四軸數(shù)控銑床實(shí)踐教學(xué)應(yīng)用的研究

汪海林 易吉祥

項(xiàng)目基金：廈門理工學(xué)院教育教學(xué)改革與建設(shè)項(xiàng)目（項(xiàng)目名稱：四軸數(shù)控加工中心教學(xué)的探索研究 課題立項(xiàng)編號(hào)：JGGX201601）

摘 要：四軸數(shù)控銑床對(duì)比三軸數(shù)控銑床多了一個(gè)回轉(zhuǎn)軸，可對(duì)零件進(jìn)行分度或連續(xù)加工。使得對(duì)復(fù)雜關(guān)鍵的零部件實(shí)現(xiàn)一次裝夾完成全部加工工序，這樣可大幅度提高了生產(chǎn)效益，使產(chǎn)品的位置精度和尺寸精度提高一個(gè)等級(jí)。四軸數(shù)控銑床還可用于加工一些觀賞價(jià)值較高的工藝品，并能吸引學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情。除此之外四軸數(shù)控銑床還能很好的為學(xué)校提供科研加工服務(wù)大大提高了科研加工的便捷性。

關(guān)鍵詞：四軸加工 本科 應(yīng)用型 綜合能力

數(shù)控技術(shù)是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。這個(gè)基礎(chǔ)是否牢固直接影響到一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，它對(duì)國計(jì)民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來越重要的作用。我校作為一所應(yīng)用型大學(xué)，培養(yǎng)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用型人才，符合學(xué)校建設(shè)“創(chuàng)新型高水平應(yīng)用技術(shù)大學(xué)”的理念。[1]

四軸數(shù)控銑床是在三軸數(shù)控銑床的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，要優(yōu)于普通三軸機(jī)床，能完成普通三軸機(jī)床無法進(jìn)行的加工，相對(duì)于普通三軸機(jī)床表現(xiàn)得更加的靈活?，F(xiàn)行的工訓(xùn)實(shí)習(xí)，如數(shù)控車和數(shù)控銑幾乎是單一獨(dú)立的教學(xué)模式，沒能很好的利用工種之間的協(xié)同配合作用，教學(xué)內(nèi)容單一、資源分散，學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)內(nèi)容感覺抽象難懂沒有吸引力，提高不了學(xué)習(xí)興趣。[2]

一、融入四軸教學(xué)對(duì)學(xué)生工程訓(xùn)練能力的提高

1.整合教學(xué)資源，數(shù)控車、數(shù)控銑床的協(xié)同教學(xué)，配合加工。

（1）以往的數(shù)控教學(xué)都是車、銑床獨(dú)立分開各自教學(xué)互不干澀，這樣對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力達(dá)不到預(yù)期的效果也達(dá)不到我們對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)。四軸數(shù)控銑床多了個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，加工能力更強(qiáng)加工范圍更廣，所以整合數(shù)控車床和數(shù)控銑床就變得十分重要。數(shù)控車床和數(shù)控銑床教學(xué)方式、手段，有機(jī)、優(yōu)化的“組合”，巧妙的聯(lián)系和相互滲透，培養(yǎng)學(xué)生搜集、獲取新知識(shí)和處理信息的能力。

（2）車、銑兩個(gè)工種之間統(tǒng)一實(shí)踐作品。融合教學(xué)內(nèi)容，共享教學(xué)進(jìn)程，優(yōu)化教學(xué)方法著重培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，以及交流與合作的能力，對(duì)實(shí)踐操作進(jìn)行串聯(lián)和聯(lián)系，強(qiáng)化工種之間的聯(lián)系及協(xié)同作用讓學(xué)生主動(dòng)將學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行梳理消化、對(duì)比吸收。[3]

2.提升加工工藝編排能力

生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量的提高可以有效的降低生產(chǎn)成本和經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)于數(shù)控加工來說，加工一個(gè)零件往往有較多套合理的加工工藝。一套好的加工工藝不僅能夠改善產(chǎn)品質(zhì)量還能提高加工生產(chǎn)效率，由此可見零件加工工藝的好壞直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量合格和加工效率。四軸零件的加工往往需經(jīng)過更為復(fù)雜工序完成加工，必要時(shí)可由車、銑床配合共同完成加工。四軸數(shù)控銑床和數(shù)控車床的配合加工要求學(xué)生掌握更為全面的工藝知識(shí)。這樣大大要求對(duì)工藝編排的能力，也只有這樣才能鍛煉和提高學(xué)生的工藝編排水平。通過四軸在教學(xué)過程及學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)工藝的比較及優(yōu)化，甚至對(duì)機(jī)床、刀具、夾具等的選擇。另一方面加工材料的加工變形是考驗(yàn)工藝合理的重要的體現(xiàn)，學(xué)生做到工藝安排的合理化非常必要。

二、激發(fā)學(xué)生內(nèi)在求知欲，驅(qū)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和內(nèi)在的創(chuàng)新動(dòng)力

