【关键词】： 数控加工 工艺设计 分析 改进建议
【中图分类号】TG659
数控加工根据零件图样及工艺要求等原始条件，编制零件数控加工程序，并输入到数控机床的数控系统，以控制数控机床中刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。数控加工的原理是通过把数字化了的刀具移动轨迹信息（通常指CNC加工程序），传入数控机床的数控装置，经过译码、运算，指挥执行机构（伺服电机带动的主轴和工作台）控制刀具与工件相对运动，从而加工出符合编程设计要求的零件。数控加工的工艺设计和传统的工艺设计相似，也是需要遵循以下步骤：分析零件、确定毛坯、设计工艺过程、工序设计以及填写工艺文件等。
数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所运用各种方法和技术手段的总和，应用于整个数控加工工艺过程。数控加工工艺是伴随着数控机床的产生、发展而逐步完善起来的一种应用技术，它是人们大量数控加工实践的经验总结。数控车削加工工艺科学的分析是保障数控车削加工零件顺利完成的前提条件，分析的内容包括切削用量及确定零件的选择、设计工序及工步、优化并计算加工的轨迹、图纸的加工工艺分析、选择设计工具及夹具、加工工艺技术文件的编制。本文就数控车削加工工艺进行了具体的分析，并提出了科学合理的改进建议。
一、数控加工工艺的内容：
（1） 选择并确定进行数控加工的零件及内容；
（2） 对零件图纸进行数控加工的工艺分析；
（3） 数控加工的工艺设计；
（4） 对零件图纸的数学处理；
（5） 编写加工程序单；
（6） 按程序单制作控制介质；
（7） 程序的校验与修改；
（8） 首件试加工与现场问题处理；
（9） 数控加工工艺文件的定型与归档。
二、数控加工工艺具体的分析
包括内容：产品的零件图样分析和结构工艺性分析两部分。
（1） 零件图样分析
①零件图上尺寸标注方法应适应数控加工的特点；②分析被加工零件的设计图纸 ；③构成零件轮廓的几何元素（点、线、面）的条件（如相切、相交、垂直和平行等），是数控编程的重要依据。
（2） 零件的结构工艺性分析
①零件的内腔与外形应尽量采用统一的几何类型和尺寸；②内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，所以内槽圆角半径不应太小； ③零件铣槽底平面时，槽底圆角半径r不要过大； ④应尽可能在一次装夹中完成所有能加工表面的加工，为此要选择便于各个表面都能加工的定位方式；若需要二次装夹，应采用统一的基准定位。
三、数控加工的工艺路线设计
数控加工的工艺路线设计与普通机床加工的常规工艺路线拟定的区别主要在于它仅是几道数控加工工艺过程的概括，而不是指从毛坯到成品的整个工艺过程，而且要兼顾常规工序的安排，使之与整个工艺过程协调吻合。
1、工序的科学划分
保持精度原则和提高生产效率原则是数控机床加工时的两种划分原则。保持精度也就是工序要尽量集中，粗、细在完成过程中应该分开进行，这样就会降低热及切削刀变形对工件的位置、尺寸精度等得影响，保证工件的形状要求；提高生产效率的原则，也就是在操作过程中提高成功率，减少换刀次数，节省时间，也应该减少空行程。
（1）划分方法 ：①按安装次数划分工序； ②按所用刀具划分工序； ③按粗、精加工划分工序；④按加工部位划分工序 。
（2） 加工顺序的安排
①尽量使工件的装夹次数、工作台转动次数、刀具更换次数及所有空行程时间减至最少，提高加工精度和生产率；②先内后外原则；③精度要求较高的主要表面的粗加工应安排在次要表面粗加工之前；大表面加工时，一般也需先加工大表面；④在同―次安装中进行的多个工步，应先安排对工件刚性破坏较小的工步；⑤在保证加工质量的前提下，可将粗加工和半精加工合为一道工序；⑥加工中容易损伤的表面（如螺纹等），应放在加工路线的后面。
数控加工工艺与普通加工工艺的区别及特点
由于数控加工采用了计算机控制系统和数控机床，使得数控加工具有加工自动化程度高、精度高、质量稳定、生成效率高、周期短、设备使用费用高等特点。在数控加工工艺上也与普通加工工艺具有一定的差异。普通加工工艺：许多具体工艺问题，如工步的划分与安排、刀具的几何形状与尺寸、走刀路线、加工余量、切削用量等，在很大程度上由操作人员根据实际经验和习惯自行考虑和决定，一般无须工艺人员在设计工艺规程时进行过多的规定，零件的尺寸精度也可由试切保证
2、 数控加工工艺现存的问题
（1）数控加工操作人员的理论水平受限，从事多年的数控加工人员积累了丰富的实践经验，但目前科技及各方面的飞速发展，操作者的理论知识水平并没有完全适应整个社会的发展水平。因此，导致了一些新技术没能及时的运用到实践中去，这样也就是阻碍了我国整个数控领域的发展水平。
（2）数控企业的投资相对不足影响加工工艺的发展，在我国很多数控加工企业为了得到更多的利润，投入的就相对不足，工量具的设备不足也导致了在实际操作中的障碍出现，在加工的工程中出现问题零件，没有合适的工具而不能及时的补救零件，降低了工作的效率。
3、具体的改进措施
（1）企业加大对现有技术人员的培训力度，制定出具体的进修计划，大力培养在职技术人员的理论水平，从而提高工作效率；同时积极引进高学历技术人员，通过他们先进的理念及时的对现有的数控车削加工工艺进行科学的分析调整，使数控车削加工工艺适应社会的发展状态，不落后于其他企业或国家。
（2）企业高管要把眼光放远，加大投资力度，保证企业的顺利发展。只要坚持原则，投入越多回报越大，这是一个正常的发展规律，运用科学、先进的理论进行数控车削的加工工艺分析，与实际的操作结合起来，肯定会为企业带来更多的效益。
随着计算机技术突飞猛进的发展，数控技术正不断采用计算机、控制理论等领域的最新技术成就，使其朝着高速化、高精化、复合化、智能化、高柔性化及信息网络化等方向发展。整体数控加工技术向着CIMS（计算机集成制造系统）方向发展。
参考文献
[1] 康战，聂凤明，刘劲松，等.单点金刚石精密数控车削加工技术及发展前景分析[J].光学技术，2010，2.
