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1、P M K N S H 第三届全国数控技能大赛理论竞赛试题第三届全国数控技能大赛理论竞赛试题 简要点评和总结简要点评和总结 宋放之宋放之 第三届全国数控技能大赛理论竞赛试题不仅在基本理论知识上有很高的要求，而且更加联系实际。相对前两届的理论试题而言，本届理论竞赛试题更加注重操作理论、注重加工工艺。这次理论竞赛试题的命题原则依然是遵照职业标准的原则。命题范围仍然是在职业标准所要求的范围内。纵观全部题目几乎没有纯理论计算，全部题目都是紧紧围绕数控加工技术、数控机床、数控加工工艺展开来的。 本届理论竞赛试题分为两个部分，第一部分涉及的内容多为基础知识，第二部分的内容则更接近基本技能。 一、基础知识理
2、论试题的技术特点一、基础知识理论试题的技术特点 基础知识试题的出题思路主要是要体现出数控加工技术所需要的基本理论的内容。虽然那些电机原理、检测技术、控制技术原理、插补运算、机械零件设计等基础理论也都是一名高素质的技术工人应该了解的， 但是单纯只讲数控加工技术， 它们还不是最直接的基本理论，所以在基础知识题目中上述内容所占比例相当少，而所占比例比较多的内容都是与金属切削技术、数控加工技术、数控编程技术联系最紧密的基础理论知识。 学习并掌握好这些理论知识可以很有效地提高操作工的技术水平。 例如竞赛题目之一： 图标 是用于说明刀片的适用范围。 某刀片标注的字母符号和颜色为 ， 那么它最适合加工的材料
3、是 （ D ） 。 A. H59 B.HT150 C. TC4 D. 1Gr11MoV 在第二届数控技能大赛理论试题中出现过类似的题目， 当时是要求选手了解图标字母、图标颜色的含义，并且根据所给出的切削参数计算金属切除率。这道题目的宗旨与第二届的题目是一样的，就是要强调刀片的适用范围。为什么接连两次出现同类型的题目， 主要是因为在很多机械加工操作工中包括在校的学生现在还S PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 7 没有建立起如何用好刀片的概念，还没有形成如何做到高效率、低成本和高精度切削的思想意识。 很多学生包括职工还只停留在如何把自己的活儿做完的低水平层面上，而不
4、是除了能够很好地完成零件加工，还能够更加科学、有效和经济地完成生产过程。为了要达到这样一种高水平的生产加工，所有从业人员对所用刀具就要有更加深入的了解，对刀片材料、适用范围、切削性能就要有更多认识。只有不断地强化科学有效的加工概念， 才能使金属切削加工真正做到节能、 经济、高精度。所以这道题目具有很现实的意义。 例如竞赛题目之一： 下面是根据图-1 所编制的一段钻孔循环的程序 O0001 N10 G90 G00 G54 X0 Y0 Z100 N20 G00 G43 Z20.0 H01 N30 S1000 M03 N40 G01 Z3.0 F2000 N50 G90 G83 X0 Y0 Z- 3
5、0.0 R3.0 Q5.0 F300. N60 G90 G00 G80 Z100 M05 N70 M30 请根据 FANUC 的指令格式， 把 N50 语句中钻孔循环的数值改为增量坐标输入的形式 （ G91 G83 X0 Y0 Z- 33.0 R- 17.0 Q5.0 F300.0 ） 钻孔循环指令是数控铣工和加工中心操作工经常使用的指令， 但是多数人只用到绝对坐标输入的方式，很多人都不熟悉增量坐标的输入方式。而在实际加工中有时用增量坐标输入方式可以使程序变得更加简洁明了。 所以作为一名技术全面的加工中心操作工要更多地掌握指令的用法，才能更有效地进行加工。 图- 1 钻孔示意图 PDF 文件使
6、用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 例如竞赛题目之一： 镗孔加工时,经常采用反镗的加工形式。如图-2 所示,在 50孔的下方反镗加工一个70孔,为保证刀具顺利通过 50孔,且下刀时刀杆和刀尖距 50孔的单边间隙量为1mm。计算得出刀杆的最大直径是（26 ） 。 这道题目是一道最简单的计算题， 凡是数控铣工或是加工中心操作工都应该会计算镗刀杆的直径。 但是通过答题的实际情况来看， 很多选手没有正确地给出答案。问题在哪里呢？第一很多学生选手根本没有做过反镗加工， 不知道反镗加工首先要把刀杆偏心伸进孔内，然后恢复到孔的轴线上再进行反镗孔加工。所以这些选手就不知所措。第二有很多选手在做
7、纯算数计算时可以应付，但是把这些计算应用到实际操作中就不知该如何下手。其实当选手们冷静下来之后仔细计算，相信他们百分之百地能够计算出来。 这样一个问题反映出我们的选手在实践环节还缺乏经验，还没有做到理论联系实际。这类问题在其它的题目中也暴露无遗。 二、综合技能理论试题的技术特点二、综合技能理论试题的技术特点 综合技能理论试题出题思路是与本届大赛的实操试题相呼应的。 本届大赛实操试题的特点是增加了多轴加工的内容，即增加了旋转轴的加工。有旋转轴就会有角度的计算。技能理论试题中多处出现旋转角度的计算，多处用到三角函数。另外在技能理论试题中强调了夹具设计和夹具误差分析。 这是一名高水平操作工应该具备的
