...专业规划教材 数控技术应用专业教学用书 数控机床维护与常见故障分...
张铭
摘 要：目前随着教育事业的发展，金工实习除了传统的热加工和冷加工外，许多高校都增设了先进制造技术部分的内容，其中数控车床操作实习是各个学校开设最多的教学内容。在进行理论和实践教学过程中，如何保障学生和教学设备的安全是指导教师首要的任务。笔者结合数控车床教学工作，总结出学生在操作过程中出现的问题及其原因，简要介绍在教学中的应对措施。
关键词：数控车 教学 问题 措施
中图分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）08（c）-0125-02
当前，数控机床在高校实训教学中得到普及，其中数控车是重要的教学设备。由于数控车的操作有其复杂性和特殊性，学生在操作设备时动手能力差，基础知识不清楚，操作时不仔细的问题导致刀具和工件碰撞，刀具和机床部件碰撞，因此代课教师如何在教学过程中保证学生和设备的安全显得尤为重要。笔者总结了一些容易发生的问题，浅谈其发生的原因和应对措施。
1 手动方式下的问题及应对措施
1.1 移动倍率不对
问题：数控车床在手动方式下的移动需要先设定好移动的速率，如：慢速值F50或快速值F500。由于刀具距离待加工材料还有一段距离，学生在操作时选用了快速值F500来移动刀架，在靠近待加工材料时没有改成慢速值F50，导致刀具以较大的速度切削工件，产生撞刀。
措施：分析原因主要是学生在操作机床时没有领会刀具快、慢速移动的使用条件，盲目进行操作。教师在教学中应强调不同移动速度的功能和效果，并讲解如果用快速值切削工件的危害。为防止刀具和工件的碰撞对学生的伤害，防护门如何正确使用也是需要重点讲解的内容，要让学生牢记操作机床运转时必须关闭防护门。另外，可以在条件允许的情况下调整机床的快速移动参数值，以便进一步降低碰撞的危害。
1.2 主轴旋转方向不对
问题：数控车床在进行切削时主轴可以进行顺时针和逆时针旋转，不同旋转方向是为了适应不同的加工要求。学生在启动主轴时选错旋转方向的情况时有发生，刀具和加工材料没有进行有效的切割，这样做的结果轻者撞坏刀具，重者损坏机床部件。
措施：笔者发现学生把主轴旋转方向开关选择错误是问题所在，分析原因是忘记了开关正确的位置在哪里。我们在教学中可以利用右手动作来帮助学生记忆和理解，我们可以伸出右手大拇指指向远离主轴的方向，其他4指做向手掌心的旋转动作，此方向即为主轴正转方向。教师可要求学生在打开旋转方向开关时及时确认主轴的旋转方向是否正确，不要盲目进行下一步的切削工作。
1.3 刀具移动路径不对
问题：学生在移动刀具切削工件时，移动方向错误，如图1所示，学生用外圆车刀加工零件时沿Z轴负向加工完后直接向X轴负向进给；如图2所示，学生用切断刀加工零件时沿X轴负向加工完后直接向Z轴方向移动刀具。以上两种加工时移动刀具的方法都是错误的，不仅零件报废，而且刀具的损坏也影响实习的正常进行。
措施：分析原因主要是学生缺乏必要的理论基础，不理解车床基本的切削原理。教师在讲解和演示环节要讲清楚数控车床加工方法和原理，使学生明白每一把刀具在加工零件时有特殊的走刀规律，不能随心所欲地想怎么走就怎么走。另外，教师可以在教学安排上进行调整，参加数控车实习的学生先完成普通车床的学习任务，学生在了解车床基本的切削原理后再进行数控车的学习。
1.4 主轴扳手用后未取下来
问题：教学中有时需要使用到主轴扳手，对材料长度进行新的定位，学生在使用工具时不按照操作规则做，不取下用过的主轴扳手就运转主轴，导致扳手掉落到机床外面。这时如果操作者站立位置不当，将有可能被扳手击中，发生教学事故。
