数控加工工艺编程与仿真
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spContent=随着当今科技的飞速发展,社会需求发生较大改变。传统机械生产已经不能很好地适应高精度、高效率、多样化加工的要求。而数控机床能有效地解决复杂、精密、小批量的零件加工问题,满足不同机械产品快速更新换代的需要,成为当今机械加工技术的趋势与潮流。下面就由我们带领你们领略学习数控加工编程以及仿真的相关知识吧。
—— 课程团队
课程概述

.课程基本情况

  《数控加工工艺编程与仿真》既是数控技术、机电一体化技术等专业的核心课程,也是数控工艺员、数控程序员、数控机床操作工等职业资格考试的必修课程。该课程的前导课程是《机械制图》、《机械设计基础》、《机械制造基础》等课程,后续课程是《数控综合实训》、《数控机床故障诊断》等。本课程在课程体系中占据重要地位,起承上启下的过渡作用。

  本课程采用项目教学、任务驱动,采用、理、实一体化教学,主要介绍FANUC数控系统的车床和铣床编程方法。以工作任务为切入点,通过视频和动画等多种教学手段,完成典型零件的程序编制,借助仿真软件校验数控程序的正确性,掌握检测零件的方法和手段。

.课程建设发展历程

  (1)2015年—2017年,课程改革阶段。以2015年立项为省级精品资源共享课程为契机,探索工学结合和基于工作过程课程体系的校企共建模式。

  (2)2017年—2020年,课程建设阶段。探索线上线下混合式教学模式,对标岗位需求、赛项细则、职业资格证书,形成项目化、任务式资源,实现“岗课赛证”融通。2018年立项为省级精品在线开放课程,初步完成资源建设。

  (3)2020年—2023年,课程完善阶段。结合岗位需求变化、赛项内容变化、1+X证书考核标准、课程思政,设计“三新技术进课堂”“岗位笔记”等系列资源。2021年认定为省级精品在线开放课程。

  (4)2023年—至今,探索职教出海,积极参与学校与德国K&K社会资源和发展有限责任公司的国际合作,内化德国“双元制”模式,将国内人才培养标准与发达国家岗位接轨。

  同学们在学习过程中,首先获得的是关于职业内容和工作环境的感性认识,进而获得与工作岗位和工作过程相关的专业知识和技能。强调以学生直接经验的形式——典型零件的加工实施,掌握融合于实践行动中的新知识、新技能,真正落实理实一体化的课程实施,提高人才培养质量。

.课程教学设计

  1.教学内容设计

  整个课程包含八个教学项目,每个项目下设计有项目描述、理论基础、项目实施、岗位笔记等8类载体,通过递进式项目设计,同学们可以由浅入深的掌握数控车床、数控铣床、加工中心的加工工艺编制、程序编制以及机床的实际操作,达到教学目标。

  遵循机械加工行业对数控工艺员岗位的作业标准、机械加工通用技术规范要求以及智能制造2025高端数控机床人才需求,确定了工艺分析、参数计算等岗位标准能力,配合虚拟仿真软件、机床实操加工,以强化学生能力为目标,进行教学内容的重构。

  发掘合作企业生产项目共建两大教学类型:数控车床、数控铣床,引入职业资格证书不同等级要求,设计了循序渐进的教学内容,数控车床:直线类、圆弧类、螺纹类、非圆曲线类,数控铣床:单线类、平面类、孔类、型腔类。选择了“螺纹轴零件、凸模板零件”等8类载体。结合岗位需求,采用项目制教学,融入职业精神的思政主线,对标岗位需求、赛项要求,探索职教出海路径。

  2.教学方法设计  

  采用任务引领、三段育人的教学方法,按照“课前、课中、课后”三段式组织教学。构建“探-导-学-练-思-拓”六环教学模式,开展基于在线课程资源的探究式教学活动。

  本门课程采用讲课、自学、习题、辅导、报告会等多种形式,组织教学,灵活采用全班学习、分组学习等学习形式,组建课外兴趣小组进行知识拓展,达到加强学生创造思维和工程技术素养的培养目标。采用以“项目为主线,任务为主题”, “项目导向、任务驱动”相结合的教学模式,实现教、学、做,理实一体。

  将项目任务引入课程,理论讲授包含在项目训练中,将生产中的新工艺、新方法、新技术引入 课堂,学生在实践中掌握理论。采用项目式、启发式、互动式、案例式等教学方法,提高学生的学习兴趣。充分利用现代多媒体电子教学、实物教学、现场教学、网络教学等现代教学手段,确保课程教学手段和方法丰富、灵活。

  3.教学活动与评价

  采用线上、线下相结合,“过程+结果+增值”的综合评价。11个教学周期共计12922人评价,方式如下:

  过程考核30%(线上评价):

    1.课前评价:课件访问量、投票、讨论参与度(40%*30%)

    2.课中评价:技术标准、技能测试、岗位能力、知识范畴(40%*30%)

    3.课后评价:在线讨论、测试测验、习题作业(20%*30%)

  结果考核70%(线下评价):

    1.技能性评价:机床基础性操作、项目零件成品(40%*70%)

    2.知识性评价:期末考试试卷分值(60%*70%)

  增值性考核浮动10%(线下评价):

    1.自我评价:个人进步(0-5分)

    2.教师评价:学生进步(0-5分)