8、基本技能。 例如竞赛题目之一： 如图-3 所示，在一台立式数控铣床上利用第四轴（A 轴）对一圆柱形零件精镗两个相对的32 孔。要求孔的轴线与圆柱轴线垂直相交，并且两孔的同轴度要求在 0.03 以内。设数控转台的旋转中心为工件坐标系原点。当工件装夹完毕后发现圆柱轴线与数控转台的旋转中心相差(0,0.25,0.1)。问： （1） 如果逆时针旋转工作台 45精镗孔 1 时， 镗刀中心点的 Y 值应该是多少？ 图- 2 反镗示意图 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 （2）如果掉头镗孔 2 时，镗刀中心点的 Y 值应该是多少？ 注：数值精确到小数点后 3 位，数控转台精度
9、误差忽略不计 解法一： 106. 0cos450.1)-(0.25y1= 106. 0y2= 解法二： 2693. 001. 00625. 01 . 025. 0C22=+=+= 4 . 025. 01 . 0tg= 8014.21= 8014.66458014.2145=+=+= 106. 08014.cos662693. 0y1= 106. 0y2= 上述两种解法都是相当简单。 尤其是解法一， 只需要一步就把答案计算出来。可是这道题目有相当一部分选手没有做出来。这里的主要原因并不是在于计算，而主要是在旋转加工。在掉头镗孔中经常要计算两孔的偏差。这道理论试题的内容就是取自本届大赛实操试题中的
10、加工要素，甚至数据都是相同的。可喜的是很多职工选手很简易地答出正确答案。 这反映了职工选手的实践经验比学生选手和图- 3 掉头镗孔示意图 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 教师选手更加丰富。在这道题目中也反映出了教学环节中的一个问题，即：把数学计算灵活应用到工程上的问题。很多学生选手是能够掌握三角函数计算的，但是一旦遇到工程问题就懵了，甚至连最基本的理论计算也不会应用了。现在职业院校正在实行基于工作过程的教学改革，任务驱动、项目教学法在数控加工技术的教学中体现了极大的优越性。一旦学生能够把基本理论、基本数学计算灵活运用在一个具体的加工任务之中，那才是真正做到了理
11、论联系实际。 例如竞赛题目之一： 高精度偏心工件的加工 某厂现有全功能数控车床、卧式加工中心、带转台的镗床、立式加工中心等数控设备。现试制（或小批量生产）图-4 所示的高精度双偏心工件，材料为 45#钢，需达到如下技术要求： 轮 2 的轴线平行基准 A 为 0.03mm； 轮 3 的轴线平行基准 A 为 0.03mm； 轮 2、轮 3 的中心和基准 A 中心 1 共面，不能超过 0.03mm； 仔细阅读图纸及技术要求，分析零件的特征，完成下列内容： （1）在不设计制造专用夹具和辅具的前提下，如何利用现有设备完成该零件的加工？写出完整的工艺方案。 （包括使用的设备、装卡定位方式、主要加工方法和操
12、作步骤） （2）加工此类高精度偏心工件时，需采取哪些关键技术措施？ 图-4 双球面偏心轮 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 本题完全是本届数控技能大赛车工实操题目偏心加工要点的理论阐述。大赛理论出题的思路是不仅要让选手知道加工零件的方法， 还要让选手知道加工方法中的道理。通过这样的题目可以说明一个现象，那就是平时实操技能强的选手，完成这份理论试卷的成绩也会相对好一些。竞赛的结果也证明了这一点。 由于篇幅所限，在这个简要点评中不可能把全部题目都拿来点评。但是通过这几道理论竞赛试题可以概括出这套试题的特点是： 1、理论联系实际、理论联系实际 试题出自生产实际，不照搬
13、书本。有些内容在书本中根本就没有。只有真正掌握实操的方法才能正确回答问题。 2、理论赛题与实操赛题相互补充、理论赛题与实操赛题相互补充 理论赛题与实操赛题相互成为一个整体，全面反映出一个选手的技能水平。在实操过程中没时间考虑的理论问题，在理论赛题中体现出来。这样可以在一个关键技术问题上从两个方面强化选手的技术水平。 3、知识面广，题量很大、知识面广，题量很大 本届大赛的理论试题涉及面比较广泛，这也是职业标准的基本要求。竞赛题目与等级考试以及平时的课程考试有着很大的区别。对于任何人而言，都不可能在有限的两小时中全部做完整套试题。竞赛的特点就是谁做的最多做得最正确，谁就是佼佼者。尽管题目有一定的难
14、度，但是其中每道题目中都有可以拿到分数的简单内容。竞赛中选手可以根据自己掌握知识的范围和程度回答试题。这就需要选手的考试经验了。如果一位选手一味地在一道题目上钻牛角尖，那么他就会失去很多原本可以拿到的分数。必要的考试技巧也是很需要的。 通过本届大赛，命题专家认为选手比较前两届大赛，水平又有明显的提高。 一批优秀的数控操作技术能手具有很高的技术和理论水平。 这对我国数控操作技术的提升有着非常重要的、非常积极的意义。无论怎样作为一名高水平的数控操作工，要想做到可持续发展，要想更上一层楼的话，必定要有扎实的理论基础，只有在正确先进的理论知识指导下， 通过理论实践再理论再实践的不断前进， 才能成为一名真正的高技能人才。祝愿所有选手都能够成为数控加工行业中的最优秀的人才。 第三届全国数控技能大赛命题专家之一、副总裁判长 北京航空航天大学机械学院 宋放之 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建
