關(guān)于培養(yǎng)工程師背景下的數(shù)控加工技術(shù)課程的思考

孫赫雄 趙亞楠 高 明

（哈爾濱工程大學(xué) 工程訓(xùn)練中心，黑龍江 哈爾濱150001）

一個國家的的強(qiáng)盛是靠其強(qiáng)大的制造業(yè)作為堅強(qiáng)支撐的，否則就是無本之木，無源之水.改革開放以來，中國的發(fā)展成就有目共睹，中國制造遍布世界各個角落，曾經(jīng)有個新聞報道，一個美國人嘗試生活中不用中國制造，結(jié)果一天下來，就堅持不下去了，沒有了中國制造生活變得一團(tuán)糟。 可見中國制造對全球的影響之大，世界對中國制造的依賴之大。 中國是一個制造大國，但并不是一個制造強(qiáng)國。 究其原因，就是中國在高端精密制造業(yè)還有很大的差距。我們要在這個領(lǐng)域加大投入，花大力氣，加大研究力度，盡早跨進(jìn)制造業(yè)強(qiáng)國的行列。 數(shù)控加工技術(shù)首當(dāng)其沖，隨著數(shù)控設(shè)備的發(fā)展，數(shù)控設(shè)備的價格降低，越來越多的數(shù)控設(shè)備應(yīng)用到生產(chǎn)中，數(shù)控設(shè)備有著傳統(tǒng)普通設(shè)備無法替代的優(yōu)勢。 數(shù)控設(shè)備需要專門的人才來使用，但是，我國數(shù)控人才缺口很大， 根據(jù)國家數(shù)控系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心的一項調(diào)查結(jié)果顯示，2006年，僅數(shù)控機(jī)床操作工就缺口60 萬，數(shù)控專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)時在本地每人通常就有4 個以上的崗位可供選擇，畢業(yè)生一次性就業(yè)率高達(dá)95%以上。隨著社會的快速發(fā)展，數(shù)控設(shè)備應(yīng)用越來越廣泛，數(shù)控人才的需求量會越來越大。 培養(yǎng)優(yōu)秀的數(shù)控人才迫在眉睫，而建設(shè)數(shù)控實訓(xùn)基地尤為重要。怎樣培養(yǎng)數(shù)控人才，培養(yǎng)什么樣的數(shù)控人才，這是擺在從事數(shù)控人才培養(yǎng)的教育工作者面前一個嚴(yán)肅的問題，必須要弄明白的問題。清華大學(xué)校長蔣南翔說過：“清華大學(xué)是培養(yǎng)工程師的搖籃”，無數(shù)清華學(xué)子引以為豪。 在國際競爭十分激烈的今天，一個國家的強(qiáng)與弱，最終體現(xiàn)在科技和生產(chǎn)力的發(fā)展水平上。 科學(xué)的發(fā)達(dá)與否固然重要，但科學(xué)技術(shù)要轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，還必須有發(fā)達(dá)的工程技術(shù)，必須有合格的工程師來承擔(dān)這項重任。 培養(yǎng)合格的工程師是一項需要政府、高校和企業(yè)來共同努力的事業(yè)。

工程訓(xùn)練中心的工程實踐平臺是從原來的金工實習(xí)演變而來，經(jīng)過不斷地調(diào)整擴(kuò)充，現(xiàn)在有車削訓(xùn)練、鉗工訓(xùn)練、銑刨磨訓(xùn)練、鑄造訓(xùn)練、鍛造訓(xùn)練、焊接訓(xùn)練、數(shù)控加工訓(xùn)練、特種加工訓(xùn)練、控制訓(xùn)練、電子技術(shù)訓(xùn)練、工藝設(shè)計訓(xùn)練等單元。

數(shù)控加工技術(shù)訓(xùn)練單元現(xiàn)狀。

該單元主要面向大二、大三學(xué)生，每批次學(xué)生要學(xué)習(xí)三天，每周一天。具體時間分配如下：理論基礎(chǔ)課8 學(xué)時。上機(jī)床實際操作12 學(xué)時，完成創(chuàng)新作業(yè)4 學(xué)時。

理論基礎(chǔ)課：通過多媒體教學(xué)，教授學(xué)生了解數(shù)控車床、數(shù)控銑床的組成，原理，程序代碼，編程技巧，數(shù)控工藝，數(shù)控刀具的選擇，并輔助以計算機(jī)仿真軟件，使學(xué)生更深入、透徹了解掌握數(shù)控車、數(shù)控銑的基礎(chǔ)知識，為上機(jī)床實際操作打下良好的基礎(chǔ)。

上機(jī)床實際操作：每個學(xué)生獨立完成指定零件的編程，輸入到機(jī)床，反復(fù)調(diào)試，知道程序完全正確，裝夾毛坯，選擇刀具，裝夾刀具，對刀，開始加工，直至產(chǎn)品完成。

