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【關鍵詞】數控車床;職業教育;教學
目前職業院校學生的就業形式嚴峻,一方面企業普遍出現技術型工人的短缺,另一方面學生的就業困難。這一局面的形成,與多數職業學校課程設置陳舊、教學方式傳統、實習設備落后、培養出來的學生不符合企業實際需要的現狀有關。職業學校作為培養掌握最新技術和知識的技能型人才的搖籃,應該盡快地完成傳統實習內容向新技術、新工藝培訓內容的轉變,使學生畢業后,能夠盡快地與企業生產需要接軌。
一、明確培養目標
數控專業畢業生必須熟練掌握普通機床設備的操作及專業課的基礎知識,具有數控機床加工的工藝工裝設計和編程能力,能熟練地操作數控機床進行產品加工,能夠進行數控機床的安裝、調試、維護與維修,也可以從事車間生產與技術管理工作。
1.理論知識方面
要求較系統地掌握本專業領域的基本理論知識,主要包括制圖、機械基礎、公差與配合、金屬材料、工程力學、電工與電子技術、計算機應用技術、數控技術、CAD/CAM技術等學科的基礎理論和應用知識。
2.操作技能方面
較好掌握普通機械設備的操作、金屬切削知識、及工藝知識;要求具有熟練運用和操作CAD/CAM軟件進行一般機械和模具的設計和制造的能力;具有較強的計算應用能力,并且要通過CAD操作軟件中、高級考試獲得證書;具有熟練的數控機床的編程與操作能力,并要取得數控車或銑、加工中心等中高級證書。
二、實施教學改革
1.了解數控車床的結構,掌握最基本的操作
教學初,筆者拋棄在課堂上講緒論的教學常規,先帶著學員進車間參觀車床,并講解數控車床的結構以及操作面板上各個按鈕的作用,讓學員先進行數控車床的最基本操作,如上電、下電、機械回零、對刀等操作,要求學員必須熟練掌握。
以GSK980TD 系列的數控車床為例,由于有極變速的車床,因此要對學員強調啟動主軸前必須先選擇檔位,還有機械回零,學員往往出現超程的誤操作。再就是對刀,這是一個數控車床的重點操作,它關系著零件的精度要求,必須強化訓練。為了解決車床少、學員多的困難,同時避免損壞車床,讓學員在電腦模擬仿真軟件上模擬操作,熟練了再進行車床實際操作,要求學員在最短時間內掌握數控車床常用最基本的操作。
2.動靜結合,提高理論知識講解效率
在了解數控車床的結構后,進行課堂理論知識的講解。教師可安排在數控模擬教室采用多媒體課件與黑板相結合的方式,力求動靜結合,講與練結合,調動學生學習的積極性與主動性。主要講授數控車床的加工對象、工藝制定、程序功能代碼、編程實例。因為學生已經學習過普通機床,已經具備基本的加工知識,所以教師講解數控機床的加工對象、工藝制定時,采取與普通機床相對比的方法,使學生能夠很快熟悉情境。把授課重點放在數控編程的功能代碼上,由基本功能指令格式到簡單的程序編制,由簡單到復雜,循序漸進,學生容易接受。
3.加強實踐教學,發揮學生的主體作用
引導學生在學習中加強實踐,并在實習課中體會理論學習的重要性,以形成實踐―再理論―再實踐的模式。值得注意的是,每一輪理論、實踐之后,都應有所深入,有所提高。此外,還要使理論課為實習課服務,實習課則要學習必要的理論知識,才能使學生牢固地掌握知識,并掌握實踐方法。在教學過程中,要引導學生主動學習,以使他們逐步掌握科學知識及其規律,為實踐服務。同時,還要及時總結教學經驗,并認真改進教學方法,精心設計教學程序,加強技能訓練,以啟迪學生的思維。
4.對學生做好安全操作及職業道德規范的教育
在教學過程中,應加強安全意識的教育,以預防為主。數控車床有其自身的特點,較普通車床而言,它有許多優越性。在學習過程中,不但要讓學生了解,更應該向他們指出安全操作方面的特點。比如,因運行速度較快,操作不當會造成人身或機故,所以必須遵守操作程序。同時,還應教育學生樹立嚴謹的學風,做到操作一絲不茍,精神集中,切不可認為數控車床屬于自動加工,就可以不用管了。更不能離開機床干其它事情。加強這方面的教育,可以減少事故,保證教學,也為培養學生良好的素質,為以后走上工作崗位打下了良好的基礎。
根據這幾年來對畢業生的跟蹤調查,改革后培養的數控車床專業畢業生大部分能同時勝任普通車床和數控車床的工作。從用人單位反饋的信息來看,數控技術專業的畢業生吃苦耐勞,品德較好,實踐技能水平扎實。
參考文獻:
[1]勞動和社會保障部教材辦公室.數控加工工藝學[M].北京:中國勞動社會保障出版社,2004.