关键词：数控加工工艺 一体化教学
一体化教学是指在一个明确的培养目标下，老师在教学过程中将理论、实践有机地融为一体以达到最好的教学效果的一种教学方法。笔者在学校主要从事数控加工工艺学课程的教学工作，下面将数控加工工艺学中目前存在的一些问题以及如何实现一体化教学跟大家做些交流与探讨。
一、数控加工工艺在教学过程中存在的问题
数控加工工艺学主要包括数控机床概述、数控机床的机械结构、数控加工工艺基础、数控加工用刀具与夹具、数控车削加工工艺、数控铣削加工工艺、数控电加工工艺等内容。在实际教学中存在着理论知识与实际操作脱节的现象，学生学到的东西不能很好地应用于实践，学习积极性不高，达不到很好的教学效果。
针对以上所存在的这些问题，笔者认为应该在数控加工工艺教学中采用一体化教学。下面谈一谈在数控加工工艺中实行一体化教学的具体方案。
二、在数控加工工艺中实行一体化教学
1.创设“车间课堂”，调动学生的学习积极性
机床坐标系这一节可以在数控车间通过数控车床来讲。学生通过对数控车床的实际操作，确定X轴和Z轴的运动正方向，建立车床坐标系，在动手中掌握这一知识点，激发了学习兴趣。为了调动学生的积极性，教师可以提出一个问题：数控铣床也是这样建立机床坐标系吗？课后，有的同学迫不及待地想要知道其中的道理。笔者告诉他们要用右手笛卡尔原则来确定，学生又进入激烈讨论中。能提出这样的问题说明他们想利用理论学习去了解实践情况。所以，学生通过在课堂中动手体会实践的作用及重要性，产生一种通过实践来解开某些疑问的迫切需要，能够提高学生的学习积极性。
2.“创设问题情境”，使学生在实践中深感理论学习的重要
在上课时，要设置疑问，把一个个理论知识点巧妙地设置在实训之中。学生通过实际操作，发现自己需要哪些理论知识，继而通过自己的思考、努力和教师的提示来掌握这一知识，激发了学习兴趣与求知欲。比如：在讲数控车削工艺分析时，可以让学生自己在数控车床上加工轴类零件。通过操作，学生会发现如何分析零件图，选择如何加工路线及加工方法，用什么样的刀具，如何装夹工件，如何选择切削用量都需要工艺课中的理论知识。意识到这一点后，学生立即翻书讨论，不放过每一个细小问题，从而产生一个由实践兴趣理论动力思考再回到实践的良性循环。
3.将数控加工工艺理论和实际操作相结合，互相渗透
每当有学生反映理论所学的有关内容到了实习中有时感觉理论知识不够用，笔者就会马上抓住时机向他们讲授工艺课与实习课的关系。理论课的内容作为指导实际内容具有一般性，而实习是具体的。只有牢牢地掌握某一方面的理论，才能去指导类似的不同的实践。因而理论与实践课不能脱节，即理论――实践再理论再实践，而每一次的理论――实践之后的这一过程比前一次要有所深入，有所提高。
工艺课要为实训课服务，实训课要学习必要的工艺知识，这样才能使学生牢固地掌握知识，掌握实践方法。针对以上情况，倡导“先会后懂，再提高”的教学理念，对工艺课坚持以“够用”为原则，以实践教学为中心，所学的理论知识要主动服务于实践。笔者采用“会（实习）――懂（学理论）――精（提高）”的教学模式，先安排实践学习，再安排理论学习，最后归纳总结。如数控车床的操作，让学生首先熟悉数控车床（开机、关机、操作面板上各功能键的使用、机床回零）等的基本操作，然后对加工所需要的知识（对刀、零件的工艺分析，零件的装夹方案、刀具的选择、切削用量的选择）等理论知识进行学习，接着再运用所学到的理论知识操作数控车床，最后分析总结加工过程出现的问题，并予以改进，从而使学生的理论知识和实践融会贯通。在教学工作中，学生先进行实践，再带着问题去学习理论知识，学习理论知识的目的是解决前一实践过程中遇到的问题和为下一实践环节做准备。整个教学过程是实践――认识――再实践――再认识，直至贯通，实现以实践为中心的工艺课程主动服务于数控实训课的新型教学模式。
论文摘要：本文通过分析目前我国数控技术人才培养现状和企业对数控技术人才的素质要求，探讨数控技术应用岗位所需专业知识的结构，最后提出了对专业基础课，专业课程的教学课程及内容进行整合的基本思路。
随着科学技术的发展，世界先进制造技术的兴起和不断成熟，对数控加工技术提出了更高的要求，目前我国制造业已开始广泛使用先进的数控技术，但掌握数控技术的机电复合型人才奇缺，数控编程、数控机床操作和维护人员更是不足。据调查目前我国高校数控方向的毕业生每人通常有4个以上的就业岗位可供选择，毕业生一次性就业率在95％以上。来自大学、高等职业技术院校的数控技术应用专业的毕业生，虽然具有一定的专业知识和动手能力，但缺乏工艺经验，难以满足某些企业对加工和维修一体化的复合型人才的要求。这主要是作为培养技术人才的高校、高职院校在加大培养数控人才的力度的同时，没有根据数控技术岗位需求的变化来相应的改变教学模式和教学内容，仍在延续传统教学模式所造成的。
