯誤有以下幾點：

第一，在對工件第一邊時忘記用相對清零，結果找不到工件中間。

第二，對工件另一邊時直接輸機床現在的坐標，結果對刀零點錯誤。

第三，刀具移動到工件中間后，未把現在的坐標記錄到機床坐標系里面，結果未完成實際坐標的記錄。

第四，數值計算錯誤，刀具沒有正確移動到中間，機床記錄下錯誤的數值。

第五，對z軸時抬刀了才對坐標做記錄，結果工件坐標系建立在工件上方，實際加工中刀具碰不到工件。

總之，不管上面哪一點弄錯，都不能正確實現對刀，只有讓他們親身感受對刀的過程才能加深他們的理解。

（四）在實踐中完成零件加工

當上面的準備工作都做好后，并不代表就能加工出一個合格的零件，程序仿真只能檢查程序的語法和軌跡是否正確。實際加工中可能還存在以下幾點問題：

第一，程序中編的刀具號和實際裝的刀具號不一致。

第二，控制面板上沒輸刀補或刀補沒輸對。

第三，調錯了加工程序號。

第四，測量錯誤。

在課堂上老師再怎么強調這些注意事項，但學生沒有實際操作過，沒有這些對加工的認知，所以很難避免上面這些錯誤。讓學生完成零件加工，是通過實踐讓他們明白一個合格的零件是怎么加工出來的。

結語

本課程的教學目的是通過理論知識結合實踐教學，把抽象的理論知識與形象的實踐操作結合起來，突出基礎理論知識的應用和實踐能力的培養。