【摘要】本文將中國象棋的編程與加工運用到數(shù)控銑床實訓教學中,把實訓作品變成真正的產品,并面向市場推廣。既減少原材料的浪費,又激發(fā)了學生的學習興趣。首先設計中國象棋棋子的三維模型,制定出合理的工藝方案;然后,使用CAD/CAM軟件進行中國象棋棋子的編程與仿真加工;最后使用XK7123數(shù)控銑床進行真實加工及檢驗。整個過程采用理實一體化教學,培養(yǎng)學生的職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)能力。
【關鍵詞】數(shù)控銑床 編程與加工 CAD/CAM 理實一體化教學 職業(yè)能力
【中圖分類號】TG547-4 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2018)17-0025-01
引言
《數(shù)控銑床實訓》課程教學,往往是根據(jù)教材內容選擇制定相應的實驗/實訓項目,學生的實訓內容往往只是一種消耗原材料的過程。雖然在整個消耗原材料的過程中,學生也學會了一些基本的操作技能,但是實訓的作品缺乏實用價值,更無法向市場進行推廣,使得原本采購的標準原材料在經過實訓教學后,最終變成了一堆無用品、次品甚至是廢品,造成了資源的浪費。本文將中國象棋的編程與加工運用到《數(shù)控銑床實訓》課程教學中,把實訓作品變成真正的產品,并向市場推廣,既減少原材料的浪費,又激發(fā)了學生興趣,提高數(shù)控銑床實訓的教學質量。
一、分組教學,明確任務
以“學生為主體,教師為主導?!边@短短兩句話,是我們教師終生的追求,不懈的努力。[1]本實訓項目采用分組教學法和任務驅動法組織實施,力求充分發(fā)揮學生的主動性,創(chuàng)造性,教師在實訓教學過程中主要起引導作用。
實訓前,分組工作是首個重要的教學組織環(huán)節(jié),根據(jù)實際情況對學生進行分組(建議每臺數(shù)控銑床分配4-6名學生為宜),并在組員中選舉產生1名組長,由組長負責組織協(xié)調組員的工作任務。組長有權對本組組員的實訓任務進行分配,每個組員必須無條件地服從組長分配給自己的實訓任務,而且競選成功的組長將獲得平時成績的加分待遇。
分組完成后,指導教師以組為單位下發(fā)預先設計好的《實訓任務表》,由組長負責給組員分配任務,要求分配完成后組員簽字確認。
二、加工工藝方案制定(任務一)
該任務由1~2名學生完成,任務時間為20分鐘,要求完成選材、制定工藝方案、合理選擇刀具、夾具、量具,完成零件加工工藝卡片的填寫工作。[2]下達該任務前,指導教師應對學生進行必要的理論指導,具體內容如下:
(1)中國象棋的棋子為圓柱形零件,且在端面上要求使用隸書刻字,因此考慮選用φ35的塑料棒材作為毛坯,先通過車床將材料車削成棋子形狀,并達到尺寸要求,再通過數(shù)控銑床進行端面刻字加工,最后通過手工方式進行著色。
(2)棋子的車削工序采用手工編程完成,在CK6132型數(shù)控車床上進行加工,加工數(shù)量為32顆(紅棋、黑棋各16顆)。
(3)棋子端面銑削刻字的工序,采用數(shù)控銑床通用夾具——平口鉗進行工件裝夾。考慮到塑料棒材質較軟,為避免夾傷棋子的外圓柱表面,要求采用銅皮包裹棋子圓柱表面進行裝夾,且夾緊力不宜過大。
(4)棋子端面刻字時要求銑刀的直徑較小,根據(jù)圖樣技術要求,考慮采用φ1-φ2的立銑刀,采用高轉速進行銑削刻字。主軸轉速及進給速度建議設置為2500r/min和100mm/min,在實際加工過程中,可通過主軸倍率修調開關和進給速度修調開關進行實時修調。
(5)中國象棋棋子加工工藝卡片設計
根據(jù)對中國象棋棋子的工藝分析,完成數(shù)控加工工藝卡。
三、數(shù)控編程及仿真加工(任務二)
該任務由1~2名學生完成,要求采用“Master-CAMX3軟件”及“上海宇龍數(shù)控仿真系統(tǒng)”對棋子進行數(shù)控銑削編程與仿真加工,[3]建議完成單顆棋子數(shù)控編程及仿真加工任務的時間為30分鐘。
四、中國象棋真實加工及后處理(任務三)
該任務由1~2名學生完成,要求采用XK7132型數(shù)控銑床進行棋子的數(shù)控銑削加工。建議完成單顆棋子加工任務的時間為30分鐘,具體步驟如下:
首先使用DNC程序傳輸軟件,將棋子數(shù)控銑削加工程序傳輸?shù)綌?shù)控系統(tǒng)中;然后根據(jù)技術要求調整機床參數(shù),空運行檢查合格后進行生產加工;最后對產品去除毛刺并進行填色處理。中國象棋加工效果如圖1、圖2所示:
五、零件檢驗與評價(任務四)
該任務由學生和老師共同完成,采取學生自評和教師評分相結合的方式[4],對中國象棋的加工質量進行評估和總結,建議任務時間為10分鐘。
六、結語
本文以“中國象棋的編程與加工”作為數(shù)控銑床實訓項目,進行理實一體化教學設計。整個教學過程為90分鐘,以完成單顆象棋棋子的數(shù)控銑床編程與加工為教學目標,教學內容涉及“團隊協(xié)作與溝通”、“零件三維造型”、“數(shù)控加工工藝的編制與實施”以及“數(shù)控機床編程與操作”等多個方面,較為全面地培養(yǎng)了學生的職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)能力。結合學校實際情況,充分運用我校高新基地的實訓設備,以整副中國象棋(共計32顆棋子)的數(shù)控編程與加工為實訓教學任務,力求達到“教室與車間相融合,老師與師傅相融合,實訓與實作相融合,學生與學徒相融合,成績與成效相融合?!盵5]提高數(shù)控銑床實訓的教學質量,培養(yǎng)高素質技能型人才。
參考文獻:
[1]《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》,新華社北京,2010:第一部分第一章.
[2]朱明松,《數(shù)控銑床編程與操作項目教程》,機械工業(yè)出版社,2011:48-49.
[3]何偉,劉濱,《Mastercam基礎與應用教程》,機械工業(yè)出版社,2010:189-216.
[4]王新,《數(shù)控銑床編程與操作》,西安電子科技大學出版社,2015:47.
[5]戴偉,《讓職業(yè)教育走向高端向應用型本科高校邁進》,重慶科創(chuàng)職業(yè)學院第二屆教職工代表大會工作報告,2015年12月18日.
作者簡介:
金江(1981.7),男,重慶榮昌,講師/數(shù)控車工高級技師,本科,工學學士。主要從事機械專業(yè)教學及教學管理工作。