技术本科学生多轴数控加工综合能力培养实践探索

2018-03-26侯培红

中国校外教育(中旬) 2017年13期

关键词：综合实践

侯培红

【摘要】为了学生较高层次技能培养的需要，根据应用型本科教育的特点，进行涵盖较复杂零件工艺设计、数控加工程序编制和零件实物数控加工为一体的多轴数控加工综合实践教学，培养学生较高层次数控加工综合能力，取得了良好的效果。

【关键词】技术本科多轴数控加工应用能力培养综合实践

一、绪论

经过30多年的改革开放，国内的制造技术有了突飞猛进的发展，装备技

术含量逐年提升，不同层次的数控设备已得到相当的普及，航空、航天、造船、核电、风电、汽车、高端模具制造等高精尖的制造企业，不仅拥有低端的数控设备，更拥有四轴、五轴，甚至更高轴数的数控设备，如七轴、九轴及以上的数控装备。

我校作为为制造业提供技术人才储备的高校，为适应国家智能制造的需要，以技术型、技能型人才培养为立校之本，高度重视数字化技术、智能制造相关专业学生的培养。在数字化技术、智能制造相关能力培养中，多轴数控加工技术综合应用能力培养便是数控技术专业方向学生能力培养的重要一环。

二、训练实施方案

为了做好学生能力培养工作，就需要做好训练方案、资料准备工作、实施等每个环节的工作。训练目标任务、训练思路、训练方式等实施方案是至关重要的。

1.训练计划

根据课程教学大纲，训练周数为五周，5个学分，主要培养学生如表1所示的多轴数控加工技术综合能力。针对表1所示课程能力及其对应内容，根据五周的训练课时，按照循序渐进的原则，安排一般手动编程、宏程序编程、四轴CAM编程、五轴CAM编程和工艺设计等内容，分别有专任教师指导，由学生按照时间节点，自主完成规定的工作量及其考核成绩比例，具体如表2所示。在每天的实际训练时，将按照机房、实训室课表，安排训练内容，详细训练课表在此省略。 2.课程能力训练任务及资源配备

為了搞好项目训练，足够数量的零件题图库准备极为重要，它是能否有效开展的重要保证，表3为可用于不同层次编程训练的不同类型的零件。

多轴数控加工技术项目综合训练的主要目标任务是在基本能熟练使用某种软件的基础上，选择所要加工的零件，进行工艺设计，进行计算机辅助多轴数控编程，进行零件实物加工，最后完成训练报告。项目训练工作任务如表4所示。

训练指导书用于指导整体项目训练。工艺编制指南明确了不同特点零件的工艺编制的流程。通过工艺手册可以查阅到工序余量和切削用量等。

三、实施过程

1.训练方式

训练和考核方式关系到训练的好坏，所以选择什么样的训练方式至关重要。

作为实践课程，本项目综合训练采用任务引领式教学方式，以学生为主体，教师为主导。除个人课题要求学生单独完成外，小组项目要求学生分工协作完成。要求每个学生必须在规定的时间，并按时间节点，完成规定的任务。如前所说，有个人课题和小组项目，学生利用所学知识和所掌握的技能，在参阅训练指导性资料和网络资料等的基础上，完成训练指标任务。该实践课主要分成工艺设计、数控编程和实际数控机床加工三部分。

编程训练利用计算机进行，手动编程借助数控编程加工仿真软件进行，多轴数控编程利用UGNXCAM软件进行。对零件进行工艺分析的基础上，进行相应的编程，然后上机进行实物加工。编程在专用机房借助专用软件进行，实物加工在数控加工实验室进行。

在工艺设计环节训练中，要求学生能对相对复杂的零件，合理分析，从零件结构、毛坯材料，到确定合理的加工工艺路线，讨论加工方法，选择制造装备及装夹方式，选择合适的刀具，写出零件的制造工艺方案，填写工艺过程卡，计算工序余量与工序公差，确定工序总余量及毛坯尺寸，确定初步的切削用量包括工步的背吃刀量、进给量、转速或切削速度，填写工序卡。

多轴数控加工程序编制环节，首先关注零件结构、轮廓编程与加工的可行性，确认表面粗糙度要求和精度等级，学习、讨论多轴编程软件，研究最优的刀具切入、切出和走刀路线，重视等切削力、等切除率切削，选择适合的编程类型和方法，进行有效的编程训练。

多轴数控编程加工的对象是相对复杂的零件，加工程序的编制主要利用四轴、五轴CAM软件进行。在编程训练环节结束后，经过后置处理，然后操作数控机床，进行零件实物加工。

2.训练实施过程

为了有效地开展训练和掌握训练情况，在训练开始前，向学生发放训练任务书、题图库、指导书、机房安排表、分组表。如表4所示，除个别情况外，训练按分组进行，一般以4～6人为一组。训练时，每组从题图库中选择一套题图，然后进行组员分工，各自根据任务书和训练指导书完成自己的任务，同时要求组内同学协作、讨论、共同参与。