史銀花

(江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院鎮(zhèn)江分院 機(jī)電工程系，江蘇 鎮(zhèn)江　212016)

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《仿形車削循環(huán)》教學(xué)設(shè)計(jì)

史銀花

(江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院鎮(zhèn)江分院 機(jī)電工程系，江蘇 鎮(zhèn)江212016)

摘要：以“數(shù)控加工工藝與編程”課程中《仿形車削循環(huán)》為例，深入分析教學(xué)設(shè)計(jì)背景和教學(xué)設(shè)計(jì)過程，并通過斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件綜合比較G71，G73兩種編程指令格式及其對應(yīng)的刀路軌跡間的異同，可以讓學(xué)生快速掌握學(xué)習(xí)任務(wù)的關(guān)鍵點(diǎn)，取得較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：教學(xué)設(shè)計(jì)； G73指令； G71指令

為了全面提升教育教學(xué)質(zhì)量，江蘇省教育科學(xué)研究院在“十二五”期間組織開展了全省職業(yè)學(xué)?！拔逭n”教研工作和“兩課”評比活動?！拔逭n”教研活動包括備課、上課、說課、聽課、評課等5個(gè)方面的職業(yè)教育活動；“兩課”評比活動，即省級“示范課”和“研究課”的評比競賽活動。這項(xiàng)活動的開展可以引導(dǎo)教師更新教育教學(xué)觀念、創(chuàng)新教學(xué)方式和教學(xué)模式、提升專業(yè)能力和教學(xué)水平，進(jìn)而全面提高職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量[1]。教學(xué)設(shè)計(jì)是其中重要的一環(huán)，必須綜合運(yùn)用各種有效教學(xué)資源和教學(xué)手段，以精巧的策略、科學(xué)的步驟、合乎學(xué)習(xí)心理的教學(xué)方式，創(chuàng)設(shè)一種有效的教與學(xué)的“過程”或“程序”[2]。

1教學(xué)設(shè)計(jì)背景

基于“項(xiàng)目導(dǎo)向，任務(wù)驅(qū)動”的教學(xué)思路，選取學(xué)生感興趣的加工零件，并以數(shù)控仿真操作為載體，由簡到繁、由易到難、循序漸進(jìn)地完成教學(xué)任務(wù)。把課堂還給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，感悟知識。

1.1教材分析

“數(shù)控加工工藝與編程”是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，是數(shù)控技術(shù)專業(yè)的核心課程。它是在“機(jī)械制圖”“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”等課程的基礎(chǔ)上開設(shè)的，并且是后續(xù)課程“數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修”“特種加工”的基礎(chǔ)，具有承前啟后的作用。選用楊建明主編、北京理工大學(xué)出版社出版的高職教育“十二五”創(chuàng)新型精品規(guī)劃教材《數(shù)控加工工藝與編程》[3]。教學(xué)任務(wù)是利用數(shù)控車床加工復(fù)雜的零件外形輪廓。仿形車削循環(huán)指令G73能夠彌補(bǔ)G71車削指令的不足，在整個(gè)教學(xué)單元中的地位舉足輕重。

1.2學(xué)情分析

授課對象是五年制高職數(shù)控技術(shù)專業(yè)二年級的學(xué)生。他們思維活躍，樂于嘗試。經(jīng)過前階段相關(guān)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)能夠熟練運(yùn)用外徑粗車循環(huán)指令G71獨(dú)立完成簡單輪廓零件的加工，具備基本編程與加工能力。

1.3教學(xué)目標(biāo)、重點(diǎn)、難點(diǎn)

針對課程情況與學(xué)生特點(diǎn)，擬定教學(xué)目標(biāo)： 1) 掌握G73指令的編程格式和編程方法。2) 區(qū)分G71指令和G73指令的應(yīng)用場合。3) 運(yùn)用G73指令在數(shù)控仿真軟件上加工符合要求的零件。

教學(xué)重點(diǎn)為編程格式和編程方法的學(xué)習(xí)，教學(xué)難點(diǎn)為編程指令的實(shí)際運(yùn)用。

1.4教學(xué)策略

1) 以學(xué)生感興趣的國際象棋和酒杯作為課程導(dǎo)入、知識講授和演練的線索性要素，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2) 充分利用多媒體設(shè)備及課程學(xué)習(xí)網(wǎng)站等資源，引入數(shù)控仿真軟件，類比知識，降低學(xué)習(xí)難度，增強(qiáng)學(xué)生的自信心，提高學(xué)生的技能水平。

3) 采用先會后懂的方式，讓學(xué)生運(yùn)用仿真軟件不斷實(shí)踐，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力。

2教學(xué)設(shè)計(jì)過程

授課前，教師將學(xué)習(xí)任務(wù)書、教學(xué)課件及相關(guān)視頻上傳至校園網(wǎng)數(shù)字空間以便于學(xué)生課前預(yù)習(xí)。同時(shí)，教師還要準(zhǔn)備教學(xué)課件、學(xué)習(xí)任務(wù)書、仿真軟件、教學(xué)視頻及評價(jià)表等。

2.1任務(wù)引入

播放國際象棋的視頻片段，展示上一屆學(xué)生的設(shè)計(jì)及加工作品，引出學(xué)習(xí)任務(wù)——國際象棋的加工，如圖1所示。

2.2任務(wù)實(shí)施

任務(wù)實(shí)施是知識學(xué)習(xí)和技能培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。按照零件的加工流程，將學(xué)習(xí)任務(wù)分成工藝分析、編程及仿真兩個(gè)階段。

