數(shù)控機(jī)床教學(xué)信息化方法論文

　　摘要：數(shù)控機(jī)床以其高精度、高效率、高柔性成為制造行業(yè)的重要裝備。數(shù)控機(jī)床課程是數(shù)控技術(shù)專業(yè)的重要核心課程，掌握數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)組成、工作原理對(duì)于從事數(shù)控加工、數(shù)控設(shè)備維修維護(hù)及數(shù)控設(shè)備銷售與售后服務(wù)等工作是非常重要的，而數(shù)控機(jī)床機(jī)械、電氣結(jié)構(gòu)及原理的學(xué)習(xí)又是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。采用信息化教學(xué)方式是高職學(xué)生克服學(xué)習(xí)障礙、提高學(xué)習(xí)效率的有效途徑。

　　關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床信息化教學(xué)主軸部件；卡盤(pán)結(jié)構(gòu)；電氣控制

　　仿真數(shù)控是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、高效集成生產(chǎn)的基礎(chǔ)，也是提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量的主要途徑，制造裝備的大規(guī)模數(shù)控化，使企業(yè)急需大批數(shù)控編程、設(shè)備操作及維修人員，而傳統(tǒng)的機(jī)床教學(xué)采用理論與實(shí)踐分離的教學(xué)方法，一方面學(xué)生因無(wú)法理解指令的含義而失去對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也因?qū)�機(jī)床結(jié)構(gòu)和操作不熟悉、使用不當(dāng)而增加撞刀的危險(xiǎn)。在教學(xué)實(shí)施中采用信息化手段，可以使原本復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)直觀形象更易接受，使原本通過(guò)大量實(shí)操才能理解、掌握的指令更易于理解和掌握，同時(shí)，借助模擬仿真可以使由于不熟悉機(jī)床操作發(fā)生安全事故的可能性大大降低。也克服了因?qū)嵺`訓(xùn)練時(shí)間短，學(xué)生無(wú)法掌握技能，進(jìn)入企業(yè)后處理實(shí)際問(wèn)題的能力差，無(wú)法勝任相應(yīng)的崗位的問(wèn)題。數(shù)控機(jī)床主要由機(jī)械結(jié)構(gòu)、機(jī)床電氣、和數(shù)控系統(tǒng)三部分組成，在實(shí)際工作中，硬件故障多于軟件故障，機(jī)械故障多于電氣故障。而機(jī)械部分，要完成安裝調(diào)試、排除故障就必須了解其結(jié)構(gòu)組成，所以教學(xué)中采用先機(jī)械后電氣，先硬件后軟件，由易到難，同時(shí)借助信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)由直觀到抽象的教學(xué)方法。

　　1、加工中心主軸部件動(dòng)作原理信息化教學(xué)方法

　　JCS-018A加工中心的主軸結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖1)是數(shù)控機(jī)床教學(xué)中非常典型的案例。主要由四個(gè)功能部件構(gòu)成：主軸部件、主軸準(zhǔn)停裝置、刀具自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)、切屑清除裝置構(gòu)成。傳統(tǒng)的教學(xué)一般是利用圖1的裝配圖先講解主軸內(nèi)部的各組成結(jié)構(gòu)，如主軸心軸1是一個(gè)中空的階梯軸，用于松刀的拉桿、拉釘、刀柄及包括用于刀具夾緊的碟形彈簧都安裝在主軸上，然后需要借助非常強(qiáng)的讀裝配圖的基礎(chǔ)和對(duì)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作分析，理解其工作原理和過(guò)程，難度非常大，學(xué)生往往在這突破不了難點(diǎn)而失去對(duì)課程學(xué)習(xí)的興趣。而教學(xué)中借助動(dòng)畫(huà)讓學(xué)生先看清主軸的工作過(guò)程及每個(gè)部件的工作過(guò)程，再講解每個(gè)部件的結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)該功能時(shí)的原理，學(xué)生就更有興趣，而且學(xué)生會(huì)去自主探索其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的能力及習(xí)慣。例如,蝶形彈簧安裝時(shí)三片一組，相對(duì)安裝，起始與結(jié)束兩片必須為凹面，這時(shí)學(xué)生會(huì)下意識(shí)的去思考為什么，教師進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生去探索其中的原理，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探索的基本素質(zhì)。

