2024年3月7日发(作者：苗晶滢)
数控铣床实习课程教学实践论文
摘要：通过理论和实践环节的有机结合，以及教师启发性的教学，可以使学生的知识和实践能力得以提高，在数控实习的教学当中取得了良好的效果。
数控机床是一种通过数字信息，控制机床按给定的运动轨迹，进行自动加工的机电一体化的加工装备，经过半个世纪的发展，数控机床已是现代制造业的重要标志之一，是大到一个国家、小到一个企业综合实力的体现。随着我国世界制造工厂地位的确立，社会和企业界对数控机床方面技能型人才的需求也越来越强烈。
数控铣床是数控加工中使用最广泛的数控设备之一，对于数控铣床实习，应针对高等职业院校的人才培养方案及教学计划合理安排数控铣实习课程的教学内容。
我们的学生都是经过高考才从普通高中进入到高职高专学习，之前从未接触过机床设备，缺少基本的机械知识。因此，我们在开设数控铣床实习课程之前都会安排学生进行《机床认识与普通机床实训》、《机械制图》等课程的学习，使学生先对机械零件有一个简单的认知，然后再逐步的学习比较困难的知识，但是这远远不能满足数控铣床工作岗位的需要，仅凭这些知识是难以熟练的使用数控铣床加工出合格零件的。要想有效的解决这一问题，我们应该积极的开展实习教学，重点锻炼学生的实践能力。由于实习教学包括教学内容和教学手段两方面，要想使学生有一个好的实习效果，必须在兼顾这两方面的同时努力提高学生的学习积极性。
1 教学内容
本实习使用的数控铣床为GSK990M广州数控系统、YL1632k3型铣床（机械变速、手动换刀），教学分为以下6个方面：
1.1 安全文明生产教育
文明生产和安全操作技术，是搞好企业经营管理的重要内容之一，它直接涉及到国家、企业、个人的利益；影响着企业的产品质量和经济效益；影响着设备的利用率和使用寿命；影响着企业员工的人身安全。作为高职院校的学生，在学习的初期，就要培养良好的文明生产和安全生产习惯，为将来走向工作岗位，打下良好的基础。数控机床自动化程度较高，为了充分发挥机床的优越性，安全文明生产是现代企业管理的一项十分重要的内容，而数控加工是一种先进的加工方法，它与通用机床加工相比较，在许多方面，提高生产率、管好、用好、修好数控机床，显得尤为重要，操作者除了掌握数控机床的性能，精心操作以外，还必须养成文明生产的良好工作习惯和严谨工作作风，具有较好的职业素质、责任心和良好的合作精神。
1.2 课程内容衔接
经过《机床认识与普通机床实训》课程的学习，学生已经初步掌握了普通机床的使用范围，机床结构，机床分类及传动系统等方面的知识。所以在数控铣床实习课中就需要把数控铣床的这些方面的知识都掌握了，然后进行分析比较，找出两者的区别和各自的优势。采用这种方式学习数控铣床，能把很多的课程内容衔接在一起，教学效果往往会事半功倍。
1.3 基础知识掌握
数控机床操作面板；数控机床的结构；数控机床的分类；数控机床操作系统的分类；数控机床坐标系和运动方向；机床回参考点；数控铣床工件坐标系选择（G54~G59）和工件坐标系设定（G92）的区别；设置方式的不同对编程和在机床设置操作上的区别；确定编程原点；常用刀具（立铣刀、球刀、成形刀等）；常见零件的装夹及工夹具的基准测定和调整；常用量具的使用。
本部分属于必须掌握的基本知识，是正确使用机床、刀具及合理编程的基础。必须对这个部分进行重点的说明，可以有效的避免编程和操作上的失误。另一方面，为了加工出合格的零件，材料、工夹具也必须按照基准准确无误地安放，这同样是合理加工不可忽视的过程。
1.4 数控编程和工艺
