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淺談數(shù)控車床編程與操作的技巧
宣城市機(jī)械電子工程學(xué)校 芮玉琴
【內(nèi)容摘要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代加工制造技術(shù)的飛速發(fā)展，社會(huì)及企業(yè)對(duì)技能型人才提出了更新、更高的要求，數(shù)控專業(yè)已成為企業(yè)的排頭兵?？焖倥囵B(yǎng)數(shù)控車加工專業(yè)學(xué)生的方法，巧編程，巧操作，巧總結(jié)。
【關(guān)鍵字】分析圖紙 描點(diǎn) 列出各拐點(diǎn)的X和Z的值 確定刀具所走軌跡使用的指令 寫(xiě)程序 操作 總結(jié)
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代加工制造技術(shù)的飛速發(fā)展，社會(huì)及企業(yè)對(duì)技能型人才提出了更新、更高的要求，數(shù)控專業(yè)已成為企業(yè)的排頭兵。筆者從事數(shù)控車教學(xué)也8年，下面結(jié)合教學(xué)實(shí)際，圍繞如何快速培養(yǎng)數(shù)控車加工專業(yè)的學(xué)生談幾點(diǎn)淺顯的體會(huì)：
一、編程
在數(shù)控車床上加工零件，編寫(xiě)程序是關(guān)鍵，無(wú)論是什么系統(tǒng)的數(shù)控車床編程的過(guò)程可以簡(jiǎn)化為以下幾步：
1、分析圖紙
拿到一張零件圖紙后，首先應(yīng)對(duì)零件圖紙進(jìn)行分析，主要是尺寸的大小、技術(shù)要求、零件的材料等，結(jié)合以上要求，選擇合適的刀具，確定加工工藝過(guò)程。再者根據(jù)所給的尺寸、刀具參數(shù)、合理的選擇切削用量，如（主軸轉(zhuǎn)速、刀具進(jìn)給量、切削深度）。
2、描點(diǎn)：（拐點(diǎn)）在圖紙上描出車削外圓的每一個(gè)拐點(diǎn)。如下圖所示：
要加工上圖中的零件，刀具所經(jīng)過(guò)的軌跡要過(guò)圖中所標(biāo)的10個(gè)拐點(diǎn)，所以只要寫(xiě)出這些點(diǎn)的坐標(biāo)就好。通常數(shù)控車床的坐標(biāo)系z(mì)軸與車床主軸軸線平行，如上圖所示。X軸與z軸垂直，遠(yuǎn)離工件方向?yàn)檎较?。一般編程時(shí)，通常將工件的右端面中心作為工件坐標(biāo)系原點(diǎn)。
3、列出各拐點(diǎn)的X和Z的值
在編程時(shí)有直徑編程和半徑編程兩種，對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，先選用直徑編程和絕對(duì)坐標(biāo)編程，其中各拐點(diǎn)的X值，其實(shí)就是該點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中代表該點(diǎn)的直徑，如上圖的2點(diǎn)，2點(diǎn)的直徑為φ20，那么2點(diǎn)的X值寫(xiě)成X20。Z值為該點(diǎn)到工件坐標(biāo)系中X軸的垂直距離，有征服之分，在原點(diǎn)左邊為負(fù)，右邊為正，2點(diǎn)的Z坐標(biāo)為Z-1。
4、確定刀具所走軌跡使用的指令，直線插補(bǔ)為G01，圓弧為G02、G03。針對(duì)上圖零件。
5、寫(xiě)程序的公式(以FANUC車床為列)：
前段程序
O001；程序名
N20 G99；(刀具進(jìn)給方式)
N30 M03 S500； 主軸正轉(zhuǎn)；
N40 T0101；換回基準(zhǔn)刀
N50 G00 X__ Z __ ；刀具定點(diǎn)
N60 G71 U2 R1；確定進(jìn)刀和退刀
N70 G71 P( *) Q(#) U0.3 W0 F80；加工起點(diǎn)和終點(diǎn)；精加工余量
中段部分
各小組根據(jù)加工圖樣的要求，選擇加工工藝，編寫(xiě)程序的中間部分。結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定使用的坐標(biāo)指令代碼和程序段格式，逐段編寫(xiě)零件加工程序單。
如上圖零件所示：
N(80=*) G00 X18；
N90 G01 Z0 F0.1；(1點(diǎn)--2點(diǎn))
N100 …………；（2點(diǎn)--3點(diǎn)）
N110 …………；(3點(diǎn)--4點(diǎn))
N120 …………；(4點(diǎn)--5點(diǎn))
N130 …………；(5點(diǎn)--6點(diǎn))
N140 …………；(6點(diǎn)--7點(diǎn))
N150 …………；(7點(diǎn)--8點(diǎn))
N160 …………；(8點(diǎn)--9點(diǎn))
N(170=#) …………；(9點(diǎn)--10點(diǎn))
后段部分
N180 G00 X100 Z100 ；把刀具快速移動(dòng)到回到程序的起點(diǎn)
