時間：2023-03-17 18:11:00
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2.1典型工藝法1938年索克洛夫首次提出典型工藝的概念，其著眼點是工藝過程的標準化，也就是將零件按照結構、形狀相似性和工藝過程相似性標準進行分類，則同類零件可以采用同一的典型工藝。因此，典型工藝法能夠很好地應用于如齒輪、標準件等結構形狀相對穩定、批量相對較大的零件，而其他的一些批量不大或非標準結構的零件就很難使用典型工藝法。對于一些形狀結構差別較大、批量小和種類多的生產場合，典型工藝只能作為零件工藝設計的參考資料。據統計有將近20%左右的零件可以用到典型工藝法，而且即使應用了典型工藝法其效果也不是很明顯。
2.2成組工藝法1959年米特洛范諾夫首次提出成組工藝的新概念，其著眼點在于工序的標準化，即把零件加工過程中的全部或一部分相似加工工序的零件劃分為一組，然后，針對每一組的具體情況制定適宜的成組加工工藝。因此，它能夠很好地彌補典型工藝法的不足。當加工一個屬于此類的零件時，只需要根據該零件的需要，按照成組加工工藝做出適當的調整或者補充，即可完成對該零件加工工藝的設計。實踐表明，80%以上的零件品種可以采用成組工藝。
3采用成組工藝法標準化的過程
3.1分析零件的加工特征，從零件的形狀特征入手，并結合工藝特征中的工序，借助成組技術的相似性原理建立零件的分類標準，在此基礎之上將零件合理地分類成組。
3.2分析零件數控加工工藝的設計原則，并據此研究每一類零件的優化工藝信息設計。設計的內容主要包括成組零件數控加工工藝過程和工藝內容的設計，其中工藝內容涉及到具體的加工基準、加工工序、加工策略以及刀具和工藝參數等。
3.3研究零件數控加工工藝信息的存儲和重用，主要涉及到工藝信息存儲方式的選擇及其相應數據庫的建立，工藝信息再次調用的實現過程，以及重用過程中對相似工藝的修改和增加等。
3.4數控加工工藝標準化系統的設計和實現，包括系統的功能設計和結構設計，并對各類成組零件的工藝信息進行匹配和調用，實現對零件數控加工工藝的標準化。
2．對異形槽類零件加工工藝的分析
2.1零件圖工藝的分析零件圖可以直觀的反應出零件的性能，用途和工作條件[5]。讓人對零件與產品中的相互關系和作用一目了然。是設計工藝的理論基礎，因此，零件的工藝圖應具備以下幾個條件：（1）零件圖具有完整性和正確性，符合國家標準，有完整的尺寸和相關的技術標注。如清楚的顯示點、線、面之間的平行或相交的關系。畫圖的過程中可以用cad軟件作為輔助工具,以求達到最直觀清晰的構圖效果。（2）關于尺寸標注方法的要求：在零件圖上尺寸標注分為分散法和集中法。通常采用的是集中標注，有利于直觀的向編制的程序提供數據。
2.2針對材料的選擇有些零件剛完工的時候是合格的，到整體裝配的環節就出現超出范圍的松動或難以裝配，或者無法裝配的情況。有些可以裝配但是使用沒多久就出現裂痕等情況。導致產品的使用壽命大大縮短。針對這一情況，對加工中出現損壞的材料進行抽樣檢查，發現在碳鋼材料中，所含的S,P比值較高，導致的脆性變大，對加工過程的冷熱變化十分敏感。因此，要提高成品加工的成功率，延長零件的最佳使用年限。就要在零件的選材上多下功夫，選擇的材料必須符合如下幾個特性：（1）材料表面實耐磨，具有良好的延伸性。（2）材料的內部必須具備良好的韌性和可塑性，且耐受性強。（3）因為異形零件工作介質很特殊，最好是選用滲碳合金鋼(12CrNi4)q且含碳量要低于0.25。才能保證經過高溫處理后，材料的內部仍具有良好的韌性，因為有碳的滲透而達到表面的硬度。Cr，Ni是為了提高材料的淬透性。
3.異形槽類零件加工過程中對刀具的選擇
3.1對加工刀具的分類槽類零件的加工刀具主要分為銑刀、鏜刀兩大類[6]，根據不同的加工階段要使用不同的刀具：（1）在自由嚙面的粗加工和半精加工階段，首先選擇銑刀，因為它具有優質的切削質量和效率。（2）如果對自由曲面進行精加工的時候該選用球頭刀，因為該刀的切削速度慢，切削的行距夠密。（3）如果是粗精加工，即使是相同尺寸和規格的刀具，都要分開使用。一般情況下，盡量使用一把刀具完成所有的加工部位。
3.2異形類零件加工過程中對刀具的用法（1）粗加工時螺旋進刀方式應控制在5度到10度之間，進刀量的徑向不允許超過刀具直徑的5％-8％，深度進給量要控制在刀具直徑的5％。（2）半精加工階段，由于零件的層間距離較小，要防止切削時刀具直接下沉到下個切削面，不要過切，要滿足等量的切削原則。（3）粗加工和半精加工階段，為實現較高的表面加工質量和切削效率，要配合使用UG軟件的manufacturing模塊里的cavity—mill銑削方式，其參數設定為，切削水平選bcalDepthperCut為2mm，將Stepover的toodiameter調整為55%。刀具則選用硬質合金雙刃立式平底銑刀。（4）精加工階段，選用優質合金球頭刀為刀具；對比曲面的最大面，分為正反方向兩組，刀軌走向盡可能的沿著最長輪廓線的方向；因為球頭刀刀心速度為0，不屬于切削而是削磨，所以加工時刀軸需要與零件底面保持不超過20度的傾斜，減少這樣可以避免刀尖對加工零件的磨損；根據零件不同曲面的特點，可以用Cavity—mill中Ar．eaMilling、SurfaceArea、Boundar來進行加工。
