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数控车床零基础教学模板(10篇)

时间:2024-01-04 11:40:59

数控车床零基础教学

篇1

数控车削加工是数控加工中应用最广泛、最基本的加工方法之一。它主要通过程序控制自动完成内外圆柱面、圆锥面、弧面、螺纹等工序的切削加工。数控车床编程是数控车削加工的基础和重要步骤,程序的优劣决定了零件加工质量的高低。根据零件的复杂程度,数控车床编程分为手工编程和自动编程,手工编程是自动编程的基础,自动编程中许多核心经验都来自手工编程,掌握手工编程技术对掌握CAM软件的使用方法、正确使用数控设备、理解自动编程设计原理具有重要意义。本文以手工编程为例,探讨数控车床编程教学的切入点。

一、从狠抓普通车床技能训练切入,为数控车床编程教学打好基础。

对初学者来说,普通车床的操作更直接,感受更直观。第一学年,我们按1:1的比例安排普通车床加工工艺与普通车床操作技能训练课程,使学生全面、系统地了解、学习普通车床的结构、规格、性能;掌握刀具的分类、几何角度、刃磨方法;牢记切削用量的含义及选择原则;熟练掌握内外圆柱面、圆锥面、弧面、螺纹的加工方法及刀具的运动轨迹;根据零件图,会制定零件的加工工艺……另外,在普通车床加工中,若出现不正常现象,则可以采取措施,避免出现不良后果。通过系统学习,学生熟悉了车削加工的全过程,为数控车床编程教学打下了坚实的基础。

二、以“必需、够用”为原则切入,整合教学内容,提高教学效率。

没有门槛的中等职业教育,生源特点是:总体入学成绩下降,大多数学生初中阶段的文化基础差,接受能力、分析能力、思维能力偏低,惰性、厌学心理严重,一旦学习上遇到困难,就会因自卑而放弃。针对这些特点,我们在教学内容的组织、教学环节的设置上狠下工夫,本着“必须、够用”的原则,删繁就简,以就业为导向,从实际出发,因材施教,将每个知识点的教学重点放在“是什么”,“怎么用”上,引学生入门,助学生进步。

1.利用视觉冲击,激发学生的好奇心。

绝大多数学生没有接触过数控车床,不知道什么叫“数控”,对数控编程、数控加工有神秘感。在学习初,我们组织学生观看数控加工录像,安排学生去车间参观,将他们在普通车床上加工过的零件置于数控车床,重新编程加工,通过这种视觉冲击,激发他们的好奇心与求知欲。

2.从学生熟悉的内容切入。

在课堂上,展示学生在普通车床上加工的零件,要求学生对照图纸,回忆该零件的加工过程,制定该零件的加工工艺,告诉学生,将该零件的加工路线,包括每一个工步,如进刀、切削、退刀、回刀,用相应的指令代码及规定的指令格式写出来,这个过程就是编程。以这种方式引出数控编程的概念及数控编程的步骤,学生易于理解,乐于接受。

3.以“点”带“面”。

不同的数控系统,指令代码的含义、指令格式、编程方法不同,教学中,以应用较广泛的一种系统如FANUC系统为主,向学生讲清编程指令的含义、应用范围,当学生掌握该系统的编程方法,能应用该系统指令自如编写零件的加工程序后,再逐步向其他系统扩展,并作横向对比,这样,学生可掌握每个系统的编程特点,不易混淆。

4.重点讲解基础指令。

数控指令是程序构成的基本单元,也是数控车床操作的主要对象。数控车床加工的零件,不管形状多么复杂,刀具的运动轨迹可归纳为两类:一类是直线运动(G01),一类是弧线运动(G02/G03)。只要学生掌握了这三个指令的格式、参数代码的含义、应用特点、编程方法、编程注意事项,其他指令如G32、G90、G92、G71、G73、G76等学习起来就较为容易。因此,我们将数控编程教学重点放在这三个指令的教学上,循序渐进,引导学生理解指令的作用是什么,指令怎么用,达到学懂、会用的目的。

三、从数控加工仿真软件切入,实现“教、学、做”一体化教学。

数控编程有很强的操作性,要求有大量的实际操作辅助教学,增强学生的感性认识。学校购置的设备数量有限,每个学生上机操作的机会不多。因此,我们利用仿真软件实现每个学生上机操作的愿望。

仿真软件是在计算机上模拟仿真数控车床操作、工件加工、工件测量等动态数控加工全过程,使学生掌握数控车床的基本操作方法,感受机床的运行特性,为实际操作奠定坚实的基础。

1.“教、做”一体化。

仿真软件提供了与实际数控机床完全相同的操作面板、按键功能、屏幕显示。授课时,通过投影仪将仿真数控机床投影到大屏幕上,教师利用仿真软件边讲理论边演示,如回零、工作方式的选择、程序的编辑与修改、对刀、补偿设定、输入输出操作,使学生有身临其境的感觉,这样,把枯燥的理论知识落实在机床操作中,老师讲一段操作一下机床,学生看得逼真,理解得透彻,学习兴趣渐浓。

2.“学、做”一体化。

篇2

中图分类号:TG519.1-4;G712 文献标识码:A

随着计算机及控制技术的发展,数控加工设备在机械加工领域已广泛应用,其对复杂形状零件的加工能力、高加工精度及生产效率是普通机床无法比拟的,为让学生掌握数控加工设备,我校在机电工程学院全部专业金工实习中开设了数控车床加工实习,既为后续课程《数控技术》的学习打下良好的基础,同时也为学生学习其他数控设备操作起到入门的作用。数控车床实习研究的比较多的是中专、高职高专的教师,一般是从学生如何掌握操作车床的角度研究,一些高校也进行了这方面的研究,大多是从某一具体的问题进行研究探讨。本文就实习教学中出现的问题进行分析,提出改进措施,可提高本科生数控车床实习效果。

1实习内容及设备

数控车床实习是在学生操作过3天普通车床的基础上进行实习的,其实习内容主要有:正确开机、面板操作、试切对刀、简单指令、自动切削。设备为沈阳机床集团生产的CAK3665数控车床,控制系统为广州数控设备有限公司生产的GSK980TDb车床数控系统。

2数控车床实习现状及存在的问题

2.1实习兴趣不高

数控车床实习作为金工实习中车工实习的一部分,时间短,内容多,学生以前从没接触过数控设备,操作起来比普通设备难度大,另外在参加金工实习的所有专业中只有机械设计制造及自动化专业有《数控技术》后续课程,因此,学生学习兴趣不高,处于被动学习状态。

2.2量具不能正确读数

学生在试切对刀过程中,对所用卡尺不能正确读数,出现问题主要是单位搞错,往往读出的数据以厘米为单位,在刀补界面输数值时出错;有的学生根本不懂游标卡尺读数原理的,读数读错,由于学生们爱面子,不会读数也不问,导致数控车床实习失败。

2.3指导教师少

设备越复杂,学习操作时越困难,数控车床的操作学习远没有普通车床容易学习,尤其在学生学习对刀时,由于对对刀要求及原理的不理解,总是不能正确进行对刀,这时明显指导教师不够用。

3提高数控车床实习效果的措施

3.1利用现代网络技术,提高学生学习兴趣

对于农业院校的工科本科生来说,金工实习因种种原因,重视程度不够,尤其随着科学技术的发展及社会的需要,现代制造设备如数控设备及特种加工设备添加到了金工实习中来,由于该设备的动手实习操作需要一定的理论知识,加之学生在校学习往往就是以获得该课程的学分而学习,学生们学习兴趣不高,仅仅混个学分而已,不能像其它传统的金工实习工种那么认真。针对这种现象,借助于现代网络技术,以视频的形式介绍数控设备在现代机械制造业中的应用,以及学生在数控制造行业的就业前景;把数控车床实习内容按模块做成集声音、图像、动画及、文字为一体的多媒体课件,放到微信群中供学生学习使用。以此来弥补学生在数控车床实习操作前补充的理论知识不能完全掌握的现状,并解决了学生不爱向教师、其他同学请教的现实,给足学生面子,提高其学习兴趣。

