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[关键词]数控车 数控实训 撞刀 解决措施
中图分类号:TH 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)35-0042-01
随着机械加工技术的发展,数控机床技术也变的越来越普遍,在机械行业中得到广泛应用。企业对数控车人才的需求日益加大,这就促使职业院校加大了对数控车实训设备的投入,培养符合企业需要的高素质技能型人才。本文从数控车实训教学的实际情况出发,针对学生在操作数控车床的加工过程中出现的撞刀原因进行了分析探讨,总结了数控车操作过程中发生撞刀的原因,并提出了切实可行的解决措施,以减少撞刀事故的发生。
1 撞刀原因分析
撞刀是指刀具(包括刀架、拖板等)在移动过程中与工件、卡盘或尾座发生意外碰撞的机故。数控车床操作初学者,容易撞刀,撞刀是数控车床操作新手最有可能发生的事故,一旦发生撞刀事故,轻者影响机床精度,重者造成机床损坏,使机床的加工精度丧失 , 甚至造成人身事故,必须引起操作者的高度重视。在长期的教学过程中发现学生在操作数控车床时容易撞刀,导致学生不敢碰机床。撞刀原因很多,大致可归纳为操作机床不当和编程时考虑不周全所造成的撞刀。本文从这两方面进行分析,总结出撞刀的各种因素。从而让学生实训时,减少撞刀几率。
1.1 机床操作不当造成的撞刀
数控机床操作不当会造成刀架或车刀与工件、主轴卡盘或尾架发生碰撞。主要从以下各方面分析:
(1)工件没固定好。工件在加工时候,长的工件,会引起甩尾,震动引起撞刀。
(2)安装刀具错误。在安装刀具时一定要使刀位点对准主轴中心线,即刀具安装好后试切工件右端面,切完右端面后刀位点应在工件右端面中心。
(3)刀架或车刀与尾架发生碰撞。回参考点或退刀时,应该Z向使刀架或车刀远离主轴,避免发生碰撞。
(4)试切法对刀时走刀过快或背吃刀量过大。刀具在加工工件时,一定要注意加工的背吃刀量,如果过大,会造成刀具和工件的撞刀。粗加工应优先选用较大切削深度,一般取2-4mm,精加工一般取0.3-0.5mm。
(5)对刀不准确造成的撞刀。
(6)机械零点坐标与绝对和相对坐标一致。校验程序完毕后要回参考点, 在校验程序时机床是锁住不动的,而刀具相对工件加工在模拟运行(绝对坐标和相对坐标在变化),这时的坐标与实际位置不符, 需用返回参考点的方法, 保证机械零点坐标与绝对和相对坐标一致。这一环节有时不注意在校验程序后没有发现问题就进行加工操作,会造成撞刀现象。
(7)数控车床执行程序正常加工过程中,由于操作者误操作使程序停下来,如果操作者按“RESET”复位后,立即进行循环启动,此时容易造成刀具与工件发生碰撞。因为运行的默认值与程序的设定值发生变化,按“RESET”复位,则把数控系统复位到初始状态,清除了保存在DRAM内的预读程序信息,会改变刀具移动指令及主轴转速。在自动运行程序过程中,如出现误停车导致程序停止运行,此时将模式改为编辑方式,按“RESET”复位程序,再重新运行程序。
1.2 程序编写不当造成的撞刀
程序编制是数控加工最重要的环节,提高编程技巧可以在很大程度上避免一些不必要的碰撞安全事故,总结并在以下各方面分析:
(1)G00坐标设置离毛坯太近。一般编程时候在工件右端,1mm。
(2)换刀时,未使用G00指令远离工件。换刀需要用G00,远离工件。以防止车刀与工件产生干涉。
(3)加工螺纹时误把导程(F)当作进给速度,如:G92 X40 Z-20 F2写成 G92 X40 Z-20 F80。
(4)程序坐标值编写或者输入有误。
(5)加工完零件退刀时先走Z向,远离工件,再走X向。
2 撞刀常见现象解决方法
经过以上总结和分析,根据常见的撞刀原因,结合实际操作经验,现提出如下几点对策:
(1)编写的程序需要仔细检查。系统较老的机床,需要输入标点符号,更需要编程人员仔细认真。
(2)检查好的程序需要在机床程序里面校验图形。利用数控机床的图形校验的功能可以检验程序的轮廓,减少错误率。
(3)装刀长度出错。刀具长度不够,刀具的刃长不够,都会导致干涉现象,另外刀具的装夹方式有误,也能导致撞刀。需要刀路轨迹模拟,明确加工部位。按程序单上的刀具进行选择和复核是否正确。
(4)正确对刀并设置刀补,Z方向试切对刀时,必须注意对刀使用的Z向零点应与编程使用的Z向零点统一,避免因工件坐标系设置不统一而造成撞刀。
(5)在调试程序加工第一件工件时,一定要仔细检查程序,试加工时单段运行,随时控制进给率,随时看剩余行程,加工前应模拟运行一次,单段运行,再正式加工。看看有没有意外的刀具路径出现,一旦出错,迅速急停,特别是初学者,要注意急停按钮的应用。
(6)将刀架移动到安全位置,按下锁住机床和空运行键进行空运行操作,主要观察运行轨迹是否正确,且仿真运行后要回参考点校验。
(7)如果加工时必须使用尾架,安装刀具时必须考虑到在X 方向电动刀架与尾架不发生碰撞的极限位置,在Z方向拖板与尾架不发生碰撞的极限位置。
(8)建议在计算机上用模拟软件模拟程序,进行检验,再把程序拷贝到机床上可以减少错误。
3 结束语
要避免数控车床撞刀事故的发生应以预防为主。机床操作者首先应熟悉数控系统的各种操作,掌握系统功能键,达到熟练操作,减少失误,将误操作的概率降至最低点;其次在编写加工程序时,应根据工件特点进行,按工件的形状及加工位置确定退刀和回零的顺序是先退X向,还是先退Z向;再次应注意机床的保养,在平时加工后,丝杠,导轨应擦拭干净,避免切屑等杂物夹在滚珠丝杠和导轨内,造成加工出现误差,损伤导轨,影响加工;同时,操作人员还要掌握一些异常情况发生时紧急处理方法。如按暂停、急停及切断电源等来最大限度的减少碰撞事故发生带来的损失。
参考文献
[1]郝新成.实习中数控车撞刀事故的防范[J].实践与探索,2011(3):266-267
[2] 袁锋.数控车床培训教程[M].北京:机械工业出版社,2005.