目前市场对数控人才的需求有以下三个层次，所需掌握的知识结构也各不同。
(1)金领层：这类人才需熟悉机械加工和数控加工工艺，具有熟练的数控编程能力、较高的数控设备操作能力和数控设备的维护、维修能力，且具有一定的实际经验和宽厚的综合理论知识，能自行完成数控系统的选型、数控机床机械机构的设计和控制系统的安装调试和维护，独立完成机床数控化改造等工作。
(2)灰领层：具有较为系统的机械加工工艺理论知识，熟悉数控加工工艺的特点，能够完成数控程序编制和数控机床维护等工作。
(3)蓝领层：具有手工编程和调试数控机床的能力，熟练的数控机床操作能力，了解自动编程和数控机床的简单维修，能够完成数控机床的操作、调试和维护等工作。
本文从培养数控技术应用型通才的角度来探讨其岗位所需的专业知识结构，并依此为基础来讨论专业基础课和专业课程的设置及课程教学内容的整合。
数控技术是用数字化信号对设备运行及其加工过程进行控制的一种自动控制技术。模拟控制系统中的控制信息是模拟量，而数字控制系统中的控制是数字量，在计算机技术迅速发展的推动下数控技术以其表达信息准确，可进行复杂信息处理且具有逻辑处理能力，使刚性机械设备具备了柔性。
从机床控制技术的观点来看，数控技术的cnc系统把计算机引入数控系统，可利用计算机的数据处理能力方便地实现各种控制策略，用软件实现机床的开关量控制。当被加工对象的数字信息被送入到专用的或通用的计算机后，计算机对输入的信息进行处理与运算，发出各种指令来控制机床的伺服系统或其它执行元件，使机床自动加工出所需要的工件。数控机床就是将加工过程所需的各种操作和步骤，以及刀具与工件之间的相对位移量都用数字化的代码来表示。这使数控机床与其它自动机床具有了一个显著的区别：当加工对象改变时，除了重新装夹工件和更换刀具之外，只需要更换新的控制程序，不需要对机床硬件作任何调整或少量调整即可。
从机械加工技术的观点来看，数控加工技术属于现代制造技术的范畴，是计算机技术、信息技术与机械技术交叉融合而形成的一门综合性新技术。数控机床，是数字控制技术嫁接到金属切削机床上的产物。数控机床的加工方法仍然是采用金属切削方法。因而，数控加工与传统机械加工的工艺规程从总体上说是一致的。由数控机床的成形运动的控制采用了计算机数字控制技术，不但能够使其成形运动实行两轴或多轴联动，使数控机床能够在两维和三维空间中实现任意曲面的加工，而且使机床结构大大简化，使数控机床所能采用的切削方法增多，加工工艺范围增大。因而数控加工工艺过程与传统加工工艺过程产生了较大差异，主要体现在：单台数控机床可使用多种切削加工方法、工艺范围增大，数控加工的工序内容比普通机加工的序内容复杂、工艺过程缩短，工艺装备种类和数量减少，装夹次数减少，加工精度和质量主要由机床保证，特别是加工中心(mc)，可实现除定位基面以外的其它大部分表面的加工，机床柔性增大。数控加工工艺的制订不但涉及到传统机械制造工艺制定的基本理论知识，还包括加工原点的确定、工序内容的划分、刀具轨迹的确定、刀具的选择与使用和切削用量的选择等具体内容。
从以上分析，数控的金领层应具备根据被加工对象的工艺特征和特殊要求，编制数控程序及调试、维护数控机床和使用数控机床进行加工的能力。
根据其能力需求，我们可以从以下两个方面来分析其所需的知识结构。
从机床控制方面，数控的金领层应在电工电子、计算机原理及控制、计算机编程语言、数控原理及数控机床、数控软件及数控编程等方面具备扎实的基础知识；
从机械加工方面，数控的金领层应在现代机械设计、机械加工工艺、金属切削理论、夹具、刀具和量具等方面具备扎实的基础知识；
从机械加工技术和控制两个方面出发，数控技术应用所涉及的学科范围广、教学内容多、课程内容本身具有其系统性要求。怎样在有限的教学时间里，将所需的基本知识传授给学生，且能达到培养目标的要求，是课程体系建立和教学内容的确定过程中应解决的关键问题。因此，课程内容的合理安排和整合是必需的，也是至关重要的。
通过对以上两方面知识的分析，职业教育数控培养方向的专业课程知识结构应以“机械制图和机械设计理论为起点，材料和塑性成形方法为基础，机械加工工艺为核心，数控技术为手段”这一基本认识来构建。根据课程理论的辩证适度原则、综合性与系统性相结合原则、统一性和多样性相结合原则；课时分配比例合理原则；开放性原则；超前性原则；理论性和实践性相结合原则，将机械领域与数控技术领域的基础知识整合，提出以下职业教育数控培养方向专业课程知识结构的建立思路。
关键词:数控机床 加工工艺 分析