3.2针对实习内容,分模块教学

根据金工实习教学大纲要求,数控车床独立操作应能达到:

(1)掌握数控车床的开启、系统开启、机床回零点、对刀等基本操作;

(2)能进行简单程序的输入、修改;

(3)能进行简单零件的数控编程及加工。

根据这一要求,将实习内容进行以下分块:

(1)数控车床的开启,包括打开设备电源和数控启动电源按钮;

(2)回机床零点;

(3)主轴旋转;

(4)试切法对刀;

(5)以普通车床上加工零件的零件为例,进行编程并进行指令的讲解,指令主要包括T、M03、S、G00、G01、F、M30这7个基本指令,学的快的学生可增加G02、G03、G32这3个指令,要求学生在听完教师讲解、演示之后,能对普通车上加工的零件进行编程、输入和自动切削加工,并能按教师的要求进行同类零件的加工。每一模块都做成多媒体课件,供学生听完讲解后能对着课件进行独立操作。

3.3根据实习设备,编写有针对的实习指导书

实习教材与理论教材有很大的不同,实习教材必须根据自己学校的实习设备、教学大纲进行编写,这样才能在实习过程中发挥作用,起到按步骤指导能够自学的作用。往往所购买的实习教材所依据的设备与本校所用设备不一样,只能起到参考的作用,而不能起到指导的作用,为此,在参阅设备说明书、依据教学大纲及指导教师多年指导学生的经验基础上编写了一本《数控车床实习教材―GSK980TDb系统操作与编程》指导书,来满足不同层次学生在实习过程中的需求。

3.4充分发挥学生团队互助作用

数控车床实习指导的特点就是学生开始入门时很难,每一步都得指导教师现场指导,教师不够用,为此数控车床实习中应发挥学生的团队精神一部分先学会然后再教其他学生,在教其他学生的过程中提高自己。其具体做法是先重点指导5名学生,让他们先学会数控车床操作所需要的基本技能,然后让他们每人负责指导一台数控车床上的实习学生,指导老师腾出时间巡视每台车床,发现问题及时解决,这样明显提高了指导效果,并培养了学生领导能力及团队协作能力。

3.5增加考核,提高学生掌握数控车床操作能力

前期数控车床实习一直没有特别强调考核,本着以学生为本,以不给学生压力、快乐学习的宗旨,本想让学生自由学习,掌握更多的知识,实践证明没有考核就没有认真学习的学生,包括理论课学习好的学生,为此增加考核,来提高学生掌握数控车床的操作能力,其具体做法是:出勤率(40%)+编程操作(30%)+答辩,也就是随机询问(30%),这样做首先是保证学生实习操作的时间,通过答辩,询问一些问题看学生理解的程度,不以最后结果即编程操作为唯一考核标准,目的是使学生真正掌握数控车床操作的基本要求。

4小结

数控车床实习是为学生了解现代制造技术,适应我国提升制造水平的要求而开设的金工实习的一个实习项目,只要坚持以学生为本,对学生进行全面严格的训练,必将对学生今后的学习、就业及工作产生积极的作用,同时也为我院实施的农业工程卓越工程师计划起到积极的推动作用,也符合中国2025制造计划的要求。

参考文献

[1] 梁焱.数控车床实习探讨[J].中山大学学报论丛,2002,22(5):138-140

篇3

国家数控技术类相关职业工种的技能鉴定考试分为理论知识考试与实训操作考试两部分。考生必须在这两个模块的考试中都合格才算通过鉴定考试,符合领取技能等级证书的要求。在准备实训操作考试时,大部分考生针对现有题库进行强化训练,以提高技能操作水平,达到考试要求。由于该部分考试通过率一般比较高,所以笔者对此不再详细讨论。

目前,各鉴定机构多采用无纸化网上考试的方式进行理论考试,大多数学校将现有的复习资料、题目整理成册,发给学生,学生以死记硬背的方式进行复习,应对理论考试。随着行业的发展,理论考试题目的难度不断加大,并且定期更改题库内容。考生按原有的复习方式进行学习已经不能适应题库的新变化。在每次更新题库内容后的初次考试中,都会出现较大面积通过率低的现象。针对这一问题,笔者从自身教学经验出发,结合考试大纲的内容,进行以下探讨。

一、题库更新后初次考试通过率低的原因分析

1.教学内容

教学内容更新的速度跟不上考试题库内容更新的速度。当前大多数学校数控车床类职业资格考试培训、教学所使用的教材是人社部指导教材。其中的内容基本能满足学生实训操作的要求,但不符合经常变换的理论试题考核要求。例如中国劳动社会保障出版社出版的《数控车床编程与操作――广数GSK980TD车床数控系统》因对实训操作的指导性强,被广泛使用,但目前单一地使用这类教材已不能满足数控车中级考证理论部分的考核要求。在最新的广州市技能鉴定数控车床中级证题库中,不单对机械加工基础知识提出考核要求,还对电工电子技术、液压和气压技术等方面的知识提出了考核要求,这部分内容占约20%的比例。考核的知识内容范围越来越广,一两本专业书籍是难以应对考试的。正是由于教学的内容与考试的内容不完全匹配,降低了通过率。

2.教学方式方法

(1)依赖题库。在题库更新之前,教师的教学过度依赖原有考试题库,收窄了学生学习的视野。

(2)教学观念落后。部分教师的教学观念陈旧、方法死板,不会使用以学生为中心的教学方法,学生的学习积极性没有得到有效的调动。教师教学采用“一刀切”的方式,不能做到因材施教,个别基础薄弱、学习困难的学生很难跟上教师的教学进度。

(3)缺乏系统教育。个别学校的课程安排不够合理,专业核心课程与专业基础课程没形成良好的对接关系,电类课程无法与机械加工类课程接轨形成合理的专业课程体系,致使学生在理论考试中无法正确完成数控车床这一科目以外的试题。

3.学生

职业院校学生的主要学习特点是动手能力相对较强,理论知识理解能力相对较弱。学生在学习方面可能出现的问题主要有:学习积极性不高,学习方法不科学,学习计划不合理甚至缺失等。学生课后的学习时间往往也得不到很好的规划,学习内容缺乏合理安排,使他们无法信心百倍地应对理论考试。

二、提高数控车床中级工考证通过率的对策研究

数控车床中级工证书对机械加工类专业学生而言,具有重要的作用。提高数控车床中级工考试通过率具有重要的意义,现从以下五个方面进行对策研究。

1.分析职业资格标准

任课教师应分析国家职业资格标准,认真研读数控车床中级工要求,从技能要求和知识要求方面进行全面的剖析。从图样分析到工艺制定,从程序编制到加工操作,从机床操作到简单维护,教师对每一个环节都要考虑如何将技能点和知识点更好地结合起来,以学习项目或学习任务列表的形式呈现出来。教师还要把握好资格标准,以其为根据,开展教学内容的设计并实施,以应对理论考试题库的更新,达到以不变应万变的效果。

2.合理设计教学内容

首先,会同专业骨干教师,结合国家职业资格标准要求,把握专业知识动态,运用“行动导向”的理念,重新设计出体现理论与操作一体化的《数控车床中级工证考试辅导课程标准(或教学大纲)》。其次,根据新修订的课程标准,明确课程各学习单元的学习目标,从学习者角度出发,设计出体现学生认知规律、符合综合职业能力发展要求的教学内容,具体学习任务名称见表1内容。

