中職數(shù)控教學(xué)中提升數(shù)控銑加工精度的教學(xué)策略分析

趙春婷

摘 要：隨著中職院校近年來辦學(xué)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，各專業(yè)教學(xué)要求也不斷提高。本文對中職數(shù)控教學(xué)中提升數(shù)控銑加工精度的重要性進(jìn)行分析，提出數(shù)控銑加工精度提高的具體教學(xué)策略。

關(guān)鍵詞：數(shù)控銑加工精度 中職院校 數(shù)控教學(xué) 教學(xué)策略

中職院校近年來在人才培養(yǎng)中，更傾向于以復(fù)合型人才為主，學(xué)生走入工作崗位后可直接參與到一線加工制造活動(dòng)中。值得注意的是，教學(xué)活動(dòng)開展中，對于數(shù)控銑加工教學(xué)，大多數(shù)教師仍停留在理論知識(shí)講解層面，學(xué)生實(shí)踐操作能力并不強(qiáng)，特別在數(shù)控銑加工精度上難以保證。此時(shí)應(yīng)考慮如何在教學(xué)中行之有效地改進(jìn)策略，如在操作中保證零件加工精度。因此，本文對中職數(shù)控教學(xué)中提升數(shù)控銑加工精度的研究，具有十分重要的意義。

一、中職數(shù)控教學(xué)中提升數(shù)控銑加工精度的重要性

數(shù)控銑床加工，亦被叫做CNC銑床，是以普通銑床為基礎(chǔ)發(fā)展的加工設(shè)備，近年來科學(xué)技術(shù)水平提高在一定程度上推動(dòng)了數(shù)控銑床的發(fā)展。因此，數(shù)控銑床的專業(yè)性得到提高，涉及的技術(shù)問題增多，如數(shù)控銑床加工表面構(gòu)成、切削加工相關(guān)要求。而這些均是學(xué)生學(xué)習(xí)中需關(guān)注的重點(diǎn)問題。具體剖析教學(xué)活動(dòng)中數(shù)控精細(xì)加工精度提高的重要性，主要表現(xiàn)為：第一，與數(shù)控專業(yè)發(fā)展要求吻合。以數(shù)控銑削加工專業(yè)為例，其相比普通銑加工，更要求加工精度，數(shù)控系統(tǒng)精度甚至可保持0.1μm，對于各類尺寸零件，均能保持較好的靈活性與較強(qiáng)的適應(yīng)性。相關(guān)的人員在操作過程中，需考慮如何充分發(fā)揮數(shù)控系統(tǒng)優(yōu)勢，應(yīng)具備專業(yè)的操作技能。這在一定程度上可說明，數(shù)控教學(xué)活動(dòng)中，需使學(xué)生在這些專業(yè)技能上進(jìn)一步強(qiáng)化，其是數(shù)控專業(yè)的主要要求。第二，是提高學(xué)生綜合素質(zhì)的必然要求。中職院校作為為社會(huì)輸送專業(yè)人才的載體，以往教學(xué)活動(dòng)中更傾向于在學(xué)生專業(yè)理論素養(yǎng)上加強(qiáng)，其直接導(dǎo)致大多數(shù)學(xué)生理論知識(shí)較為豐富，而實(shí)際動(dòng)手操作能力較差，學(xué)生實(shí)際走入崗位工作后可能需要重新學(xué)習(xí)培訓(xùn)，各方面素質(zhì)難以勝任崗位標(biāo)準(zhǔn)。此時(shí)，在數(shù)控教學(xué)活動(dòng)中強(qiáng)化學(xué)生在數(shù)控銑加工方面的技能，有助于學(xué)生綜合素質(zhì)的提升。除此之外，將數(shù)控銑加工精度提高作為主要教學(xué)內(nèi)容，配合相應(yīng)的實(shí)踐活動(dòng)，對彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)活動(dòng)的不足有一定作用，其原因在于引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探索與研究加工精度提高路徑，使學(xué)生探索求知欲被激發(fā)，化被動(dòng)為主動(dòng)，提升教與學(xué)的有效性，這相比以往單一灌輸式教學(xué)方法，更有助于教學(xué)質(zhì)量的提高與人才培養(yǎng)目標(biāo)的有效達(dá)成。

二、中職數(shù)控教學(xué)中提升數(shù)控銑加工精度的教學(xué)策略

基于中職院校背景下，數(shù)控教學(xué)活動(dòng)中，為保證學(xué)生在數(shù)控銑加工方面的素質(zhì)得以有效強(qiáng)化，促使學(xué)生在理論與實(shí)踐相結(jié)合中，掌握相應(yīng)的理論知識(shí)與專業(yè)技術(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的同時(shí)，促使中職生具備更高的就業(yè)能力水平，就需行之有效的教學(xué)指導(dǎo)策略。如指導(dǎo)學(xué)生在數(shù)控銑加工前準(zhǔn)備工作上的加強(qiáng)，再如指導(dǎo)學(xué)生科學(xué)選擇并落實(shí)數(shù)控銑加工工藝。具體教學(xué)實(shí)踐策略如下。