4.切削加工中對切削液的選擇
切削加工中要使用切削液，切削液具備四大性能，冷卻性能，性能，清洗性能，防銹性能。在切削過程中切削液可以降低刀具與加工表面的摩擦，減少刀具的磨損，提高加工表面的光滑性。切削液也根據其性能也分為三個種類，切削油，乳化液，水溶液。水溶液其主要成分由水構成，無粘稠的透明質感，方便操作者觀察，冷卻性能好。其缺點是容易令金屬零件生銹，性能差。乳化液外觀呈透明或者乳白色，是由乳化劑、添加劑和植物油膏加水稀釋而成，冷卻、效果不錯但是含水量大，容易讓金屬鈍化。
5.異形槽零件鉆中心孔時要注意的問題
鉆中心孔是異形槽類零件加工中十分細節卻又極其重要的一環，對異形槽零件的加工工藝的品質起到決定性的作用，因此，在異形槽加工過程中，應注意如下幾個問題。
5.1防止中心鉆的折斷（1）中心鉆一定要對準加工零件的回轉中心，加工零件的末端要車平，不能留有凹頭，否則容易造成中心鉆偏斜，不能準確定鉆心而折斷。（2）切削時候要嚴格控制切削用量。（3）不能使用磨后的中心鉆強行鉆入。（4）要保證中心鉆的清潔，及時清除中心鉆上的切屑和澆注切削液。
5.2防止中心鉆孔鉆的不圓或鉆偏（1）要及時矯正出現彎曲的加工零件2.保證裝夾工具有良好的夾緊力，防止因夾緊力不足而引起的鉆中心孔時加工零件的移位。且在鉆孔時注意，中心孔不宜鉆的太深，否則在工件夾裝時不能與中心孔的鉆孔貼合，避免中心鉆孔修膜后圓柱部分的長度過短，不然在裝夾時，容易造成裝夾尖端與中心孔底的接觸。
6.在熱處理過程中需注意的問題
正確的高溫的處理方法對后來的切削加工質量有著決定性的作用，金屬的組織成分不同在加熱處理中會呈現出不同的組織特性，當含碳量不足0.25%時，金屬的切削加工性能也隨著碳含量的變化而變化，如果有大量的鐵素體在回火狀態下出現，那么說明該金屬的延展性很好。因為滲碳合金鋼(12CrNi4A)具有含碳量低的優勢，經過滲碳后冷卻，然后通過金屬加熱處理后再低溫回火，從而形成柔韌性和強度的完美融合。大部分的異形槽類零部件加工過程中，都是先經過加熱處理及回火后再進行磨削工作，通過磨削加工達到所追求的良好機械性能。工件采用半自動或自動機床加工時高效率成批生產，只有經過科學的熱處理工藝方法，有效的降低了磨削時“燒傷”或形成“磨削裂紋”的概率，保證了零件經過精磨后，還能維持有較高的光潔程度。因此，正確選定合理的熱處理工藝方法是優質切削的基礎。
一、數控銑/加工中心預備技師課題內容
1.課題來源
預備技師課題的來源一般有：具有一定技術含量的企業產品、歷年全國數控技能競賽試題、國家題庫、企業攻關課題、企業的技術改造課題、根據培養知識點設計的課題等。
本課題源自一燈具生產企業，產品為外貿定單，銷往日本。該產品是企業與我校合作開發的新產品。在實施本課題前，已完成了該模具圖紙的設計，本課題主要完成模具型芯和型腔的選材與加工。
2.能力目標
通過本套課題的學習，掌握利用數控設備加工具有實際價值產品的能力，以及培養學員應具有良好的團隊意識和工作習慣。
3.課題開發
根據能力目標，將金屬材料及熱處理、CAD、數控造型軟件的使用、自動編程知識、機械加工知識等涉及的技術融合在一起，形成完整的知識結構，強化各知識點的有機結合，形成較強的職業能力。
4.教學實踐
（1）教學形式――導師制。
（2）學習形式――2人/組，任務驅動式團隊自主學習。
（3）教學設備――數控銑/加工中心。
（4）學習內容――燈罩模具產品產出的全過程。
該燈罩模具的加工涵蓋了數控專業學習中所涉及到的知識。燈罩模具的加工過程即是以行動導向組織的教學過程，以師生共同確定的加工方案及完成的加工步驟來引導教學組織過程，學生通過主動和全面的學習，達到腦力勞動和體力勞動的統一。
該燈罩模具的加工任務（行動）絕非單指某一技術或技藝，而是燈罩模具產品產出的全過程，包括接受定單、確定任務、資料檢索、制訂計劃、服務加工、質量控制、售后服務等，是學生即將從事的數控加工職業可能發生的一個完整的工作過程。給學生提供了一個典型的綜合科技環境，使學生將學過的諸多單科專業知識在這里得到全面認識、綜合訓練和相互提升。
5.課題實施
（1）選擇型芯及型腔材料。
提出問題：如何選擇模具材料？選擇模具材料時要考慮哪些因素？所選擇模具材料的性能？
涉及知識：金屬材料及熱處理
教師行為：提供需查閱的相關資料，解答相關問題。
（2）畫模具型芯圖。
涉及知識：機械制圖及相關繪圖標準，手工畫圖、CAD繪圖。
教師行為：檢查所畫視圖的規范性與正確性，提出解決方案，CAD輔導。
（3）選擇毛坯并進行數控車加工。
涉及知識：數控車床的編程與操作、選擇刀具、夾具、切削用量、工件裝夾與校正。
教師行為：檢查數控車程序，數控車床的操作，數控車宏程序輔導。
（4）產品造型。
涉及知識：數控造型軟件的使用。
教師行為：實體造型輔導。
