
课程编码:
课程性质:专业课
学 分:2.0
计划学时:32
适用专业:机械制造与自动化
1.前言
1.1课程定位
《数控设备与编程》课程是机械制造与自动化专业一门重要的专业核心课程,具有较强的实践性和应用性,为将来解决制造中的技术问题打基础。
通过本课程的学习,使学生掌握数控车床和数控铣床的加工工艺、编程指令、仿真加工和机床实际操作等基本知识,使学生能够对典型零件进行编制数控加工工艺、编写数控编程、利用软件进行数控仿真加工和利用数控机床进行实际加工,并为考取《数控车工》职业资格证书奠定理论和实践基础。
本课程的前修课程是《机械制图》、《几何量精度设计与检测》和《机械设计基础》等,它的后续课程有《逆向工程技术》、《顶岗实习》等。
1.2设计思路
(1)总体思路
遵循职业教育以就业为导向,以服务为宗旨的指导思想,以企业调研为基础,围绕机械类专业人才培养目标和培养规格,按照工作过程系统化的思想,与企业专家共同合作,实施本课程的系统开发与实践。遵循职业成长规律和教育规律,从宏观(培养目标定位)、中观(课程体系)、微观(教学单元内容)三方面进行系统化设计。
(2)课程设置依据
以数控加工设备的操作、编程、管理及技术服务职业岗位所需要的数控机床和编程的知识和能力为基础,经过对企业调研,与企业专家共同探讨,合作开发了本课程。
(3)课程内容的确定
根据企业数控加工设备的操作、编程及技术服务岗位的实际工作任务,与我校的实训条件,并针对高职学生理论基础薄弱的情况而确定。为实现学生掌握数控加工工艺和数控加工程序编制等专业技能的培养目标通过任务驱动的模块项目化教学,以技能训练为主线,学做合一。按照零件加工类别安排教学模块,按照难易程度安排学习项目。将数控加工工艺与数控加工程序编制等理论知识,融入到教学项目中。每个项目的学习都按实际零件工作任务为载体设计的活动来进行,以工作任务为中心整合理论与实践,实现理论与实践一体化的教学。模块一数控车床程序编制、模块二数控车床仿真与操作、模块三数控铣床程序编制、模块四数控铣床仿真与操作。
(4)编排思路
每个模块都按照“从简单到复杂、从单项到综合”的思路,设计教学过程。将应用广泛、易理解、易操作的项目安排在前面;将操作难度较大、应用范围较窄的项目放在后面。
(5)课时安排说明
根据企业工作实际情况,有侧重点的分配课时,计划用学时完成教学内容。数控车床的加工是企业中最常见的加工方式,其加工方法、程序编制方法的运用是最基本的知识和技能,所以在课时分配方面占了较大比重,共计34学时。其次是数控铣床编程,安排了22学时。数控机床加工基本原理、工艺方法以及基础知识共安排了6个学时。其余项目在保证专业人才培养目标的基础之上,结合校内实训条件,适度减少课时的安排。
2.课程目标
2.1总体目标
通过学习使学生能获得数控加工工艺、数控编程的基本知识和数控加工的基本技能,具有较扎实的基本功和良好的职业素养。能完成数控加工设备的操作、编程及技术服务岗位的工作任务。具有诚实、守信、善于沟通和合作的品质,树立安全、节能等意识,为发展职业能力奠定良好的基础。
2.2具体目标
(1)知识目标
①认知数控技术和数控机床等基本概念。
②认知数控机床的分类、加工特点及应用。
③能表述数控编程的内容、步骤和方法。
④能认知数控机床的各种坐标系的作用和确定方法。
⑤识记数控编程常用的功能指令。
⑥知道数控加工工艺设计的具体内容。
⑦认知数控加工编程特点。
⑧认知道具补偿功能的相关知识。
(2)能力目标
①能够读懂零件图纸,分析零件结构特点,合理制定数控加工工艺方案。
②能够正确建立工件坐标系。
③能够合理确定走刀路线、合理选择刀具及加工余量。
④会常用工艺装备的使用与选择。
⑤能够正确进行程序编制、输入及调试。
⑥能够正确使用数控系统的基本指令。
⑦能够正确使用数控机床操作面板上的各按键功能。