1.完善落實(shí)數(shù)控銑加工前的準(zhǔn)備工作

（1）清潔工作臺(tái)。零件加工精度的提高要求做好相關(guān)的準(zhǔn)備工作，如工作臺(tái)的清潔、機(jī)床夾具清潔以及數(shù)控銑刀的清潔等。首先從工作臺(tái)清潔角度看，數(shù)控銑床包括的基礎(chǔ)件較多，如底座、工作臺(tái)、橫梁、立柱與床身等，這些基礎(chǔ)件是構(gòu)成機(jī)床基本框架的部分，在支撐導(dǎo)向作用上較為明顯，加工中通常要求基礎(chǔ)件具有較好的剛度，其中工作臺(tái)是銑床運(yùn)行的基礎(chǔ)。教學(xué)中應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生對基礎(chǔ)件正確認(rèn)識(shí)，明確工作臺(tái)的重要性，指導(dǎo)如何做清潔處理。如工作臺(tái)上的銹斑、油污、鐵屑與灰塵，均應(yīng)作為工作臺(tái)清理重點(diǎn)。

（2）清潔機(jī)床夾具。工作臺(tái)清潔的基礎(chǔ)上，要求機(jī)床夾具保持清潔。由于機(jī)床夾具使用中，出現(xiàn)銹跡與灰塵的可能性較大，長時(shí)間未清理極易導(dǎo)致銑床整體運(yùn)行受到影響，通常需清理的夾具主要以銑床鉗口、臺(tái)鉗底座為主，這些部位極易影響零件加工精度。另外，學(xué)生操作過程中，往往將壓板位置忽略，一旦壓板表面有污漬或其他物質(zhì)存在，將會(huì)導(dǎo)致零件在壓板中的固定受到影響，如固定過程中有零件偏移表現(xiàn)，甚至降低零件精度。

（3）清潔數(shù)控銑刀。銑刀作為數(shù)控銑加工中的基本工具，因使用頻度較高，在刀口或刀柄位置均易出現(xiàn)污垢，致使加工過程中加工部位有誤差產(chǎn)生，零件最終的加工精度也因此受到影響。對此情況，要求在數(shù)控銑加工之前，檢查銑刀清潔度，及時(shí)處理各部位灰塵，避免對整個(gè)加工過程產(chǎn)生影響。另外，教學(xué)中，除上述準(zhǔn)備工作外，也應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生如何加強(qiáng)毛坯預(yù)處理的操作。從數(shù)控銑加工的流程看，其中關(guān)鍵的工件部分為毛坯，然而學(xué)生在操作或崗位工作實(shí)踐中，往往忽視毛坯的作用，未經(jīng)處理直接使用，導(dǎo)致加工精度被影響，因此，準(zhǔn)備工作中應(yīng)將毛坯的預(yù)處理作為重點(diǎn)。具體預(yù)處理中，需對夾持面、基準(zhǔn)面及時(shí)做毛刺去除，并除塵除銹，若毛坯未經(jīng)過粗加工，需去除可能對零件加工質(zhì)量產(chǎn)生影響的因素，以此保證加工質(zhì)量。

2.指導(dǎo)學(xué)生科學(xué)選擇并落實(shí)數(shù)控銑加工工藝

（1）結(jié)合實(shí)際合理選擇加工工藝。在上述準(zhǔn)備工作的基礎(chǔ)上，教學(xué)活動(dòng)中，還需保證學(xué)生在數(shù)控銑加工工藝上加強(qiáng)。如首先需結(jié)合實(shí)際情況，在加工工藝上合理選擇。例如，在精細(xì)銑加工中，可采取的加工工藝為順銑加工工藝，而對于粗銑加工過程，加工工藝選擇通常以逆銑工藝為主。此外，需注意的是，學(xué)生在動(dòng)手操作時(shí)，應(yīng)認(rèn)識(shí)到不同部件加工在精度要求上有一定的差異，所以在各部件加工中均需以部件實(shí)際精度要求進(jìn)行操作。必要時(shí)，可將精度加工要求較低的部件作為首選加工目標(biāo)，由簡單到復(fù)雜，以此提高加工精度。