中图分类号:TG51 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(c)-0120-01
在科技超速发展的社会中,数控机床的各项技术也在突飞猛进的前进着,现代化的技术水平要求我们必须不断地随着社会的脚步发展,运用科学的理论与扎实的实际相结合起来,去对数控技术进行改进,使我国数控车削加工技术位于世界领先状态。数控车削加工工艺科学的分析是保障数控车削加工零件顺利完成的前提条件,分析的内容包括切削用量及确定零件的选择、设计工序及工步、优化并计算加工的轨迹、图纸的加工工艺分析、选择设计工具及夹具、加工工艺技术文件的编制。由此可见,数控加工工艺性分析是整个零件加工的方法和技术手段结合体。本文就数控车削加工工艺进行了具体的分析,并提出了科学合理的改进建议。
1 数控车削加工工艺具体的分析
1.1 零件图的具体分析
(1)数控车削工艺首先要考虑的就是零件图的合理性。主要在三方面进行分析,即零件图上的尺寸标注方法是否适和数控机床的加工要求、分析节点坐标的计算和分析被加工零件的精度与技术程度要求。
(2)零件图上的尺寸标注方法是否适和数控机床的加工要求,这决定了加工零件的合理性,同一基准下直接给出标注尺寸,可以使设计、工艺、测量的基准和编程原点统一起来。这样就可以避免不必要的麻烦,使各种编程计算得到简单化。
(3)分析节点坐标的计算,在对零件进行加工中包括手工编程与自动编程,在手工编程时要计算出每个节点坐标,在自动编程时则要定义所有几何元素。所以,在进行分析零件图时,要分析节点坐标的计算。
(4)分析被加工零件的精度与技术程度要求,想要选择出零件合理地加工方法、装夹方式及切削用量等等,必须分析出零件具体尺寸加上高超的技术水平。充分考虑各种可能性,做好假如达不到预想效果时的补救措施,在既定目标下完成好各个环节,并及时根据实际情况变换切削速度,任何情况下都要保证工作质量,事实就是,不掩盖事实。
1.2 分析加工中如何选择夹具与刀具
装夹的最低次数是提高加工效率的表现,同时要确保精准的加工质量。零件本身的外圆柱面是轴类零件的定位基准,套类零件则是内孔为基准,合理选择夹具非常重要;刀具选择也有技巧可循,寿命越长的刀具越能承受越多的切削用量,直径越大的刀具寿命越长。尖形、圆弧形和成型车刀是最常用的刀具。
1.3 工序的科学划分
(1)保持精度原则和提高生产效率原则是数控机床加工时的两种划分原则。保持精度也就是工序要尽量集中,粗、细在完成过程中应该分开进行,这样就会降低热及切削刀变形对工件的位置、尺寸精度等得影响,保证工件的形状要求;提高生产效率的原则,也就是在操作过程中提高成功率,减少换刀次数,节省时间,也应该减少空行程。
(2)加工顺序遵循先粗后精、先近后远、内外交叉和基面先行的原则。提高加工精度是要逐步完成的,切削条件的改善至关重要。
2 数控车削加工工艺现存的问题
(1)数控加工操作人员的理论水平受限,从事多年的数控车削加工人员积累了丰富的实践经验,但目前科技及各方面的飞速发展,操作者的理论知识水平并没有完全适应整个社会的发展水平。因此,导致了一些新技术没能及时的运用到实践中去,这样也就是阻碍了我国整个数控领域的发展水平。
(2)数控企业的投资相对不足影响加工工艺的发展,在我国很多数控加工企业为了得到更多的利润,投入的就相对不足,工量具的设备不足也导致了在实际操作中的障碍出现,在加工的工程中出现问题零件,没有合适的工具而不能及时的补救零件,降低了工作的效率。
3 具体的改进措施
(1)企业加大对现有技术人员的培训力度,制定出具体的进修计划,大力培养在职技术人员的理论水平,从而提高工作效率;同时积极引进高学历技术人员,通过他们先进的理念及时的对现有的数控车削加工工艺进行科学的分析调整,使数控车削加工工艺适应社会的发展状态,不落后于其他企业或国家。
(2)企业高管要把眼光放远,加大投资力度,保证企业的顺利发展。只要坚持原则,投入越多回报越大,这是一个正常的发展规律,运用科学、先进的理论进行数控车削的加工工艺分析,与实际的操作结合起来,肯定会为企业带来更多的效益。
4 结语
数控车削加工工艺作为数控机床这种高效率设备的必要条件,其科学合理的程度显得尤为重要,分析这种加工工艺必须具备高素质的头脑,掌握数控机床的操作技巧、特点及性能,在编程前也要进行详细的分析,制定科学合理的加工工艺,这样就会把数控机床的高性能、高自动化和高精度的特点发挥出来,使最合理的加工方案得到最丰厚的回报,为企业带来巨大的效益,为国家创造更大的价值。
参考文献
[1] 康战,聂凤明,刘劲松,等.单点金刚石精密数控车削加工技术及发展前景分析[J].光学技术,2010,2.