（5）生成數控加工程序。
涉及知識：自動編程知識，機械加工知識。
教師行為：加工方式選擇，加工刀具選擇，切削用量選擇輔導
（6）數控銑/加工中心加工。
涉及知識：程序的傳輸，數控銑/加工中心的操作，程序的修改，夾具的選擇，工件裝夾與校正。
教師行為：程序傳輸輔導。
（7）精度檢驗。
涉及知識：精度檢驗的方法。
教師行為：精度分析，提出解決措施。
（8）模具裝配。
涉及知識：模具裝配與調試。
教師行為：精度分析，提出解決措施。
（9）加工產品。
加工出的產品如圖2所示。
（10）完成技師論文。
涉及知識：完成課題全過程中的心得與體會。
教師行為：提供技師論文的格式，書寫論文的注意事項，論文輔導。
根據學員的學習情況及教學設備在實際使用過程中的效能，指導教師提出改進建議，完成成果評價。
二、成績考核及教學效果評定
為了嚴把預備技師的出口關，數控銑/加工中心預備技師考評主要有以下內容組成：
1.預備技師理論考試
本著夠用和實用的原則，檢驗學生對基本理論知識的掌握程度，其內容包括機械制圖、機制工藝知識、機械加工、數控加工工藝、數控編程、數控原理等知識。
2.編制加工工藝
檢驗學生分析問題、解決問題的能力?？荚噧热轂榫帉憦碗s零件的數控加工工藝規程（包括工序卡、刀具卡、切削用量參數表等內容）。
3.手工編程
檢驗學生對數控編程的基礎知識的掌握程度?？荚噧热轂榫帉懣荚嚬ぜ募庸こ绦?。
4.CAD繪圖
繪制復雜零件或裝配圖，考核學生的計算機繪圖能力及對機械制圖的掌握程度。
5.自動編程
考核學生造型能力和自動編程能力。
6.數控技能應會考核
完成數控機床加工技師操作課題，考核學生的實際動手能力。
7.預備技師論文答辯
通過預備技師論文的答辯，考核學生對預備技師所需掌握的各項知識的綜合運用能力，提高學生分析問題、解決問題的能力。
以上內容的1～3項歸納為應知考試，所占比例依次為60%、20%、20%。4～6項歸納為應會考試，所占比例依次為20%、30%、50%。當應知、應會和論文答辯全部合格后，方可認為預備技師合格。
關鍵詞：工件受熱變形；刀具受熱變形；刀具磨損；刀具受力
Key words: workpiece heating；tool heating；tool wear；tool stress
中圖分類號：TG54文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2011）23-0026-01
1加工誤差影響因素及分類
在數控銑削加工過程中，用戶期望生產加工后的工件與設計人員所設計的圖紙完全吻合一致，但這只是一個脫離實際的理論想法。在實際的生產加工中，由于受到加工操作規程、加工工藝系統、加工原理、加工測量、工件和刀具的材質、工件和刀具的溫度、刀具受力變形、刀具磨損等因素的影響，實際生產加工后的工件與理論圖紙會存在一定的偏差，進而產生了加工誤差。
一般來講，一個完整的數控銑削加工系統主要由機床、夾具、刀具和工件構成，也可以稱之為加工工藝系統。在實際的數控銑削加工過程中，存在很多影響因素引起加工誤差，進而影響加工工件的質量。在前人研究的基礎上，按照誤差的來源可以將加工誤差分為三類：幾何誤差、物理誤差和其它誤差，其中幾何誤差是指機床或夾具或刀具本身存在的誤差和加工過程中由磨損而引起的誤差；物理誤差是指數控銑削加工工藝系統由于受熱和受力而產生的彈性變形和塑性形變而引起的誤差；其它誤差包括的范圍較大，隨機性較強，主要是指加工工人在數控銑削加工操作過程中，由于采用哪一種加工原理、操作是否嚴格遵守規程、重新調整工藝系統、定位刀具或待加工工件的精確程度、測量的準確度和加工工人的實踐經驗等因素所引起的誤差。
2單因素加工誤差模型
參考文獻：
課 題：該論文為院級課題“基于工作過程的數控加工工藝課程改革研究與實踐”成果論文，課題號HnhyB008。
一、課程設計
1.課程設置與定位
對數控機床操作員、數控加工工藝員、編程員三個主要就業崗位進行分析，將對象、工具、規范和要求四要素相同的工作項目歸納在一起，形成了數控專業主干課程體系，如下表所示。
課程體系中，對主要就業崗位起直接、重要支撐作用的課程是：（1）使用數控車床的零件加工；（2）使用數控銑（加工中心）的零件加工；（3）數控加工工藝；零件的計算機輔助編程與制造。（1）（2）兩門課程是針對數控車床操作工、加工中心操作工和數控銑床操作工設置的，即按機床類型設置。（3）（4）兩門課程是針對數控加工工藝員和數控編程員崗位設置的，即按零件加工工藝類型設置。
2.課程設計思路與內容選取
課程整體設計思路，源于對職業能力的分析，源于企業調查。數控加工技術領域完成工作任務的基本工作過程是在企業接受訂單后，對產品中適宜數控加工的零部件進行如下工作：（1）確定工藝方案（工藝員）；（2）編制加工程序（編程員）；（3）調試；（4）實施加工（操作員）；（5）質量檢驗（品質管理員）。該領域的工作對象是各類不同的零件，而工作過程基本是重復的，即“重復的是過程，而不是對象”?；谶@一領域的工作特點，我們可選擇生產中的典型零件，通過深入剖析零件特征及技術要求、機床、刀具、工藝條件等四要素，形成典型零件加工的工藝方法、編程方法、加工調整方法等有針對性的教學內容，將不同零件內容通過相同的工作過程，來反復訓練學生思維，實現職業能力的培養，從而使學生具備扎實的數控加工工藝分析能力，并積累實際工作經驗，實現操作員、工藝編程員崗位的對接或崗位遷移。