(3)素质目标
①具有良好的职业道德和科学的创新精神。
②具有决策能力和执行能力。
③具有良好的沟通和交流能力。
④具有计划组织能力和团队协作能力。
⑤具有语言及文字表达能力。
⑥制定工作计划的能力。
3.课程内容与要求
| 序号 | 学习模块 | 课程内容 | 学习要求 | 活动设计 | 参考 学时 | |
| 1 | 数控车床程序编制 | 1.数控机床的概述 | 1.知道数控技术和数控机床的基本概念、产生、发展趋势。 2.能认知数控机床的基本组成及加工原理。 3.能认知数控机床的分类。 | 1.教师讲授同时用PPT展示图片信息,使学生能形象记忆。 2.通过教师讲授、学生讨论来理解数控机床的结构组成和工作原理。 | 2 | |
| 2.数控编程基础 | 1.知道数控编程的内容、步骤和方法。 2.能认知数控机床的各种坐标系及其作用。 3.认知数控机床各坐标系的确定方法。 4.知道数控加工程序的组成和格式。 5.能够正确运用数控编程常用的功能指令。 | 1.通过教师讲授练习相结合的方式,使学生理解数控编程的内容、步骤和方法。 2.通过PPT展示让学生熟悉数控机床各坐标系的确定方法。 | 2 | |||
| 3.外圆柱面、圆锥面加工工艺设计与编程 | 1.数控车床加工工艺设计 | 1.认知数控加工工艺设计的具体内容。 2.能够认知数控车削外圆柱面、圆锥面工艺设计方法。 | 1.通过教师讲授数控车床零件加工特点,明确数控车床编程方法。 2.PPT展示数控车床典型零件加工,帮助学生识记。 | 2 | ||
| 2.数控车削外圆柱面、圆锥面加工工艺设计 | 1.能够认知数控车削外圆柱面、圆锥面加工工艺设计方法。 2.会确定数控车床机床坐标系、工件坐标系。 | 1.教师采用任务驱动的教学方法,给出一个常用轴类零件让学生研究设计加工工艺。 2.教师讲授一般外圆、圆锥面加工的工艺设计方法,学生分小组讨论,最终理解消化设计方法。 | 2 | |||
| 3.数控车床坐标系确定 | ||||||
| 4.数控车削编程特点 | 1.认知绝对编程、增量编程的概念及区别。 2.知道数控车削编程特点。 | 采用讲练结合的教学方法,给出一个简单零件图,组织学生读图、分析、运用功能指令。 | 2 | |||
| 5.数控车削编程指令 | 1.认知F、S、T指令。 2.认知准备功能字和辅助功能字并且会运用。 | |||||
| 6.阶梯轴加工程序编制 | 1.能够读懂零件图纸。 2.能够制定加工工艺。 3.能够编制加工程序。 4.能够运用G90指令。 | 1.采用任务驱动的教学方法,将讲练结合在一起运用。 2.给出一个零件图和任务要求,组织学生读图、分析、讨论,运用知识完成任务。 | 2 | |||
| 4.外圆弧面及沟槽加工工艺设计与编程 | 1.数控车削外圆弧面走刀路线的设计 | 1.认知数控车削外圆弧面、沟槽走刀路线的设计方法。 2.能制定外圆弧面、沟槽零件车削加工工艺。 | 采用讲授与练习结合的教学方法,组织学生学习制定加工工艺。采用小组讨论法。 | 2 | ||
| 2.数控车床圆弧插补编程指令 | 1.认知G02、G03、G04等基本功能指令的格式和使用方法。 2.知道M98、M99的格式和使用方法。 | 1.教师讲授圆弧插补等指令功能字,并进行比较。 2.PPT展示功能字功能。 | ||||
| 3.数控车床编程循环指令 | 认知G70、G71、G72、G73、G75的复合固定循环指令的格式和使用方法。 | 1.教师讲授循环指令功能字,并进行比较。 2.PPT展示功能字功能。 | ||||
| 4.圆弧面及沟槽零件编程 | 1.能够读懂零件图纸。 2.能够制定加工工艺。 3.能够编制加工程序。 4.能够运用M98、M99指令。 | 1.采用任务驱动的教学方法,将讲练结合在一起运用。 2.给出一个零件图和任务要求,组织学生读图、分析、讨论,运用知识完成任务。 | 2 | |||