关键词：数控加工工艺 教学改革 能力进阶型系列化项目教学法
我校机械设计制造及其自动化专业紧密依托数控装备行业，紧跟先进制造技术的发展，为区域内经济发展培养应用型专门技术人才。在数控装备行业内，数控加工工艺对产品的加工质量和生产效率起着至关重要的作用。根据近年来企业对毕业生的反馈意见，需要着重加强工艺知识的教育，学校对数控加工工艺课程进行了重点修订。该课程是一门综合性课程，涉及知识面宽，而且随着许多先进装备（如多轴联动加工机床、复合加工机床）的开发和使用，在生产中出现了许多新工艺，因此，我们在课程教学中设计和实施了复杂零件数控加工工艺教学项目。
1 课程简介
数控加工工艺是本专业的一门专业核心课程，通过该课程的学习，要求学生掌握数控加工工艺的基本理论与知识；掌握数控车削加工、数控铣削加工、加工中心的加工工艺特点，能针对典型零件的技术要求和条件制定合理的数控加工工艺；掌握夹具一般设计原理和使用方法，具备按加工要求设计专用夹具或组装组合夹具的初步能力；掌握加工质量的含义及其影响因素与控制方法[1，2]。
2 课程教学模式
应用型本科院校的教学模式要与学术型本科院校和高等职业院校有所不同。理论知识不一定要很深入，但体系必须完整，使学生在分析工程问题时具备完整的知识结构；工程实践能力要进一步加强，使解决方案能快速组织实施。根据上述要求，将课程分为理论讲授和项目实践两部分。本文主要阐述针对复杂零件的数控加工工艺教学项目的设计和实施。
3 教学项目设计
该实践教学项目的目标是培养学生综合运用所学的知识，编制复杂零件的数控加工工艺，设计相应的夹具。要完成这一项目，学生需要具备以下知识和能力：①二维工程图的绘制和读图；②熟练运用一种三维CAD/CAM软件进行三维造型；③数控机床的认知和选型；④数控刀具的认知和选型；⑤零件的数控加工工艺专业知识；⑥夹具设计初步知识。
本文以换挡主壳体的加工工艺设计为载体进行能力进阶型系列化项目教学的开发设计[3-5]，该项目主要围绕箱体的加工工艺设计过程展开，项目过程如图1所示。
图1 教学项目内容组成部分
（1）图样分析。该阶段向学生发放图2所示的零件工程图和零件毛坯尺寸，要求学生明确零件图样尺寸的标注，分析有无工艺尺寸链需要解算，分析精度及技术要求。
（2）三维建模。该阶段通过三维模型（如图3所示）使学生进一步明确零件的几何尺寸关系，以验证工艺分析的准确性。
（3）加工顺序安排。该阶段主要要求学生明确几个主要加工表面，选定粗、精基准表面，安排加工顺序。本项目通常以十字形面作为粗基准加工下底面（如图4所示），然后以下底面为精基准加工其他表面（如图5所示）。
图4 工序1示意图
图5 工序2示意图
（4）机床和工具选择。该阶段主要要求学生明确各类机床的功能和使用范围，包括各种先进制造装备，如高速加工中心、五轴联动加工中心、车铣复合加工中心。这些设备我校工业中心都具备，另外CAD/CAM实验室也拥有各类机床的仿真模型，学生的选择余地较大。
（5）工艺夹具设计。本项目的特殊之处在于该零件仅仅依靠通常夹具（如精密平口钳等）无法完成数控加工，需要学生设计相应的专用夹具。这也是该项目中最能发挥学生创造性的地方。图6所示是学生设计的夹具装配图。
图6 工艺夹具设计图
（6）数控加工工艺卡制作。通过对以上完成内容的总结，要求学生制作简易的数控加工工艺卡，形成完整的工艺过程文件（如图7所示）。
图7 数控加工工艺卡
4 教学项目实施
这种具有相当难度和工作量的教学项目，其组织实施不同于一般的课内实验，项目安排在CAD/CAM实验室进行，全班学生分成若干小组，每组4～5人，每人1台计算机，每组安排项目组长1名，任务安排如下：
（1）资料准备。每组准备一套设计资料，包括《机械加工工艺手册》《机械设计手册》和《机床夹具设计手册》等。
（2）三维建模。该任务每名学生都要完成，强化三维设计软件的使用，为自动编程打好基础。
（3）方案讨论。在小组内讨论零件工艺信息，探讨加工方案。尽量鼓励学生探寻解决方案，增加小组内部的合作意识，激发学生的学习主动性。
（4）夹具设计。该任务由于工作量较大，要求在小组内协同完成，首先共同商定夹具设计方案，然后每人完成其中一个或几个夹具零件的设计，最后由1名学生完成装配。
（5）制作工艺卡片。要求每名学生都要完成完整的工艺卡片制作，目的是使每名学生都熟悉和掌握该项目涉及的知识内容。
（6）汇报及评价。每组选派1名学生公开汇报设计思路，展示完成情况，其他各组进行评价打分，通过互评，提高学生的主动性和积极性。
5 结束语
通过复杂零件数控加工工艺教学项目的实施，学生完成了从零件图分析到工艺卡制作的全过程，提高了学生的知识应用能力和实践动手能力，提高了数控加工工艺课程的教学质量。
参考文献
[1]孙树峰.“数控加工工艺”课程教学改革与应用型创新数控人才培养[J].长春理工大学学报，2010，5（11）：115-116.
[2]李铁钢，范智广.数控加工工艺与编程课程教学体系构建[J].沈阳工程学院学报：社会科学版，2012，8（1）：124-126.
[3]汪木兰，周明虎，张艳丽.“卓越工程师教育培养计划”中系列化探究式项目教学的设计原则[J].中国现代教育装备，2011（23）：9-12.