[3] 周保牛.数控车削技术[M].北京:高等教育出版社,2007:335-338.
【关键词】数控实训 教学 效率
实训教学是技工学校的一门十分重要的主课。机械专业的学生通常要学习钳工、普车、数车等实训课程。如何培养越来越多的技能型人才,对于学校而言,就是让学生更好地掌握更多的技能;但对于教师而言,则是提高实训教学效率。现如今大部分中职学校通常都是机床少学生多,就拿本校来讲,从2005年开办数控专业至今,每年都有两班共90名左右的学生,可实训机台只有12台,数控专业教师也只有6名,师资配比严重失调。那如何充分利用学校现有的教学资源,科学合理安排实训教学,提高实训教学效率就成了各校一直在探讨的一项重要课题。我校主要从以下几个方面对数控编程与操作的实训教学进行了改革,就目前实施的情况来看,效果显著。
一、实训课的安排更趋科学化
校实训形式各种各样,一般可分为两种:集中实训及分散实训。
集中实训是在学期内安排一段时间进行实训(一般安排在近学期末或临毕业的最后一个学期居多)。时间较长,可以是几个月或者整个学期,学生全部停课进行实训。一般有校办工厂的大中专院校都采取这样的实训方式。这种实训方式近似于学生的第三年校外实习,能更好地使学生和社会接轨,但同时由于工厂中的数控设备都比较昂贵,生产任务紧,不可能让没有经验的学生进行太多操作,有利有弊。
由于我校没有校办工厂,所以只能采取分散实训的方法。分散实训是把集中实训的课时安排到每个学期每一周,即每周安排一定量的实训课,以学期为单位不断增加实训课课时。如本校通常在第二学期上开设4课时的数控机床编程理论课、4课时的数控操作实训课;第二学期下开设14—16课时的数控操作实训课、4课时的数控仿真模拟课。就目前看来,这种方法效果较好,虽然学生没办法体会到工厂的实际操作现况,但学生能有更多的动手机会,同时学习理论课程的积极性大大提高,更好地做到理论联系实际。不过由于实训课实践时间有限,安排实训内容有一定难度。这就要求实训教师合理安排每节课内容,在有限的练习时间内提高效率。
二、建立数控教学组,实行模块化和一体化教学
当前实训普遍存在的问题是课程安排不够合理,大家都普遍认为学生既然不喜欢学习理论知识,那么上机操作后技能自然会提高,所以以前本校在课程设置上也是直接安排操作实践课,在实践之前讲点所需的理论知识,导致了学生对理论知识一知半解不能很好应用于实训中,实训课的效率大大降低。笔者认为学生进入实训室后不应该再训练编程,如程序的编写和录入就很浪费时间。对机床主要的实训内容应该是机床的基本操作,如建立坐标系,修改刀补,产品的加工等。所以我校为了解决这个问题,专门组建了数控教学组,采取模块化和一体化的教学方式。
这里所指的模块化教学主要是指对数控实训教学划分成三个模块:基础(普车)实训模块(第二学期上已完成)、模拟实训模块、专项(实际)操作实训模块。“一体化”教学指的是数控编程理论和实训课的“一体化”教学,即理论课由一位老师来上,实训课因需分组进行,一个班需要多位实习指导老师进行指导,但可以由上理论课的老师负责,统一安排实训课题及实训进度,由各指导老师分组实施。我校由于数控教师有限,所以通常都是一个教师负责上半学期两个班4课时理论、4课时实训。在4节课的理论教学中要着重讲授程序的编制,让学生能熟练根据图纸要求编写所需程序;4节课的实训着重讲授机床的一些基础操作,如输入程序、模拟走刀等等。在学期结束,学生基本可以进行简单工件的编程和加工。下半学期由该位教师为主导,加派四位实习教师参与两班的数控实训教学。理论教师统一安排实训课题及实训进度,由各指导老师分组实施,避免重复讲解。理论课教师在实训前,应先分析图样要求,讲解产品加工工艺过程、刀具选择及加工过程注意事项等,再让学生根据图纸进行编程,期间教师可以用仿真软件模拟结果给学生参考。在开始实训之前,理论课教师要负责批改学生的手写程序,指出错误及不足之处。而后在实训过程中由实训指导教师先把正确程序编入机床,学生加工时就可直接调用(之前已安排一定学时的程序录入练习),将大大提高实训效率。
三、仿真与实操相结合
仿真模拟作为中级考证的一项内容,我校专门开设了相应的课程。数控模拟软件,可以逼真的仿真加工现场:机床型号(大、中、小)和系统(FANUC和SIEMENS)能按要求设置,可以仿真与现场同样的屏幕配置和功能,实时地解释NC代码并生成机床进给指令;提供与真实的CNC机床类似的操作面板;提供视图放大、缩小功能的设置;帮助功能(碰撞、过载);使用对话框可以方便的进行刀具和功能的设置;可以同时显示刀具与偏移路径;NC校验功能;代码向导功能;帮助功能……学生可根据图纸要求,安排零件的加工工序,确定粗加工、半粗加工、精加工所对应的不同加工表面的刀具、切削用量、进退刀路径、主轴转速等参数,输入程序后就可进行动态仿真加工轨迹,并动态显示出粗加工、半粗加工、精加工整个加工过程。学生可以自检程序的对错,检验工件的合格,及时调整程序或刀补等等。