N190 M05 T ；主軸停止，換回基準(zhǔn)刀
N200 M30 ；程序結(jié)束，光標(biāo)回到程序開(kāi)始位置，為下一件加工做準(zhǔn)備。
二、兩步式鞏固教學(xué)法
（1）教師編程
“師者，傳道，授業(yè)，解惑也。”初學(xué)編程，學(xué)生都覺(jué)得困難。因此，我首先利用仿真軟件演示本節(jié)課的教學(xué)任務(wù)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。然后在黑板與學(xué)生一起學(xué)習(xí)指令的意義，一起編程編，從簡(jiǎn)單的外圓、端面和臺(tái)階的車削開(kāi)始，采用三段式的編程法，示范給學(xué)生，讓學(xué)生不斷練習(xí)，熟悉編程步驟，最后讓部分學(xué)生上黑板編，大家一起對(duì)整個(gè)編程進(jìn)行評(píng)價(jià)，享受整個(gè)編程的幸福感。為上機(jī)操作做好充分的準(zhǔn)備。
（2）學(xué)生編程
學(xué)生在數(shù)控模擬仿真機(jī)床上，根據(jù)圖紙和加工工藝，自己獨(dú)立思考，以作業(yè)形式獨(dú)立完成整個(gè)編程內(nèi)容。把程序錄入到仿真機(jī)床里，然后采用單段運(yùn)行調(diào)試程序，來(lái)檢查機(jī)床動(dòng)作與刀具運(yùn)動(dòng)軌跡是否正確，或檢查圖形顯示運(yùn)行軌跡是否正確。讓學(xué)生在操作中，不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，分析問(wèn)題，解決問(wèn)題，體驗(yàn)成就感，激發(fā)學(xué)習(xí)編程的積極性。
三、操作
1、安全教育
嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范的管理，才能培養(yǎng)出訓(xùn)練有素的企業(yè)歡迎的人才。紀(jì)律是上好實(shí)習(xí)課的關(guān)鍵，只有良好的紀(jì)律，才能保證實(shí)習(xí)課的順利進(jìn)行。所以從每節(jié)課起，大講特講生產(chǎn)安全案例，讓學(xué)生體驗(yàn)到生產(chǎn)過(guò)程中的危機(jī)感。筆者提出安全口號(hào)：聽(tīng)從指揮、保證安全、學(xué)好技術(shù)、服務(wù)社會(huì)。使每一個(gè)學(xué)生在實(shí)習(xí)中一定要按數(shù)車安全操作規(guī)程去做，把安全放在第一位，只有這樣才能避免事故的發(fā)生，保證生產(chǎn)實(shí)習(xí)課的順利進(jìn)行。
2、小組合作
欠發(fā)達(dá)地區(qū)的中職校，受學(xué)校現(xiàn)有教學(xué)條件限制，很難提供足夠的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行實(shí)習(xí)教學(xué)。如筆者所在學(xué)校現(xiàn)有數(shù)控車床5臺(tái)，以一個(gè)班30名學(xué)生計(jì)算，無(wú)法滿足所有人同時(shí)進(jìn)行操作的需要。因此只能采取小班教學(xué)制，首先全班同學(xué)在一起學(xué)習(xí)本節(jié)實(shí)習(xí)任務(wù)，對(duì)任務(wù)的加工工藝進(jìn)行分析，編程，將班級(jí)中學(xué)習(xí)較好的15個(gè)人組成一組，由我組織進(jìn)行數(shù)控車床編程與加工操作，另一組15人由另一位教師在仿真室?guī)W(xué)生在仿真機(jī)上模擬編程。再者將在數(shù)控實(shí)訓(xùn)室的15人分5組，3人一組，然后每隔一段時(shí)間進(jìn)行輪換操作，從而充分利用了各種資源的合理搭配，增加學(xué)生的實(shí)踐時(shí)間，使數(shù)控編程和車床操作能力都得到了增強(qiáng)。解決了機(jī)床少，學(xué)生實(shí)習(xí)時(shí)間不足的問(wèn)題。項(xiàng)目實(shí)施分成四組，每個(gè)小組都有一名組長(zhǎng)，按照企業(yè)的實(shí)際工作流程，將每一個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)的教學(xué)內(nèi)容細(xì)化到每一個(gè)人，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和主動(dòng)性和處理問(wèn)題的能力。
3、“師傅帶徒弟”
由我根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和操作能力進(jìn)行分組，一般3-4人一組，由我選出操作能力強(qiáng)的同學(xué)作為組長(zhǎng)，先教會(huì)他們，讓他們體驗(yàn)到了成功的喜悅，不斷激勵(lì)這部分學(xué)生勤學(xué)苦練的上進(jìn)心。再讓他們教后進(jìn)生，由于他們之間沒(méi)有多少隔閡，后進(jìn)生通過(guò)優(yōu)生的行動(dòng)幫助、行為激勵(lì)，也躍躍欲試，久而久之?？朔藢W(xué)習(xí)中無(wú)目的、情緒不穩(wěn)定、學(xué)習(xí)意志不堅(jiān)定和依賴性強(qiáng)等缺點(diǎn)。