【关键词】数控加工工艺 编程 理实一体化
【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）08-0247-01
随着我国科技水平的不断发展和提高，社会在前进的过程中对人才的需求也逐渐发生了一定的变化，新时代下，传统的教学模式对人才的培养对现代社会的需求逐渐不能满足。因此，对现代教育模式的改革势在必行。理实一体化作为是当前职业学校课堂教学的较好模式，理论与实践的一体化教学是指在同一空间和时间，同步进行的，车间（或实验室）即课堂，课堂即车间（或实验室），理论和实践交替进行，直观和抽象交错出现，没有固定的先实后理或先理后实，而理中有实，实中有理，将理论知识与实践活动进行良好的结合，打破实践教学以及理论教学之间的界限，为社会提供更优秀的高技能水平的人才。
1.数控加工工艺及编程的理实一体化教学实施的必然性
在对数控加工工艺及编程的相关课程进行实际开展的过程中，对理实一体化的教学模式进行运用，可以促使理论知识以及实践活动的良好融合，将实践课程以及理论课程合为一体，而且，运用理实一体化教学模式对课程进行开展的时候，可以对实训设备以及相关的教学设备进行充分的利用，从而促使数控加工工艺及编程的专业理论知识学习与相关的实践训练的合为一体的教学方式得以实现。另外，在对理实一体化教学模式进行运用的时候，还可以对课程开展的时候理论课程和实践课程之间重复的部分进行减少，促使教学的直观性得以增加，而且还在一定程度上对学生学习的积极性以及主动性得到相应的提高，调动了他们在课程开展中的参与性，从而使教学效果得到提高。
2.数控加工工艺及编程的理实一体化教学的实施
2.1理实一体化教学的实施
在数控加工工艺及编程课程开展的过程中，“理实一体化”教学模式不仅仅是理论教学与实践教学内容的一体化，也是教师在知识、技能、教学能力上的一体化，在课堂上将创新数控加工工艺及编程作为学习任务，引导学生对教学活动进行积极参与，在课程开展的过程中对相关的问题进行提出，并积极组织师生互动活动，对问题进行解答。另外，在课程开展的过程中，还可以结合任务驱动模式对理实一体化教学进行开展，围绕相关的问题进行知识的传授，在这个过程中，教学人员可以组织学生对进行小组活动，促使学生在学习过程中的专业能力得到一定的培养。
在数控加工工艺及编程课程中，运用理实一体化教学模式进行教学课程进行开展，要把学生放在主体地位，教师作为学生学习过程中的引导者以及组织者，要注意和学生之间的互动，在学生实践的过程中提取需要的信息，根据信息情况对教学计划进行制定以及实施，制动评价计划，从而使学生在学习过程中对专业知识以及职业技能进行较好的掌握。
2.2教学材料的开发
数控加工工艺及编程课程在对理实一体化教学模式进行运用的时候，还要注意对教学材料的开发以及整合。在这个过程中，学校双师型教师首先需要对数控加工工艺及编程的基础理论课程的教学资源进行收集和整合，以项目教学为主线，对其中的有效性进行强调，注意坚持够用原则，将数控加工工艺及编程的书籍材料以及学校数控车间的实训设备、数控系统之间进行整合，去除其中的重复部分，运用一定的方法让它们之间实现良好的融合。另外，在对教学资源进行整合的过程中，还要注意对其中所含有的在不必要的以及相对比较深奥的知识进行酌情删减，并且注意对一些不同科目的资料进行优化组合，数控加工工艺及编程教材应围绕技能训练，注重实用性和可操作性，强调学生的实践技能、技巧的培训，理论知识应服从实践教学的需要，要求理论浅显易懂，简洁明了，成为实践性、实用性一体化教学教材。
除此之外，在对实际课程进行建设的过程中，还可以对项目教学法进行采用，针对具体的工作任务对教学课程进行开展，对相关的技能要求、专业理论知识要求以及操作规范进行合理利用，从而使实训课程的质量以及效果得到相应的提高。
2.3理实一体化教学实施的评价模式
在数控加工工艺及编程课程在对理实一体化教学模式进行运用的时候，还要注意对相关的评价考核模式进行创建和完善，在相关课程完成之后，就要对其及时开展评价活动，评价教学效果应从以下两方面着手：掌握正确的操作技能和基本的理论知识，同样以项目教学为例：以一零件图进行数控加工，要求学生编写正确的加工工艺及加工程序并对过程加以说明。从而使学生在学习过程中对学习的目的能够更加的明确。除此之外，在学生学习的期末，还要注意对其进行具有综合性以及总结性的课程考核，在这个过程中，相关的教师还要注意引导学生，对学习过程中所遇到的问题进行综合以及解决，从而使学生在思考问题的时候对自身解决问题的全面性以及综合能力进行提高。
2.4要有过硬的师资队伍
要实施理实一体化教学，对教师的要求是高的，不仅要求教师具有较扎实的专业理论功底，也要具有较熟练的实践技能，更要具有理实结合的教材分析及过程组合的能力，教师不仅是传统意义上的双师型人才，更要具有创新综合能力，否则教学方案难以出台，教学过程难以控制，教师很难做到有求必应，有问必答，融会贯通。
综上所述我们可以得知，在数控加工工艺及编程课程中，理实一体化教学是作为一种具有实践性以及探索性的教学工作而存在的，在职业教育进行教学改革的过程中占有着极为重要的作用。其中，在对数控加工工艺及编程的相关课程进行实际开展的过程中，对理实一体化的教学模式进行运用，可以促使理论知识以及实践活动的良好融合，将实践课程以及理论课程合为一体，促使教学的直观性得以增加，提高学生学习的积极性以及主动性，促使学生的专业水平以及综合能力的提高，从而为社会提供更加优秀的职业技能人才。
参考文献：
关键词:工艺分析;G73指令;数控加工