關鍵詞分層教學;數控技術;畢業設計;實施
1高職數控技術專業畢業設計環節分層教學的必要性
1.1學生生源層次不一
目前陜西省高職院校的生源組成有:普高生、中職生、三校生、初中畢業生(五年制);且錄取形式多樣化,有高考錄取、單獨招生考試錄取、報道注冊錄取、中考錄取等。這就造成了目前高職院校的學生生源參差不齊,學習狀態多樣化,學習成績差距大;然而在專業人才培養方案制定的過程中,培養目標卻是統一的,尤其在專業綜合訓練環節,如何通過畢業設計論文環節來檢驗高職培養目標帶來了極大的難度。
1.2畢業設計選題單一,偏離培養目標
通過近五年我院數控技術專業畢業設計執行情況統計,目前數控技術專業的畢業設計依然是以畢業設計論文形式進行,這種模式已經不符合當前高職教育培養的對象以及培養目標的要求。我院數控技術專業畢業設計內容包括:零件圖繪制、零件圖分析,毛坯選擇、毛坯圖繪制,機械加工工藝路線確定,工序尺寸及公差確定,數控加工工藝裝備(設備、刀具、夾具、量具)的選用,切削用量及工時定額確定,工藝文件的制訂,編程。完成設計內容之后,進行畢業設計說明書、工藝文件、答辯PPT等資料的編制整理,然后答辯。統一的畢業設計模式及要求,無法滿足多崗位、多形式、“零距離”就業的需求。
1.3受提前就業影響,畢業設計輔導監控難、質量差
伴隨著高職就業壓力的增大,就業時間越來越早,高職畢業生基本上在大三一開學就投入到應聘熱潮,一旦學生簽約,大部分學生將面臨立即上崗的要求,往往在就業與畢業設計環節的取舍上,高職院校基本都是以就業作為首選。這樣一來,畢業生只能將老師布置的設計題目帶走,到企業去,邊工作邊搞設計。進入企業,畢業設計的輔導監控就落空,從而造成了畢業設計質量差,答辯各環節成績低,甚至有的同學畢業設計資料無法達到要求,不能順利進行答辯,這樣給畢業生綜合實踐環節的成績評定帶來諸多不便,現在就業與畢業設計之間的矛盾越發凸顯。
1.4畢業設計與頂崗實習脫節
畢業設計是高職畢業生的最后一個專業綜合實踐環節,目前高職畢業設計的形式受到其內容的制約,基本上都是由指導教師給出畢業設計的題目,學生在老師的指導下,在校內完成畢業設計并進行答辯。在人才培養方案制定的過程,畢業設計完成之后,再進行頂崗實習環節。數控技術專業的頂崗實習主要是進入畢業生就業單位實習,隨著學生就業的普遍提前,大部分學生在大三第一學期就已經簽訂就業協議,隨后即進入企業進行頂崗實習,提前就業影響了畢業設計環節的進行,同時學生進入企業頂崗實習,沒有時間、也沒有精力再完成畢業設計環節的任務。
1.5畢業設計環節分層教學迫在眉睫
如何解決高職學生生源層次多樣化,畢業設計論文模式偏離培養目標,畢業設計輔導監控難、質量差,畢業設計與頂崗實習脫節等現實問題,我院通過多方調查研究,成立課題組,探索出分層次教學,數控技術專業畢業設計可以進行畢業論文設計、試件加工、CAD/CAM設計、頂崗實習報告等多種模式的學習方法。多種模式多種題目,既滿足在校生完成畢業論文要求,又滿足頂崗實習學生,專業綜合實踐與就業相結合,解決就業與設計矛盾。在校生也可根據個人學習情況選擇是做論文,還是做CAD/CAM設計,或者做試件加工,從而提升不同層次學生在畢業設計環節的設計質量,指導老師根據不同層次學生針對性的指導,學生專業綜合實踐效果更好,解決了種種矛盾。
2數控技術專業畢業設計分層教學實施的保障條件
分層次教學極大地解決了目前高職數控技術專業畢業設計存在的主要問題,但是要滿足不同層次學生進行不同模式畢業設計需要一定的保障條件,我院在該項目實施過程中,各界領導給予了大力支持,各部門分工協作,為分層教學的實施提供了條件。