學(xué)習(xí)往往受興趣的支配，特別是枯燥的實(shí)踐課。如果對(duì)學(xué)習(xí)缺乏必要的興趣，那就不但學(xué)不好，而且會(huì)覺得學(xué)習(xí)就是一種負(fù)擔(dān)，從而產(chǎn)生厭倦、抵觸和退卻的心理。反之，興趣能夠讓人思緒集中，這就容易學(xué)得快又好、記憶深刻，即使長時(shí)間學(xué)習(xí)，也能夠達(dá)到較好的效果。所以，我們有必要提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。四軸數(shù)控銑床旋轉(zhuǎn)軸的獨(dú)特性質(zhì)使其具備更為復(fù)雜的加工能力，除了對(duì)所加工的零件有比較高的工藝要求外其制作出來的產(chǎn)品也具有相對(duì)美觀的外形（如在花瓶上雕刻文字或圖案等），常用于創(chuàng)新加工和精美工藝品的加工制作大大吸引了學(xué)生主動(dòng)求知、實(shí)踐的渴望，從而使教學(xué)過程的被動(dòng)性轉(zhuǎn)化為學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。這樣對(duì)吸引學(xué)生的制作和學(xué)習(xí)都起到了促進(jìn)的作用，充分激發(fā)了學(xué)生的好奇心和內(nèi)在的加工制作的動(dòng)力，同時(shí)也提高了教師在教學(xué)授課的效率、成效。

三、服務(wù)科研及學(xué)生的創(chuàng)新制作

1.服務(wù)學(xué)生創(chuàng)新制作

現(xiàn)在的大學(xué)學(xué)生都比較積極參加各類型的創(chuàng)新制作競賽，一方面是為了豐富大學(xué)生課余生活，另一方面是為了提升自己拓寬自己的知識(shí)面。這類競賽又要求學(xué)生有較強(qiáng)的動(dòng)手能力，能將所設(shè)計(jì)的作品進(jìn)行加工、調(diào)教，普通三軸機(jī)床有較大的加工局限性，如學(xué)生作品零件的分度加工等就比較難以實(shí)現(xiàn)，沒有四軸數(shù)控機(jī)床的支持將很難完成作品的加工。四軸機(jī)床豐富了零件的可加工范圍，提升零件可加工性、可用性及美觀性，鍛煉學(xué)生的操作技能提高了學(xué)生對(duì)工藝了解掌握。

2.服務(wù)學(xué)校科研教學(xué)工作

本科高校里面有較多涉及加工的科研項(xiàng)目，常常要用到數(shù)控機(jī)床來加工成品進(jìn)行后續(xù)的研究，如復(fù)雜葉輪的加工等，普通三軸數(shù)控銑床已無法滿足加工的要求、無法滿足科研驗(yàn)證，四軸數(shù)控銑床在這方面有較為出色的加工表現(xiàn)，可以起到輔助科研，服務(wù)學(xué)生。四軸數(shù)控銑床的應(yīng)用不僅可以提升學(xué)生的動(dòng)手能力而且還能為學(xué)生提供一個(gè)比較好的加工平臺(tái)。[4]

結(jié)語

四軸數(shù)控銑床的第四回轉(zhuǎn)軸類似于數(shù)控車的主軸可實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，能實(shí)現(xiàn)在車床上無法完成的后續(xù)加工任務(wù)，這個(gè)功能也能很好的將數(shù)控車床和四軸數(shù)控銑床做一個(gè)教學(xué)串聯(lián)。利用四軸數(shù)控銑床能起到工種之間的協(xié)同配合效果，有益于對(duì)學(xué)生工藝思維的培養(yǎng)，也有助于學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力的提升。

現(xiàn)有的教學(xué)訓(xùn)練遠(yuǎn)未達(dá)到預(yù)期的效果。四軸數(shù)控銑床本身具備有加工曲線、曲面類零件的能力，如加工大力神杯及在圓柱面上加工曲線槽等，這些加工在普通的三軸上是很難完成的。在四軸上完成的作品一般都具有比較嚴(yán)格的工藝要求和外觀觀賞價(jià)值，常用于精美工藝品的加工制作，這不僅能吸引學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的熱情，還能充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)新性。

參考文獻(xiàn)

[1]王海洋.高校數(shù)控實(shí)訓(xùn)課教學(xué)方法的實(shí)踐[J].遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版）.2011年01期.

[2]孟碧霞.數(shù)控仿真軟件在數(shù)控實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用[J].價(jià)值工程.2014年06期.

[3]杜家熙，沈宏.基于四軸加工中心的斜齒輪多軸數(shù)控加工工藝[J].機(jī)床與液壓 2013年第8期.

[4]孔德鏗.四軸加工應(yīng)用技巧[J].機(jī)床與液壓.2015年第4期.

作者簡介

汪海林（1989-），男，福建，加工中心技師，從事數(shù)控加工研究方面。