1工艺品“葫芦”加工发展现状
“葫芦”制品具有极大的发展空间和潜力，代表中国民间传统文化销往世界各国，为传播中国文化起到了重要作用。“葫芦”从原始的一种盛器开始到现代的民间工艺品，对其加工的工艺在不断的创新和发展。当前国内外研究“葫芦”工艺理论的专业人员稀缺，每年发表的专业论文篇数少，至今正式出版的相关著作国内也仅有几部而已。绝大多数“葫芦”工艺品的从业者是以按部就班的传统方式从事工艺品制作，对经验的总结很难形成文字性的支持。高校、科研机构申请国家社会科学研究的立项中，关于“葫芦”手工艺制作的相关研究也没有展开。诸多的原因导致葫芦工艺方面的理论知识呈现出发展“单薄”的局面。传统方式制作存在的问题有：（1）样式是由制作师傅的技术及经验决定；（2）加工方法是以手工为主，完全取决于制作者的技术水平及经验积累；（3）效率低，制约了该工艺品的创新及发展。而创新、总结是“葫芦”制品发展的重心。本文以现代计算机辅助设计技术，数控加工技术为技术支撑，从外形设计、加工设备、加工刀具及加工工艺方法等方面优化处理，巧妙利用外形轮廓G73指令编写加工程序录入到机床系统里，进行对刀、程序校验、首件试切加工等作了详细阐述，对加工难点的突破提出了具体的方案。
2工艺品“葫芦”设计
针对传统加工方法存在的问题，从工人师傅自己的经验为主，到采用计算机辅助设计，突破了经验为主，该部分以突出现代设计理念，代替传统的工人经验，使结构更合理、美观、便携，如上、下的比例及各圆弧的半径连接需过渡流畅，葫底大小与葫腹的比例，中颈的大小与葫腹的比例，视觉比例等进行优化处理。
3工艺品“葫芦”的加工工艺分析及方法
分析图纸，加工对象的特点为：（1）直径大小相差很大，采用图形尺寸进行循环切削，空运行次数多，切削时间长，效率低；（2）刀具切削时，刀刃左右交替参与切削，传统的左偏刀、右偏刀无法满足连续切削，因此本相应预处理。
3.1分析零件图
结合加工表面的特点和数控设备的功能对零件进行数控加工工艺分析，为了减少装夹次数、换刀次数，提高生产效率，毛坯总长定为130mm，直径40mm。选用三爪卡盘夹紧工件，选定工件右端面中心为编程原点，通过程序校验，减少空刀运行时间，选择X41，Z105作为循环起始点，以确保加工效率。
3.2确定数控加工刀具及加工路线
为了减少刀具数量和装夹的次数，防止加工时刀具干涉影响切削面，针对要加工的材料是铝棒、木头等，这里用R1.5的专用圆弧车刀，可实现单把刀具完成全部加工及切断工作，不需要反身装夹和换刀，解决了传统加工因为刀具选择不合理，出现刀具干涉工件和换刀次数过多、反身装夹影响加工效率的现象.
4工艺方案及编程
4.1工艺方案
（1）粗加工分段切削，减少空刀行程，加工出近似形状。（2）连续切削粗加工，切出曲线形状。（3）精加工，加工出圆弧曲线。（4）抛光，用砂纸进行打磨。
4.2车削工艺编程
刀具选择，粗加工时可用割刀或者圆弧刃刀，精加工时用圆弧刃刀，抛光时要用砂纸打磨。按粗加工、精加工过程依次利用G73粗加工轮廓指令、G70精加工轮廓指令编写程序.
5加工难点及解决方案
（1）利用G73指令加工时，在程序中增加了一条单独的退刀程序，解决了G73自动退刀时，刀具对工件的干涉现象。编写加工程序，还要注意循环起始点的问题，如果起始点定不准，会出现刀具空运行，浪费时间，生产效率就会受影响，通过试验，循环起始点应该定在大于毛坯0.5~2mm之间。（2）对于既有递增又有递减的曲面图形，用轮廓循环指令G73编制数控加工程序，关键点是这里利用R1.5圆弧车刀，与刀具半径补偿指令G42的完美搭配，解决了加工中刀具干涉工件产生的过切现象。而且只用一把刀具可以加工全部曲面，不需要调头，不需要换刀，减少了换刀的次数，提高效率，解决了多次换刀、多次调头带来的尺寸精度、位置精度误差等问题。（3）由于加工越小的葫芦需要的路径要求也越高，走刀的总步数也要越多，参数U值的计算就尤为重要，走刀路径太多，浪费时间，降低生产效率。走刀路径太少，背吃刀量又太大，容易断刀。为了解决这一问题，提高精度和效率，通过多次试验总结，合理选择参数。（4）由于毛坯材料在最后需要增加一道抛光工序，这道工序，主轴转速2000r/min以上，用微细的纱布在工件上进行打磨抛光，必须要小心、谨慎，这也是整个工序中最费时、费工、最困难的问题，也是今后改进、创新的地方。
6首件试切
在零件加工中，由数控仿真软件进行加工。数控仿真软件程序验证通过后，就可以实际加工。数控车床是采用FANUC-Oi数控系统，把程序作部分更改，输入到机床存储中。使用刀具补正设置坐标系，利用试切法对刀，进行机床模拟仿真加工，没有错误就可以实现如图3所示的加工。通过上述设计、编程、加工后，完成零件加工全过程。
7结语
综上所述，“葫芦”制品是传统和现代民间美术中最活跃的艺术形式之一。本文的创新之处是突出了现代设计理念，比传统的加工效率高、结构更合理、外形更美观。国内的各种文化节和“葫芦”艺术研讨会后，形成文字性的文章也多是行业内部资料，数量少、质量低且对外不公开。中国“葫芦”工艺的理论研究和加工要本着总结实践，才能有更好的发展和提高。本文对工艺品“葫芦”的制作加工做了详细的阐述，对参数设置也做了相应的说明。但还存在一些不足之处，比如缺乏“葫芦”的后期美化、雕刻、漆艺、彩绘等工艺制作理论的研究，这是需要进一步研究的地方。
作者:马丽 单位:九州职业技术学院
参考文献:
[1]梁艳,钱媛园,张芸芸.当代葫芦工艺发展现状[J].兰州交通大学学报,2013,32(2):110-112.