结合GSK990M广州数控铣床数控系统程序段格式、N、G、X、Y、Z、F、S、T、M、EOB等功能字，数控铣床加工工艺和加工时的注意事项以编程举例的形式加以说明，其中重点是G00(快速定位)、G01（直线插补）、G02(顺圆弧插补)、G03(逆圆弧插补)、G04(暂停)、G40(刀具补偿取消)、G41(左刀补)、G42(右刀补)、G81(钻孔)、M98(子程序用)、M99(子程序结束)及这些代码的使用特点、节点计算，其他代码作为一般讲解。Mastercam等自动编程软件在数控实习中为介绍内容。
学习数控铣床的编程，不仅要掌握程序编制的各方面基础知识，掌握数控系统所规定的有关程序结构、格式要求和各指令运用，还要有扎实的金属切削知识，较全面的工艺分析、处理能力，才能快速准确地编制出各种零件的加工程序。
在数控编程中加工工艺是一项重要内容，主要通过加工程序（代码）得以体现，其目的就是要合理、有效地使用数控机床和刀具，对材料进行精确、高效的加工，实现数控加工中的优质、高产、低耗的要求。在数控编程尤其是在手工编程中如果考虑不周将会直接影响加工精度和表面质量，甚至损坏机床，因此要结合相关内容进行分析。着重分析刀具在加工时的切入和引出点、顺铣逆铣和走刀方式在加工时对零件的影响、避免各种可能出现的干涉、切削三要素的合理使用等。对于数控机床来说加工工艺应有很大的灵活性，同一个零件的加工会出现多种工艺方案，这就要求针对不同条件灵活选择，选出最优的方案，并在实际编程和操作环节中加以运用。
1.5 手工编程
结合学生所学的看图分析能力，编程知识，要求学生按照不同的零件图进行手工编程。图纸为各种适合于手工编程加工的数控铣削零件。在数控铣床上对图1所示的零件进行四周轮廓加工。编制加工程序的步骤如下：
1.5.1 确定工艺路线 ①起刀点选在A点，其坐标为X=-50，Y=-50。按图中虚线所示，沿箭头方向铣削一周。②因零件厚度较大
（40mm），故在Z向分两次进给，即进给20mm铣削一周，再进给20mm
铣削一周。
1.5.2 选择刀具 根据加工要求，选直径20mm的立铣刀，刀具材料为W18Cr4V。
1.5.3 确定切削用量 根据工件材料、刀具材料及数控加工特点，选主轴转速为800r/min(s800)，进给速度取300 mm/min，两次切削深度均为20 mm。
1.5.4 编制程序 因采用两次切深进给，每次进给切削四周一次，故采用主程序和子程序的编程方法，这将会使整个程序简单。（即将四周的过程编为子程序，然后由主程序调用两次即可。）
加工程序：
O0001;(主程序)O1010;(子程序)
G90 G54 G00 X-50 Y-50;G42 G01 X-30 Y0 F300 D2;
M03 S800; M08;
G43 G00 H2; X100;
Z10;G02 X300 Y0 R100;
G01 Z-20 F300; G01 X400 ;
M98 P1010;Y300;
G49 G00 Z100; G03 X0 Y300 R200
G28 X0 Y0;G01 Y-30;
M05; G40 G01 X-50 Y-50;
M30;M09;
M99;
1.6 零件加工
尽管学生已经接受了严格的理论知识学习和编程练习，但是在实际的操作中还是很可能会出现一些未知的问题，必须加强对学生的安全措施和安全教育。另外，在零件加工期间，学生着装应符合要求，禁止在实习场地进行与实习无关的活动。
机床操作与零件加工需要学生进行夹具安装、材料装夹、刀具安装、输入程序、设定刀补值、确定编程原点、模拟运行、实际加工等一系列操作，从编好的程序中选出若干个程序，在特制铸铝件上精加工至实际尺寸。实际操作需要教师认真、准确、细致地指导学生完成每一步操作，结合理论课内容让学生理解和掌握数控铣零件的加工技能。
通过理论和实际操作，可以满足数控铣床实习的教学要求，同时也提高了学生的动手能力和解决问题的能力。
2 教学手段
传统的理论教学模式是板书加工口述，对于数控教学已经不能满足要求，多媒体教学和计算机的使用成为了理论教学的有力帮助。与数控专业相关的软件，在多媒体教学中应该得到体现，让学生在了解的基础上能够掌握使用。