在課程內容的選取中，從課程對應的數控加工工藝編制及實施工作項目出發，選擇源于企業、經過教學改造的典型零件為載體，重構加工工藝編制、數控程序編制、數控機床加工調整的工作過程性知識與技能體系，體現基于工作過程系統化導向的重構性。
課程內容順序安排以工作過程為參照系，按照工作過程對課程內容進行序化，即將陳述性知識與過程性知識整合、理論知識學習與實踐技能訓練整合、專業能力培養與職業素質培養整合、工作過程與學生認知心理過程整合，體現基于職業崗位典型工作任務的職業性。
課程內容組織根據典型零件教學內容，按回轉類、平面輪廓類和箱體類等零件分為不同的學習類型，同一類零件又根據零件特征和加工難易程度再分為不同的學習單元、零件形狀由簡單到復雜、工藝類型由單一到復合，按綜合能力培養由弱到強的規律排列單元。在單元方案中，制定教學目標，綜合考慮教學過程的實施方案和教學方法的應用，根據總學時合理安排單元學時。
二、教學實施
1.合理組織課堂教學，拓展培養空間
課堂教學應基于知識在訓練過程中傳授，能力在訓練過程中提高的前提去組織。我們創設基于工作過程的學習情境，采用教、學、做合一的模式，通過行動導向教學法實施教學。
例如“單元二：套類零件的工藝與程序編制”（8課時 360分鐘）教學實施過程。
本單元的教學目標：編寫零件的全套工藝文件，編寫零件的數控加工程序，模擬仿真優化工藝和程序。推薦主要方法是任務驅動結合四步法、引導文法、小組協作法。教學過程如下。首先資訊（90分鐘），從零件的生產綱領和零件圖著手，理解和收集加工信息；通過這些加工信息來計劃和決策（180分鐘），確定完成任務的方案并實施方案（45分鐘），然后對實施成果進行檢查和分析，并對方案加以優化，最后進行工作評價（45分鐘）。在教學過程的各環節中，教師要正確引導學生投入到學習中，通過各種教學方法和手段的綜合應用，讓學生分階段掌握知識與技能。
單元二的教學載體是套類零件。首先教師可在此范圍內，根據本班學生工學結合的實際工作任務來選定實際教學零件，形成工作任務的開放性，使課程教學內容更貼近工作要求，也能不斷豐富教學資源。其次，在工藝規程制定中，因生產類型不同，或某一工藝參數的改變，或刀具參數的改變，均會形成不同的工藝方案和編程方案，生成新的教學目標，所以要通過教師合理的組織和引導，有效拓展學生職業能力的培養空間。
2.有效采用教學方法，培養職業能力
在教學過程中，不僅要傳授單科的知識和單項的技能，更要注重解決綜合問題能力的培養，為此，我們選擇行動導向教學方法。在數控加工工藝方案的制定中，根據對學生工藝編制及實施獨立性要求的培養規律，按工作任務的難易程度、學生獨立完成的程度、教師指導工作程度，將七個學習單元分為三個層次的行動導向教學方法。
層次一：單元一采用案例分析結合四階段法，學生在教師的指導下完成任務，以教師為主引導學生，學生“照著做”。
層次二：單元二至六中，采用任務驅動結合六步法，根據引導文和引導問題，教師逐漸引導學生對知識和技能由認知向熟練過渡，逐漸把傳統的單向傳輸變為啟發式構建，推動學生去開拓創新、發展自己，由“照著做”過渡到“學著做”。
層次三：隨著學習的不斷深入，學生綜合能力不斷提高，在單元七，采用項目教學法，放手讓學生單獨（或師生共同）實施一個完整的“項目”的零件的工藝分析、程序編制、機床加工，并強調綜合性和實施性、強調安全文明生產，讓學生“獨立做”。
3.保障教學實施，做好教學評價
實施教學必須有足夠的教學資源保障，才能有效地完成預定的教學目標，包括：（1）前面所修課程資料；（2）數控加工工藝教材的選用和按學習單元自編講義、任務書、引導文等資料；（3）電子課件；（4）教學視頻；（5）六步法討論式多媒體教室（每人配備計算機、仿真軟件）；（6）理實一體化數控實習場地；（7）兄弟院校的網上教學資源；（8）能承擔項目教學法、任務驅動結合六步法教學工作的數控專業教學團隊等等。
教學評價也是教學實施的一個重要環節，分為單元評價和課程評價兩部分。單元評價分成果評價、自我評價、教師評價。成果評價是對工作任務的客觀評價，是衡量學習質量的重要指標；學生自我評價是學生對自己工作過程的主觀評價，對自己的思維方式、工作方法、工作能力進行反思，從而不斷改進，獲得提高；教師評價是教師對學生在工作過程中的社會能力和方法能力的評價。在每一學習單元結束時進行單元成績評價，所有單元成績的總和就是課程的成績。
課程體系
論文摘要:本文根據當前社會需隸的數控人才所需的知識結構，對機械制造及自動化專業“金屬切削機床與數控機慶.課程的教學內容進行了重組和優化，構建了理論教學為引導，實驗教學為補充，實訓教學為提高的“教學一體化”的人才培養模式，通過采用專職教師與兼職教師相結合，來改變師資隊伍的結構.
