基于機械加工應用實訓過程中的教學探討

劉言生

（成都紡織高等?？茖W校，四川 成都 611731）

當今社會，科學技術發(fā)展迅猛，日新月異，各種高技術不斷涌現(xiàn)。對機械加工而言，加工設備也由傳統(tǒng)的普通機床等發(fā)展為各種超高精度、超高精密機床，工業(yè)機器人的出現(xiàn)也能代替許多人力操作。高職院校教育對有關機械方面的人才培養(yǎng)也一直在變化調整之中，現(xiàn)在注重高復合技能型人才的培養(yǎng)。這就要求高職教育對相關專業(yè)課程進行適應性調整，機械加工新的方式不斷涌現(xiàn)，需要學生不斷學習更新專業(yè)知識，努力提高動手能力。對于學生初次接觸機械加工而言，只有把機械加工過程嚴格規(guī)范、科學化分解，才能牢固掌握機械加工的相關規(guī)程和規(guī)范，才更有利于掌握更多新的機械加工知識和技能，真正提高在機械加工實際應用過程中的動手能力。

1 機械加工的闡述

機械加工是一種用加工機械對工件的外形尺寸或性能進行改變的過程。按被加工的工件處于的溫度狀態(tài)不同，一般分為冷加工和熱加工。一般在常溫下加工并且不引起工件物理化學性能的變化，稱之為冷加工。一般在高于或低于常溫狀態(tài)的加工，會引起工件的物理化學的變化，稱之為熱加工。冷加工按加工方式的不同又分為切削加工和壓力加工。常見的熱加工有熱處理、煅造、鑄造和焊接等。機械加工的目的就是采取機械加工的方式，根據(jù)設計圖紙對零件的形狀、尺寸和各種技術要求，制訂合理科學高效的機械加工工藝流程，從而獲得符合圖紙要求的合格零件。要最終獲得符合圖紙要求的產(chǎn)品，其機械加工工藝流程的制訂就顯得格外重要，通俗來說機械加工工藝流程就是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量等，使其成為零件的過程。比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工——熱處理——半精加工——精加工——檢驗——包裝，當然每個加工環(huán)節(jié)也有過程檢驗，每個加工環(huán)節(jié)檢驗合格才會進入下一個加工環(huán)節(jié)，這就是整個機械加工的大概流程。機械加工工藝就是在流程的基礎上，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為成品或半成品，是每個工步，每個步驟的具體化。例如：粗加工可能有毛坯制造、拋丸處理、打磨等等，精加工可能分為車、銑、刨、磨、鉗等等，每個工藝過程就要有具體的工藝參數(shù)要求，如粗糙度要達到多少，公差要達到多少，技術人員就要根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設備條件和工人素質等具體情況，再確定采用何種工藝過程更科學高效，并將有關內容寫成指導性加工工藝文件，這個就比較有針對性和具體性。每個加工場地情況不同，那么工藝就可能不一樣，畢竟具體實際情況都不一樣?？偟膩碚f，根據(jù)實際加工設備等具體情況合理科學編制工藝流程很關鍵，加工工藝根據(jù)實際加工需要制訂好每個工步的詳細參數(shù)，工藝規(guī)程是具體加工單位根據(jù)自身實際情況而編寫的特定的加工工藝，都是對機械加工過程的安全和質量進行全方位監(jiān)控，消除隱患，控制成本，有效提高生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品質量，進而可以滿足加工要求。

2 充分認識和掌握刀具在機械加工過程中的重要性

無論什么樣的金屬切削機床，機械加工都需要刀具與工件直接接觸，從而把工件上多余的材料去除掉，刀具的質量和性能直接影響機床的生產(chǎn)效率和工件加工質量的高低，直接影響到整個機械制造加工業(yè)的經(jīng)濟效益和生產(chǎn)技術水平?；诖?，制造業(yè)有著“企業(yè)的紅利在刀刃上”的說法，古人很早以前就有“工欲善其事，必先利其器”、“磨刀不誤砍柴功”等說法，就是對刀具在機械切削加工中的重要性做出了生動而直觀的描述。刀具合理選擇和應用是提高機械加工效率和產(chǎn)品質量的關鍵。