基于仿真的强大功效,同时为了解决学生不能人手一机操作和数控耗材过大的问题,我校把数控实训和仿真教学紧密结合。仿真教师和5位实训教师组成教学组,安排教学内容。如讲授G00、G01指令时,理论课教师先讲解两个指令的用法、指令走刀和普车车削间的联系,学生掌握后按图纸要求进行编程;仿真模拟课上学生可根据编好的程序进行仿真模拟,及时订正程序的错误,对走刀路线做到心中有数;实训课上学生根据模拟过的程序进行实际加工,实训课教师检验工件是否合格,总结程序、操作中的错误。
同时,为了在实操中节约材料,我校实训还采取了以下措施:
学生在实训过程中可以分阶段采用不同的材料进行加工。实训之初,学生对机床操作不太熟悉,容易发生撞刀等事故,此时实训可以用圆木棒或尼龙棒加工以保护刀具;实训后期随着学生的技能的提高可采用钢件进行加工,适应考试需要。
学生实训加工出的产品通常不具备使用价值,多数闲置或废弃,因此可以合理设计加工图纸,在不影响实训效果的情况下适当减小加工余量,同时也可把加工过的钢件用于普车实习的手动操作练习,这都将大大降低材料的成本。
提高学生的节约意识,规范学生对刀具、工具和量具的使用方法,减少刀片的损耗和量具的损毁。
总之,各校都在数控实训教学上花费了很多的精力进行改革,其目的就只有一个:提高实训效率,培养更多适应社会需求的学生。
【参考文献】
关键词:示范到位;指导到位;项目教学;课后总结中图分类号:G718文献标识码:B文章编号:1672-1578(2014)18-0280-01普车实习可以让学生将车工理论知识直观化,能让学生巩固和理解车工加工工艺知识,培养学生观察问题、分析问题、解决问题的能力,让学生将学到的理论知识在实践中去巩固和提升。经过在实习中真正顺利掌握车工操作技能。
1.示范指导到位
职业教育的教师应是"双师型"教师。教师本身不但要有丰富理论知识更要有很强的动手能力和专业技能。教师在带领学生进入普车实训车间,教师首先应按照安全要求严格要求自己,这样会给学生起到示范和榜样作用。同时严格要求学生,不断强调安全的重要性,检查学生的穿戴,严防事故的发生,遇到学生存在的不安全因素,坚决要求学生改正,确保万无一失。学生进入车间,教师一定要详细介绍车床的构造和原理,开车,停车的正确步骤和加工工艺,教师边示范,边讲解,指导每一位学生亲自动手开车,停车,调整转速,大,中,小托盘的横,纵进给,转动刀架等。对学生边示范,边讲解,对遇到操作错误的行为及时纠正,并亲自指导学生正确操作,这样不但让学生熟悉和了解车床,而且对学生以后的顺利实训起到了很好的效果。砂轮磨车刀时,首先给学生们讲了砂轮机安全操作规定及各种车刀的刃磨知识,亲自给学生磨车刀做示范,并逐个指导学生磨车刀,这样学生很快掌握了前刀面、后刀面、主切削刃、副切削刃、前角、后角等基础知识,同时经过教师的示范,学生很快磨出合格的车刀,这为以后加工工件起到了事半功倍的效果。
2.巡回指导到位
学生在实训操作过程中,面对的是几十名学生共同在实习场地实习,这就要求教师必须在车间巡回检查和指导,及时发现学生在实习中遇到的问题,(如:安全问题,动作规范、测量姿势、各种工、量、刃具的摆布是否合理,加工步骤和加工工艺是否符合要求等);发现学生在实习中遇到的问题,要及时对学生出现的问题进行纠正,在保证操作安全的前提下,对学生在加工中出现的问题进行启发和点拨,启发和点拨到位是实习教师的一项重要教学任务与教学方法,也就是说教师要在学生在实习的过程中去发现问题、解决问题。培养学生探究能力。3.项目教学法激发学生的兴趣
项目教学法,是教师在教学过程中把理论与实践教学有机地结合起来,充分发掘学生的创造潜能,提高学生解决实际问题的综合能力。这是搞好"项目教学法"的关键。 更是激发学生学习兴趣的关键。经过一个阶段的实训教学后,学生对车床的结构和基本操作已经掌握。但是由于接受知识的程度不一样,学生身心发展的不同,出现了知识层次、动手能力层次的差异。在教学过程中,由于每个学生接受、理解、分析、运用能力不同,再做同一个课题时,会出现一些学生"吃不饱",一些学生"吃不了"的情况,如果教师不及时正确引导,会让部分学生不愿学,部分学生不想学的情况发生,从而产生更大差异。这就违背了因材施教原则。这时候应采用项目教学的方法培养学生的兴趣,激发学生学习欲望。这就要求教师明确任务项目教学,提倡在教师指导下的以学习者为中心的学习方法,既强调学习者的认知主体作用,又不忽视教师的主导作用。教师是构建的帮助者、促进者,而不是知识的提供者与灌输者,学生是信息加工的主体,是构建活动的主体。加工零件又好又快的学生自己去确定一个项目,也就是想加工什么零件学生可以根据自己的爱好设置项目;对加工水平和质量一般的学生,及时进行反思,分析不足,多做几次同课题练习,温故知新;对加工水平和质量不高的学生多多鼓励,及时总结,教师多多帮带。这样,在实习车间实习的学生人人有事干,人人有目标,比学赶超的学习氛围浓厚,学生学习兴趣极大激发。