1前言
數控技術是制造業實現自動化，柔性化、集成化生產的基礎.數控技術的應用是提高制造業的產品質里和勞動生產率必不可少的重要手段;加人世貿組織后，中國正在逐步變成“世界制造中心”，為了增強競爭能力.中國制造業開始廣泛使用先進的數控技術。這迫切需要既能利用計算機進行機械產品的輔助設計，又能應用數控技術進行制造的人才，作為培養具備機械設計制造基礎知識與應用能力，能在工業生產第一線從事機械制造領域內的設計制造、科技開發、應用研究、運行管理和經營銷售等方面工作的高級工程技術人才的機械設計制造及其自動化專業如何適應發展的需要，根據社會對數控技術人才的需求進行余屬切削機床與數控機床課程的教學改革，這是我們必須要深入研究的問題。
z數控人才的需求和知識結構
當前社會需求的數控人才主要有三種類型:，>0藍領層”數控技術人才:承擔數控機床的具體操作及日常簡單維護工作的技術工人，z>0灰領層’數控技術人才:承擔數控編程的工藝員和數控機床維護、維修人員;3)“金領層，數控技術人才:具備井精通數控操作、數控工藝編程和數控機床維護維修所需要的繪合知識，積累了大量實際經驗，知識面廣。這三種類型的數控人才所要求的知識結構也各不相同，“藍領型.:以傳統的機械制造技術為墓礎，掌握“數控機床原理及應用基礎’和“數控加工編程技術’，掌握"CAD/CAM’軟件.‘灰領型編程工藝員，:應具有良好的數學基礎，熟悉產品的三維設計，產品的加工工藝:“灰領型維修人員，:以機、電、光和液(氣)控制技術為基礎，掌握數控機床維護與維修的技術和技能?！敖痤I型”:有較扎實的專業基礎，較全面地掌握數控設備的相關原理與技術，具備數控設備研制與開發能力，掌握網絡技術，有較高的外語水平。
3構建與社會需求相適應的寬口徑課程體系
根據“金屬切削機床與數控機床.在系列課程中的地位和作用，從社會需求出發，對教學內容進行了重組和優化。課程采取理論教學為引導，實驗教學為補充，實訓教學為提高的“教學一體化”模式.
(1)
通用機床突出重點，貫徹少而精的原則
通用機床部分，我們重點講授車床、銑床和滾齒機的傳動原理，傳動系統的分析和主要結構.磨床和其它類型通用機床部分通過布置思考題，讓學生自學然后通過課堂討論，使學生弄清磨床和其它類型通用機床與車床、鐵床和滾齒機在結構上的主要差別，進而熟悉通用機房的工藝范圍，為制訂零件的加工工藝和機床的維護，維修和產品的開發奠定一定的基礎。
(z)數控機床突出實踐性
在數控機床理論教學中不過于強調系統性和完整性，重在其應用。簡要地講述數控機床的基本組成及其工作原理，介紹數控機床主傳動系統、進給傳動系統典型結構及附件，著重講述數控加工工藝設計，CNC車床及其車削中心、CNC鉸鐵床及其加工中心，CNC線切割機床的手工編程技術及其操作，采用多煤體或錄像進行教學，最大限度的展示生產一線的環境，將數控機床圖片、所使用的刀具圖片，機床附件、加工過程等展示給學生，將抽象的枯燥的概念和技術要領用形象生動的過程模擬來表現，使課堂教學更加生動和形象，便于學生理解和掌握所學的知識。 為了培養學生對數控設備的檢修、調試、故隆分析能力和數控加工現場解決問題的能力，將數控機床的安裝、調試、保養與維修作為一個專題來學習，借助大盤現實案例教學來闡述常見故障產生的原因及排除方法，或采用現場教學等靈活的方式進行。
(3)課程設計，加強綜合性
課程設計是理論教學中重要的一個實踐性環節，其目的是對所學知識的一個概括和應用，是對學生各個方面能力的一個綜合評價，為了真正使同學們具備編制數控機床加工工藝規程的能力;具備選擇工藝參數、編制數控機床加工程序的能力，具備操縱、調試和維護數控機床的能力，我們要求學生利用一周時間先進行程序編制工作，然后上機操作，親自進行程序的輸入，調試、運行，把課堂學習的知識在模書墩作軟件上加以驗證，使實際操作能力得到鍛煉和提高。課程設計完成后要求每人上交一份總結報告，包含工藝過程分析(路線安排+程序原點+工裝十切削用量)、數控程序清單及設計心得等內容。
(4)依托職業學校資源，加強實訓教學
數控技術應用實踐教學體系分五個層次貫穿于整個本科教學的全過程:
第一層次:學科教授做學科講座，觀看數控加工錄像資料，參觀學校教學設施，培養學生學習數控技術的興趣。
第二層次:校內外結合，開展認識實習和金工實習，進行機械工程認識與訓練。
第三層次:實驗、實踐、設計和創新實踐結合，進行數控技術應用實驗與實踐教學。
第四層次:將數控技能培訓和課程設計相結合，培養學生利用數控實踐知識分析問題和解決問題的能力;并組織學生參加數控大賽、進行數控技能訓練。
第五層次:開展廣泛的創新活動，并通過畢業設計，提升學生分析問題、解決問題的能力。
2數控技術及應用實踐教學體系結構
2．1認識實習
新生入校的第一學期，組織學生觀看數控加工錄像資料，請專家教授進行數控加工技術講座，組織學生參觀學校實驗室的數控教學設備，在校外工廠參觀先進的數控加工設備及數控加工過程，使學生對數控技術有一個感性認識，提升學生學習數控技術的興趣。
2．2金工實習
學生金工實習的過程中，設置數控機床操作和自動編程等兩個數控技術的實習項目。在數控機床操作項目中利用教學型數控機床所含有的簡易自動編程軟件，讓學生自己設計加工圖案，然后自動生成加工程序，再在蠟塊或有機玻璃上雕刻出所設計的圖像，這樣極大的激發學生的學習熱情。在自動編程項目中要求學生在CAXA制造工程師軟件中完成三維實體造型，然后根據教師提示完成加工工藝設置，生成數控加工刀具路徑，最后生成數控加工程序。完成比較好的程序還可以上傳到數控機床上，加工出零件來。