措施：学生在听老师讲解时不认真，在工具使用时不仔细以及安全意识差导致了以上事故的发生。针对以上问题，教师可以在教学时重点强调扳手使用方法，在选择主轴转速时限制学生用高转速进行练习，规定学生在运行机床时必须目视确认主轴上没有放置扳手，同时关闭安全门等办法来解决以上问题，以上规定在多位学生操作同一台车床时尤为重要。
2 自动方式下的问题及应对措施
2.1 程序输错
问题：程序人工输入时，输错代码和数值，代码错误导致机床运行时出错，数值错误会使机床不按照预定的轨迹运行，严重时会发生损坏刀具和机床的情况。
措施：学生进行程序输入后要进行互检，同组同学互相检查，可以有效避免代码输错的可能性。另外，自动运行前进行空运行检查也是有效的办法，但其不能完全代替人工检查，因为有些错误空运行方式无法检查出来。正式运行程序时，教师可以要求学生使用单段功能来运行新输入的程序，当运行到错误程序时可以及时发现和处理，不要直接用自动方式来运行。
2.2 对刀错误
问题：自动运行时，加工完成的零件尺寸超出公差范围或出现撞刀事故。
措施：自动运行程序的前提条件是事先做好刀具和工件的准备工作，其中重要的环节是对刀，学生在完对刀任务后不能直接进行零件的加工，应该对每一把加工程序中使用的刀具和工件的坐标关系进行确认，如在工件表面按照合理的加工轨迹切削一段，并记录下机床屏幕上的X、Z坐标位置，然后测量加工得到的数值和机床屏幕上显示的数值进行比较看是否一致，最后再进行下一步加工或重新对刀。
2.3 暂停后忘记恢复主轴旋转
问题：自动运行程序时，有时需要执行暂停命令，进行工件加工面的清理，学生在完成清理工作后，没有手动恢复主轴旋转，导致机床再次运行时发生撞刀事故。
措施：究其原因主要是学生没有目视确认机床主轴是否在工作就盲目进行程序运行，教师在教学过程中应强调学生必须确认机床主轴已经开始工作的情况下才能启动程序运行，不能盲目操作机床，要严格按操作流程使用机床。
2.4 运行时防护门未关闭
问题：数控车床防护门在操作者使用机床时能给予保护，部分学生在运行程序时不关闭防护门，甚至用手接触高速旋转的工件。
措施：部分学生安全意识薄弱，他们认为没有必要按照老师的指导去操作机床，图省事和方便。教师在教学中要重点关注他们，要从各个方面举例说明为什么要遵守安全操作规程，强调安全意识在工作中的重要性，使其能自觉地从自身做起，在实习过程中做好安全防护工作。
2.5 应急开关不会用
问题：在发生紧急情况时，学生不知如何处理，导致事故发生。
措施：安全问题无大小，一旦发生就可能导致人身伤害，教师在平时讲解和练习时要求每位学生必须清楚在出现紧急情况时应该如何处置，紧急停止开关在哪里？出现紧急情况时的应对步骤是什么？必要时可以示范一遍操作过程，让学生有深刻的记忆，在关键的时候不会手忙脚乱。
3 结语
综上所述，在数控车教学实习中，由于学生认识不足，思想不重视，知识点不清楚导致的操作不当时有发生。所以笔者认为代课老师需要在以上几点多下些功夫，在课堂讲解和现场操作时注意引导学生，使他们在操作机床前就有了充分的认识，思想上高度重视，以科学、认真、仔细的态度來完成实习。此外，老师的表率作用非常重要，一个对教学工作严谨的老师，就是学生们最好的榜样。
参考文献
[1] 卢亮亮.数控切削加工中撞刀现象及对策[J].科学与财富，2014（6）：461-462.
[2] 刘玉宾，黄志伟，王琳.数控实训中常见车床撞刀的原因及防止办法[J].现代制造技术与装备，2012（6）：65-67.
[3] 张浩峰.数控车实训过程中易出现撞刀原因分析[J].淮北职业技术学院学报，2015（5）：130-132.endprint