2.1設計室
對于學習成績較好、進行畢業論文設計的同學,數控學院提供了足夠容納設計學生的設計室。設計室配備桌、椅、繪圖板、丁字尺等必要的設計工具,以及設計用的機械加工工藝手冊、零件設計手冊、公差手冊、夾具手冊、刀具手冊、量具手冊等設計資料,為設計的順利進行提供條件。
2.2CAD/CAM實訓室
對于軟件應用水平高、進行CAD/CAM設計的同學,數控學院提供了CAD/CAM實訓室。該實訓室有高配置電腦100臺,能快速流暢運行UG、Pro/e等三維造型軟件及仿真加工軟件,為造型仿真加工提供條件。
2.3數控實訓基地
對于理論學習成績一般、動手能力強的同學,畢業設計環節重點訓練其一項專業核心技能,數控學院提供數控實訓基地對畢業設計學生開放。我院數控實訓基地目前有CAK6136數控車床10臺、CL-20A全功能車2臺、XD-40數控銑床10臺、1055VMC加工中心6臺、CTM450電火花2臺、DMWG320T6線切割4臺,這些設備在課余時間全部對畢業生開放,保證試件加工同學進行技能訓練及畢業設計產品制作。
2.4頂崗實習企業
對于因就業參加工作,或進行頂崗實習無法順利進行畢業設計環節的學生,學院積極聯系頂崗實習單位,為學生創造便利條件,通過企業給定題目或者完成頂崗實習報告的形式進行畢業設計。數控技術專業目前擁有校企合作工作站1個、校企合作單位20余家,先后與西安嘉業航空科技有限公司簽訂校企合作工作站協議,與西安華元機械有限公司、寶雞秦川機床發展集團、西北工業集團、西光集團、西安東風儀表廠、陜飛集團等企業簽訂校企合作協議,為學生進入企業進行頂崗實習提供保障,同時這些企業對進入企業實習的學生,都安排專門的技術人員進行工作和設計指導,保證了學生學業的順利完成,同時能盡快完成從學生到技術人員的工作角色轉變。
2.5師資條件
分層次教學,除了必備的硬件條件以外,師資隊伍也是最重要的保障之一,根據學院教學管理規定要求,參與畢業設計指導的教師必須是講師以上職稱。數控教研室目前擁有專兼職教師33人,其中高級職稱17人,中級職稱14人,為分層次教學提供了必備條件。2015屆畢業設計指導過程中,各個環節有專門教師負責指導,參與畢業論文指導教師10人,其中副教授以上7人,講師3人;參與CAD/CAM設計指導教師8人,其中副教授以上5人,講師3人;參與數控加工設計指導教師8人,其中高級技師5人,技師3人;參與頂崗實習聯系指導教師5人,均為講師。
2.6制度保障
在分層次教學實施過程中,嚴格按照教務處、實踐教學管理處、質量監控中心、數控學院各級部分的規章制度執行實施。教務處、實踐教學管理處聯合下發的畢業設計管理規定,明確了畢業設計目標、任務、內容、效果、指導教師要求等內容,實踐教學管理處定期對畢業設計執行情況進行檢查,每年度進行評比;質量控制中心則按周、按月進行檢查反饋,起到很好的督促作用;數控學院不定期進行檢查指導。各部門協調合作,保障了畢業設計環節的順利進行。
3數控技術專業畢業設計分層教學實施過程
2015屆數控技術專業畢業設計環節,共有160名學生,參與指導教師31人,通過項目組成員共同努力,形成了一套分層次教學模式。
3.1畢業設計題目審核
參與數控技術專業畢業設計指導的教師進行選題表填寫,選取畢業設計題目。要求設計題目要符合分層教學要求,突出專項技能特點,設計題目要有新穎性,能調動學生設計興趣。
3.2專業指導委員會審核、公布選題
對教師所申報的題目,教研室組織專業指導委員會審核,通過并在院部備案。選題不合適的,將退回重新選題。并且將通過選題、指導教師名單在第一時間公布給學生,學生可以根據個人特長提前考慮設計方向。