4.课后要及时总结
学生按要求完成课题后,上交工件,教师要按要求测量,检查工件是否合格,并进行评定。教师让学生测量自己加工的工件后,教师再亲自测量,并告知学生工件尺寸是否符合要求,符合要求是怎样加工的,不符合要求的是怎样加工的,你会怎样改正等。这样学生会明确下一次该怎么加工。同时具体分析工件哪些地方比较好,哪些地方需要修整,是什么原因。对整个班级的实习存在的共性问题要详细分析。分析到位就是教会学生以后碰到类似问题自己去分析,自己去解决问题的能力。
总之,车工实训的目的是让每一名学生顺利掌握专业知识和加工技能,最大限度地发挥自己的潜能。在普通车工实训教学中还有许多问题值得我们去思考,如何在这项实训教学工作中做得更好,还需要我们教师不断地去探索。参考文献:
[1]蒋增福.《车工工艺与技能训练》 高等教育出版社
[2]李新德.《普车加工技能训练》大连理工大学出版社
[3]黄克孝.《职业与技术教育》 华东师范大学出版社用表面K,轴向用端面C,这样的定位加工方法也能加工,但是这样选择的定位基准不统一,本身G、K之间就存在加工误差,再用它们作为定位基准,那样的话定位误差就会很大,况且这种定位方式,还得采用径向夹紧的方式,这样也同样不能克服因夹紧不慎使零件容易变形的困难。
现行工艺所采用的调头加工的定位方法如(图四)所示,利用 外圆为径向定位基准,克服了上述调头加工时径向定位基准不重合的问题,做到了统一基准,便于保证形位公差要求;将原来的径向夹紧改为轴向夹紧方式,克服了该零件径向夹紧容易变形这一个工艺难点。
【关键词】普车实训;安全;学风;技能
普车实习是中职院校的重要教学组成部分,是理论结合实际的桥梁,是思维、实践能力综合训练和提高的重要过程[1]。普车实习的主要目的是使学生熟悉并掌握普通车床功能和加工操作;开阔学生视野,丰富学生的知识结构,培养良好的职业素质与团队精神,进一步提高学生分析问题和解决问题的能力,可见普车实习的重要性。笔者作为职业院校普车实习教学的一线实习指导老师,结合自己在普车实习教学过程中的一些教学经验,浅谈一些具体的管理方法。
1 组织教学,培养良好的学习习惯
组织教学是实训教学的重要环节,在整个教学过程中有着十分重要的意义,其目的在于提醒学生为上课做好心理上的准备,并准备好学习用具以及安全文明操作等方面的准备,集中精力,积极自觉地投入到学习的状态中。俗话说“无规矩不成方圆”,就中职院校学生的年龄与心理活动来看,有效的组织教学,是顺利完成教学任务,提高操作技能的前提,尤其对于当前的中专生,懒、散、任性是他们的共性,所以有效地组织教学显得尤为重要。本人从事普车实训教学多年,在组织教学方面通常是按照以下几步来完成的:
1.1 课前点名
按学校的作息时间,早8:20正式上课,我们在8:10就开始点名,如有缺席,问清原因,并做好记载,出勤是评定成绩的依据之一。对迟到、旷课的学生给予严肃的批评教育,与班主任老师沟通共同对这样的学生进行教育。这样使学生养成遵守纪律的习惯,对日后走向工作岗位,模范遵守劳动纪律打下良好的基础。对于未出席的学生,要安排好第二天的补习准备,使他们及时把落下的课补上,顺利完成教学任务,真正地关心学生爱护学生,使他们茁壮成长,健康向上。所以课前点名是保质保量完成教学任务必不可少的。
1.2 进实训场前检查
此检查的内容主要是检查学生劳动保护的穿戴问题,按照操作规程的要求,学生进入厂房必须穿好工作服,戴好防护眼镜,工作服要三紧的,女同学要戴好帽子,并把头发或辫子放入帽子内,不得穿裙子和拖鞋,不得戴围巾,接触旋转关键和旋转部位时严禁戴手套。若有不符合穿戴要求的,老师可力所能及地帮助解决,若不能解决的,严禁进入厂房。我们全体师生一定要树立安全第一的思想,保证学生的人身安全是我们老师的责任,丝毫不能马虎。
2 认真做好教学管理,迅速提高学生操作技能
2.1 机床开动之前的准备
在上实训课之前,就要让学生熟记“机床安全操作规程”,并进行机床安全操作知识讲解和考试。进入现场后,老师要在现场讲解机床的工作原理、结构和性能,各个手柄和按钮的操作方法,并且让学生熟悉机床开动之前各个手柄和按钮的正确位置,按表加注油。教师要示范机床的整个开动过程,并要反复强调学生自己在开动车床前要认真做好相应的检查工作。教师要现场示范工件、夹具和刀具的装夹方法和夹紧力度,以保证机床加工的顺利进行和工作时的绝对安全。
2.2 操作与训练的管理
首先根据实际情况(班级人数、车床数目)进行分组,并指定一名组长,作为老师的助手,做一些管理工作。老师首先要手把手地把组长教会,组长熟练之后,让他充当老师的角色指导下一名学生,当然老师不能走开,在旁边观察、指导和把关,其他同学在旁边观察。这样采取“一带一”的教学方法,使每个学生都“学一遍再复习一遍”,具有很好的教学效果。