隨著科學技術的發(fā)展，各種先進切削技術和現(xiàn)代化的刀具不斷涌現(xiàn)，有效提高了勞動生產(chǎn)率和切削技術，提高了企業(yè)的競爭力。對于高職院校的學生來說，一定要讓其充分認識到刀具在機械加工過程中的重要性，因此就需要學生對刀具的組成（刀頭和刀體）、刀具的靜態(tài)角度（前角γ0、后角α0、主偏角Kr、副偏角Kr’、和刃傾角λs等）、刀具的工作角度（影響工作角度的因素包括有刀具的安裝位置、刀具的進給運動和工件本身的形狀變化等等）和刀具相關幾何參數(shù)的選擇原則（根據(jù)工件材料和刀具材料本身的機械物理性能、切削用量的合理選擇以及工件、刀具、夾具和機床的剛度、強度、系統(tǒng)的穩(wěn)定性等因素，找出實際切削過程中的主要矛盾，合理確定刀具相關的幾何參數(shù)）等方面進行全面深入的掌握。

3 機械加工過程中對實際操作進行規(guī)范性分解

對高職院校的學生來說，對機械加工在動手環(huán)節(jié)沒有一個完整清晰的認知，要讓其時刻把安全（加工安全、人身安全、設備安全等）意識牢固扎根到腦海中，在機械加工行業(yè)因安全疏忽發(fā)生了不少事故。實訓操作課上，學生要有更多的學習動力和動手興趣。

最好的做法就是根據(jù)產(chǎn)品圖紙——分析圖紙——根據(jù)現(xiàn)有的設備制訂科學合理的加工工藝規(guī)程——編制工藝過程卡——實際加工——檢驗——合格產(chǎn)品。這樣就會對機械加工過程有一個完整清晰的認知，嚴格按照工藝流程進行產(chǎn)品加工，每個加工過程的規(guī)范操作和過程檢測，到最終獲得合格產(chǎn)品。通過對產(chǎn)品的加工，學生做出合格的產(chǎn)品，這就培養(yǎng)了一個產(chǎn)品意識和生產(chǎn)意識。比如在普通車床上加工一個圓柱體，就有直徑和長度（包括公差和表面粗糙度等）要求，要讓學生自己加工合格的圓柱體，就需要對實際操作過程進行規(guī)范性分解：首先根據(jù)毛坯材料，選擇好所需車刀刀片的材料，需要用到的車刀有端面車刀、外圓車刀和切斷刀。然后確定好每種車刀的主要角度（前角γ0、后角α0、主偏角Kr、副偏角Kr’、和刃傾角λs），把車刀刀頭根據(jù)車刀的角度在砂輪上磨削好“三面兩刃一尖”，達到實際加工需要的角度，準備好刀具。然后確定加工工藝過程（車端面——車外圓——切斷——調頭裝夾——車端面——獲得所需圓柱體），每個過程根據(jù)所需達到的表面質量來確定粗車——半精車——精車的工序。每道工序所需車床的轉速、進給量、尺寸和所需的檢測量具確定好之后，然后實際加工。在實際加工過程中也需要把操作動作和步驟科學合理規(guī)范。比如車端面：夾緊工件，選擇端面車刀，調整好車床轉速，在車削過程中操作動作必須按照“五部曲”，即對刀——退刀——進刀（進給量）——切削——退刀進行規(guī)范操作(見圖1)，嚴格按照操作規(guī)范操作，養(yǎng)成科學、嚴謹、規(guī)范和細致的良好習慣尤為重要。

圖1 車端面“五部曲”動作分解

4 結語

目前，對于機械加工而言，無論是夾具（通用夾具、專用夾具等）方面，還是機械加工設備（通用加工設備、專用加工設備等）方面，都基本實現(xiàn)了智能化、程序化、自動化，機械加工的相關原理也得到了充分的應用，學生只有在牢固掌握了相關機械加工知識的基礎上，才能更充分的學習各種高精度、超高精度、高精密、超高精密機床加工知識，更好地提高零件的加工質量，并最終應用在實際工作中。