2.1 极域电子教室软件的使用
使用极域电子教室软件实现教师机对学生机的广播、监控、屏幕录制、屏幕回放、语音教学等操作来统一地进行管理与监控，辅助学
生完成电脑软件的学习、使用。从而使我们在传统的理论教学模式中解放出来，不再是以前的板书加口述，教学形式多样化，师生互动逐渐增多。
2.2 AutoCAD软件的使用
我们上课用的是AutoCAD2008，对于课程中出现的零件图样，用此软件可以方便绘制成形，可对加工零件图样进行辅助数值计算和三维图形建模等。
2.3 CAD/CAM软件的使用
我们上课用的是MasterCAM9.0版自动编程软件，对于复杂零件的编程，可利用软件自动生成数控加工程序。具体步骤如下：零件图样工艺分析→用曲线、曲面或实体表达工件→生成加工轨迹→刀具轨迹的仿真检验→后置处理生成程序→传输给数控机床，实施加工。
2.4 数控加工仿真软件的使用
我们上课用的是广州超软有限公司的数控加工仿真系统，它是一个应用虚拟现实技术于数控加工操作技能培训和考核的仿真软件，具有教学功能、考试功能和远程教学功能，其数控可仿真FANUC和SIEMENS、广州数控、华中数控等多种主流数控系统，并配备了数控车床、数控铣床、加工中心等几十种机床面板，给数控理论教学带来很大方便。
通过理论和实践环节的有机结合，以及教师启发性的教学，可以使学生的知识和实践能力得以提高，在数控实习的教学当中取得了良好的效果。
参考文献：
[1]王莉.多媒体电子教案在职业教育中的作用之我见[J].教学控索，2010(8):153.
[2]刘端品.基于“项目式教学法”的数控铣床实习课程的教学实践[J].中等职业教育，2010（2）：15-18.
[3]周宏，李征.关于高职生学习状况的分析与思考[J].教育与职业，2006（17）：108-109.
2024年3月7日发(作者：苗晶滢)
数控铣床实习课程教学实践论文
摘要：通过理论和实践环节的有机结合，以及教师启发性的教学，可以使学生的知识和实践能力得以提高，在数控实习的教学当中取得了良好的效果。
数控机床是一种通过数字信息，控制机床按给定的运动轨迹，进行自动加工的机电一体化的加工装备，经过半个世纪的发展，数控机床已是现代制造业的重要标志之一，是大到一个国家、小到一个企业综合实力的体现。随着我国世界制造工厂地位的确立，社会和企业界对数控机床方面技能型人才的需求也越来越强烈。
数控铣床是数控加工中使用最广泛的数控设备之一，对于数控铣床实习，应针对高等职业院校的人才培养方案及教学计划合理安排数控铣实习课程的教学内容。
我们的学生都是经过高考才从普通高中进入到高职高专学习，之前从未接触过机床设备，缺少基本的机械知识。因此，我们在开设数控铣床实习课程之前都会安排学生进行《机床认识与普通机床实训》、《机械制图》等课程的学习，使学生先对机械零件有一个简单的认知，然后再逐步的学习比较困难的知识，但是这远远不能满足数控铣床工作岗位的需要，仅凭这些知识是难以熟练的使用数控铣床加工出合格零件的。要想有效的解决这一问题，我们应该积极的开展实习教学，重点锻炼学生的实践能力。由于实习教学包括教学内容和教学手段两方面，要想使学生有一个好的实习效果，必须在兼顾这两方面的同时努力提高学生的学习积极性。
1 教学内容
本实习使用的数控铣床为GSK990M广州数控系统、YL1632k3型铣床（机械变速、手动换刀），教学分为以下6个方面：
1.1 安全文明生产教育