表1 数控车床中级工考证辅导学习任务名称列表

序号 学习任务名称 主要功能

学习任务1 光轴零件的车削加工 数控车床认识

学习任务2 阶梯轴零件的车削加工 基础知识与基本技能学习

学习任务3 沟槽轴件的车削加工 基础知识与基本技能学习

学习任务4 螺纹轴零件的车削加工 基础知识与基本技能学习

学习任务5 圆弧曲面结构轴件的车削加工 基础知识与基本技能学习

学习任务6 轴套零件的车削加工 基础知识与基本技能学习

学习任务7 综合件的车削加工 知识与技能综合运用

在教学实施内容的设计方面,可参照数控车床中级工考证辅导课程第2个学习任务的授课内容。

学习任务2 阶梯轴零件的车削加工

(1)学习目标:

能读懂技术图样和信息源,编制加工工艺;

应用G00、G01、G90以及M、F、S、T等指令代码编写出合理加工程序;

能使用机床自身刀具路径模拟功能,检验程序的正确性;

能正确选择、安装刀具;

能在数控车床上设置工作零偏;

能在程序运行中进行单段模式与自动模式的切换;

操作数控车床,加工出图样要求的零件;

根据检测结果,填写质量报告单,分析原因,提出改进意见;

能修正加工工艺过程;

编写小组工作过程的总结报告。

(2)学习内容:

零件图样分析;

工量夹具的确定;

加工流程确定;

技术文件的填写(零件图工艺信息分析卡、程序清单、零件加工工艺规程卡);

数控程序结构认识(程序结构三部分);

G00、G01、G90功能以及M功能指令;

加工程序编写(M、F、S、T代码);

在机床上进行刀具路径模拟,检验程序;

在机床上的程序编辑(程序号检索、字的插入、修改、删除等);

程序录入与调试;

工件零偏的设置(试切对刀、单步进给控制、MDI模式、G50);

零件加工(单段、自动运行模式);

质量检验与反馈。

3.师生制订教学计划

合理的学科教学计划是由师生共同参与制订和实施的。教师在数控车床中级工考证辅导课程开始之初,便要公布本门课程教学计划的初稿,并主导计划的讨论、调整,最终师生共同商量定稿。然后,教师要求学生在数控车床中级工考证课程教学计划的基础上,完成个人的体现学习内容、学习时间段、学习地点的学科学习计划。学生因参与课程教学计划的制订,又制订了自己的学习计划,所以十分清楚学习任务的重点,这有利于学生增强自身学习的紧迫感,激发学习的主动性。

4.解决学习中的关键问题

要高效地进行数控车床中级工考证辅导,提高证书通过率,必须要解决以下几个问题。

(1)解决交叉科学知识复习问题。目前理论考核的内容不单针对数控车床操作的知识,还对电工电子、液压气压、钳工工艺等交叉学科的知识进行考核。任课教师需要联合相关学科教师,尽量结合数控车床工种相关知识,编撰出该类知识的复习资料,形成相对系统的知识体系,满足学生的学习需求,解决学生复习资料缺乏的问题。

(2)解决理论与实践的结合问题。职业院校学生理论知识学习能力相对较弱,而动手能力较强,教师若能将考试的理论知识结合学生的实训操作过程进行讲解,则将会达到事半功倍的效果。特别是手工编程的指令知识、工件装夹过程所涉及的“六点定位”等相关知识,必须结合实训操作,才能方便学生理解。

(3)解决基础薄弱学生的学习问题。针对班级中基础薄弱的学生,教师要坚持因材施教的原则,进行分层教学。在课堂教学中,教师先进行知识的统一讲解,而对于个别因基础较弱无法在课堂上完全掌握知识的学生,教师需要再进行集中辅导,直到这部分学生基本掌握为止。

5.定期进行模拟测试

在制订了合理的教学计划的基础上,在教学实施的后期,教师还需要根据学生学习的情况进行定期的理论知识网上模拟测试。在测试的过程当中,教师要发现问题并解决问题。例如考试时间的把控、考试答题习惯、考试读题细致程度、无纸化网上考试环境的适应、考试“失分重灾区”等问题,都会在多次模拟考试中出现,在每一次模拟考总结之后得到改进。并且通过模拟考试,教师可以清楚地知道学生当前对知识的掌握程度,并由此调整教学进度或教学策略,决定模拟测试的频率。这也可作为教师对个别学生进行有针对性的学习辅导的依据。

三、小结

我们针对数控车床中级工考证中理论考试通过率低的现象进行分析,从国家职业资格标准出发,从考试题库动态变化的角度进行考虑,设计从容易到困难、从简单到复杂的教学内容,制订科学的学习计划,解决学生学习的关键问题,定期进行模拟考试训练,使学生轻松应对理论无纸化考试,有效提高考试通过率,经过实践,取得了实效。2013年6月,笔者所任教的11数控高职3班24名学生报考数控车床中级工证书考试,最终全部通过考试。

参考文献:

[1]刘安民,孔宪华.基于数控车加工仿真考试中的操作技巧[J].现代制造技术与装备,2010(3).

[2]何平.网上考试方式在数控技能鉴定中的应用[J].职业教育研究,2010(9).

[3]陈海丽.中职数控专业考试的改革[J].机械职业教育,2011(5).

[4]程豪华.论数控加工一体化课堂教学的有效实施[J].职业,2013(33).

篇4

中图分类号:U421 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)10-0222-01

《数控加工基础》是数控机床加工技术的基础课程。课程的主要任务是使数控加工专业的学生具备一定的数控加工基础知识,对数控机床有全面的认识,对数控加工工艺有一定的了解,掌握一定的数控机床编程基础;能对一些简单零件进行工艺分析和编程;引导学生学习自动编程,了解数控加工的新技术,会对数控机床进行简单的操作和日常维护,为今后进一步学习相关专业知识打下良好基础。

由于本课程内容范围广,对于大部分技工学校的学生来说,要全部学好有一定的难度,本人通过运用多样化的教学方法和教学手段,引起学生对本门课程产生浓厚兴趣,使学生更好的掌握知识。以下是本人多年从事该课程教学做出的一些教学探究。

1 合理利用实训车间

本课程的《数控机床基础知识》和《数控机床的操作与维护》两部分内容可以合理利用实训条件,在实训车间进行教学。

首先,学生可以对数控机床的基础知识有感官的认识。以数控车床介绍为例,以车间的数控设备作为教具,介绍数控车床的基本组成,各组成部分的功用,数控车床坐标系的方向确定,数控车床加工的内容(车间的陈列架摆放已加工的零件),学生通过视觉感官认识,对数控车床的基础知识有一个整体的印象。同时可用比较的方法介绍其它数控机床的基础知识,这样可以使学生对各类数控机床有相对全面的认识。

其次,学生可以即时熟悉数控机床的面板操作。以FANUC系统的数控车床为例,可以在车床的面板上进行讲解各功能键的作用。由于该系统带有图形模拟功能,输入程序后,可以调用图形模拟显示功能和操作面板上的空运行及锁住功能,对刀之前,详细地观察主轴转速,刀具的运动轨迹,刀具号的选择,通过位置坐标的显示来检查刀具与工件是否会出现碰撞和模拟出来的图形是否和零件图纸一致。通过现场操作,学生可以进一步熟悉数控车床面板各功能键的作用。

