《模具数控加工技术》课教学初探

《模具数控加工技术》是“模具设计与制造”专业的一门主干专业课程，其培养目标是为模具制造业培养高素质的数控加工人员。该课程的具体教学要求是：使学生了解数控加工技术的基本理论知识，具备正确编制数控加工程序的能力和应用数控加工机床加工模具零件的基本技能。通过本课程的学习，在知识方面，使学生基本掌握程序设计的的基本知识；初步掌握数控车床、数控铣床、加工中心、数控线切割机床的用途、组成和工作原理。在能力培养方面，使学生掌握数控车床和数控铣床的编程方法和操作技能；初步掌握加工中心的编程方法；了解自动编程方法。

一、教学组织与教学过程

模具数控加工技术包含编程方法和操作技能两大内容，所以，要求教师既能讲授教材中的基本理论、基本原理及程序编制的方法，又能指导学生进行数控机床的操作。设备、数控系统及教材的选定必须紧扣“中等职业学校模具设计与制造专业教学指导方案”对该课程的基本要求，其次还要考虑设备、数控系统及教材之间的相互配套，有鉴于此，在以上几个方面我们都是按照HNC数控系统进行配置来组织教学的。该课程总学时60学时，讲授36学时，实验与实训24学时。在教学过程中，我们始终贯穿编程和操作这条主线，整个教学过程也分为两个模块进行。

1、课堂教学

主要介绍基本概念、数控编程基础知识及数控加工基本原理，为学生学好数控加工技术打好理论基础。在课堂教学过程中，既结合教材的课件光盘及HNC－21T和HNC－21M培训软件，同时又自制一些与生产实际紧密相联的教学课件，利用多媒体视频教学手段，采取讲解、演示、讨论等多种方式激发学生学习该课程的兴趣和积极性，化抽象为具体、化枯燥乏味为生动直观，从而达到既给学生详细讲授该课程基本的理论知识，又培养学生根据零件图确定被加工件的加工工艺过程和编制加工程序的能力。如：在学习刀具半径补偿指令G41（G42）时，首先给学生详细讲解刀具半径补偿指令的概念和作用；然后，让他们分别观察在同一个零件轮廓的程序中，有无刀补指令刀具的运动轨迹，这一知识的教学，既有讲解，又有多媒体课件动画演示，再加上对实际零件的加工。学生自己通过对比后，对刀具半径补偿的概念的理解就更为深刻了。

2、实验与实训操作教学

实训教学的目的是让学生熟悉和掌握实际编程和操作，这也是该课程的重点，因为学生就业后其工作能力如何就体现在实际操作方面。实验和实训授课地点安排在计算机机房和数控实训中心，在讨论不同类型的机床编程和操作时，安排不同的实训操作内容。

数控车床和数控铣床的编程操作是在计算机机房完成的，我们采用的是HNC-21T和HNC-21M数控培训软件。每次上机前，理论教学教师和实训教师共同商讨，确定好相应课题后，给学生指定要加工的零件图，要求学生按照零件图当场完成程序编制和程序校验，使教学内容具体化。在编程过程中，充分发挥学生的主体作用，让学生边做、边学、边问，大部分同学都能按时完成教学内容。完成了程序编制和程序校验，说明所编程序无误，随即保存。数控实训中心控制机床的计算机可以共享该程序，学生在进行车、铣面板操作和加工练习时，可以调用自己编的程序来加工。

数控车和数控铣加工练习在数控实训中心进行，在给学生介绍清楚机床的各种基本操作方法后，数控实训中心为学生准备好被加工零件的毛坯，其加工程序是学生本人通过上述方式在计算机机房编制和校验无误的程序，学生自己按零件图的加工要求进行加工。通过这种理论和实践相结合的教学方法，不仅大大调动了学生的学习热情，而且增强了该课程的应用性和实用性，培养了学生的动手能力和严谨的工作作风，同时也提高了教学效率和教学效果。

加工中心的加工练习是通过数控仿真加工教学系统进行的。该系统可以在计算机上建立起一种虚拟现实技术、具有三维真实感的数控加工环境和多元化的教学环境，学生可以在此环境下学习和掌握从工艺分析、加工准备、毛坯装夹、对刀、编程到加工的全过程的操作技能。

线切割机床的操作我们是在DK7732B-CG数控线切割机床上完成，该机床配置的是YH自动编程系统，所以在给学生介绍编程方法时，除了讨论常用的3B、4B格式和ISO代码编程外，重点介绍的是YH系统。学生在进行线切割机床加工练习时采用的也是YH系统。实际操作是通过加工模具零件完成的。我们通过多方联系，经常在当地一些企业找回一些需要进行线切割加工的模具零件，按图纸要求，在老师的指导下，由学生自己完成编程和加工操作。通过这样的教学方式，学生一方面掌握了线切割机床的编程和操作，另一方面也加深了对模具生产工艺过程的了解，取得了事半功倍的教学效果。

二、教学经验总结与效果分析

在该课程几年的教学实践中，我们不断地摸索和改进教学组织及其教学过程，使该课程的教学获得比较好的效果，同时也积累了一些有益的经验，可供借鉴：

(1) 本课程是一门实践性很强的课程，必须从实际应用出发，结合实例讲述编程的工艺方法，让学生在认真学好理论知识的同时努力实践，并在实践中加深理解，巩固其学习成果，提高学生的实际动手能力。

（2） 为使学生掌握各类数控加工机床的加工程序编制及操作方法等重点内容，必须通过习题、实验去体会和验证编程技巧。本课程要求具备足够的实验设备，如：数控车床、模拟编程器、数控铣床、数控线切割机床、微型机及编程软件等，以满足教学的需要。为了加强实践性环节，在教学中应充分利用实验设备，进行现场教学。特别是在设备有限的条件下，可以采用学生分组轮流操作，充分发挥设备的利用率。

(3) 计算机自动编程是数控加工中不可缺少的重要环节。根据国内计算机软件技术的发展现状，可适当购买能满足教学要求的软件，以便在现有的微机室为学生动手操作提供较好的实验条件。

   （4）要做到教材内容与设备和数控系统相适应，即教材中的指令代码和编程语句与数控系统及设备要一致，这样，可以做到老师讲的和学生练的、做的相一致，效果较好。

   （5）数控技术发展极快，在做到教材内容与已有设备和数控系统相匹配的同时，教师要及时把握实际生产过程中数控技术的发展，结合学生实际情况和就业需求情况，针对性地对数控加工的实用技术进行选择并贯彻到教学过程中，从而做到“用明天的技术培养今天的学生，为未来服务”。