2.3 教授学生在运用中学习和创新
一个人只要有创新意识和创新精神,就能在工作中不断地思考,不断创造,突破技术难关,成为技术能手。实训教学过程中,老师要有意识地培养和激发学生的创新精神。例如在练习加工“台阶轴”的时候,第一道工序是车端面,第二道工序是车外圆,在车外圆时,有的同学每车完一刀,都要纵向和横向同时退刀,再车下一刀时,还要对刀,这样不但麻烦,效率低下,而且累积误差也会增大,若车第二刀时,只纵向退刀,横向不退刀,这样就省去了再次对刀的麻烦。所以在车削加工过程中,同样的加工目的却有不同的加工方法,通过思考、探索出好的方法,这就是创新,这就是改革。在学生阶段,我们就要有意识地培养学生的这种创新意识,为日后成为创新型人才奠定基础。
2.4 机床关闭之后的工作
每天的实训工作即将结束时,虽然同学们很辛苦,很疲乏,但也不能草草地关机走人。为了第二天更好地工作,首先要做好机床的清理和养护,要养成爱护机床的习惯,保持机床的精度和稳定;其次把量具、夹具、刀具等放入工具箱,并分门别类,物摆有序;最后做好环境卫生的清扫。卫生清扫完毕,要集合列队,清点人数,做出总结,表扬先进,批评落后,发扬成绩,克服不足。
3 成绩管理,不容轻视
3.1 每天都要给出一个成绩
学生在学习过程中,每学完一个内容,加工完一个零件,老师都要给出评价,按照标准给出成绩,再结合当天的表现,综合评定,给出一天的实习成绩。
3.2 实训结业要考试
要根据所实训的内容,让学生在规定的时间内完成相当难度的加工任务,老师通过认真测评给出成绩。公平、公正地给出成绩,可以激励先进,鞭挞落后,有利于实训教学的完成。
3.3 把实操能力测试纳入毕业测评之中的设想
关键词: 数控技术 应用专业 实训 四个阶段
目前,我国制造业对既掌握数控技术又熟练数控编程、加工操作的中等职业毕业生需求越来越大,由于数控技术发展日新月异,教学内容与生产技术水平总是存在着滞后。教学经费投入的不足,限制了实验、实训设备及数控应用软件的投入与更新。为了满足社会对数控技术应用型人才的需求,更为满足我校毕业生的需要,我们对现有的教学计划进行了相应的调整:我校数控技术应用专业学制为三年,前两年在校学习理论知识、到校实训中心接受实验、实训,在理论学习期间,特开设了《车工工艺学》、《数控加工技术》、《数控编程与设备》、《公差测量与技术》、《机械制图》等十几门专业课和专业基础课,使学生的知识结构更趋于合理,为实训作了很好的铺垫,夯实了基础。后一年到企业顶岗实习,为更好地向企业输送合格的数控人才,把实训分四个阶段,以巩固和深化理论知识,提高和完善操作技能。
第一阶段:普车实训。
这一阶段是学习数控车床不能逾越的过程,学生在普通车床上实习、练习刃磨车刀,熟练操作车床,从加工端面、外圆、内孔、切槽开始,逐渐接触到螺纹各部分的尺寸计算和加工,特形面的加工,在这一过程中深刻理解刀具几何角度对切削加工精度和表面粗糙度的影响,进一步认识切削三要素Vc、ap、F在加工中的相互关系及其对工件质量的影响,掌握车床的调整方法,掌握切削的有关计算、了解常用工具、量具的结构,熟悉掌握其使用方法,合理地选择工件的定位基准,安排加工工艺过程。同时还须让学生知道只有完成这一阶段的实训任务,将来才有可能在数控车床上所编制的加工程序更为合理和实用。
第二阶段:仿真实训。
第一阶段的实训后,对学生进行技能考试,操作达到要求的学生到计算机进行数控仿真软件的练习,同时也能促进未选中的学生努力练习,激发他们的学习兴趣和竞争意识。首先让学生熟悉仿真机床的操作面板和录入面板明确每个按键的功能,建立工件坐标系的方法,如何选择刀具几何角度设置刀偏及刀补,详细地讲解每个过程。
在编程车削倒角时,可用两种方式:(1)把车刀刀位点指定在倒角起点处,再G01车削;(2)把车刀定位在倒角的右边延长线上,然后G01车削而成。同时让学生比较哪种方式更为简单和实用。
在普通螺纹加工中,让学生分别使用G92、G76螺纹循环指令来编程加工螺纹,在实训中让学生了解根据导程的大小和螺纹的精度高低选择不同的加工指令更为合适。G92直进式切削和G76斜进式切削。由于切削刀具进刀方式的不同,这两种加工方法有所区别,各自的编程方法也不同,造成加工误差也不同,工件加工后螺纹段的加工精度也有所不同。G92螺纹切削循环采用直进式进刀方式进行螺纹切削,螺纹中径误差较大,但牙形精度较高,一般多用于小螺距高精度螺纹的加工;加工程序较长,在加工中要经常测量。G76螺纹切削循环采用斜进式进刀方式进行螺纹切削,牙形精度较差,但工艺性比较合理,编程效率较高,一般适用于大螺距低精度螺纹的加工。在螺纹精度要求不高的情况下,此加工方法更为简捷方便。所以,学生要掌握各自的加工特点及适用范围,并根据工件的加工特点与工件要求的精度正确灵活地选用这些切削循环指令,然后编制加工程序,并自动加工。
第三阶段:数控加工。