| 5.螺纹加工工艺设计与编程 | 1.螺纹概述 | 1.知道与螺纹相关的基础知识。 2.认知螺纹代号及其含义。 | 采用讲授与练习结合的教学方法,组织学生学习螺纹相关知识。采用小组讨论法,组织学生复述螺纹代号含义。 | 2 | ||
| 2.数控车削螺纹加工工艺设计 | 1.知道车削螺纹的切削方式和方法。 2.认知螺纹车削走刀路线的设计方法。 | 1.采用讲授与练习结合的教学方法,组织学生学习制定加工工艺。 2.采用小组讨论法,组织学生确定走刀路线。 | ||||
| 3.数控车床编程指令 | 1.认知螺纹车削的数值计算方法。 2.知道螺纹车削切削用量的选择方法。 3.认知螺纹车削指令G32、G92、G76的格式和使用方法。 4.能够正确运用G32、G92、G76螺纹加工程序的编制。 | 1.教师讲授数控螺纹车削相关指令功能字。 2.PPT展示各功能字功能。 | ||||
| 2 | 数控铣床程序的编制 | 1.槽型零件的加工工艺设计与编程 | 1.铣槽刀具及切削用量 | 1.认知数控铣床常用刀具。 2.铣削加工中切削用量的选择。 | 1.教师通过PPT演示突破讲授数控铣床中的常用刀具,让学生直观认知。 2.提问讨论的方式讲授切削用量的选择。 | 2 |
| 2.数控铣床常用编程指令 | 1.认知铣床的G00、G01、G02、G03、G54~G59、G92、G90、G91、G43、G44、G49等指令的编程格式及应用。 2.知道槽型零件的加工方法。 | 1.教师通过案例教学方式,对数控铣床各指令字进行功能讲解。通过实例,让学生对讲授内容消化吸收。 2.采用小组讨论的方式讲授数控铣床加工方法的确定。 | 2 | |||
| 3.槽型零件编程 | 1.能够读懂零件图纸。 2.能够制定加工工艺。 3.能够编制加工程序。 4.能够运用铣削指令编制槽型零件的加工程序。 | 1.采用任务驱动的教学方法,将讲练结合在一起运用。 2.给出一个零件图和任务要求,组织学生读图、分析、讨论,运用知识完成任务。 | 2 | |||
| 2.平面凸轮廓零件的加工工艺设计与编程 | 1.平面铣削工艺设计 | 1.认知螺平面铣削工艺设计要点。 2.知道平面凸轮廓零件加工的方法。 3.数控铣床常用编程指令 | 1.教师通过案例教学方式,对数控铣床各指令字进行功能讲解。通过实例,让学生对讲授内容消化吸收。 2.采用小组讨论的方式讲授平面凸轮廓零件加工方法的确定。 | 2 | ||
| 2.平面凸轮廓零件编程 | 1.能够读懂零件图纸。 2.能够制定加工工艺。 3.能够编制加工程序。 4.能够运用铣削指令编制平面凸轮廓零件的加工程序。 | 1.采用任务驱动的教学方法,将讲练结合在一起运用。 2.给出一个零件图和任务要求,组织学生读图、分析、讨论,运用知识完成任务。 | 2 | |||
| 3.型腔类零件的加工工艺设计与编程 | 1.认知型腔类零件的铣削方法及工艺设计方法。 2.能够读懂零件图纸。 3.能够制定加工工艺。 4.能够编制加工程序。 5.能够运用铣削指令编制型腔类零件的加工程序。 | 1.采用任务驱动的教学方法,将讲练结合在一起运用。 2.给出一个零件图和任务要求,组织学生读图、分析、讨论,运用知识完成任务。 | 2 | |||
| 4.孔系零件的加工工艺设计与编程 | 1.认知孔系零件的铣削方法及工艺设计方法。 2.认知数控系统孔加工循环指令的格式及应用。 3.能够读懂零件图纸。 3.能够制定加工工艺。 4.能够编制加工程序。 5.能够运用铣削指令编制孔系零件的加工程序。 | 1.采用任务驱动的教学方法,将讲练结合在一起运用。 2.给出一个零件图和任务要求,组织学生读图、分析、讨论,运用知识完成任务。 | 2 | |||
