《中国象棋的制作在数控铣床实训教学中的应用》

【摘要】本文将中国象棋的编程与加工运用到数控铣床实训教学中，把实训作品变成真正的产品，并面向市场推广。既减少原材料的浪费，又激发了学生的学习兴趣。首先设计中国象棋棋子的三维模型，制定出合理的工艺方案；然后，使用CAD/CAM软件进行中国象棋棋子的编程与仿真加工；最后使用XK7123数控铣床进行真实加工及检验。整个过程采用理实一体化教学，培养学生的职业素养和职业能力。

【关键词】数控铣床 编程与加工 CAD/CAM 理实一体化教学 职业能力

【中图分类号】TG547-4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）17-0025-01

引言

《数控铣床实训》课程教学，往往是根据教材内容选择制定相应的实验/实训项目，学生的实训内容往往只是一种消耗原材料的过程。虽然在整个消耗原材料的过程中，学生也学会了一些基本的操作技能，但是实训的作品缺乏实用价值，更无法向市场进行推广，使得原本采购的标准原材料在经过实训教学后，最终变成了一堆无用品、次品甚至是废品，造成了资源的浪费。本文将中国象棋的编程与加工运用到《数控铣床实训》课程教学中，把实训作品变成真正的产品，并向市场推广，既减少原材料的浪费，又激发了学生兴趣，提高数控铣床实训的教学质量。

一、分组教学，明确任务

以“学生为主体，教师为主导。”这短短两句话，是我们教师终生的追求，不懈的努力。[1]本实训项目采用分组教学法和任务驱动法组织实施，力求充分发挥学生的主动性，创造性，教师在实训教学过程中主要起引导作用。

实训前，分组工作是首個重要的教学组织环节，根据实际情况对学生进行分组（建议每台数控铣床分配4-6名学生为宜），并在组员中选举产生1名组长，由组长负责组织协调组员的工作任务。组长有权对本组组员的实训任务进行分配，每个组员必须无条件地服从组长分配给自己的实训任务，而且竞选成功的组长将获得平时成绩的加分待遇。

分组完成后，指导教师以组为单位下发预先设计好的《实训任务表》，由组长负责给组员分配任务，要求分配完成后组员签字确认。

二、加工工艺方案制定（任务一）

该任务由1～2名学生完成，任务时间为20分钟，要求完成选材、制定工艺方案、合理选择刀具、夹具、量具，完成零件加工工艺卡片的填写工作。[2]下达该任务前，指导教师应对学生进行必要的理论指导，具体内容如下：

（1）中国象棋的棋子为圆柱形零件，且在端面上要求使用隶书刻字，因此考虑选用φ35的塑料棒材作为毛坯，先通过车床将材料车削成棋子形状，并达到尺寸要求，再通过数控铣床进行端面刻字加工，最后通过手工方式进行着色。

（2）棋子的车削工序采用手工编程完成，在CK6132型数控车床上进行加工，加工数量为32颗（红棋、黑棋各16颗）。

（3）棋子端面铣削刻字的工序，采用数控铣床通用夹具——平口钳进行工件装夹。考虑到塑料棒材质较软，为避免夹伤棋子的外圆柱表面，要求采用铜皮包裹棋子圆柱表面进行装夹，且夹紧力不宜过大。

（4）棋子端面刻字时要求铣刀的直径较小，根据图样技术要求，考虑采用φ1-φ2的立铣刀，采用高转速进行铣削刻字。主轴转速及进给速度建议设置为2500r/min和100mm/min，在实际加工过程中，可通过主轴倍率修调开关和进给速度修调开关进行实时修调。

（5）中国象棋棋子加工工艺卡片设计

根据对中国象棋棋子的工艺分析，完成数控加工工艺卡。

三、数控编程及仿真加工（任务二）

该任务由1～2名学生完成，要求采用“Master-CAMX3软件”及“上海宇龙数控仿真系统”对棋子进行数控铣削编程与仿真加工，[3]建议完成单颗棋子数控编程及仿真加工任务的时间为30分钟。

四、中国象棋真实加工及后处理（任务三）

该任务由1～2名学生完成，要求采用XK7132型数控铣床进行棋子的数控铣削加工。建议完成单颗棋子加工任务的时间为30分钟，具体步骤如下：

首先使用DNC程序传输软件，将棋子数控铣削加工程序传输到数控系统中；然后根据技术要求调整机床参数，空运行检查合格后进行生产加工；最后对产品去除毛刺并进行填色处理。中国象棋加工效果如图1、图2所示：

五、零件检验与评价（任务四）

该任务由学生和老师共同完成，采取学生自评和教师评分相结合的方式[4]，对中国象棋的加工质量进行评估和总结，建议任务时间为10分钟。

六、结语

本文以“中国象棋的编程与加工”作为数控铣床实训项目，进行理实一体化教学设计。整个教学过程为90分钟，以完成单颗象棋棋子的数控铣床编程与加工为教学目标，教学内容涉及“团队协作与沟通”、“零件三维造型”、“数控加工工艺的编制与实施”以及“数控机床编程与操作”等多个方面，较为全面地培养了学生的职业素养和职业能力。结合学校实际情况，充分运用我校高新基地的实训设备，以整副中国象棋（共计32颗棋子）的数控编程与加工为实训教学任务，力求达到“教室与车间相融合，老师与师傅相融合，实训与实作相融合，学生与学徒相融合，成绩与成效相融合。”[5]提高数控铣床实训的教学质量，培养高素质技能型人才。

参考文献：

[1]《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》，新华社北京，2010：第一部分第一章.

[2]朱明松，《数控铣床编程与操作项目教程》，机械工业出版社，2011：48-49.

[3]何伟，刘滨，《Mastercam基础与应用教程》，机械工业出版社，2010：189-216.

[4]王新，《数控铣床编程与操作》，西安电子科技大学出版社，2015：47.

[5]戴伟，《让职业教育走向高端向应用型本科高校迈进》，重庆科创职业学院第二届教职工代表大会工作报告，2015年12月18日.

作者简介：

金江（1981.7），男，重庆荣昌，讲师/数控车工高级技师，本科，工学学士。主要从事机械专业教学及教学管理工作。