同时,学生可以熟悉数控机床的日常维护。数控机床进行日常维护和保养内容的讲解时,可以对现有的机床维护操作示范给学生看,并对每个日常维护和保养的细节进行详细的讲解。

合理利用实训车间进行教学,提供给学生动手操作的条件,使学生有感官的认识,从而对本门课产生浓厚的学习兴趣。

2 分组讨论课堂教学内容

对于《数控加工工艺设计》内容的教学时可以分组讨论课堂教学内容。具体教学过程如下:首先,详细讲解零件图的数控加工工艺分析过程,并举例说明;然后给出一组轮廓相似尺寸不一的零件图,将学生分成几个小组,再要求各组分别进行讨论零件图的数控加工工艺过程,每组一张零件图,给定时间讨论工艺内容(包括工序划分,最佳路线选择等等),由每组推荐一位同学进行总陈述,到讲台当小老师进行讲解,最后根据学生讲解的情况进行必要的分析和补充。

此法可以使学生对自己所作答的情况有所了解,发现自己的不足,并及时得到纠正。这样即可以满足学生自我表现的愿望,形成互动学习,引导学生积极投入讨论中,增加学生学习的欲望,同时使学生对所学内容加深了印象,不再犯同样的错误。

3 运用学生间的帮带学习

在《数控车床简单编程》和《数控铣床、加工中心的简单编程》的教学过程中,运用学生之间的帮带学习可以起到良好的作用。

在学习编程的过程中,由于学生的领悟力存在一定的差异,有的学生接受能力较强,对于编程所需的基本指令能够较快的理解,故而能较快的对简单的零件进行编程,有的学生接受能力较差,为了使全班同学都能尽量同步学好,采用同学之间的帮带作用,让学得快的同学尽力帮助学得慢的同学,从而达到较为良好的学习效果,也可以促进同学之间的交流。

4 应用宇龙仿真软件进行教学

为了使学生对所学的编程知识能有更深的印象,编程部分的课程可以借助宇龙仿真软件辅助讲解。应用宇龙仿真软件,学生可以模拟机床编程操作,从而熟悉仿真机床的操作面板,能建立工件坐标系的方法,能选择刀具几何角度、设置刀偏及刀补。同时,通过数控仿真软件进行程序录入,对刀,仿真加工出零件,并检测所加工的工件的各部位尺寸,验证所编的数控程序的正确性,加深学生对编程知识的理解。

由于仿真操作过程与实际操作过程基本一致,如果通过仿真软件的检验得到已经正确程序,到车间实训时就可以大大提高效率,减少设备的占用时间,而且由于所加工零件的程序已在仿真软件模拟加工过,所以可以极大的降低出错率;这样可以做到有限的设备,最大的容纳度,使所有学生都能得到较好的训练效果。

此外,由于本校没有数控铣床和加工中心等机械设备,所以针对数控铣床和加工中心的零件编程加工,也可以在仿真软件上进行。利用仿真软件给学生讲解数控铣床和加工中心机床的操作过程,由学生把写好的程序输入软件进行仿真加工,从而学生对数控铣床和加工中心的操作有一定的认识。

5 利用多媒体技术

由于本校没有电火花线切割和电火花成形加工设备,而宇龙仿真软件也无法实现,为了使学生对电火花加工有一定的了解,此部分的内容可以利用教材所配套的光盘在多媒体教室进行教学。光盘中录有电火花线切割和电火花成形加工的加工过程短片,利用光盘中的短片进行理论知识的讲解,学生对本章内容能有较为深刻的印象。

6 应用CAXA软件

在现代化生产中,自动编程在数控机床的使用中发挥着很大的作用,所以有必要让学生了解自动编程。自动编程所使用的软件主要有、MasterCAM,PRO/E、UG等软件,MasterCAM、PRO/E和UG主要是三维造型及编程,对于中级数控专业的同学来说,学会有一定的困难,CAXA软件主要是二维造型及自动生成程序,相对易于接受,在本课程内主要介绍CAXA数控车自动编程。

应用CAXA软件进行自动编程时,首先应先进行零件造型;接着,进行加工工艺分析,工序划分,选择合适的刀具,设置相应的切削参数,确定加工路线和刀具轨迹;然后就可以自动生成程序,并可以自动进行轨迹仿真,观察刀具走刀路线及是否存在干涉及过切现象,完成模拟加工;最后,为适应本校数控机床的要求,对部分程序适当修改,从而得到满足实际机床加工的程序。

利用CAXA数控车软件自动编程得到的非圆曲线比用手工宏程序编程得到的轮廓表面好,零件加工精度更高,加工质量更好,而且可以避免复杂的数学计算,降低出错率,提高零件的加工效率。

为了学生能及时掌握所学的知识,本课程还配套有一本练习册。每讲完一个章节时,要求学生独立完成练习册作业,并进行讲评,从而达到较为良好的辅助效果,使学生能够及时回顾所学的内容,扎实掌握所学内容。

7 结束语

通过各种教学方法和教学手段的交替应用,充分调动学生学习的积极性和主动性,取得了良好的教学效果。当然,对于数控加工基础课程的教学还有很多方法值得我们去探究,作为技工教育工作者,既要不断的钻研学术,也要在实际教学中灵活应用,从而使理论与实践紧密结合,达到良好的教学效果。

篇5

中图分类号:G635.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)02-0277-01

数控技术的应用已经在各行各业中取得了非常高的评价,很多制造加工业中将数控车床技术作为主要生产依靠,而如何才能够培养出更加优秀的数控车床加工人员,则需要从学习该专业技能抓起,从教学方法、方案中进行改革,提高学生行动能力、独立解决问题能力、技术掌控能力。数控车床加工实践项目教学对提高学生行动能力有着非常强的促进作用,值得我们加以重视。

1 数控车床加工实践教学思路

1.1 数控车床加工教学指导思想

数控车床加工实践教学是以锻炼学生行动、思维能力,能够从数控车削加工实践经验中掌握更多的操作技巧。所谓的行动能力实际上就是指数控车床加工专业能力、社会服务能力、操作方法能力,简称为行动能力。其中专业能力是指对数控车床加工相关的知识与技能完全掌握,能够在加工过程中根据专业知识与技能解决现实问题;社会服务能力是指在建立服务意识的基础上,深入到实际服务劳动中,建立社会关系,相互帮助,共同获得进步;方法能力是指对数控车床加工方法能够不断创新,在保证加工质量的同时,提高加工效率。通过行动能力的培养,可提高学生生活能力、问题解决能力、社会交际能力、自我定位能力、创新能力等等。

1.2 数控车床加工教学基本思路

数控车床加工实践教学实施过程中需要遵循一定的原则与思路,首先是对数控车床加工流程以及注意事项进行全面了解,教导学生无论做任何事都要对其进行了解,才能够更好的分析内在含义;其次对其操作范围、操作方法进行学习,让学生初步掌握基本操作要领;再次进行自我评价、选择、转换行动领域,加强行动意识;最后,开展数控车床加工实践项目教学,从实践教学中对学生的理论知识、操作能力、反应能力、理解能力、分析能力等进行观察,最终对学生的综合行动能力进行总结,针对性的对每位学生能力较弱的方面M行辅助与锻炼,进而提高学生整体行动能力。目前,我国很多较高针对数控车床加工实践项目教学方式进行更有效的改革,具有模块化、组合型、进阶式等特点的教学手段是当前实践教学中的主要体现。

2 数控车床加工实践项目教学的设计

2.1 设计的目标

学生在实施实践项目教学后,应获得相应的数控车削编程及操作能力,比如:掌握沟槽与螺纹车削加工工艺知识、会使用相应的切削工具;掌握螺纹数控车削控制原理;掌握螺纹车削的编程指令、沟槽加工的编程技巧;熟练掌握数控车床的操控方法,能在数控车床上录入、运行、调试和修正基本加工程序,能使用数控车床车削加工带沟槽、螺纹的零件;会使用基本量具对零件进行加工质量评估、分析;会进行机床功能性维护,并进一步能进行车削零件生产过程管理。