4.1 教材选用和编写建议
(1)教材选用
建议教材
刘芬主编.《数控机床编程与操作项目化教程》. 南京:南京大学出版社
主要参考教材
刘本锁主编.《数控机床故障分析与维修实训》.北京:冶金工业出版社
陈志平主编.《数控机床机械装调技术》. 北京:北京理工大学出版社
刘江主编.《数控机床故障诊断与维修》.北京:高等教育出版社
(2)教材编写原则与要求
教材的编写工作依据本课程标准进行,充分体现理实一体化的课程设计思想。通过学习任务,引入理论知识,努力体现“以应用为目的,以必需够用为度”的原则,强调理论在实践过程中的应用。教材内容应采用最新国家标准,力求做到基本概念、术语、符号准确、易懂;实用性强,着重突出各种数控机床编程与操作的实际应用。教材中任务实施部分内容具体,实施环节操作性强。
(3)教材、教学参考资料使用建议
理论教学内容本着够用为度的原则,对复杂的分析和计算部分做适当的删减,对课程进行简化。针对高职学生素质的差异和机械制造与自动化专业实训教学环境的,把数控机床加工工艺设计和数控机床编程为重点,数控机床操作、数控模拟仿真,在不违背课程标准的前提下,在教学活动中适当的取舍和调整,对教材内容进行适当的整合与修改。
4.2教学建议
结合学生特点、实训设备、学习情境,打破传统的课堂讲授方式,建议采用讲授、实训教学交叉配合实施的方式,充分利用校内数控实训基地,采用理实一体化的教学模式,运用多种教学方法。
(1)在课程实施过程中,采用任务驱动的教学法,以车削、铣削的工作任务为载体设计教学过程,灵活运用多种教学方法,让每一个学生“懂原理、会使用”。
通过学习任务的实施,学生看到的是一个完整的工作流程,所有的知识点、技能点融合在任务实施中。有助于学生掌握岗位所需要的知识和职业技能。
(2)采用案例教学法。在课程实施中,引入企业真实的生产活动,生产中的典型任务案例进行课程实施。
(3)根据教学内容灵活运用讨论法。通过案例由教师提出问题,学生围绕问题积极发表观点,互相讨论,教师适当启发。通过师生、互动,相互交流、学习,共同协作,完成任务,培养学生分析问题、解决问题和创新能力。每个小组经过自主学习、讨论,共同进行项目的原理分析、确定项目所需器材、项目实施内容及步骤、项目的注意事项等。
同时,注重学生团队合作、自主学习和主动获取信息能力的培养。着重培养学生查阅资料和实际操作的能力。根据反馈的各种教学信息,及时进行有针对性的教学改进和课程内容的微调,不断提高课程教学效果。
4.3教学考核评价建议
(1)期末考核评价及方式
采用闭卷理论考核的期末考核评价方式。
(2)教学过程评价
教师评价是由教师对学生的实施情况进行综合评估,让学生对课堂上所制定并实施的方案进行进一步完善,以达到查漏补缺、举一反三和拓宽知识面的目的。
任务考核是完成一个学习任务后,由教师对学生在完整的任务实施过程中,技能点、知识点、职业素养的考核。
(3)课程成绩形成方式
期末考试(50%)+平时成绩(50%)=期末总成绩
4.4课程资源的开发与利用
学院具有完善的数控实习实训室,可以完成数控车床操作、数控车床程序编制、数控铣床操作、数控铣床程序编制的实训;进行数控模拟仿真的演示。除此之外,在我院的校园网,设有学习园地、电子教材、音像资料等内容,方便学生自主学习。这些条件给教学提供较完善的实验条件,为本课程的教学提供了软硬件资源和保障。建设有《数控加工工艺与手工编程》精品课程网站,可以提供习题、试卷样题库等多种学习资料,补充课堂及实践教学,为学生提供全方位的视听体验,提高学生对知识的感知能力。
在教学法中,教师起引导作用,是课程的主持人、组织者和协调者,为学生构建学习情境,选择学习形式,为学生的专业学习提供帮助和咨询。因此要求课程教师均为“双师型”教师,具有企业一线工作经历,并参与修改和编写相关的辅导材料和实验指导资料,参与课程开发。
