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1數控機床實訓方法的探索和實踐

數控技術在現代制造技術中的應用，最具代表性的是數控機床，所以數控機床的實訓應是整個機械工程實訓的重點內容之一，數控機床的實訓時間占訓練時間的比例應大一些。常見的數控機床有數控車床、數控銑床和數控加工中心，這3種機床的數量多，具有代表性。對于一臺數控機床來說，包括4方面的內容:制造、操作、編程和維修。實訓的主要內容以操作、編程和加工簡單的零件為主，增加學生的感性認識為主要目的。

1.1合理安排數控機床實訓的時間由于機械工程實訓總學時的限制，青島農業大學機械專業學生共實習4周。數控機床實訓的內容較多，在訓練時間的安排上，數控車床2天、數控銑床和加工中心2天、其他數控機床1天，這樣既重點突出又全面。數控機床應用了先進的數控技術，和普通機床的實訓相比，講解的時間會多一些。一般操作講解、黑板上指令講解的時間約占1/2，讓學生能較深刻地理解數控機床是如何加工零件的;學生操作機床加工零件的時間約占1/2，使學生有較充足的時間增強對數控機床加工零件的感性認識。總之，實訓的重點雖為實踐，數控機床訓練的特點又決定了講解占了約一半的時間。

1.2合理安排數控機床實訓的內容和方法在數控機床實訓中，操作、編程和加工零件是主要內容。首先對照機床講解基本的操作;然后學習數控的編程知識;最后加工出零件。編程方法的講解，只能在黑板上講解組成程序的指令字、程序的格式等，然后編寫一個簡單的程序。數控機床的坐標系是主要內容之一，機械坐標系、工件坐標系(編程坐標系)的概念，它們的作用是什么，必須結合編程才能講清楚。數控機床是按程序自動加工零件的，刀具沿程序指令的刀路運動切削工件，刀路的位置必須使用坐標系描述。所以，首先講清各種坐標系的概念，進而才能講清對刀等關鍵的概念，才能理解為什么在編程坐標系下編寫的程序可以在機床上加工出零件等問題。數控機床的實訓內容應與數控機床理論課的內容相輔相成，各有側重，通過數控機床的實訓為下一步學習數控機床理論課打下良好的基礎。數控機床實訓應以機床操作、編程、日常保養和安全使用為基本內容，重點應放在編程和操作上。通過基本編程知識和操作的學習，學生可具備基本的編程和操作能力，為了提高學生的實訓興趣和創新意識，可以讓學生自己設計一個簡單的零件，自己編程，經指導教師檢查無誤后上機加工;或者編程加工一些有趣的零件。如:數控車床上可以加工仿真子彈、仿真酒瓶等;數控銑床上可以加工一些漢字，如“歡迎實習”等。

1.3手工編程和自動編程數控編程分手工編程和自動編程，形狀復雜的零件加工程序只能由計算機自動編程來完成。在實訓內容上，應手工編程和計算機自動編程并重。手工編程是數控車床實習的基本內容，通過手工編程加工簡單的小零件，是普遍采用的訓練方法。但隨著計算機技術的發展，CAD/CAM在機械加工中的廣泛應用，計算機自動編程也應是數控機床特別是數控銑床實習必講內容之一。由于實訓時間的限制，這部分的內容較多。所以，可以精簡為由實習指導教師通過一個例子演示給學生看，邊演示邊講解，講明形狀復雜及包含曲面的零件或模具的加工必須用計算機自動編程的方法編程，然后加工成所需的零件或模具。自動編程是通過計算機軟件完成的，常用的具有計算機編程功能的軟件有:CAXA、UG、Cimatron、Pro/E等。

1.4數控機床仿真軟件的應用機械工程實訓場地往往有限，數控機床價格較貴，配備的數控機床的種類和數量有限，平均到每一名學生的上機操作時間較少。為了解決這個矛盾，可以安排一定的時間，讓學生在機房使用數控機床仿真軟件練習數控機床的操作、編程和加工仿真。也可以不做統一安排，讓學生課后根據自己的情況自由上機練習。數控機床實訓的內容多，時間相對較少，一定要制訂詳細可行的實訓計劃，明確每天的訓練任務、訓練目的、訓練方法和訓練設備。這樣學生面對從未見過的設備就不會感到茫然，教師指導學生也會有條不紊，順利完成實訓任務。

2演示教學法的應用

2.1什么是演示教學法由于機械工程實訓總學時的限制，學生不可能自己動手操作每一種機床，特別是一些比較危險、貴重和精密的設備，比如高壓水切割機床、三坐標測量機以及電火花線切割、電火花成型等機床。為了解決這個矛盾，基于學校的實際情況，采用了演示教學的實訓方法。所謂演示教學法即指導教師講解機床的加工原理、操作方法、編程方法，然后自己操作機床加工一個零件演示給學生看。通過演示教學的實訓方法，解決了實訓內容多時間少、機床有限及教師有限的矛盾，還可以給學生打下進一步學習研究的基礎。

2.2以電火花線切割為例電火花線切割屬于特種加工，特種加工是利用電能、化學能、光能或聲能等能量對工程材料進行加工的工藝方法。在特種加工中，加工工具(廣義的刀具)、加工工件與傳統的機加工不同，一般不是采用機械力加工，在實習時學生首先會想到加工工具是怎樣加工工件的。所以實習指導教師在實習的開始，應首先講明電火花線切割的加工原理。實習步驟如下:(1)指導教師啟動機床，用薄鋼板切割一個小五角星演示給學生看。學生發現一根很長的光滑的金屬鉬絲可以切割鋼板時，一定感到吃驚，想知道它的加工原理是什么。(2)在切割小五角星的過程中指導教師講解加工的原理，舉一個日常生活中簡單的電火花放電的例子:我們平時開關電器或插拔插頭時，會發現有時有電火花放電，嚴重時開關或插頭的導電部位有被燒的痕跡，甚至掉渣。電火花線切割的加工原理就是利用電火花放電產生的熱量使金屬被燒腐蝕而起到切割的作用。講完這個常見的現象后，再講電火花線切割的加工原理，學生就感到易于理解了。(3)指導教師再講解機床的操作方法。(4)簡單講解編程的方法，整個過程大約45min。

3多媒體技術在機械工程實訓中的應用

隨著計算機技術的飛速發展，計算機的多媒體技術和仿真技術已經應用于各行各業。機械工程實訓是一種實踐教學活動，但是計算機的多媒體技術和仿真技術在機械工程實訓中也能發揮重要的作用。由于實訓的內容不可能面面俱到，在學生實習完基本的內容后，可利用多媒體技術補充和總結，會起到良好的教學效果。

4結束語

本文探討了機械工程實訓的教學方法，重點討論了數控機床的實訓方法、演示法的應用以及計算機在實訓中的應用。在實訓內容安排上既要有重點，又要內容全面;實訓內容的多樣性決定了實訓教學方法的多樣性;實訓教學方法的改革是永無止境的，應根據學生的實際情況，立足本校，面向社會，探索機械工程實訓的教學方法。

作者：劉光磊單位：青島農業大學機電工程學院