2．3課程實驗
通過認識實習和金工實習，學生對數控技術建立了一個初步認識，第三學年開設數控技術及其應用課程，在課程中開設教學實驗，實驗教學圍繞課堂教學內容設置，加深學生對所學知識的理解。課程實驗開設數控機床認識實驗、數控原理實驗、數控編程實驗和數控機床操作等四個基本實驗。數控機床認識實驗通過對工業用數控機床觀察，了解數控機床(如SK50數控車床、XK715D數控立式銑床、DK77型數控電火花線切割機、數控電火花成型機等)的基本結構、加工對象及其用途;了解FANUC0i系列數控系統;掌握數控機床(如SK50數控車床、XK715D數控立式銑床等)的坐標系建立、基本運動和回零操作。數控原理實驗通過對華中數控生產的HED－21S數控系統綜合實驗臺的拆裝調試，要求學生了解數控系統的特點、基本組成和應用;了解數控系統常用部件的原理與作用;熟悉常見數控系統與數控機床的連接與基本調試操作。數控編程實驗通過在浙大辰光軟件和宇龍數控仿真模擬軟件上完成指定零件的數控加工程序編制與調試，使學生掌握數控加工程序的手工編制方法與程序調試技巧。數控機床操作實驗，通過對CGM4300B數控銑床的操作，在蠟塊上加工零件，使學生了解數控銑床的基本特點和機床坐標系的建立;掌握數控機床常規操作方法，重點學習數控機床回零操作、手動對刀操作、工件坐標系設定、程序輸入與編輯、程序調試、自動加工等操作。
2．4數控工藝技能培訓
數控高級人才的培養，必須十分注重學生動手能力的培養，我們在課余時間，充分利用學?，F有的資源，對學有余力且對其感興趣的學生進行120學時的數控加工工藝培訓，培訓分為數控工藝分析、自動編程軟件(CAXA制造工程師)的應用、數控機床操作等三個方面。數控工藝培訓要求學生通過培訓具有基本零件的工序劃分、刀具卡具的選擇、工藝基準的制定、切削用量的選擇和切削液的選擇等數控加工工藝分析與設計能力。自動編程軟件的應用要求學生通過培訓，掌握功能齊全的實用型自動編程軟件，如MasterCAM，Cimatron，Delcam，CAXA等自動編程軟件，利用這些軟件編制較為復雜的零件或模具加工程序，同時具有駕馭目前國內市場上流行的集成度高的諸如CATIA、Pro/E、UG(Unigraphics)等CAD/CAM軟件的能力。數控機床操作培訓要求學生熟練掌握數控機床的各種基本操作，掌握加工程序的輸入與加工程序調試，掌握自動編程后的程序傳輸方法，掌握在線加工方法?？傊ㄟ^數控培訓增強了學生的數控技術實踐能力，培養學生創新能力。數控技能培訓將數控技術理論與實踐有機結合，鞏固理論知識，培養學生的動手能力。
2．5數控加工工藝分析與數控加工編程課程設計
為加強學生的數控技術實踐能力，機械設計制造及其自動化專業在學習了數控技術及其應用與數控加工工藝等課程后，安排數控加工工藝分析與數控編程課程設計，要求學生從零件圖的識圖開始，通過數控加工工藝分析和設計，選擇刀具、卡具(包括專用卡具的設計)，然后編寫數控加工程序，并對其進行調試，最后操作數控機床，加工出要求的零件來。課程設計兩周時間，要求每個學生零件圖都不相同。課程設計開設后收到了良好的效果，達到了預期的目的。
2．6數控技術創新實驗
重視創新實踐環節，大力發掘資源，調動學生的主動性和創造性，根據不同年級的特點，分層次開展開放性數控創新實踐活動，要求學生根據學?，F有的設備狀況及自身的理論知識與教師一起設計創新實驗，并在實驗的基礎上逐步完善設計內容。數控創新實踐活動基本上圍繞三個方面進行，一是圍繞產品建模、系統仿真、NC代碼生成、網絡傳輸到零件的數控加工進行;二是圍繞數控系統構建、普通機床的數控化改造、專用機床控制系統的模擬設計等內容進行，三是圍繞數控機床的故障分析與數控機床的維護維修等內容開展。通過創新實驗的設計，培養和強化學生綜合運用知識的能力、工程實踐能力和創新能力。
2．7生產實習
我們始終將生產實習環節視為強化教學效果、實現理論聯系實際的最有效手段。對高層次數控人才培養來說，生產實習基地一般選擇在數控機床制造廠。要十分重視實習基地的建設，對已建成完善的實習教學基地，實現制度化的管理。為學生的實踐能力的提高搭建一個更好的平臺。
學生在實習基地實習內容一般分為兩大部分，一是在數控機床組裝車間了解數控機床的裝配調試，包括電器部分裝配調試和機械部分裝配調試。二是在零部件制造車間掌握數控機床主要零部件的制造工藝過程，了解數控制造廠的工藝設計規程，掌握典型零件的數控加工工藝與數控加工程序的編制。三是跟隨數控機床維修人員進行售后服務，掌握數控機床維護維修的基本方法。通過生產實習，使學生進一步掌握數控機床的結構原理，更加了解數控加工工藝分析的方法和數控加工程序編制。更加強化學生的工程意識、工程實踐能力和創新意識、創新能力。
2．8數控競賽
利用校團委在校內組織數控大賽或與兄弟院校的數控對抗賽，組織學生參加兩年一屆的六部委舉辦的全國數控技能大賽，促使學生帶著問題去學習，克服了學生理論學習的盲目性，提高了學生學習的興趣與積極性，更有利于學生工程實踐能力和創新能力的提高。
2．9畢業設計
通過理論、實踐、培訓、創新四位一體的教學過程，把數控技術基礎理論、實踐能力和創新能力培養融為一體，在畢業設計中將這些知識綜合應用，培養學生綜合應用能力。學校高度重視學生的畢業設計環節，所有指導教師深入現場獲得了第一手資料，結合現場實際，精心遴選題目，提供給學生科學、合理的論文題目。為部分學生選配現場工程技術人員為畢業設計指導教師。要求學生除查閱資料外，用一定的時間到現場去學習、調研。有條件的時候，學生可直接在現場完成畢業設計。通過各種方式將畢業設計與現場實際相結合，收到良好的效果。