在数控仿真软件加工出合格工件的同学先到数控车床上进行编程加工。由于仿真软件和数控车床是同一个界面,学生短时间内可熟练操纵机床,但需注意以下几点。
(1)要根据工件的材质,所用刀具的几何角度来选择不同的切削参数。经过普车的实训,这将不是难题。
(2)学生编制的程序要先经过图形模拟加工,程序正确后再进行对刀加工。
(3)在首件加工中合理使用程序暂定M00指令,在精加工前对工件进行测量,看是否需调整刀具补偿,最后加工出合格的工件。
(4)重点突出典型零件的工艺分析,装卡方法的选择、程序编制,调整加工和检验,如果有缺陷,应找出原因并修正。遵循由易到难、由简单到复杂、由单项到综合这一过程,重视在实践教学中培养学生的实践能力和创新能力。
对学生加工的工件,按小组进行互评。学生都有好胜心理,会对对方的工件一丝不苟地检查,不放过任何一个细节。最后教师根据实际情况给出综合性的评价,或者让学生保存自己满意的作品,激发学生的兴趣。学生的学习效果非常明显。
如此,学生能全面了解数控加工的全过程,深刻理解加工原理、机床工作过程、编程方法及制订工艺的原则,能够对数控机床加工中出现的常见故障予以解决,对将来从来数控工作上手快,操作规范,具备解决问题的能力。
第四阶段:总结提高。
老师和同学共同探讨实训经验及实践教学中遇到的问题。由于实训内容较多,机床种类全,学生在短时间内既要掌握机床的操作,又要对复杂零件进行合理的工艺安排和准确地编程加工,现场讲解具有局限性。将工艺分析及基本编程内容制成课件,能方便学生掌握和复习,多年来的实践证明这是行之有效的方法,优化实训的效果。数控实训教学过程:普车加工―仿真数控软件―数控机床加工,这几步走的教学方案能最大限度地发挥教学资源的使用性和经济性,尽可能避免事故的发生,缩短机床的人均占有时间,提高机床的利用率和使用寿命,如果能结合实际生产,其教学效果将更显著。
参考文献:
[1]程仲文.数控实训项目研究与改革.兰州工业大学,2007.
[2]刘蔡保.数控机床编程与操作.化学工业出版社,2009.
论文关键词:数控技术 应用专业 实训 四个阶段
目前,我国制造业对既掌握数控技术又熟练数控编程、加工操作的中等职业毕业生需求越来越大,由于数控技术发展日新月异,教学内容与生产技术水平总是存在着滞后教学经费投入的不足.限制了实验、实训设备及数控应用软件的投入与更新。为了满足社会对数控技术应用型人才的需求,更为满足我校毕业生的需要.我们对现有的教学计划进行了相应的调整:我校数控技术应用专业学制为三年,前两年在校学习理论知识、到校实训中心接受实验、实训,在理论学习期间,特开设了《车工工艺学》、《数控加工技术》、《数控编程与设备》、《公差测量与技术》、《机械制图》等十几门专业课和专业基础课,使学生的知识结构更趋于合理,为实训作了很好的铺垫,夯实了基础。后一年到企业顶岗实习,为更好地向企业输送合格的数控人才,把实训分四个阶段,以巩固和深化理论知识,提高和完善操作技能。
第一阶段:普车实。
这一阶段是学习数控车床不能逾越的过程。学生在普通车床上实习、练习刃磨车刀,熟练操作车床,从加工端面、外圆、内孔、切槽开始,逐渐接触到螺纹各部分的尺寸计算和加工,特形面的加工.在这一过程巾深刻理解刀具几何角度对切削加工精度和表面粗糙度的影响,进一步认识切削三要素vc、ap、f在加工中的相互关系及其对工件质量的影响,掌握车床的调整方法.掌握切削的有关计算、了解常用_t具、龟具的结构,熟悉掌握其使用方法,合理地选择工件的定位基准,安排加工工艺过程。同时还须让学生知道只有完成这一阶段的实训任务,将来才有可能在数控车床上所编制的加工程序更为合理和实用。
第二阶段:仿真实训。
第一阶段的实训后.对学生进行技能考试。操作达到要求的学生到计算机进行数控仿真软件的练习.同时也能促进未选中的学生努力练习.激发他们的学习兴趣和竞争意识。首先让学生熟悉仿真机床的操作面板和录入面板明确每个按键的功能.建立工件坐标系的方法,如何选择刀具几何角度设置刀偏及刀补,详细地讲解每个过程。
在编程车削倒角时.可用两种方式:(1)把车刀刀位点指定在倒角起点处,再c01车削;(2)把车刀定位在倒角的右边延长线上,然后g01车削而成。同时让学生比较哪种方式更为简单和实用。
在普通螺纹加工中.让学生分别使用g92、g76螺纹循环指令来编程加工螺纹.在实训中让学生了解根据导程的大小和螺纹的精度高低选择不同的加工指令更为合适。g92直进式切削和g76斜进式切削。由于切削刀具进刀方式的不同,这两种加工方法有所区别。各自的编程方法也不同,造成加工误差也不同,工件加工后螺纹段的加工精度也有所不同。g92螺纹切削循环采用直进式进刀方式进行螺纹切削,螺纹中径误差较大,但牙形精度较高,一般多用于小螺距高精度螺纹的加工;加工程序较长,在加工中要经常测量。g76螺纹切削循环采用斜进式进刀方式进行螺纹切削,牙形精度较差,但t艺性比较合理编程效率较高,一般适用于大螺距低精度螺纹的加工。在螺纹精度要求不高的情况下,此加工方法更为简捷方便。所以,学生要掌握各自的加丁特点及适用范同,并根据工件的加工特点与工件要求的精度正确灵活地选用这些切削循环指令,然后编制加工程序,并自动加工。
