胡小波，石　磊，歐陽毅文（.江西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西南昌　33003；.江西制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西南昌　330095）

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基于課題實(shí)例的數(shù)控機(jī)床操作訓(xùn)練**江西省高等學(xué)校教學(xué)改革研究省級(jí)立項(xiàng)課題（編號(hào)：JXJG-10-48-4）

胡小波1，石磊2，歐陽毅文1
（1.江西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西南昌330013；2.江西制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西南昌330095）

摘要：在實(shí)習(xí)教學(xué)和數(shù)控比賽訓(xùn)練中，如何有效的進(jìn)行數(shù)控機(jī)床操作訓(xùn)練一直是研究的重點(diǎn)。為了讓數(shù)控機(jī)床操作訓(xùn)練更具有針對(duì)性，結(jié)合數(shù)控比賽的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)數(shù)控機(jī)床操作訓(xùn)練進(jìn)行了基于課題實(shí)例的研究，以達(dá)到提高數(shù)控機(jī)床操作技巧的目的。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；操作訓(xùn)練；指導(dǎo)思路；課題實(shí)例

0　引言

隨著中國(guó)2011年4月首次派出代表團(tuán)參加兩年一次的世界技能大賽，以及近年“工業(yè)4.0”概念的提出，國(guó)家對(duì)職業(yè)技能[1]越來越重視，試圖改變中國(guó)“制造業(yè)大國(guó)”形象為“制造業(yè)強(qiáng)國(guó)”。數(shù)控機(jī)床的操作技能[2]是制造業(yè)非常重要的一個(gè)技能，每年都有各種數(shù)控技能大賽在全國(guó)各地區(qū)如火如荼的舉行，筆者也曾經(jīng)參加過數(shù)控機(jī)床操作技能比賽。在比賽中筆者發(fā)現(xiàn)有很多理論的知識(shí)未必適合實(shí)踐操作[3]，有很多想法是在實(shí)踐中證實(shí)和升華的。

現(xiàn)將筆者在數(shù)控機(jī)床操作中的一些想法和訓(xùn)練方法整理一下，結(jié)合具體課題加以說明，與數(shù)控機(jī)床操作者進(jìn)行交流探討。

1　緊密結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件

（1）課題實(shí)例1：找正平口鉗

圖1　找正平口鉗示意圖

要求：安裝校正平口鉗，測(cè)量記錄誤差。

就目前各個(gè)院校的實(shí)訓(xùn)條件以及生產(chǎn)車間的條件，甚至國(guó)家級(jí)的比賽現(xiàn)場(chǎng)，平口鉗精度大多是普通級(jí)的，誤差一般會(huì)超過允許的工藝要求（要求通常為工件的精度的1/3）。不明確安裝后的實(shí)際誤差就無從采取相應(yīng)措施加以彌補(bǔ)。

因此安裝時(shí)對(duì)平口鉗各項(xiàng)精度指標(biāo)都要測(cè)量，可調(diào)方向要求達(dá)到小于0.01，不可調(diào)節(jié)項(xiàng)目要記錄詳細(xì)的數(shù)據(jù)，如圖1，供安裝工件參考。

（2）課題實(shí)例2：裝夾工件

要求：合理裝夾工件并找正，達(dá)到工藝精度。

不但夾具誤差大，工件毛坯的誤差也較大，（如實(shí)測(cè)省賽賽場(chǎng)的工件對(duì)邊寬度誤差達(dá)0.1以上）那么就會(huì)造成夾不緊，如圖（a）最不利可能只有單側(cè)2點(diǎn)受力，輕則影響工件精度，重則造成工件松動(dòng)打刀。

在車間現(xiàn)場(chǎng)的解決措施可以很簡(jiǎn)單，如圖（b）。可以在工件定鉗口墊2點(diǎn)，在動(dòng)鉗口中間墊1點(diǎn)，這樣可以最低限度保證有較合理分布的3點(diǎn)可靠夾緊。當(dāng)然，還必須在夾緊的同時(shí)找平工件。

既然實(shí)測(cè)平口鉗誤差較大，裝夾工件后一定要花費(fèi)時(shí)間墊平找正，決不可放上一夾了事。絕不要輕視這種簡(jiǎn)單的夾緊、找正工作，這是保證位置公差的基礎(chǔ)，一放一夾了事通常超差！