综合考核=过程考核(30%)+结果考核(70%)+增值性考核(浮动10%)。

.课程特色

  实施理实一体化教学,实训中心既是教室,也是车间;以典型零件为主线完成知识的传授和技能的培养,按照六步教学法组织课堂教学:资讯阶段,侧重基础理论知识的掌握和梳理,强化自主学习能力的培养;计划、决策、实施和检查阶段,既有学生的自主学习和总结,也有小组、团队的沟通和协调;评价阶段,采取多元评价方式,自评、互评、师评相结合。课程建设过程中不断总结、概括改革经验,完善教学资源,撰写基于工作过程系统化的校本教材。归纳起来有四个特色:

  (1)课程设计合理、定位准确,突出职业岗位能力的培养;

  (2)采用理实一体化教学方法,教学设计侧重自主学院能力的培养以及职业素养的养成;

  (3)紧密结合区域经济特点,校企共建课程,实现教学资源的共享;

  (4)真正实现以学生为主题的教学设计。

.课程建设成效

  2006年,《数控编程与操作》被评为学院精品课程;

  2008年,学院与漯河中天塑料机械制造公司合作,进行基于工作过程的典型项目开发;

  2009年,课程改革成果《数控车生产案例型实训教程》国家级十一五规划教材由机械工业出版社出版;

  2012年,完成了基于工作过程系统化的课程整体设计和单元设计,完善了课程标准、电子课件、任务书、作业习题等教学资源建设,实现了资源的网络共享;

  2012年,获得河南省第六届职业技能大赛“零件的数控编程、加工与装配”二等奖;

  2013年,该课程获漯河职业技术学院课程改革二等奖;

  2015年,《数控加工工艺及编程》申报河南省精品资源共享课;

  2017年,出版《数控编程与操作》微课版教材;

  2019年,《数控加工工艺编程与仿真》获得河南省教师教学能力比赛二等奖;

  2021年,被认定为河南省精品在线开放课程。

授课目标

  本课程旨在提高学习者数控加工指令理解、数控加工工艺分析、数控程序编制的能力,达到熟练使用数控车床、数控铣床完成零部编程并实操加工得到合格产品的目标,成为“懂工艺、会编程、精操作、有素养”的数控加工高技能人才。

  本课程的教学目标是同学们通过学习,能够掌握数控加工的编程方法,以及实际操作加工技术,提高数控机床的操作能力和数控加工的工艺处理能力,教学目标包含以下内容:

知识目标:

(1)熟悉数控机床结构和工作原理; 

(2)掌握数控车床、铣床的工艺分析、编程指令及操作;

(3)掌握数控加工中心的工艺分析、编程指令及操作。 

能力目标: 

(1)熟悉数控车床的操作; 

(2)理解、熟悉数控技术文件; 

(3)具备零件图纸的分析能力和数学处理能力; 

(4)能制订合理的数控加工工艺文件和编制一般零件的数控加工程序。

思政目标: 

(1)培养学生的沟通能力和团队协作精神; 

(2)培养学生独立工作能力及与团队合作能力;

(3)培养学生的工作、学习的主动性及自学能力;

(4)培养学生的创新能力及爱岗敬业的工作作风。

课程大纲
预备知识

 《数控加工工艺编程与仿真》既是数控技术、机电一体化技术的专业核心课程,也是数控工艺员、数控机床操作工等职业资格考试的必修课程,学习该课程前需要具备一下课程相关知识:

1.电工电子知识

2.电机与电气控制

3.可编程控制器应用技术

4.计算机基础知识

5.大学英语

6.机械制图

参考资料

参考资料:

[1] 顾晔,娄琳.数控编程与操作.北京:人民邮电出版社,2015.(理论课使用教材)

[2] 霍苏萍,刘岩.数控铣削加工工艺编程与操作.北京:人民邮电出版社,2015.

[3] 童伟,李洋.数控车削加工技术.上海:上海交通大学出版社,2015.

[4] 周虹.数控加工工艺设计与程序编制.北京:人民邮电出版社,2018.

[5] 陈晓南,杨培林,等.机械设计基础.北京:科学出版社,2018.

参考网站:

 1.西门子官网  https://www.ad.siemens.com.cn/download/HomePage.aspx

 2.华中数控官网 https://www.huazhongcnc.com/

 3.工控资料窝  https://www.gkwo.net/

 4.中华工控网 https://www.gkong.com/sort/hmi/

常见问题

 1.我为什么要学习这门课? 

《数控加工工艺编程与仿真》是我校学生在大二上学期学习的一门综合模块化课程,具有很强的理论性和实践性。 

它的前导课程有《机械制图》《电机与电气控制技术》等,后续课程有《毕业设计》《顶岗实习》等,在专业课程体系中起着非常重要的承上启下的作用。

2.学完这门课程后,对以后的工作中有什么帮助?

《数控加工工艺编程与仿真》这门课程涉及的内容有PLC、机械制图、数控编程、机床操作、数控仿真等。这些内容是作为机械工程师所必须掌握的知识,在以后的工作中每一部分都能够用到。因此学完这门课程之后为大家以后的就业打下了一个良好的基础。

3.如何学习这门课程?

《数控加工工艺编程与仿真》这门课程实践性非常强,大家除了在线上学习基本理论之外,还要在线下进行大量的实践才能更好的掌握课程的内容。课程团队除了高校教师之外,还聘请有企业资深工程师,如果你们在学习中遇到问题的话,可以在讨论区在线留言,我们会第一时间为你们解答问题的。