第三阶段:数控加工。
在数控仿真软件加工出合格工件的同学先到数控车床上进行编程加工。由于仿真软件和数控车床是同一个界面,学生短时间内可熟练操纵机床,但需注意以下几点。
(1)要根据工件的材质,所用刀具的几何角度来选择不同的切削参数。经过普车的实训,这将不是难题。
(2)学生编制的程序要先经过图形模拟加工,程序正确后再进行对刀加工。
(3)在首件加工中合理使用程序暂定moo指令.在精加工前对工件进行测量.看是否需调整刀具补偿.最后加工出合格的工件。
(4)重点突出典型零件的工艺分析,装卡方法的选择、程序编制,调整加工和检验,如果有缺陷,应找出原因并修正。遵循由易到难、由简单到复杂、由单项到综合这一过程,重视在实践教学中培养学生的实践能力和创新能力。
对学生加工的工件,按小组进行互评。学生都有好胜心理,会对对方的工件一丝不苟地检查,不放过任何一个细节。最后教师根据实际情况给出综合性的评价,或者让学生保存自己满意的作品,激发学生的兴趣。学生的学习效果非常明显。
如此,学生能全面了解数控加工的全过程,深刻理解加工原理、机床工作过程、编程方法及制订工艺的原则.能够对数控机床加工中出现的常见故障予以解决,对将来从来数控工作上手快,操作规范。具备解决问题的能力。
这次我们金工实训了三个工种,下面我将三个工种的实训总结如下:
钳工实训
钳工是我们第一个实训的工种,也是一个实训工种中最累的一个工种。我们实训的项目是做一个小榔头,说来容易做来难,我们的任务是把一个16×16的9cm长的方刚手工挫成14×14长8.5的小榔头,在此过程中稍有不慎就会导致整个作品报废,即便是很小心,我还是因为下挫的力度稍大了一些在作品即将完工的时候犯了一个致命的错误,挫伤了一个导角。为了保证能交上一个合格的作品,我又重头开始:锯毛坯,错毛坯,,量长度,量厚度,磨光斜面,打导角,钻孔,攻丝,安装,每一个步骤都要求细致入微,精益求精,每挫一下用的力度,攻丝的方向和方法都有要求,这不是凭空的规定,而是师傅们留下的宝贵经验。经过师傅耐心的指导和自己的不断摸索,同时借鉴了其他同学的方法,我终于有了自己加工零件的做法,在四天时间里成功做出了一个较为合格的作品,当然这个作品也有一些不足之处,因为材料有限,整个榔头比例失调,看上去不是很美观,但整个作品也在本组获得了最高分。
车工实训
车工实训是我组第二个实训项目,用时三天,目的是学习车床的组成和操作方法及加工范围和加工技巧。工作不是很累,但要车出一个合格的作品还需要花的量时间来练习。我们小组七人一个车床,时间紧,任务重,同学们都认真对待每一次车床操作,车工实训的任务是车一个手柄,因为车床是精密加工机器,所加工出来的工件公差范围小于±0.5mm,其中最难的部分就是车圆弧,双手必须配合好,稍有不稳妥的地方就有可能产生不可挽回的损失。一次在联系中我眼看就快成功了的作品,一个不小心退刀失误切去了手柄的大半,整个手柄就在关键时刻功亏一篑。车工的要点就是掌握进退刀的速度和厚度,进刀过快会打劈木料,过慢又影响加工手柄的用时,进刀过厚会使工件的表面粗糙,过薄也会使加工次数增加,浪费时间,影响成绩。经过紧张而有序的学习和实践我已在三天内掌握了车工的基本操作方法和加工技巧,最后的考核过程中我的作品整体比较完美,但因为加工出的工件厚了一毫米被重扣了分数。还是那句话:熟能生巧,学到皮毛的技术没有什么值得我骄傲的,只有不断的学习和训练才能使自己更优秀。
据笔者对所在地8所开设数控专业的中职、技工学校和数十家机械制造企业的调研,企业普遍反映数控专业的毕业生并不完全符合现代制造企业对数控加工技术工人的要求,主要表现在以下几方面。
1.缺乏职业意识和吃苦耐劳的敬业精神随着国家对职业教育的大力投入,职业学校添置了大量数控设备,逐步走出了数控加工实习实训设备不足的窘境,在增加学生数控机床操作时间的同时,大幅削减甚至取消普通加工的实习时间,忽视了钳工、普车等普通加工对学生职业意识特别是吃苦耐劳精神的培养作用。
2.操作能力特别是解决实际问题的能力差很多学校虽然添置了大量数控设备,但出于人身、机床安全方面的考虑,学生的实习材料大多还是铝料、塑料,并没有进入真刀实枪的实战,只是把原来在电脑上的模拟搬到了数控机床上。学生到了企业感觉好像什么都学过,但什么也不会做,需要企业重新培养。
3.工艺分析能力基本就是一张白纸有些学校实行从课堂一步到数控机床的教学模式,使得作为数控加工工人必须具备的金属切削原理与刀具、机械制造工艺学等专业基础、专业工艺知识等不能通过实践得到检验,丧失了理论指导实习、实习中总结理论的锻炼机会,很多学生在离开学校时已经把这些应该掌握的专业知识还给了老师。