（2）合理選擇刀具。數(shù)控銑床加工中，對刀具選擇要求較高，學(xué)生需正確認(rèn)識(shí)各類數(shù)控銑床加工刀具的適用性。由當(dāng)前數(shù)控銑加工看，以孔加工刀具、銑削刀具較為常見。同時(shí)，因加工過程中有較多特殊要求，所以實(shí)際加工中也有其他較多刀具可進(jìn)行選擇。若以數(shù)控銑刀具結(jié)構(gòu)為依據(jù)做類型劃分，主要涉及特殊型刀具、鑲嵌式刀具以及整體式刀具等，若以不同材質(zhì)為依據(jù)進(jìn)行劃分，有金剛石刀具、硬質(zhì)合金刀具、高速鋼刀具之分。在刀具選擇中，應(yīng)以零件生產(chǎn)效率、零件加工精度等為依據(jù)，且保證刀在應(yīng)用時(shí)減小消耗，提升加工精度與效率。

（3）合理選擇銑刀。從數(shù)控銑加工準(zhǔn)備工作中可發(fā)現(xiàn)，銑刀對加工整體精度影響極為明顯。目前，中職院校數(shù)控專業(yè)大多學(xué)生雖然能夠正確認(rèn)識(shí)銑刀在加工中的重要性，但由于銑刀的選擇不合理，導(dǎo)致加工過程受到影響。對此，數(shù)控專業(yè)教學(xué)中，應(yīng)以加工零件高度為依據(jù)，確定銑刀位置，確保裝夾銑刀合理，且在應(yīng)用時(shí)，零件各部位均不會(huì)與銑刀刀具接觸碰撞，防止零件表面受損。

（4）合理定位最佳夾緊力度。數(shù)控銑加工對夾緊力度控制要求較高。從目前大多學(xué)生課堂表現(xiàn)或崗位能力方面仍有一定欠缺，在零件加工精度上較低。對此，在教學(xué)中，需指導(dǎo)學(xué)生零件加工需注意在銑床上固定零件，注意控制固定力度。若固定力度不足，加工中零件可能有位移現(xiàn)象。若固定力度過大，加工時(shí)零件變形可能性較高。所以應(yīng)向?qū)W生講解各類零件加工時(shí)的相關(guān)要求，結(jié)合不同零件，在加工中控制夾緊力度，以此使零件加工的精度提高。在定位夾緊力度的同時(shí)，還需考慮薄壁件加工問題，薄壁件加工難度較大，若操作中未給予足夠重視可能出現(xiàn)變形情況，所以可引導(dǎo)學(xué)生在加工中選擇適宜的方法，如余量遞增方式，通過層次加工，對于提高加工件的精度有重要作用。

（5）合理定位切削用量。數(shù)控教學(xué)活動(dòng)中，應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生在切削用量上合理定位。如在操作活動(dòng)中，引導(dǎo)學(xué)生如何合理選擇加工工具，保證剛度允許，做零件粗加工中，盡可能使精加工余量、半精加工余量保持充足。考慮到在加工過程中，可能出現(xiàn)余量較大問題，或系統(tǒng)剛度不足，致使一次性切除較為困難，所以加工過程應(yīng)遵循先多后少的原則。第一次切削中，確保切削深度足夠，合理擺放銑削刀口位置，避免影響工件表面的平整。若實(shí)踐操作中發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)剛度低或有較大的沖擊載荷，要求減小切削深度，保持切削力度較低。同時(shí)，部分學(xué)生在零件精加工操作能力上較差，應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生做好加工余量分析，以此為基礎(chǔ)使切削深度明確，這對于零件加工質(zhì)量、加工精度的提高有積極作用。此外，數(shù)控銑加工中，涉及零件粗加工問題，該類加工一般無工件表面質(zhì)量要求，進(jìn)給力方面，切削力、剛度與強(qiáng)度為主要影響因素，所以這種加工設(shè)計(jì)活動(dòng)需以加工件剛度為依據(jù)，合理選擇進(jìn)給力。

三、總結(jié)

數(shù)控銑加工精度的提高是當(dāng)前中職教學(xué)中需考慮的主要問題之一。實(shí)際開展教學(xué)活動(dòng)中，應(yīng)正確認(rèn)識(shí)數(shù)控銑教學(xué)現(xiàn)狀，明確教學(xué)中困擾學(xué)生的難點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上開展行之有效的教學(xué)改進(jìn)策略，進(jìn)而才能夠切實(shí)解決教學(xué)難題，提升教學(xué)的有效性。如在教學(xué)活動(dòng)中完善落實(shí)數(shù)控銑加工前的準(zhǔn)備工作，并注意指導(dǎo)學(xué)生科學(xué)選擇并落實(shí)數(shù)控銑加工工藝，這樣在幫助學(xué)生提高數(shù)控銑加工精度以及綜合實(shí)踐能力方面有積極作用。

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（作者單位：天津市機(jī)電工藝學(xué)院）