完成創(chuàng)新作業(yè)：通過數(shù)控知識的學(xué)習(xí)以及實際應(yīng)用，學(xué)生獨立完成創(chuàng)新件的設(shè)計，在仿真軟件上編輯、修改、運行。 并將最終的結(jié)果提交到教師的機(jī)器中。

不足之處及改進(jìn)：

1）對編程的講解，只限于手工編程，沒有講解或者說沒有深入講解自動編程系統(tǒng)的使用方法。 雖然加深了對程序代碼的理解，但對于培養(yǎng)工程師來說， 如果不能熟練掌握一門或幾門數(shù)控自動編程系統(tǒng)，是一個很大的缺陷。 手工編程對于學(xué)生來說，可以更透徹掌握各個代碼的作用，各個參數(shù)的含義，選擇合適的代碼編程可以起到事半功倍的效果。 對于加工形狀簡單，程序少的零件，采用手工編程更省時，省力，效率高。但對于復(fù)雜的零件，數(shù)據(jù)量大，靠手工編程難度就大了，且容易出錯。 這時自動編程軟件就大顯身手了。 編程速度快，周期短，程序精度高，便于計算機(jī)模擬軌跡，檢查程序，校核刀具位置。 但自動編程軟件除了要增加投入以外，程序的數(shù)據(jù)量大，所有的軌跡都由直線或圓弧來擬合。 不能自動選擇合適的指令，如子程序，循環(huán)指令，鏡像指令，宏指令等。手工編程和自動編程各有所長，相互支持，相互補(bǔ)充。所以，無論手工編程還是自動編程，對于培養(yǎng)工程師都是必不可少的。建議：增加課時，教授學(xué)生學(xué)習(xí)自動編程軟件，使學(xué)生達(dá)到簡單的3 維建模，熟練掌握后置程序的處理以及加工代碼的生成、刀具軌跡的模擬。

2）缺少數(shù)控工藝的學(xué)習(xí)，有關(guān)數(shù)控刀具的選擇，數(shù)控夾具的選擇以及專用的數(shù)控夾具的設(shè)計的基礎(chǔ)知識。數(shù)控工藝的學(xué)習(xí)是培養(yǎng)工程師很重要的環(huán)節(jié)，數(shù)控工藝知識是工程師必不可少的知識。 不懂?dāng)?shù)控工藝知識編出來的程序很難運用到實際加工中。 所以在數(shù)控加工之前，首先要進(jìn)行數(shù)控加工工藝分析設(shè)計，如果工藝分析該零件不適合數(shù)控加工，那就只好考慮用其他的加工方式進(jìn)行。 數(shù)控工藝分析與設(shè)計是數(shù)控加工的先頭兵，對它考慮的周密與否，直接影響數(shù)控加工的質(zhì)量、數(shù)控加工的效率。大量的實踐經(jīng)驗告訴我們，數(shù)控工藝安排不周密是造成數(shù)控加工零件出現(xiàn)偏差的主要原因之一。做好工藝設(shè)計能為后續(xù)工作創(chuàng)造有力的前提和提供成功的保證。數(shù)控刀具是零件成型的關(guān)鍵，零件的形狀是通過刀具與零件毛坯接觸，產(chǎn)生相對運動，通過切削力將零件多余部分切削掉，最終形成滿足圖紙要求的零件形狀。“工欲善其事，必先利其器”，選擇合適的刀具，不僅能提高零件的加工質(zhì)量，還能達(dá)到事半功倍的效果。數(shù)控刀具大多是成型刀具，數(shù)控刀具知識對于工程師來說是必須掌握的知識。 對于本單元課程設(shè)置，教授學(xué)生掌握數(shù)控刀具的種類，刀具參數(shù)的含義，對于典型零件加工選擇合適的刀具，對于難于用通用數(shù)控刀具加工的零件，能夠提出專用數(shù)控刀具的設(shè)計思想。 值得注意的是，在加工過程中，刀具要受到磨損，在長度，半徑方面都要一定程度的減少，必須要考慮刀具補(bǔ)償。學(xué)會利用刀具測量儀器對數(shù)控刀具進(jìn)行測量的方法，將數(shù)控刀具參數(shù)輸入刀具參數(shù)表中，以便在進(jìn)行數(shù)控加工時，系統(tǒng)對數(shù)控刀具做出補(bǔ)償，保證零件加工的精度。

當(dāng)優(yōu)秀的青年愿意將現(xiàn)代工程師作為他們的職業(yè)選擇時，一個崇尚科學(xué)、熱愛科技、推進(jìn)創(chuàng)新的實現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)化的發(fā)展目標(biāo)，才有堅實的人力資源的保證。 現(xiàn)代工程教育的成功是可以預(yù)期的，它需要工程教育工作者的長年的辛勤耕耘。