4.动手能力差,手脑并用的能力更差在制造业工作,动手能力最重要。但事实是学数车的不会磨刀,学数铣的不会装夹。很多学校把职业技能鉴定也搞成了应试教育,考什么练什么,更有甚者要求学生背程序。虽然在目前的职业技能鉴定模式下,绝大多数学生都可以在毕业前顺利取得数控中级职业资格证书,但企业不认可,学生也没自信,最后转行也就成了必然。
5.质量意识薄弱,测量能力差质量是企业的生命线,是企业生存和发展的根本。学校的“60分万岁”跟企业的合格产品完全是两码事,要生产出合格的产品,就要求工人要有很强的质量意识,具备很好的测量能力。会开数控机床,会编制加工程序,不代表就会测量,特别是关联精度的控制。
6.适应、应变能力差企业根据生产需要进行岗位调整时发现,由于有些学校忽视专业知识和普通加工实训的教学,学生适应、应变能力极差,不要说换设备、换工种,就是换数控系统也不行,会法兰克的不懂华中,会华中的不知道广数。个别学校甚至给数控设备配上电脑,把手工编程的教学也免了。
二、普通加工实训对数控专业教学的作用
现代制造技术是在传统加工技术的基础上发展起来的,自动化的数控机床离不开钳、车、铣、刨、磨等普通加工技术,离开了普通加工技术的奠基作用,数控加工专业教学就是空中楼阁。
1.钳工实训对数控加工专业教学的作用钳工是机械制造中最古老的金属加工技术,具有两千多年的历史。19世纪以后,各种机床的发展和普及,特别是数控加工技术的广泛应用,使大部分钳工作业实现了机械化和自动化,但在机械制造过程中钳工仍是广泛应用的基本技术。钳工作为一种以手工操作为主的工种,在数控专业教学中对学生职业道德、职业素质特别是吃苦耐劳精神的培养具有不可替代的作用。首先,通过钳工实训,可以提高和培养学生的工程实践能力、创新意识和创新能力,培养学生的劳动观点、质量和经济观念,让学生熟悉安全文明生产知识,养成安全文明生产的习惯。钳工实训需要学生细心观察,反复实践,失败了就从头再来,对培养学生一丝不苟、严谨踏实的工作作风最有效。其次,通过钳工实训可以让学生掌握作为机械操作工人必须掌握的钻削、锯削、锉削、铰孔、钻头刃磨、攻丝套丝等基本操作技能,锻炼和提高他们在数控加工中经常用到的画线技能。钳工制作最讲究加工工艺,所以钳工实训也是一个提高学生工艺分析能力的很好途径。再次,通过钳工实训可以更快地提高学生的测量技能。钳工实训可以说是所有机械加工工种中使用量具种类最多、使用最频繁的工种之一,通过钳工实训可以让学生掌握大多数量具的使用和测量技巧。钳工锉配可以让学生更好地理解尺寸精度与形位精度的关系,有利于对学生精度概念和质量意识的培养。第四,通过钳工实训可以培养学生的团队协作精神。学校装配钳工的实训一般分小组进行,需要学生协作完成,有利于提高学生的人际协调素质和沟通素质,激发学生的创造创新精神。学生在完成装配任务的过程中,学习常见机构的装配技巧,体验零件质量对装配精度的直接影响,提高常用夹具的使用技能。
2.普车普铣实训对数控加工专业教学的作用数控机床就是在普通机床的基础上加装了计算机数控系统。数控专业开设普车普铣实训,可以为数车数铣技能教学打好基础。通过普车实训,可以让学生对金属切削过程有一个明确的认识,熟悉工件的装夹、刀具的安装、切削原理、走刀路线、技术测量与精度控制、工艺参数等知识与操作技能,使学生对机床切削加工有一个感性认识。普通机床操作是数控机床操作的基础,在学习数车数铣前学好普车普铣技能可以起到事半功倍的作用。
首先,通过普车普铣实训,可以提高学生操作机床的水平。普车普铣上有多个操作手柄,可以充分训练学生的眼、脑、手脚的协调性、灵活性,使学生成为身手敏捷、反应快速、动作准确连贯的熟练操作者。而在数车数铣上,并没有这么好的练习效果。
其次,通过普车普铣实训,可以强化学生对切削过程和切削用量的感性认识。一些熟练有经验的车工师傅看铁屑形态、凭进刀切削时手的感觉,就可以判断出有多大的切削用量,判断出切削用量是否合理,这种手感在数车数铣上是学不到的。由于普车普铣加工是开放的,学生可以观察到整个切削过程,更容易感觉到声音、振动,观察到铁屑的形状及颜色等,也容易察觉到机床是否存在事故隐患,对刚性、变形、顺铣逆铣的差别等也有更直观的认识。
再次,通过普车普铣实训,可以使学生更好地掌握刀具刃磨技能。车工的关键技能是对刀具的正确处理,学生只有不断磨刀、试切,反复摸索改进,才能真正掌握刃磨刀具的技能。认为数控加工多用机夹涂层刀具,不需要掌握刀具刃磨技能的想法是片面的。据笔者调查,很多企业在数车加工中使用高速钢、焊接刀具。铣工的关键技术是工件的正确装夹,完全可以在普铣上学习。第四,通过普车普铣实训可以让学生对机械加工有一个准确的认识,有利于学生职业意识的形成。经过普车普铣加工和刀具刃磨的艰苦训练,对学生吃苦耐劳精神的形成是大有好处的。学生到了企业就能更快更好地适应现代制造企业对机械加工工人的要求,不至于出现很大的心理落差。