2.2 项目教学实施的基本要求

应以学生为中心,以培养学生行动能力为目标,在教师的行为引导下,通过各种教学活动形式,激发学生的学习热情,使其主动参与到项目学习中来。如:典型的带螺纹型面回转体零件加工,要求学生制定出数控加工工艺,编制数控加工程序,进行加工前的准备工作,安全准确地进行零件的加工以及对所加工零件进行检测评估及提出相应的改进意见。在整个教学中要确保教学的实践性、开放性和职业性。

做好必要的相关知识讲授,分配工作任务,协调学生分组,明确分工,提出咨询建议,提供获取资讯的方法与途径信息。在实施过程中,进行师生互动,现场学练做,学生自主,老师对学生的工作提出改进意见,引导学生如何编程与操作,审查数控加工程序是否正确,安全操作规范监督,工作进度调控,审查工作进度计划,协助学生完成工艺方案的制定以及加工程序编制。学生的任务完成后,教师对项目完成质量进行评估,点评团队合作情况,对标准规范执行情况进行评价等。

2.3 项目教学实施过程

(1)项目内容计划的制定、根据“基本知识介绍。项目任务和教学目标”制定典型的带螺纹型面回转体零件的实训项目计划。其中“基本知识介绍”主要包含螺纹加工的基本知识、加工过程等内容。

(2)给出典型的带螺纹型面回转体零件图纸。根据学生情况,适当给出一些内容和方法,引导学生完成以下工作:根据图纸要求应用所学的知识,制定零件加工工艺,编写零件程序,调整数控车床加工零件。

(3)典型的带螺纹型面回转体零件加工后的检测。教师适当讲解不同标准螺纹检测的方法后学生自己进行操作,根据不同螺纹检具的检测方法对所加工的带螺纹零件自己进行检测评估。从中让学生自己发现问题,进而解决问题。这样不但使学生记忆深刻,还能锻炼学生的行动能力。

(4)学习评价总结。在学生完成项目后,指导教师针对每组学生完成情况进行评价总结。学习评价总结作为教学的一个环节,即作为学习的目标,也用以激励和检查学习的情况。评价总结内容包括:对所学知识、典型螺纹零件的加工、学习过程的评价。

3 数控车床加工实践项目教学的特点

(1)行动能力基本要求。学生拥有扎实的理论知识基础、构建合理的知识框架,较强的获取知识、运用专业知识、分析加工。工艺以及动手操作能力等。以项目为主线、教师为主导、学生为主体,充分调动学生的积极性、主动性和创造性,重视学生独立思考和创造思维的培养。

(2)教学方法方式的转变。在整个实践项目教学过程中与以往的实训教学在教学方式和教学方法上有了根本的转变。实践项目教学过程突出以学生的自主训练与实际操作为主,让学生自己去发现问题、分析问题和解决问题,让学生在真实的生产环境中,在真实的生产岗位上,在“做”的过程中,切实提高技能水平和综合素质。

(3)培养学生的团队与协作精神。在实践项目教学组织上采用2~3人一台实训设备,在训练中,各小组成员要团队工作,一起分析、解决问题完成项目内容,无形中增强了学生的沟通与协调能力,为以后踏入社会做好了准备。

4 应注意的问题

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(一)通过钳工实训,培养手工制作工件的基本技能

现代机械加工技术虽然早已取代原始的手工加工技术,但手工操作技能对学生的能力形成具有战略性的基础地位,且在日常生活中常常会用到。钳工实训内容包括了解利用手工制作工件所需的设备、工具、刃具及量具,掌握锯削、锉削、錾削、划线、钻孔、攻丝、套丝等基本操作方法,钳工加工工艺的制定,能制作一般难度的工件及镶配件;通过钳工实训掌握机械加工常用量具(如,游标卡尺、千分尺、百分表等)使用方法,工件精度检测方法;还能让学生知道从事机械专业工作要不怕脏不怕累,培养一丝不苟、吃苦耐劳的职业素养,锻炼毅力,增强体魄;熟悉钳工设备的日常维护与保养及安全文明实训要求。

(二)通过普通机床加工实训

(如车床、铣床、刨床、磨床等),培养普通机床的加工技能在现代机械加工行业中,由于历史原因,传统的普通机床加工仍然占据较大比重,掌握普通机床的加工技术仍具有重要意义。了解普通机床的分类、结构及功能;熟练掌握车床、铣床、刨床、磨床的操作规程和方法,能分析和制定一般难度零件的加工工艺过程;掌握刀具的刃磨、安装、调试方法,工件的装夹及调试,切削参数的选择;能独立完成一般难度的零件加工、零件的精度控制和检测方法;熟悉普通机床的日常维护与保养及安全文明实训要求。

(三)通过数控机床加工实训

(如数控车床、数控铣床、加工中心、线切割机床、电火花成型机床等),培养数控机床的加工技能随着现代机械加工技术的不断发展,数控机床加工技术逐步取代传统的普通机床加工技术,机械专业的学生掌握数控机床加工技能是不可缺少的。了解数控机床的分类、结构、功能及工作原理;熟练掌握数控车床、数控铣床、加工中心、线切割机床及电火花成型机床的操作规程和方法;掌握数控编程基本原理、编程方法和技巧,能利用手工编程和自动编程方法编制一般难度零件加工程序;掌握零件加工工艺分析,加工工艺制定;合理选择工具、刃具、量具及切削参数;掌握零件精度控制和检测方法,能利用数控设备独立完成一般难度零件的加工;了解数控设备故障诊断与电气控制原理,熟悉数控设备的日常维护与保养及安全文明实训要求。

二、改善机械专业工学结合模式的可行路径

(一)制定教学实训计划

学制为三年制的数控加工技术和模具设计与制造专业的高职学生,根据教学实训应达到的能力结构和目标要求,结合实训设备的实际情况,确定教学实训各工种实训流程,学期安排,实训课时,实训内容,实训设备台数,每台设备人数及相关工具、刃具、量具、夹具和材料配备。1.钳工实训只安排一次,并安排在新生进校第一学期,实训时间3周(84课时)。实训内容以钳工加工工艺知识,锯削、锉削、錾削、划线、钻孔、攻丝、套丝等操作方法、手捶及镶配件的制作。每位学生一个台虎钳工位,若干台台式钻床,相关工具、刃具、量具和材料配备。2.普通机床加工实训安排在第二学期,实训时间4周(112课时),以车、铣为主,刨、磨为辅。实训内容主要为普通车、铣、刨、磨床的基本操作;学习车、铣加工工艺分析,工艺制定,车削外圆、内孔、圆弧、台阶、内外锥面、内外螺纹等;平面和沟键的铣削、刨削工艺分析、工艺制定及加工方法;平面及内外圆磨削工艺分析、工艺制定及加工方法;一般难度零件的综合加工练习。每台机床2-3名学生,相关工具、刃具、量具、夹具和材料配备。3.数控加工实训安排在第二、三学期,实训时间10周,其中数控车工3周(84课时),数控铣工(加工中心)4周(112课时),线切割(电火花)1周(28课时),数控故障诊断与维修2周(56课时)。实训内容主要学习数控车、铣(加工中心)、线切割(电火花)机床的基本操作;零件的加工工艺分析、工艺制定,数控程序编制及零件加工方法,一般难度零件的综合加工练习;学习数控设备故障分析与诊断,电气控制原理,对一般性故障进行分析及排除练习。每台设备3-4名学生,相关工具、刃具、量具、夹具、材料及电工器材的配备。