4、“五勤”教學(xué)法
由于實(shí)習(xí)的學(xué)生人數(shù)較多，機(jī)床工位也較多，這就要求實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師在實(shí)習(xí)指導(dǎo)過(guò)程中要做好“五勤”。
?、磐惹凇Ｔ趯?shí)習(xí)過(guò)程中實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師要不停的在各機(jī)床間走動(dòng)，只有走到學(xué)生操作機(jī)床面前，你才能發(fā)現(xiàn)學(xué)生在實(shí)習(xí)中存在的問(wèn)題，并指導(dǎo)學(xué)生解決問(wèn)題。
?、蒲矍凇?shí)習(xí)指導(dǎo)教師在實(shí)習(xí)過(guò)程中要注意力集中，眼觀八方，找出學(xué)生操作過(guò)程中的問(wèn)題，還要注意檢查學(xué)生的程序是否正確，及時(shí)糾正。只有在程序正確的前提下才能循環(huán)啟動(dòng)程序自動(dòng)加工。
?、悄X勤。實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師要勤于動(dòng)腦，要考慮如何指導(dǎo)學(xué)生，如何幫助學(xué)生解決問(wèn)題。要根據(jù)每位學(xué)生的特點(diǎn)和操作技能的差異，具體分析，用不同的講解方法，使不同基礎(chǔ)的學(xué)生更容易理解教師所講的方法。對(duì)于學(xué)生使用不同的加工工藝編寫(xiě)出的不同加工程序，教師要逐一詳細(xì)分析不同的工藝對(duì)工件精度的影響。使學(xué)生能正確理解正確的加工工藝的重要性。
⑷嘴勤。學(xué)生的操作訓(xùn)練，是在實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師講解、分析、示范完以后進(jìn)行的。有的學(xué)生在教師講解時(shí)沒(méi)有認(rèn)真聽(tīng)，或忽視了部分重點(diǎn)的地方，以至于在自己操作中沒(méi)有很好的掌握。實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師要在指導(dǎo)中，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題要不厭其煩的講清、講透，讓每一位學(xué)生正確掌握本實(shí)訓(xùn)課題的內(nèi)容。
?、墒智?。實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師的雙手必須是要勤勞的，在實(shí)習(xí)過(guò)程中是不能插在口袋里。對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題要親自去做示范，對(duì)學(xué)生的程序要一頁(yè)頁(yè)翻過(guò)去地查找問(wèn)題。
通過(guò)五勤，可以使實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師及時(shí)掌握每一個(gè)學(xué)生的練習(xí)情況，對(duì)本課題的掌握情況，發(fā)現(xiàn)出共性的問(wèn)題，在總結(jié)時(shí)做出點(diǎn)評(píng)。并在下次其它班級(jí)做本課題實(shí)習(xí)時(shí)著重強(qiáng)調(diào)容易出錯(cuò)的地方。
四、巧總結(jié)
1、總結(jié)課后集中反饋，讓學(xué)生找出實(shí)習(xí)操作中遇到的問(wèn)題，如學(xué)生各組中均沒(méi)能解決時(shí)，便和學(xué)生一起共同解決。實(shí)習(xí)完成后每個(gè)同學(xué)寫(xiě)出實(shí)習(xí)報(bào)告，總結(jié)自己在操作過(guò)程中的體會(huì)和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。將平時(shí)所遇到的問(wèn)題、失誤和學(xué)習(xí)要點(diǎn)記錄下來(lái)，這種積累的過(guò)程就是水平不斷提高的過(guò)程。通過(guò)這種形式的實(shí)習(xí)，進(jìn)一步提高了學(xué)生操作水平，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的獨(dú)立工作能力以及團(tuán)結(jié)互助精神。
2、學(xué)生加工完畢后，由教師帶領(lǐng)各小組長(zhǎng)進(jìn)行項(xiàng)目檢查驗(yàn)收，相當(dāng)于企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量檢查，并按項(xiàng)目要求及標(biāo)準(zhǔn)給予評(píng)分。