关键词：教学资源建设；数控加工与编程；课程改革；工程能力
数控技术专业是高职院校普遍开设的主干专业，各校的培养目标不同，课程的侧重点不同，但多数培养操作型的技术工人。沈阳工程学院根据专业招生生源的特点，结合本校在典型企业的就业现状及发展规划，确定了本校人才培养的目标是培养高级技术应用型的“金领”人才，数控机床加工与零件编程是核心技能之一，数控加工与编程课程为主干专业课程，具体的能力目标就是培养具有数控机床加工的高级操作能力，能够加工中等复杂零件；具有中等的数控加工工艺和编程能力，能够编制较复杂零件的制造工艺和主流型号数控机床的加工程序。
以就业为人才培养出发点，调研典型机械制造企业，按照企业的生产实践流程和岗位技能要求培养学生。以企业实践过程为任务流程，规划了课程群的理论教学、实践教学、素质教育三大体系，并构建了数字化教学资源库。
一、数控加工与编程能力课程群规划
通过调研学生近五年就业的典型制造型企业和潜在的企业，通过与企业负责人、人力资源主管、技术主管、生产主管座谈，参观企业生产车间，了解产品和数控工艺与编程现状，凝炼出企业对数控加工工艺与编程人员的能力需求，结合大学人才培养特色，对应各职业能力需求，制订出数控技术专业的人才培养目标和方案，构建支撑课程群体系。
制造企业需求的数控加工与编程岗位能力包括识别工程图纸的能力、操作数控机床的能力、数控工艺的制定能力、数控零件的程序编制能力等。理论课程体系方面，在专业必修课中数控加工工艺与编程、计算机辅助数控编程整合成数控加工与编程课程，培养典型数控加工工艺编制、数控程序编制和加工能力。在专业选修课程体系中设置数控车（铣）中级工职业技能鉴定培训、数控车（铣）高级工职业技能鉴定培训、数控工艺员鉴定培训、制图员培训、三维建模资格证书培训（UG、SOLIDWORS等系列）等，此类课程为学生考取职业资格等级证书提供相应培训，增加就业资本；选修课程开设模具制造、先进制造技术等数控加工与编程的拓展课。实践课程体系方面，分为理论课程内试验、课程设计、实习和实训等部分。专业素质教育方面，为学生课程外自修环节，包括数控车床和铣床的中级工和高级工操作等级证书、制图员证书、三维设计证书、数控工艺员证书、各种省级以上相关竞赛获奖证书、专题讲座等。取得相应相关学科证书的学生将获得学分加分或课程减免的激励，专题讲座既有教师讲座也包括学生讲座。
二、数字化教学资源建设
依据课程体系制定资源建设的总体架构，体系组成上包括课程总览、理论课程、网络课程、课程设计、实验、实训、试题库、考证培训、软件资源、信息交流等模块资源，具体的资源素材重点建设内容如表1所示。
利用学校的校园网络作为资源的支撑平台，利用教务处的清华网络教学平台的教学资源库模块为资源库管理平台，进行资源的管理，教师和学生可以登录和检索使用。
资源库建设首先制定底层素材技术标准、学习情景素材技术标准、元数据技术标准等。资源编目及属性描述需遵循教育部教学资源数据规范，尽量采用精简数据格式的视频和音频格式文件。在建设上采取校企联合方式，与专业实践企业基地密切联系，媒体素材取自企业实践的案例；紧跟企业技术发展趋势，改革课程体系培养“无缝对接”的高级应用型人才，紧跟企业信息化、数字化、虚拟化、集成化制造的大潮，大力发展工程软件资源建设，选择典型的行业工程软件如表2所示。素材建设着重利用三维实体造型技术和动画仿真技术，使课程形象直观。
建设途径采取教师自制、学生项目参与、网络下载和企业资助等多种方式相结合进行。每位教师负责收集对应的资源，资源收集后定期进行评审和定稿。
利用图片、视频和音频编辑软件进行素材编辑处理，保证分辨率和清晰度。加强数字化版权保护意识，利用密码加密的PDF文件代替WORD文本文档素材，利用密码加密的PDF文件代替POWERPOINT课件文档素材；为压缩打包文件设置解压密码；利用视频加密软件对视频进行加密处理，播放时输入密码方可播放；利用水印工具为视频和图片素材添加可见或不可见水印。
参考文献：
［1］ 陈冰.理实一体化教学在数控专业中的实践与应用［J］.职教论坛，2007，（3下）：16-20.
［2］ 罗红.共享型专业教学资源库的建设［J］.职业技术教育，2008，（14）：69-70，73.
［3］ 王海根，马剑.仿真软件在数控技术课程教学中的应用［J］.实验室研究与探索，2007，26（11）：30-32.
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