(二)制定加工生产训练计划与目标

加工生产主要是承接外协企业的产品加工业务,属校内生产系列,其本身具有独立核算,自负盈亏的经营性质,原本属于教学系列之外。为使加工生产服务于教学实训,可将加工生产形式作为实践教学的重要组成部分,让学生在总的实践教学计划中,安排一定的时间从事外协企业的加工生产任务,既可以节省实训材料,又可以拓宽学生的能力结构范围,加深技能难度,延伸企业管理知识。把校内教学实训和加工生产有机地结合起来,统筹兼顾,互为补充,相得益彰。加工生产安排在第四、五学期进行,学生从事加工生产时间7周(196课时)。根据产品结构特点及难易程度,既可利用普通设备也可利用数控设备进行加工。通过承接企业生产任务,让学生了解各种不同结构、形状的零件,自己分析、确定加工工艺,选择和刃磨刀具,自己编制加工程序,自己对刀,自己加工及检测零件。能对零件加工过程中产生的误差进行分析和排除,能分析和排除设备的日常故障。通过加工逐步熟悉企业生产模式和企业环境,碰到问题自己想方设法解决,培养分析问题和解决问题的能力,不断提高工艺制定、操作能力和水平。当外协业务不足时,可用一定难度的零件项目进行补充。

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2019年国务院印发《国家职业教育改革方案》,产教融合、校企合作被提及多次,校企合作是现代职业教育的基本办学模式,尤其在职业技术型人才培养的过程中,职业院校应加强与企业、行业的沟通合作,根据岗位人才需要的变化及时调整课程标准,双向赋能培养出高素质技术技能人才[1]。按照教育部等九部门印发《职业教育提质培优行动计划(2020—2023年)》的相关要求,校企深度合作,建设高质量的课程,才能实现职业教育课程的高质量建设,促进教学质量全面提升。培养高质量技术技能人才是职业院校的发展趋势,近些年由于区域产业转型升级,企业急需高技术技能人才,企业的人才需求和职业院校的发展是存在一定的共识,只要找出双方共赢的契合点,二者合作形成校企命运共同体,共同提升人才培养质量。《数控车床编程与操作》是高职数控技术专业的核心课程,主要培养学生回转体类零件工艺设计、程序编制、数控车床操作、产品质量检测等综合实践能力。但在当前的数控车床专业教学中,在课程设置和教学的安排上还存在一定的不足,有些教学项目仅仅是以实现指令教学为目的设置,理论知识充足,但教学内容与企业的实际生产脱节,缺乏实用性,学生在学习以后很难适应企业的生产要求,直接影响企业对学生实践能力的认可率;也有些课程设置中,有企业人员参与学校的课程教学,但大多企业人员没有受过系统的教师培训,在教学安排上理论课时相对较少,容易忽视教学设计、分析、评价等环节,从而使学生在理论知识的掌握方面有些缺乏,理论与实践知识难以构成体系,学生在工作中的职业能力难以得到很好的提高[2]。针对以上情况,我校对数控床编程与操作课程进行教学改革,改革的重点在于理论教学和实践教学并行,并以实践为重进行一体化改革。着重通过实践环节培养学生实际工作能力,增加学生自我动手时间,增强学生学习理论的想法,提高学生创新技能和综合素质,增强学生的岗位适应能力。

1企业调研

为了掌握青岛市数控技术企业和社会对数控车床编程与操作人才类型、需求量、需求周期等情况,探索数控专业与有关单位进行校企合作、委托培养等人才培养新模式,考察数控车削编程与操作课程设置是否科学、教学方法与教学条件是否相符合企业需求,确定学生的专业知识、操作能力、职业素养,进而设置数控车床编程与操作实训项目,建设相应的仿真室和实训车间,为青岛和周边地区数控产业发展培养社会需要的数控技能型人才,学院数控专业的老师深入周边高新区50多家合作的制造类企业,比如青岛海信模具有限公司、青岛特锐德电气股份有限公司、青岛海泰科模具有限公司、上汽通用五菱股份有限公司(青岛)、埃地沃兹真空泵制造(青岛)有限公司等,通过企业实地走访,掌握数控专业毕业生在企业的生产中需增加的理论和实践专业知识、掌握学生在职业能力及素养方面的缺项、调研企业对本专业的人才需求和使用情况[3],明确培养目标、能力结构和覆盖岗位群,提出数控车床编程与操作课程培养方案和采取的改革措施。

2以职业标准、生产过程构建学习内容

根据数控车床操作工岗位的职业工作过程来组织课程的教学内容,通过企业调研,我们获取了企业数控车工岗位的零件图纸、加工工艺卡、数控加工刀具卡、零件质检单等相关资料,考虑学生的认知规律及企业的生产实际,我们将相关资料进行分解、重组和改造,形成若干相对应的教学实训图纸、教学实训程序单、教学实训工艺卡和教学实训评分表,形成模块化、项目化的工作任务,以此构建学习内容。从企业直接获得的图纸,精度比较高,结构相对复杂,对于学生开始不容易接受,我们将从企业得到的相关材料如图纸、工艺卡等进行教学处理,初级模块和中级模块的零件图纸在不影响企业加工过程内涵的基础上,将零件的尺寸及结构进行分解、修改及重组,以方便教学实施。首先将企业零件加工图纸结构分解成阶梯、圆弧、锥等初级单项技能模块,将企业零件的公差适当地放大,让学生掌握数控车床初级操作技能,其次依据数控车床中级工国家职业标准,结合企业图纸,将单项技能组合,形成中级复合技能模块,让学生掌握数控车床中级复合操作技能,最后结合企业的岗位标准,直接加工企业零件,形成企业成产技能模块,提升学生的企业生产技能,如图1所示。尤其企业的加工工艺卡记录了企业产品生产的全过程,我们在生成实训教学项目零件加工工艺卡的过程中保留了企业的加工工序、工步、安装和定位基准,增加了装夹定位基准图,可以让学生更直观的学习、理解和掌握零件的加工工艺。图1数控车床编程及操作教学内容。

3构建企业生产情境,提升学生的职业能力

为有效提升课堂质量,解决一些学生主动性较差、责任感不强、协作精神不足等问题,依托校内生产基地,建立与企业类似的生产任务情景,将校内实训基地数控车间的生产设备按照企业生产的要求重新布置,将数控车床、检测设备、分类货架及工具小车布置成一个生产单元。在生产单元中,学生通过企业生产角色扮演,引起学生的态度体验,有利于培养岗位责任意识和社会适应能力。教学实施过程以实际的工作流程为导向,将学生分成项目小组,学生有双重身份:车间机械师和学员;教师也两重身份:客户和教师。第一阶段:项目承接阶段。客户(教师)将图纸交给车间组长,车间组长向客户介绍技术方案,并征得客户同意。第二阶段:加工制造阶段。车间组长接到任务后,小组成员分别担任工艺员、操作员、质检员、安全员,通过工艺设计、编程仿真、实操加工、质量检测,完成零件加工。第三阶段:企业验收阶段。车间组长将加工完成的零件交给客户验收。尤其是第三模块企业生产实训模块,车间加工时候有企业兼职教师直接进行指导,点评学生的加工工艺,同时讲解加工中注意的问题。通过构建企业生产情境,学生进行角色扮演,有利于提高学生的学习积极性、锻炼创造性思维、培养岗位责任意识和社会适应能力。