圖2　裝夾工件示意圖

2　突出保證精度意識(shí)培養(yǎng)

由于比賽的性質(zhì)決定，操作是要評(píng)分的，數(shù)控銑操作就算獲獎(jiǎng)選手得分也只有七八十分。甚至還有指導(dǎo)教師認(rèn)為操作不可能得滿分。但是在車間，只有合格品與廢品，也就是0分和100分的區(qū)別，而100分的合格品是必須的也是很普通的，否則做得越多，報(bào)廢越多。沒有強(qiáng)烈的精度意識(shí)，就算是獲獎(jiǎng)選手，在工廠一樣不受歡迎。因此，在操作訓(xùn)練中要把保證精度的要求擺在第一位、貫穿始終。

（1）課題實(shí)例3：測(cè)量訓(xùn)練

要求：用各種量具反復(fù)測(cè)量各種類型的工件。

測(cè)量是加工的“眼睛”，只有量準(zhǔn)了才能調(diào)準(zhǔn)、做準(zhǔn)。訓(xùn)練中可以選用典型結(jié)構(gòu)為對(duì)象，如薄壁件、圓柱件、圓環(huán)件、長(zhǎng)方體、甚至可以用量塊做被測(cè)件訓(xùn)練，要求仔細(xì)體會(huì)感覺測(cè)量的手法、輕重、位置、角度等。

這里要強(qiáng)調(diào)“盲測(cè)”，即固定好量具位置后再讀數(shù)，而不是邊讀邊調(diào)動(dòng)量具，以避免“湊讀數(shù)”弊端。另外還要按各種位置放置被測(cè)件，盡量接近實(shí)戰(zhàn)。

（2）課題實(shí)例4：試切調(diào)整刀補(bǔ)值

要求：通過試切調(diào)整刀具半徑補(bǔ)償，準(zhǔn)確控制加工尺寸。

圖3　試切調(diào)整刀補(bǔ)示意圖

通常對(duì)刀，是試切一刀后測(cè)量工件誤差，按此誤差值修改調(diào)整刀補(bǔ)。其中的問題是試切的用量比較隨意，和正常切削的用量不同。這就使試切和正常切削兩者的工藝系統(tǒng)誤差不同（可以簡(jiǎn)稱為讓刀量不同），自然造成對(duì)刀不準(zhǔn)。所謂準(zhǔn)確的對(duì)刀，是采用與正常加工切削用量三要素完全相同的條件下試切，按此試切誤差來調(diào)整修改刀補(bǔ)才是誤差最小的。

因此，工作中應(yīng)該增加一次半精切的工步，并使半精切的用量與精切完全一致，半精切后精確測(cè)量加工誤差，調(diào)整刀補(bǔ)后再精加工。

以上方法雖然多了一步，但在競(jìng)賽現(xiàn)場(chǎng)或者工作現(xiàn)場(chǎng)十分有效。競(jìng)賽現(xiàn)場(chǎng)的工藝系統(tǒng)各環(huán)節(jié)如機(jī)床、夾具、刀柄等與訓(xùn)練條件一定有區(qū)別。筆者看到許多選手是按訓(xùn)練時(shí)的經(jīng)驗(yàn)一次將刀補(bǔ)給到位，這種做法十分不可靠。筆者認(rèn)為這是實(shí)操成績(jī)普遍較低的主要原因之一。

3　充分利用簡(jiǎn)單工具

數(shù)控設(shè)備是高科技裝備，“好馬配好鞍”，自然也是高配置、高消耗的設(shè)備，對(duì)使用單位造成較大的經(jīng)濟(jì)壓力。這就要求我們有經(jīng)濟(jì)意識(shí)，不能迷戀、迷信高價(jià)格復(fù)雜工具儀器，充分立足現(xiàn)有條件，利用好簡(jiǎn)單工具，有時(shí)甚至可以取得更好的效果。