文明生产和安全操作技术，是搞好企业经营管理的重要内容之一，它直接涉及到国家、企业、个人的利益；影响着企业的产品质量和经济效益；影响着设备的利用率和使用寿命；影响着企业员工的人身安全。作为高职院校的学生，在学习的初期，就要培养良好的文明生产和安全生产习惯，为将来走向工作岗位，打下良好的基础。数控机床自动化程度较高，为了充分发挥机床的优越性，安全文明生产是现代企业管理的一项十分重要的内容，而数控加工是一种先进的加工方法，它与通用机床加工相比较，在许多方面，提高生产率、管好、用好、修好数控机床，显得尤为重要，操作者除了掌握数控机床的性能，精心操作以外，还必须养成文明生产的良好工作习惯和严谨工作作风，具有较好的职业素质、责任心和良好的合作精神。
1.2 课程内容衔接
经过《机床认识与普通机床实训》课程的学习，学生已经初步掌握了普通机床的使用范围，机床结构，机床分类及传动系统等方面的知识。所以在数控铣床实习课中就需要把数控铣床的这些方面的知识都掌握了，然后进行分析比较，找出两者的区别和各自的优势。采用这种方式学习数控铣床，能把很多的课程内容衔接在一起，教学效果往往会事半功倍。
1.3 基础知识掌握
数控机床操作面板；数控机床的结构；数控机床的分类；数控机床操作系统的分类；数控机床坐标系和运动方向；机床回参考点；数控铣床工件坐标系选择（G54~G59）和工件坐标系设定（G92）的区别；设置方式的不同对编程和在机床设置操作上的区别；确定编程原点；常用刀具（立铣刀、球刀、成形刀等）；常见零件的装夹及工夹具的基准测定和调整；常用量具的使用。
本部分属于必须掌握的基本知识，是正确使用机床、刀具及合理编程的基础。必须对这个部分进行重点的说明，可以有效的避免编程和操作上的失误。另一方面，为了加工出合格的零件，材料、工夹具也必须按照基准准确无误地安放，这同样是合理加工不可忽视的过程。
1.4 数控编程和工艺
结合GSK990M广州数控铣床数控系统程序段格式、N、G、X、Y、Z、F、S、T、M、EOB等功能字，数控铣床加工工艺和加工时的注意事项以编程举例的形式加以说明，其中重点是G00(快速定位)、G01（直线插补）、G02(顺圆弧插补)、G03(逆圆弧插补)、G04(暂停)、G40(刀具补偿取消)、G41(左刀补)、G42(右刀补)、G81(钻孔)、M98(子程序用)、M99(子程序结束)及这些代码的使用特点、节点计算，其他代码作为一般讲解。Mastercam等自动编程软件在数控实习中为介绍内容。
学习数控铣床的编程，不仅要掌握程序编制的各方面基础知识，掌握数控系统所规定的有关程序结构、格式要求和各指令运用，还要有扎实的金属切削知识，较全面的工艺分析、处理能力，才能快速准确地编制出各种零件的加工程序。
在数控编程中加工工艺是一项重要内容，主要通过加工程序（代码）得以体现，其目的就是要合理、有效地使用数控机床和刀具，对材料进行精确、高效的加工，实现数控加工中的优质、高产、低耗的要求。在数控编程尤其是在手工编程中如果考虑不周将会直接影响加工精度和表面质量，甚至损坏机床，因此要结合相关内容进行分析。着重分析刀具在加工时的切入和引出点、顺铣逆铣和走刀方式在加工时对零件的影响、避免各种可能出现的干涉、切削三要素的合理使用等。对于数控机床来说加工工艺应有很大的灵活性，同一个零件的加工会出现多种工艺方案，这就要求针对不同条件灵活选择，选出最优的方案，并在实际编程和操作环节中加以运用。
1.5 手工编程
结合学生所学的看图分析能力，编程知识，要求学生按照不同的零件图进行手工编程。图纸为各种适合于手工编程加工的数控铣削零件。在数控铣床上对图1所示的零件进行四周轮廓加工。编制加工程序的步骤如下：
1.5.1 确定工艺路线 ①起刀点选在A点，其坐标为X=-50，Y=-50。按图中虚线所示，沿箭头方向铣削一周。②因零件厚度较大
（40mm），故在Z向分两次进给，即进给20mm铣削一周，再进给20mm
铣削一周。
1.5.2 选择刀具 根据加工要求，选直径20mm的立铣刀，刀具材料为W18Cr4V。