　　2、機(jī)床卡盤(pán)結(jié)構(gòu)的信息化教學(xué)

　　“三爪卡盤(pán)”是機(jī)床上用來(lái)夾緊工件的機(jī)械裝置，利用均布在卡盤(pán)體上的活動(dòng)卡爪的徑向移動(dòng)﹐把工件夾緊和定位的機(jī)床附件，在三爪卡盤(pán)使用、維護(hù)時(shí)，需要熟練掌握卡盤(pán)的裝夾，因此，需要學(xué)生掌握卡盤(pán)的結(jié)構(gòu)及原理，利用信息化方法會(huì)使教學(xué)直觀、清楚，便于學(xué)生理解掌握。傳統(tǒng)的教學(xué)一般是配合圖片和動(dòng)畫(huà)來(lái)講解三爪卡盤(pán)的結(jié)構(gòu)：卡盤(pán)體、小錐齒輪、背面為平面螺紋的大錐齒輪和三個(gè)卡爪。三個(gè)卡爪上有與錐齒輪配合的平面螺紋，三個(gè)卡爪在爪盤(pán)體中的導(dǎo)槽中呈120°均布�？ūP(pán)體的錐孔與車床主軸前端的外錐面配合，起對(duì)中作用，通過(guò)鍵來(lái)傳遞扭矩，最后用螺母將卡盤(pán)體鎖緊在主軸上。這種方法學(xué)生很難理解每個(gè)部件的作用及卡盤(pán)的工作原理，也不會(huì)有興趣去研究。有條件情況下，可以制作更真實(shí)的實(shí)景動(dòng)畫(huà)，學(xué)生更易于理解每一個(gè)部件真實(shí)的工作狀態(tài)和結(jié)構(gòu)原理，同時(shí)可以對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)有更直觀的認(rèn)知，增進(jìn)學(xué)生對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)的興趣。

　　3、機(jī)床電氣控制的仿真教學(xué)

　　電機(jī)拖動(dòng)是數(shù)控機(jī)床電氣控制中重要的內(nèi)容，實(shí)際接線環(huán)節(jié)在很多學(xué)校都設(shè)置了專門(mén)的實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)課，傳統(tǒng)的課程教學(xué)主要是以教師講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程，學(xué)生以小組為單位按既定步驟接線，得出事先確定的結(jié)果。這種傳統(tǒng)教學(xué)模式以體積大、數(shù)量少的電、力拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備為依托，學(xué)生圍觀聽(tīng)課形式居多，參與動(dòng)手的機(jī)會(huì)較少，由于時(shí)間限制，使學(xué)生不能夠深刻實(shí)踐理論和熟練接線，得不到很好的訓(xùn)練效果，為此，這一部分內(nèi)容筆者覺(jué)得采用現(xiàn)代的仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)和傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的方式，教師首先理論講解，在此基礎(chǔ)上在仿真軟件上完成模擬接線，理解原理、熟悉接線方法、流程，然后通過(guò)實(shí)際接線驗(yàn)證。發(fā)揮信息化教學(xué)優(yōu)勢(shì)，解決了傳統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足等問(wèn)題，取得很好的教學(xué)效果(見(jiàn)圖2)。

　　4、結(jié)語(yǔ)

　　（1）采用信息化方法可以有效降低加工中心主軸部件動(dòng)作原理學(xué)習(xí)的難度。

　�。�2）卡盤(pán)結(jié)構(gòu)采用信息化教學(xué)，使學(xué)生易于理解每一個(gè)部件真實(shí)的工作狀態(tài)和結(jié)構(gòu)原理。

　�。�3）機(jī)床電氣控制采用信息化教學(xué)，解決了傳統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足和安全等問(wèn)題。

　　參考文獻(xiàn)

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