四轴数控铣床实践教学应用的研究

汪海林 易吉祥

（厦门理工学院现代工程训练中心 福建 361024）

数控技术是制造工业现代化的重要基础。这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展。数控技术的发展和应用领域的不断扩大，给传统制造业带来了革命性的变化，它对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。我校作为一所应用型大学，培养数控技术应用型人才，符合学校建设“创新型高水平应用技术大学”的理念。[1]

四轴数控铣床是在三轴数控铣床的基础上发展而来，要优于普通三轴机床，能完成普通三轴机床无法进行的加工，相对于普通三轴机床表现得更加的灵活。现行的工训实习，如数控车和数控铣几乎是单一独立的教学模式，没能很好的利用工种之间的协同配合作用，教学内容单一、资源分散，学生对所学的知识内容感觉抽象难懂没有吸引力，提高不了学习兴趣。[2]

一、融入四轴教学对学生工程训练能力的提高

1．整合教学资源，数控车、数控铣床的协同教学，配合加工

（1）以往的数控教学都是车、铣床独立分开各自教学互不干涩，这样对培养学生的综合能力达不到预期的效果也达不到我们对学生的培养目标。四轴数控铣床多了个旋转轴，加工能力更强加工范围更广，所以整合数控车床和数控铣床就变得十分重要。数控车床和数控铣床教学方式、手段，有机、优化的“组合”，巧妙的联系和相互渗透，培养学生搜集、获取新知识和处理信息的能力。

（2）车、铣两个工种之间统一实践作品。融合教学内容，共享教学进程，优化教学方法着重培养学生分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力，对实践操作进行串联和联系，强化工种之间的联系及协同作用让学生主动将学过的知识进行梳理消化、对比吸收。[3]

2．提升加工工艺编排能力

生产效率和加工质量的提高可以有效的降低生产成本和经济损失，对于数控加工来说，加工一个零件往往有较多套合理的加工工艺。一套好的加工工艺不仅能够改善产品质量还能提高加工生产效率，由此可见零件加工工艺的好坏直接影响产品的质量合格和加工效率。四轴零件的加工往往需经过更为复杂工序完成加工，必要时可由车、铣床配合共同完成加工。四轴数控铣床和数控车床的配合加工要求学生掌握更为全面的工艺知识。这样大大要求对工艺编排的能力，也只有这样才能锻炼和提高学生的工艺编排水平。通过四轴在教学过程及学生在学习的过程侧重培养学生对工艺的比较及优化，甚至对机床、刀具、夹具等的选择。另一方面加工材料的加工变形是考验工艺合理的重要的体现，学生做到工艺安排的合理化非常必要。

二、激发学生内在求知欲，驱动学生学习的自主性和内在的创新动力

学习往往受兴趣的支配，特别是枯燥的实践课。如果对学习缺乏必要的兴趣，那就不但学不好，而且会觉得学习就是一种负担，从而产生厌倦、抵触和退却的心理。反之，兴趣能够让人思绪集中，这就容易学得快又好、记忆深刻，即使长时间学习，也能够达到较好的效果。所以，我们有必要提高学生的学习兴趣。四轴数控铣床旋转轴的独特性质使其具备更为复杂的加工能力，除了对所加工的零件有比较高的工艺要求外其制作出来的产品也具有相对美观的外形（如在花瓶上雕刻文字或图案等），常用于创新加工和精美工艺品的加工制作大大吸引了学生主动求知、实践的渴望，从而使教学过程的被动性转化为学生学习的主动性。这样对吸引学生的制作和学习都起到了促进的作用，充分激发了学生的好奇心和内在的加工制作的动力，同时也提高了教师在教学授课的效率、成效。

三、服务科研及学生的创新制作

1．服务学生创新制作

现在的大学学生都比较积极参加各类型的创新制作竞赛，一方面是为了丰富大学生课余生活，另一方面是为了提升自己拓宽自己的知识面。这类竞赛又要求学生有较强的动手能力，能将所设计的作品进行加工、调教，普通三轴机床有较大的加工局限性，如学生作品零件的分度加工等就比较难以实现，没有四轴数控机床的支持将很难完成作品的加工。四轴机床丰富了零件的可加工范围，提升零件可加工性、可用性及美观性，锻炼学生的操作技能提高了学生对工艺了解掌握。

2．服务学校科研教学工作

本科高校里面有较多涉及加工的科研项目，常常要用到数控机床来加工成品进行后续的研究，如复杂叶轮的加工等，普通三轴数控铣床已无法满足加工的要求、无法满足科研验证，四轴数控铣床在这方面有较为出色的加工表现，可以起到辅助科研，服务学生。四轴数控铣床的应用不仅可以提升学生的动手能力而且还能为学生提供一个比较好的加工平台。[4]

结语

四轴数控铣床的第四回转轴类似于数控车的主轴可实现回转运动，能实现在车床上无法完成的后续加工任务，这个功能也能很好的将数控车床和四轴数控铣床做一个教学串联。利用四轴数控铣床能起到工种之间的协同配合效果，有益于对学生工艺思维的培养，也有助于学生工程训练综合能力的提升。

现有的教学训练远未达到预期的效果。四轴数控铣床本身具备有加工曲线、曲面类零件的能力，如加工大力神杯及在圆柱面上加工曲线槽等，这些加工在普通的三轴上是很难完成的。在四轴上完成的作品一般都具有比较严格的工艺要求和外观观赏价值，常用于精美工艺品的加工制作，这不仅能吸引学生主动学习的热情，还能充分调动学习的积极性和创新性。

[1]王海洋.高校数控实训课教学方法的实践[J].辽宁工业大学学报（社会科学版）.2011年01期.

[2]孟碧霞.数控仿真软件在数控实训中的应用[J].价值工程.2014年06期.

[3]杜家熙，沈宏.基于四轴加工中心的斜齿轮多轴数控加工工艺[J].机床与液压 2013年第8期.

[4]孔德铿.四轴加工应用技巧[J].机床与液压.2015年第4期.