4建立课程教学标准

本课程根据数控专业学生学情实际,结合职业能力培养的定位,通过职业活动情境下的具体项目任务,构建精讲工艺理论、虚拟操练加工、实践操作提升的教学模式,达到培养学生识图能力、零件加工工艺制订能力、编程能力和数控车床的操作能力等职业能力的目标[4]。校企共建教学资源库,从而使学生在实践工作的过程中,同时也能学习相关的理论基础知识。将资源库的资料进行收集、分解、重构,转化为教学实训项目,实训项目由初级基础单项技能、中级复合技能和高级企业生产技能三模块组成,在项目学习的安排上,由易到难,循序渐进,前面安排简单的初级项目,并且加工工艺也相应简化以方便学习掌握基础为主,在学生具有了数控车工的基本能力以后,然后安排提升学生的中级加工能力,最后安排企业的实训项目,按照企业的加工工艺进行学习、评价,建立相应的数控车床编程与操作课程教学标准。

5实施多元评价,推进考核方式的改变

为突出教学评价的人本性、多元性、公平性,本课程对学生完成三个模块的所有项目加工及在加工过程中的表现实施诊断性评价、过程性评价和终结性评价的多元化评价模式,如图2所示。诊断性评价主要包括超星学习通线上课程自学情况、在线测试情况、自学成果汇报等,过程性评价分为职业技能评价和职业素养评价两部分,职业技能评价包括数控车床加工工艺编制、数控程序编制、设备操作、工件加工精度的检测与控制等,职业素养评价包括安全规程落实情况、6S管理考核情况、团队任务落实情况、出勤考核等,终结性评价主要是产品质量检测,初级模块和中级模块采用技能鉴定式评价,所有尺寸精度按项得分。企业生产模块按照企业的标准由企业专家对零件进行评价,有一个尺寸不合格得零分,培养学生“有一个不合格尺寸的零件等于废品”的职业理念,有些核心尺寸精度没有保证好,不仅不得分,还要进行扣分,让学生明白加工不合格的零件会造成资源的浪费,以此来提高学生职业能力和职业素养。

6教学效果

数控车床编程与操作课程改革在实际教学的应用过程中取得了很好的效果,主要表现在:数控车床编程与操作教学实训项目,打破原有的知识体系后重组,将知识点分散在各个教学项目中,项目教学、任务驱动真正实现“学中做,做中学”;教学项目的内容由浅入深,教学过程由理论-仿真-实际操作-检测-总结评价最后回归到理论,实现了理实一体化教学;课程内容与企业生产相结合,教学项目由初级单项技能模块-中级复合技能模块-企业生产技能模块层层深入;学生在掌握了模块一数控车床初级操作与编程和模块二中级加工技能以后,引入了模块三企业零件生产项目实训,该模块的项目图纸和生产工艺完全来自于企业,让学生按照企业的要求来加工、检测零件,提高了学生的理论和实际操作水平;构建企业生产环境进行教学,最终可以实现学生直接给企业生产合格零件,进行深层次的校企合作;实施多元评价,该评价体系由学生、教师、企业专家为评价主体,对教学过程和教学结果进行反馈,学生职业技能水平、解决问题的实际能力、沟通能力和团队协作能力有显著提高。

参考文献

[1]邹倩,罗福祎,张雪淞.产教融合的职业教育人才培养模式探索[J].现代职业教育,2021(4):218-219.

[2]秦文伟.基于远程教育的数控专业产教融合教学研究[J].南方农机,2019(12):94.

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DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.08.246

1 《数控机床加工及编程》教学改革的必然性

传统的教学是以老师为中心,主要是以课堂授课为主,项目化教学是以学生为中心,以理论与实践相结合的方法教学。《数控机床加工及编程》是高等职业院校机电类专业的必修专业课,该课程主要是让学生掌握数控车、铣(加工中心)的加工工艺方案的确定、程序的编制、零件的仿真及零件的加工。以项目为载体,任务为导向,能够提高学生的学校兴趣、学习热情及学习主动性[1]。目前,全国很多高等职业院校对项目化教学进行了探索与研讨,但是效果不佳。我学院在吸收了各大职业院校的丰富的经验的基础上,通过多年的教学改革摸索。根据我院学生特点及学院的教学条件,总结了一套适合我院校情的项目化课程改革。

2 《数控机床加工及编程》项目化课程体系的构建

2.1 《数控机床加工及编程》项目化课程标准的制定

课程标准包含课程定位、课程目标、设计思路、课程内容与框架、课程实施建议、考核标准六个部分组成。

本课程的课程标准的制定兼顾了企业和个人两者的需求,着眼于人的全面发展,即以培养全面素质为基础,以提高综合职业能力为核心。理论与实际相结合,坚持“实用型”的培养目标,强化学生的实际动手能力,掌握程序编制的方法和技巧以及数控机床的操作能力。理论教学与实践教学有机的结合起来,在理论教学中穿插实践性教学并提出实践中的问题。

2.2 《数控机床加工及编程》项目化课程教学设计

(a)整体教学设计。《数控机床加工及编程》整体教学设计是以机电类专业人才培养目标为依据选择典型载体[2],基于工作过程重构教学内容,如表1。本学习领域课程主要针对机械制造业中的数控机床操作、数控工艺员岗位,对学生进行数控编程与加工等职业能力的培养。课程设计针对数控编程、数控工艺实施、数控机床操作岗位,以多个源于企业、经过教学改造的典型零件为载体,涵盖三种数控设备(数控车床、数控铣床/加工中心、数控线切割机床)的编程、工艺实施、机床操作,形成多个由简单到复杂的符合教学规律的学习项目,解构了原有的理论与实践课程体系,重构了体现加工工艺编制、数控程序编制、数控机床加工调整的工作过程性知识与技能体系的学习领域课程。并通过教学模式设计、教学方法设计、教学考核改革等,保证专业能力、方法能力和社会能力的培养[3-4]。

(b)单元教学设计。其中项目一数控车床编程及加工以6个源于企业、经过教学改造的典型零件为载体,学习数控车床的数控加工工艺分析与处理;数控车削加工工艺文件的编制;数控车削加工刀具和切削用量的选择;数控车床的基本知识;各种常用编程指令与操作规程;数控车削编程及加工(子程序,螺纹,固定循环,复杂零件);数控车床的操作,如表2。

(c)教学设计方案。教学设计方案是每堂课的具体实施课程,包含每堂课学生所能达到的知识目标、能力目标及素养目标和整个项目实施的过程,包含每个任务由任务描述、任务分析、相关知识、任务实施、任务评价、课后联系。

3 总结

高等职业教育是培养高等应用型技能人才,《数控机床加工及编程》采用项目化教学,是以学生为中心,使学生能够真正的融入到任务中去,不仅提高了学生的实践动手能力,也提高了学生学习的兴趣。通过完成每个任务学习,最终加工出各种零件,在学习中重组自己的知识结构,提高了学生了综合知识的运用。我院通过这几年的项目化教学,很大程度上提高了学生的学习兴趣,让强迫学变成主动学习。

参考文献:

[1]刘江,蒋庆斌.数控机床故障诊断及维修[J].江苏技师师范学院学报,2005(12):34-35.

[2]甄久军.基于项目化教学的《数控机床故障诊断及维修》课程改革与实践.职业技术教育,2010(08):26-28.