2.2.1工藝分析

綜合運(yùn)用所學(xué)知識分組討論，針對圖1進(jìn)行工步劃分，并選取合理的加工刀具和切削用量，完成如圖2所示的數(shù)控加工工藝卡。教師強(qiáng)調(diào)注意刀具干涉等事項(xiàng)，并對學(xué)生進(jìn)行過程考核。

項(xiàng)目仿形車削循環(huán)(G73)系統(tǒng)FANUC0iT材料45裝夾定位簡圖程序名稱O0001切削用量工序號工步工步內(nèi)容刀具主軸轉(zhuǎn)速/(r/min)進(jìn)給速度/(mm/min)背吃刀量/mm11如簡圖裝夾工件,35°尖頭外圓車刀粗加工工件右端,長度90mmT0101800/1200120/801/0.252用切斷刀切斷工件,并保證工件總長T0202300手輪當(dāng)量0.013用45°外圓刀修去毛刺T0303500手輪當(dāng)量0.01

圖2數(shù)控加工工藝卡(參考工藝)[3]

2.2.2編程及仿真

1) 讓學(xué)生用G71指令對圖1進(jìn)行編程并仿真。軟件報(bào)警提示：零件輪廓非單調(diào)變化。引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)，外形非單調(diào)變化零件不能用G71指令加工。

2) 指導(dǎo)學(xué)生修改程序，將G71指令改成G73指令，并修改格式中U和R的數(shù)值，得到正確的仿真結(jié)果。學(xué)生體驗(yàn)到成功的樂趣，激起學(xué)習(xí)欲望[4]。

3) 利用投影給出G71指令和G73指令的標(biāo)準(zhǔn)格式，如表1所示，對比參數(shù)，重點(diǎn)講解U和R，隨后給出計(jì)算公式，通過實(shí)例計(jì)算U和R。為了讓學(xué)生即學(xué)即用，要求他們獨(dú)立完成如圖3所示的酒杯圖紙的工藝分析及編程加工。

表1　G71指令和G73指令標(biāo)準(zhǔn)格式[5]

圖3酒杯加工圖

2.3任務(wù)提升

播放兩組仿真視頻，詳見圖4，圖5，再次類比G73指令與G71指令，幫助學(xué)生梳理兩者之間的關(guān)系，找出各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

圖4　視頻1

圖5　視頻2

學(xué)生通過觀看視頻發(fā)現(xiàn)，零件外形呈現(xiàn)單調(diào)變化特征時(shí)，G71指令和G73指令均可以進(jìn)行加工，但G71加工效率更高；零件外形非單調(diào)變化時(shí)，只能用G73指令進(jìn)行加工。最后，師生共同總結(jié)G71指令和G73指令的應(yīng)用場合。

2.4任務(wù)總結(jié)與評價(jià)

在任務(wù)考核表中設(shè)置多個(gè)考核項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)過程性評價(jià)[6]。學(xué)生將自己在學(xué)習(xí)中遇到的問題和解決的方法記錄到學(xué)習(xí)任務(wù)書中，并針對自己的每個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)給予恰當(dāng)評價(jià)。教師依據(jù)各小組的積分評選優(yōu)勝小組并進(jìn)行表彰。

3結(jié)束語

理性審視教材，對教材進(jìn)行深入的分析，充分利用數(shù)控仿真軟件，并輔以信息化手段教學(xué)，可以取得較好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 沈暉.解讀“五課”教研和“兩課”評比[J].教育教學(xué)論壇,2014(35):168-169.

[2] 汪霞.對教學(xué)設(shè)計(jì)問題的幾點(diǎn)思考[J].教育探索,2004(12):29-31.

[3] 楊建明.數(shù)控加工工藝與編程[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,2014:109-112.

[4] 李福運(yùn).封閉切削循環(huán)指令G73的應(yīng)用與研究[J].南方金屬,2013(12):52-54.

[5] 張萍.數(shù)控加工工藝與編程[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,2015:93-94.

[6] 范月圓,李玉蘭,劉華勇.《分壓式偏置共射放大電路》教學(xué)設(shè)計(jì)[J].鎮(zhèn)江高專學(xué)報(bào),2015,28(3):103-105.

〔責(zé)任編輯： 盧蕊〕

Teaching design of Copying Turning Circulation

SHI Yinhua

(Electrical and Mechanical Engineering Department, Zhenjiang Branch of Jiangsu Combined Higher Vocational College, Zhenjiang 212016， China)

Abstract:Taking Copying Turning Circulation in the NC machining process and programming course as an example, this paper analyzes the teaching design background and the design process. Comprehensive comparison of the similarities and differences of G71, G73 programming instruction format and the corresponding tool path trajectory is made through the swansoft CNC simulator so that students can quickly grasp the key points of learning tasks and achieve better teaching effect.

Key words:teaching design; G73 instruction; G71 instruction

收稿日期：2015-12-10

作者簡介：史銀花(1984—)，女，江蘇鹽城人，講師，碩士，主要從事數(shù)控加工研究。

中圖分類號：G642.41

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號：1008-8148(2016)02-0091-03