1前言
本文要討論及加工的零件—閥桿的加工，此類零件看似工藝簡單，但是要求表面精度高，用普通車削的方式很難達到精度要求。見圖1所示：
圖1
2數控加工工藝方案確定
根據圖紙要求確定如下加工工藝：
（1）車—數控車床車出外形，光潔度0.8處留有0.5mm的磨削余量。
（2）淬火—根據淬火守則要求，將工件淬火后達到圖紙要求硬度HRC50-55。
（3）噴砂—去除淬火時產生的氧化皮。
（4）磨削—達到圖紙要求的尺寸精度及形位公差。
關于數車、淬火、噴砂的過程及方法在本篇論文不做詳細介紹。由圖可看出，此件加工難度在于淬火后硬度比較高HRC50-55。車削達不到光潔度要求，只能采取磨削加工。但是這個工件磨削部位是斜面和圓弧，而且有同軸度要求，必須一次裝夾完成。這就需要在一片砂輪上修整出要磨削的形狀，還要保證形位公差，尺寸公差，光潔度要求等。所以這就需要用到數控磨削中的成形砂輪技術，下面就該件的磨削加工做以詳細的介紹。
3數控磨削工藝與程序編制
3.1砂輪的選擇
根據工件的材料40Cr，淬火后的硬度HRC50-55，我們選擇砂輪的型號是54A80H8V604W，500x40x203.2這個是貴金剛砂粒度適中的砂輪，最大線速度50m/s。
3.2修整砂輪工具的選擇
因為要磨的零件多斜面多曲面，修整工具修整砂輪時不能干涉，所以選擇CVD三角形刀片，刀尖角0.125mm。
3.6加工程序的編制
砂輪修整好后，安裝工件，用砂輪確定工件零點，建立砂輪與工件的坐標關系。由于該砂輪是成形砂輪，所以在編程過程中要注意砂輪形狀的位置關系。用閥口斜面登記工件零點。1點z值為Z零點，2點x值為X零點，輸入機床。
磨削程序確定：
成形砂輪只能采用直接切入磨削方式，第一段1-8點的斜面閥口磨削數值確定比較簡單，因為是用這段登記的工件零點。第一段X值為20，Z值為0，第二段弧形部分X，Z值確定比較麻煩，要考慮他們的形狀之間的差值，不能直接輸入。計算如下：X值為10+（圖2中4點x坐標—9點x坐標）×2=12.36，Z值為48-1-2.2-4-10點坐標+4.2=22。以上為磨削兩段外圓的X，Z確定方法。
3.7工件的測量
1 自動編程技術的產生
自動編程（Automatic Programming）也稱為計算機編程。將輸入計算機的零件設計和加工信息轉換稱為數控裝置能夠讀取和執行的指令（或信息）的過程就是自動編程。隨著數控技術的發展，數控加工在機械制造業的應用日趨廣泛，數控編程能力與生產不匹配的矛盾日益明顯。隨著計算機技術的逐步完善和發展，給數控技術帶來了新的發展奇跡，其強大的計算功能，完善的圖形處理能力都為數控編程的高效化、智能化提供了良好的開發平臺。目前，CAD/CAM圖形交互式自動編程已得到較多的應用，是數控技術發展的新趨勢。隨著CIMS技術的發展，當前又出現了CAD/CAPP/CAM集成的全自動編程方式，其編程所需的加工工藝參數不必由人工參與，直接從系統內的CAPP數據庫獲得，推動數控機床系統自動化的進一步發展。
2 多軸數控機床加工的造型和編程
所謂多軸加工就是在原有三軸加工的基礎上增加了旋轉軸的加工.如4軸、5軸等。多軸加工一般不可能再用手工編程，多軸數控機床加工零件的復雜性，決定了編程必須采用CAM軟件自動編程。經過幾十年的發展，CAD/CAM技術在五軸聯動、五面體加工等高端的應用也已經相當廣泛，在中國，引進的有關CAD/CAM系統就有Cimatron，Delcam，Mastercam，UG，Solidege， Solid-works， Pro/Engineer等，國內自主品牌的CAD/CAM系統幾乎只有北航海爾的CAXA系統。對于五軸加工，根據不同的加工對象，這些系統各有所長，比如說，在磨具制造的五軸加工方面，Delcam的Powermill功能在特征技術、后處理、干涉檢查、加工循環和仿真切削等方面都比較強大，建筑工程論文操作使用方便。
3 數控加工編程軟件PowerMILL
Delcam 是世界領先的專業 CAD/CAM 軟件公司。PowerMILL是英國Delcam Plc公司出品的數控加工編程軟件系統。PowerMILL功能強大，加工策略豐富，采用全新的中文WINDOWS用戶界面，并且提供完善的加工策略。能夠幫助用戶產生最佳的加工方案，來提高加工效率，軟件可以減少手工修整，快速產生粗、精加工路徑，并且幾乎能夠在瞬間完成任何方案的修改和重新計算，因此縮短了85%的刀具路徑計算時間，對2-5軸的數控加工包括刀柄、刀夾進行完整的干涉檢查與排除。PowerMILL具有集成的加工實體仿真，方便用戶在加工前了解整個加工過程及加工結果，節省加工時間。PowerMILL 中包含有多個全新的高效初加工策略，這些策略充分利用了最新的刀具設計技術，從而實現了側刃切削或深度切削。PowerMILL 提供了多種高速精加工策略，如三維偏置、等高精加工和最佳等高精加工、螺旋等高精加工等策略。
4 典型零件多軸數控機床的加工
3）數控編程
根據預設的加工工藝路線完成各階段數控編程，貼出加工表格截圖。
4）數控程序后處理
輸出零件的數控加工程序，并完成表1的工藝單編制。
5）將程序導入五軸加工中心，進行加工，加工結果如圖7所示。
5 結語
從葉輪的數控編程和加工可以看出，采用自動編程技術，能夠提高CAM 系統的使用效率 ；支持多軸加工，提升企業技術的應用水平；先進加工模擬，降低加工中心的試切成本；無過切與碰撞，排除加工事故的費用損失。多軸數控機床結構的復雜性，工藝設計的周密性，編程技術的復合性，機床操作的靈活性，決定了多軸數控機床應用的廣泛性。