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中图分类号:G712

文献标识码:A

文章编号:1007-3973(2012)007-185-02

数控车床加工是一种高科技加工方式,可以加工各种类型的材质,将合金铝、合金钢、铁等原材料加工成方形、园组合的复杂结构的零件。随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,数控车床技术对我国国民经济的发展起着越来越重要的作用。数控车床技术通用性强,生产效率高、加工精密度高,适合于复杂零件的加工,同时易于实现信息流自动化,虽然对操作者劳动强度要求较低,但是要想成为合格的数控车床加工技术人员,还是有很多较高的其他要求,本文为培养合格的数控车床加工技术人员提出了相关的理论知识,同时学生本人也要结合理论知识加强实践锻炼,这样才能成为合格的数控车床加工技术人员。

目前国内的高职教育,是实现对数控专业应用技术型人才的培养,以高等技术应用型人才为培养目标,企业中工作一体化的学习态势逐渐增强,强调以“能力为本位”来组织教学。随着经济的迅速发展,现代工业的迅速崛起,要求职业院校和企业必须接轨,数控行业需要高水平的技术操作人员。我国从事数控车床加工的工程技术人员数以万计,但是仍紧缺高水平的技术人才,作为新世纪的大学生,要想提高自己的竞争力和工作能力,应掌握现代科学知识,提高自己对该领域的科学技术水平。仅仅从书本上学习理论知识是远远不够的,同时学生本人也要结合理论知识加强实践锻炼。实践教学是培养学生的实践能力,满足职业岗位群的实际需要。这就要加快职业教学现代化的进程,创新能力和职业素质的重要途径。在数控机床实践教学中,应用项目教学法,必须建立与其相适应的实践教学。通过加工一件具体的,有实用价值的产品,将学生置于一种掌握课程要求的知识和技能,动手解决问题的学习状态中,使其进一步理解,并获得相关技能的训练,以培养学生相应的职业行动能力为目的的重要教学组织形式、教学方法,和岗位适应能力。实训项目作为行动导向教学思想下,培养目的和评价标准,通过完成某个项目工作,是以职业能力作为进行教育的基础,进行的一种教学活动。

1 开发思路

1.1 指导思想

数控车床加工实践教学的指导思想,旨在培养学生的职业能力和行动能力。通过连续的“行动”过程来培养学生和他人进行理性协作的能力。通过具体的实训项目,使学生了解数控车床加工过程中的控制协作关系。该教学采用问题关联方式,通过项目教学和案例教学等结合的方式来实现的。通过独立学习,即独立完成数控车床的实际操作,锻炼团队协作的能力。其主要学习内容包括:数控车床的工作方法、材料及工艺的基础知识等。通过此次实践教学,使学生在学到操作技能等知识的同时,对生活、工作和社会发展做出的思考,自己感悟出胜任数控车床这一职业工作赖以生存的本领,养成自我设计和定位的习惯和不断获取新技能的能力。

1.2 基本思路

根据上述指导性思想,训练学生应用基本技能,进行数控车床加工实践教学的设计,最后扩展描述实训项目。以应用能力和创新能力为学习目的,三大模块呈递进关系。专业技能解决实际问题的综合训练,首先要对职业工作过程进行分析,然后进行选择、评价、转换和配置行动,并了解职业教育条件,通过企业调查,确定并描述职业行动领域,基本技能是完成专业技能,实践教学内容体系按基本技能、专业技能和综合技能三大模块构建,综合技能训练所必须的技能。数控专业的毕业生,数控车床加工实践是数控专业的核心课程。有很大一部分从事编制数控车削工艺和数控车床的操作工作,这就要求他们具备操作数控车床的职业能力,并且在工作岗位上,能够熟练进行数控车床的操作,实现零件的数控车削加工。专业技能是完成职业岗位群所要求的技能之一,综合技能训练是培养学生技术的必要途径。由于它与专业理论知识紧密结合,应着重培养学生掌握职业岗位群所常用的技术。实践教学内容体系具有模块化、组合型、进阶式的特点。

2 实训设计

2.1 设计目标

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2014年12月浙江省中职学校技能高考结束,高考分普通车床(以下简称普车)、数控车床(以下简称数车)、钳工、加工中心等专业技能,考试成绩总体数控项目优于传统工种,导致许多教师、学生在专业选择上更专注于数控方面。甚至包括少数教师也认为数车可以取代普车,这种观点过于片面,是对普车不够深入了解的表现。普车的操作是数车操作的基础,现以数车和普车床为例,在技能高考的大背景下,简述普车在教学等方面的重要性。

一、普车是数车的基础

技能高考让目前的教学专业细化,教学上更专注于专业。但其实数控车床是在普通车床的基础上加装数控操作系统形成的,适合加工复杂,精度要求较高的中小批量零部件的加工,对于数控机床的价格昂贵、维修费用高等问题,普通机床结构简单,灵活自由度高,能进行一些零部件的常规加工,适合小批量或者单件加工。对于中职学生来说,第一次接触机床应先从普通车床开始练习,再进行数控车床操作,无论在经济上还是教学上都是更合适的教学模式。

1.数车和普车的很多教学过程及方式都是如出一辙

如,工件如何装夹、如何校正车刀的安装、尺寸测量和刀具刃磨完全可以在普车上先进行学习,再去学习数车就会发现容易很多。一个配合尺寸,往往仅有0.03毫米的公差范围,稍不留神就会造成废次品,必须勤学苦练。刀具刃磨更是重中之重,有“七分刀具,三分手艺”之说,虽然教材有标注一些刀具的形状、材质、角度等参数,车工教师也会在实操时加以指导,但学生最终要把刀磨出来,然后在普车上试车,体验是否可行,只有不断在车上练习,不断摸索改进,学生才能体会到刀具角度对加工表面的影响,才能适应加工各种工件,显然这些练习没有必要在昂贵的数车上进行。

2.普车有利于提高学生技能水平及动手能力

数车在学习过程中学生只要装夹好工件,输入程序,按下循环启动件就完成了加工过程,这样学生的依赖性会变强,会忽视手动操作机床的奥妙,而在普车上,例如,外圆台阶若用自动走刀,车到前面的台阶时,停止走刀的操作时间仅有零点几秒。对于学生来说,年轻好学、接受能力强,能充分训练其眼、脑、手脚的协调性、灵活性。通过普车的实操练习学生会成为身手敏捷、反应快速、动作准确连贯的熟练操作者。有了这些基础才能为接下去的数车、数铣等打下了坚实的基础。

3.普车有利于学生了解切削用量

由于加工工件的千变万化,刀具、工件材料及机床精度情况的不同,切削用量就会千变万化。而工厂里有经验的技工师傅只需要看一看铁屑,凭着进刀切削时手的感觉,就可以判断出合适的进给量。这就是通常所说的“手感”,怎样使学生掌握这些技术呢?在普车上练习显然比数车实习的效果要好得多。数车往往是编程完成后拉上挡板自动切削,学生不易察觉到切削时的一些现象,而普车可以多接触手柄,更能直接察觉切削用量是否合理,更容易观察到声音、振动、铁屑形状及颜色等,也容易察觉到车床是否存在事故隐患,这样学生可以逐步做到合理选择切削用量。

二、使用普车教学可以降低教学成本

一台CKAC136数车采购安装等费用近10万元。而一台C6132普车(海南机床厂)安装到位后的费用仅2.5万元,一台数车的造价约等于4台普车,平时维修普车一般零件,有几百元可基本修复,一个中修也才几千元。而数车一般故障维修少则上千,多则上万元。假如学生没有普车的基础,就进行数车的操作,很容易发生事故损坏机床。有的学校就出现了这样的情况,学校进了几台数车,学生和教师都很高兴也很心切,想尽快学会,结果操作却频频发生事故。如,工件、车刀未上紧就开机,结果工件飞出。夹紧工件后,卡盘扳手还没取下来就开机,这些低级失误说明他们没有普车的基础。以致后来出现想学又怕出事故,不实操又不甘心的尴尬局面。

三、掌握普车技术是学生就业的需要

我国现阶段的机械行业中,普车仍大量存在和被使用,换言之,有大部分技工仍然是开普车的,特别是一些原来的国有企业,他们虽然经过改制重组,但无法筹集较多资金更新设备,仍在大量使用普通车床。普车加工一些杂件、维修件或粗车等,要在数车加工方便,成本也较低。