1.5.3 确定切削用量 根据工件材料、刀具材料及数控加工特点，选主轴转速为800r/min(s800)，进给速度取300 mm/min，两次切削深度均为20 mm。
1.5.4 编制程序 因采用两次切深进给，每次进给切削四周一次，故采用主程序和子程序的编程方法，这将会使整个程序简单。（即将四周的过程编为子程序，然后由主程序调用两次即可。）
加工程序：
O0001;(主程序)O1010;(子程序)
G90 G54 G00 X-50 Y-50;G42 G01 X-30 Y0 F300 D2;
M03 S800; M08;
G43 G00 H2; X100;
Z10;G02 X300 Y0 R100;
G01 Z-20 F300; G01 X400 ;
M98 P1010;Y300;
G49 G00 Z100; G03 X0 Y300 R200
G28 X0 Y0;G01 Y-30;
M05; G40 G01 X-50 Y-50;
M30;M09;
M99;
1.6 零件加工
尽管学生已经接受了严格的理论知识学习和编程练习，但是在实际的操作中还是很可能会出现一些未知的问题，必须加强对学生的安全措施和安全教育。另外，在零件加工期间，学生着装应符合要求，禁止在实习场地进行与实习无关的活动。
机床操作与零件加工需要学生进行夹具安装、材料装夹、刀具安装、输入程序、设定刀补值、确定编程原点、模拟运行、实际加工等一系列操作，从编好的程序中选出若干个程序，在特制铸铝件上精加工至实际尺寸。实际操作需要教师认真、准确、细致地指导学生完成每一步操作，结合理论课内容让学生理解和掌握数控铣零件的加工技能。
通过理论和实际操作，可以满足数控铣床实习的教学要求，同时也提高了学生的动手能力和解决问题的能力。
2 教学手段
传统的理论教学模式是板书加工口述，对于数控教学已经不能满足要求，多媒体教学和计算机的使用成为了理论教学的有力帮助。与数控专业相关的软件，在多媒体教学中应该得到体现，让学生在了解的基础上能够掌握使用。
2.1 极域电子教室软件的使用
使用极域电子教室软件实现教师机对学生机的广播、监控、屏幕录制、屏幕回放、语音教学等操作来统一地进行管理与监控，辅助学
生完成电脑软件的学习、使用。从而使我们在传统的理论教学模式中解放出来，不再是以前的板书加口述，教学形式多样化，师生互动逐渐增多。
2.2 AutoCAD软件的使用
我们上课用的是AutoCAD2008，对于课程中出现的零件图样，用此软件可以方便绘制成形，可对加工零件图样进行辅助数值计算和三维图形建模等。
2.3 CAD/CAM软件的使用
我们上课用的是MasterCAM9.0版自动编程软件，对于复杂零件的编程，可利用软件自动生成数控加工程序。具体步骤如下：零件图样工艺分析→用曲线、曲面或实体表达工件→生成加工轨迹→刀具轨迹的仿真检验→后置处理生成程序→传输给数控机床，实施加工。
2.4 数控加工仿真软件的使用
我们上课用的是广州超软有限公司的数控加工仿真系统，它是一个应用虚拟现实技术于数控加工操作技能培训和考核的仿真软件，具有教学功能、考试功能和远程教学功能，其数控可仿真FANUC和SIEMENS、广州数控、华中数控等多种主流数控系统，并配备了数控车床、数控铣床、加工中心等几十种机床面板，给数控理论教学带来很大方便。
通过理论和实践环节的有机结合，以及教师启发性的教学，可以使学生的知识和实践能力得以提高，在数控实习的教学当中取得了良好的效果。
参考文献：
[1]王莉.多媒体电子教案在职业教育中的作用之我见[J].教学控索，2010(8):153.
[2]刘端品.基于“项目式教学法”的数控铣床实习课程的教学实践[J].中等职业教育，2010（2）：15-18.
[3]周宏，李征.关于高职生学习状况的分析与思考[J].教育与职业，2006（17）：108-109.