【參考文獻】
中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（c）-0183-01
1 成果為本教學理念簡介
成果為本的教學理念（outcome-based education，簡稱OBE）是20世紀90年代開始興起的一種教育模式，代表人物是斯派蒂（B.Spady），他提出：“基于結果的教育明確地意味著關注和組織教育系統中的每件事物，圍繞著一個根本的目標讓所有的學生在完成他們的學習經歷后都能獲得成功，這意味著首先要對教育結果有一個清晰的了解，然后據此組織課程、指導課程及評估以保證這一學習成果最終能發生?！痹摻逃砟钭钤缭诿绹⒂?、澳大利亞、新西蘭等地實施并取得了較好的反饋。近年來香港教育資助委員會也在香港的高等院校改革中逐步推行了這種教學理念，其中香港理工大學早在2004年初已開始將成果為本教學納入該校的課程中，在教學及評估方面取得了顯著的成績。
成果為本教學的四大基本元素分別是確定理想的學習成果、設計配合學習成果的課程教學及評核、搜集成果達標的數據、利用成果評估數據改善課程，成果為本教學的的兩個重點為教學質量的提高與教學質量的保證。該理念側重于教學成果多于教學內容，在訂立課程目標、教學方法設計、課程考核方式等每一個環節中都以教學成果為重心。
2 成果為本教學理念在零件數控加工與工藝課程中的應用
零件數控加工與工藝課程是機械制造與自動化專業與數控技術專業的一門核心課課程將數控機床、數控加工工藝和數控編程等知識通過具體學習任務有機的結合起來，主要培養學生數控加工機床操作能力和機械零件數控加工工藝方案制定的能力，這也是本專業學生在工作崗位上需要的核心能力，對應工作崗位主要為數控設備的操作人員、數控工藝及程序員。
（1）首先要設計課程的學習目標或成果。學習成果包括學生通過教學過程所應該知道理解的（know/understand）；學生應該能做的（able to do）；學生應該具備的[素質]（be like），實際上就是我們常說的知識、技能和素質（思想），成果應與就業崗位相適應基于數控設備的操作人員、數控工藝及程序員崗位工作任務的分析，可以初步將課程目標描述為以下幾點：使學生掌握數控削加工方法，了解金屬材料的切削加工性能，熟悉機械零件數控加工設備的操作規程和操作方法，掌握數控刀具的選擇方法，掌握零件的數控車削和數控銑削加工方法與程序編制，熟悉常用測量工具的使用方法，了解數控機床的基本結構組成，培養學生安全操作數控機床、維護保養數控機床的職業素質，團隊協同工作的職業精神，一絲不茍的職業品格。
基于上述要求把加工軸套配合類零件當作數控車削加工的最終成果，成果特點對學生的要求：像真正的數控操作員一樣 加工出該配合類零件。滿足了職業性的要求（態度）；零件待加工表面：內外圓柱面、內外圓錐面、內外螺紋面、球面、端面、倒角……加工表面豐富，滿足了知識的要求；零件的加工要求：尺寸精度、配合精度、表面粗糙度……加工要求高，加工難度大，滿足了技能的要求?？墒窃摮晒嫦爰庸て饋黼y度還是很大的，別說剛開始上專業課的學生，就是工廠的師傅也需要仔細閱讀零件圖、認真進行工藝分析，所以這是數控車削部分的最終成果，想要獲得這個成果或者說想要會加工這組零件，需要先會加工其余四組零件，分別是帶外圓柱面與圓錐面的零件（階梯軸）；帶圓弧面的軸類零件；帶螺紋的零件；孔類零件。而想要加工以上四組零件，則需要先會操作數控車床，所以數控車削部分就設計6個成果，成果排序是基礎到高端、由簡單到復雜，成果設計時遵循了適用性、實用性、代表性、趣味性的原則。
設計教學成果應注意：學習成果的表述往往是知識和能力的結合，知識為基本，為能力服務，不能單獨停留到知識上，做到這點才能獲得成果為本的精髓；成果并不是學習目標簡單的羅列，成果應有具體的形式；成果應與就業崗位相適應。
（2）其次要設計配合學習成果的課程、教學及評核，通過配合來保證達到成果。設計主要的學習與教學活動，包括利用哪些資源、通過哪些活動來實現預期的教學成果，并且要對每項課程活動進行簡要的解釋，再次要針對每項教學成果設計匹配的評估方式，比如測驗、論文、案例報告、考試等，以保證每項預期的教學成果能夠獲得標準的評估，由此可見成果為本的教學理念實現了教與學的統一、教學目標與教學過程的統一、教學目標與教學效果評估考核的統一，這三個統一使得該理念主導下的教學方法比傳統的教學方法在教學目標設置、教學活動設計和教學質量評估方面的信息更透明、更公平合理，也更容易被學生所接受。教師在教學中的隨意性、課程考核評價的主觀性也會隨之下降。
（3）最后搜集及運用學習成果評估數據以改善課程。
無論是哪一種教學方法，我們運用的目的都是與預期的成果配合，或者說從而達到預期成果，這個先后順序是不可以變更的都應該是設計教學成果，而后做的一切工作都是為了實現成果。所以說在成果教學法中，確定理想的教學成果是最重要的內容是最先開始的工作，我們在完成一個學習任務后，要及時評核學習成果，并整理保存數據，在進行完一個工作循環后，根據我們搜集整理出來的學習成果評估數據用以改善我們的課程，需要什么改善方案以提升課程的效果？如何推行？學生能夠達到課程中哪些學習成果？哪些需要改善？這些都是一輪教學任務完成后我們應該的思考。
關鍵詞：油壺；NC編程；加工工藝；CAD/CAM
The CAD/CAM For Plastic Moulds of Oil Can On Industrial
