高職院校數控技術專業教學探析

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0引言

高職院校數控專業課程中《數控加工與編程》是該專業的核心課程，也是專業課程教學的重點和難點所在，該課程由課堂教學和實踐兩個環節構成。傳統的課堂教學環節主要用于講授數控加工代碼的作用和功能以及常見的加工方法和編程技巧。實踐教學環節主要使學生掌握操作數控機床進行數控加工的能力。高職院校學生在課堂教學中通常難以掌握學習要點，對數控加工所用各類代碼的掌握不夠全面，不熟悉數控編程流程和方法，導致在后續的實踐教學中困難重重，影響教學進度，浪費教學資源。本文借助VERICUT軟件采用的虛擬加工方法對傳統的數控加工與編程課程教學方法進行改進，使學生在課堂教學中切身體會實際加工環境、加工方法和加工步驟，提高實訓教學效率和實訓質量。

1虛擬加工技術現狀分析

虛擬加工技術是以計算機技術為核心，用計算機輔助加工技術來模擬實際機械加工過程的的一種現代化加工方法。在對產品幾何參數、材料物理性能、切削參數和加工物理過程進行有效整合后，經過適當的建模和刀具選擇，可以對整個機械加工過程進行全真模擬，通常用于初學者學習機械加工過程中各代碼的功能并自主編制程序進行模擬加工，專業加工人員常采用虛擬加工方法來測試數控程序是否合理。總體而言虛擬加工方法具有如下特點：①虛擬加工技術采用計算機輔助加工的方式對機械加工過程進行動力學建模、仿真和優化分析，仿真時間短，有助于工程人員快速驗證數控程序的有效性，并能在短時間內對多種數控程序進行校驗。②為驗證數控程序的可靠性、預測切削過程提供了強有力的工具，數控加工的操作人員可依托其功能對數控程序和加工工序進行有效調整，在保證產品質量的同時降低生產成本、提高生產效率。

2虛擬加工技術在數控加工課程教學中的應用

在VERICUT軟件中建立常用機床模型，設置好相應的刀具、夾具、坐標系等參數。學生可利用其模擬各種數控代碼的功能，并在實踐環節在計算機上對數控代碼進行模擬加工。總體而言虛擬加工技術在《數控加工與編程》課程中的應用主要表現在以下幾個方面：①在數控加工與編程課程開始之前通過對虛擬加工的介紹，結合加工動畫、現代化加工機床等高端設備引起學生的興趣，讓其意識到該課程對將來工作和生活的影響，增強他們自主學習的動力。②在數控加工與編程課程教學過程中，若純粹的講解各數控代碼的功能，高職院校學生會覺得數控代碼對應的加工過程太過抽象而難以理解。若在講解每一個代碼對應的功能時通過虛擬加工軟件給出演示，并在PPT中插入該動作對應的動畫，有助于學生消化吸收各代碼的功能，并加強理解和記憶。③老師對每一環節的代碼講解完成后可以利用虛擬加工軟件布置與教學環節對應的課后作業，使學生自行編制數控代碼模擬某個具體的加工環節。讓他們通過自己的操作去認真體會各代碼對應的加工環節，使其進一步理解和掌握課堂教學的同時，增強其分析問題解決問題的能力。④數控加工課程都伴有實踐環節，高職院校對應的數控機床資源有限，數控實踐環節時間有限。在特定的時間內如何保證每一位同學都能獲得較好的實踐效果，是各高職院校數控實踐環節亟待解決的問題。在數控實踐環節引入虛擬加工技術，學生上機床操作前先到機房通過虛擬加工軟件了解機床的構造，模擬真實加工過程，使其在上機操作之前對數控機床有足夠的了解。對數控加工程序進行模擬，可以提前解決加工程序中存在的問題，使得實際加工過程更加順利，從而節省加工時間，節約實習耗材。

3虛擬加工技術在數控加工課程教學中的優缺點

根據上述研究，可以發現在《數控加工與編程》課程教學與實踐環節中適當增加虛擬加工的教學環節具有以下優點：①學生在VERICUT中可以看出各代碼對應的機床動作、刀具路徑等加工過程，將抽象的數控代碼形象化，有助于學生理解各代碼的功能，提高學習興趣。②數控實踐環節引入虛擬加工技術后，學生可以借助于VERICUT提前驗證自己的加工程序，極大改善了上機操作時的出錯率，提高了機床的使用效率，降低加工過程中的各類事故，合理利用資源的同時節省資實習耗材。③培養學生通過虛擬加工技術模擬數控代碼的習慣，有助于其在實際工作中用于處理復雜的數控代碼，提高其解決實際問題的能力。由于虛擬加工技術可以很好的解決學生學習過程中的很多問題，學生易過度依耐虛擬加工軟件，以為數控程序不管有什么問題直接導入軟件分析處理即可，從而忽視課堂教學。虛擬加工過程也需要一定的時間，多次盲目模擬會造成不必要的浪費，在實際教學過程中要時刻提醒學生加強對數控代碼的掌握，盡量減少數控模擬時的出錯次數。

4結束語

虛擬加工技術可使每個學生熟悉每個數控程序的加工過程，使《數控加工與編程》教學與實踐環節更加容易，省時間、省材料、省設備投入，且消除了實際加工過程的安全因素。通過引入虛擬加工技術，學生既學習了相關專業課程的基本知識，又掌握了利用現代化加工方法來解決工程實際問題，拓展其知識面，提高其學習專業課程的興趣。