（1）課題實(shí)例5：Z向?qū)Φ?/p>

要求：各種刀具Z向快速準(zhǔn)確對(duì)刀。

Z向?qū)Φ犊梢圆捎脤?duì)刀儀等，也可以采用對(duì)刀棒（可用廢刀柄改制）。對(duì)刀儀數(shù)千元以上，對(duì)刀棒不要一分錢，但是對(duì)刀棒的效果往往更好。這是因?yàn)閷?duì)刀儀與工件接觸面積較大，必然受工件表面平面度影響，造成較大的誤差，只有在精密加工時(shí)才有優(yōu)勢(shì)。

同樣原因，采用百分表找正工件比用巡邊儀精度更高。

圖4　Z向?qū)Φ豆ぞ呤疽鈭D

（2）課題實(shí)例6：數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)功能的應(yīng)用之一

要求：用百分表結(jié)合坐標(biāo)顯示測(cè)量各種要素。

圖5　簡(jiǎn)易坐標(biāo)測(cè)量示意圖

圖5中，在主軸上安裝百分表，分別接觸兩個(gè)表面，則機(jī)床顯示的坐標(biāo)讀數(shù)之差就是兩個(gè)表面的距離。用這種方法可以測(cè)量臺(tái)階深、臺(tái)階寬等，精度不受測(cè)量經(jīng)驗(yàn)影響，可以比用千分尺等高很多，理論上只受機(jī)床重復(fù)定位精度影響，對(duì)于普通精度級(jí)數(shù)控機(jī)床也就是只有0.01左右的誤差。

位置坐標(biāo)控制、數(shù)字顯示是數(shù)控機(jī)床的顯著特點(diǎn)，結(jié)合適當(dāng)?shù)膬x表工具某種意義上可以有相當(dāng)于三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的功能！如果開拓思路，相信會(huì)有更多的用途。

4　結(jié)束語

我國(guó)目前已經(jīng)舉辦五屆數(shù)控大賽并已參加國(guó)際技能競(jìng)賽，影響巨大；國(guó)家每年在天津舉辦一次全國(guó)職業(yè)院校技能大賽，形成“普通教育有高考，職業(yè)教育有大賽”兩條平行軌道的制度設(shè)計(jì)，是我國(guó)教育改革的一項(xiàng)制度創(chuàng)新，更是職業(yè)教育在人才評(píng)價(jià)機(jī)制和選拔機(jī)制上的一次有益嘗試。

競(jìng)賽成績(jī)反映職業(yè)實(shí)力，競(jìng)賽促進(jìn)職業(yè)教育，職業(yè)教育促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，這已經(jīng)成為全社會(huì)的共識(shí)。各職業(yè)院校近年來都積極參加數(shù)控競(jìng)賽，但大多處在“為賽而賽”、“為名而賽”等層次上。因此“以賽促教、以賽促學(xué)、以賽促改”還有許多問題期待大家共同研究。

參考文獻(xiàn)：

［1］周萬春.關(guān)于數(shù)控機(jī)床操作技能訓(xùn)練模式的探討［J］.中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2006（02）：5-8.

［2］鄧春麗.數(shù)控機(jī)床操作技術(shù)教學(xué)的有效途徑［J］.大眾科技，2008（12）：170.

［3］李曄，于洪涓.數(shù)控機(jī)床操作技能培訓(xùn)模式探討［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2014（04）：238.

(編輯：王智圣)

Operation Training of CNC Machine Tools Based on the Project Data

HU Xiao-bo1，SHI Lei2，OUYANG Yi-wen1
（1. Jiangxi Vocational College of Mechanical & Electrical Technology，Nanchang330013，China；2. Jiangxi Technical College of Manufacturing，Nanchang330095，China）

Abstract:In the practice teaching and training of CNC competitions, it’s focus of the study that how to effective do operator training of CNC machine tools. In order to do more targeted for operator training of CNC machine tools, the paper combined with CNC competitions experience, and research on operator training of CNC machine tools based on the project data; finally it improve skills of CNC machine operation.

Key words:CNC machine tools；operation training；guiding thoughts；project data

作者簡(jiǎn)介：第一胡小波，男，1980年生，江西九江人，碩士研究生，講師。研究領(lǐng)域：數(shù)控技術(shù)。已發(fā)表論文2篇。

收稿日期：2015－10－17

DOI:10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2015. 11. 039

中圖分類號(hào)：TG659

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009－9492 ( 2015 ) 11－0153－03