3.3學生選題,院部審核
通過專業指導委員會審核的設計題目、指導教師,以及教師指導人數,將通過學院公共平臺,向數控技術專業畢業生公布,學生可以根據個人的學習情況、就業情況,以及興趣愛好選擇題目,選擇指導教師,完成后交院部審核。院部學籍管理員與教研室共同對選題學生進行成績分析,進行綜合評價。選擇進行論文設計的學生,要求學生綜合知識豐富、機械基礎課及專業核心課成績優良;進行CAD/CAM設計的學生,要求至少有一門軟件應用課程優秀,能熟練進行三維設計及二維設計,有解決復雜曲面設計加工的能力;數控加工的學生,對理論課知識要求低,重在實踐技能的鍛煉;需提前就業的學生選擇頂崗實習報告,進企業聯系企業指導教師,完成企業設計任務。根據審核結果,通過的進入實施階段,不通過的則需要教師指導重新選題。
3.4畢業設計實施
進入實施環節后,各指導教師要嚴格按照學院各項規章制度的要求,分別在不同的設計環節進行指導。論文設計指導教師在設計室進行7周各階段的設計指導,完成論文資料、工藝規程文件;試件加工的學生,則在數控實訓基地,由指導教師進行工藝方案確定、加工指導,完成試件的加工,并保證各項加工精度要求;CAD/CAM設計環節,學生有指導教師在CAD/CAM實訓室進行產品設計、造型、仿真加工等,最后形成動畫、視頻等影像資料;頂崗實習學生在校企雙導師指導下,完成企業題目或者頂崗實習報告。
3.5設計資料整理、答辯
各環節主要設計任務完成后,要求學生按照數控技術專業畢業設計資料要求,完成對應的論文、加工件、CAD/CAM動畫視頻、頂崗實習報告、答辯PPT等資料的整理。所有資料必須按照規范要求,完成設計內容,待指導教師審核簽字后,進行答辯。數控技術專業畢業設計答辯,由專業指導委員會統一組織實施,邀請企業專家、校內外專家共同參與,保證答辯的公平、公正。
3.6成績評定
數控技術專業,分層次教學后,畢業設計環節成績由三部分組成:畢業設計過程占40%,設計資料占30%,答辯成績30%,重點突出畢業論文、數控加工、CAD/CAM造型、頂崗實習的過程訓練,從而提升畢業設計質量,調動設計的積極性、參與性。
4分層教學取得成效
4.1分層教學培養了不同層次、有特長的人才
將不同層次的學生采用單一的模式進行畢業設計這種舊的模式,變為根據不同層次進行多種模式的學習,這種狀態的轉變,有利于發揮學生特點培養專項技能,更符合人才培養目標,有利于培養有特長的專業技術技能人才。
4.2監控組織更到位、設計質量顯著提升
分層次教學避免了一刀切,離校難監控,畢業設計質量差的現狀。通過分層教學,管理部分及企業專家一致認為,學生設計質量顯著提高,加工技能得到鍛煉,造型能力得到提升,促成百花齊放的局面的出現。
4.3緩解就業與設計沖突,畢業生受到頂崗實習單位青睞
提前就業進入企業的學生,通過企業題目或者頂崗實習報告的形式進行畢業設計,減輕了學生的學習壓力,在工作中總結、學習,能更快地融入企業、融入崗位,改觀了以往設計內容與工作內容不符,失去綜合訓練意義的尷尬。通過改革,進入企業頂崗實習的學生,通過這種企業安排設計、指導設計,協調了校企關系,同時縮短學生培訓時間,受到單位的青睞。
5思考與瞻望
學生生源多元化、學習狀態參差不齊是高職學生的現狀,如何解決這種復雜狀況下學生的培養,越來越值得職教人深思。雖然我院數控技術專業在畢業設計環節采用了分層次教學模式,但是在公共基礎課、專業課程的教學過程中仍然是以大班集體授課,如何調動各層次學生的學習積極性,培養符合社會需求的高素質技術技能人才需要我們繼續探索和研究。
參考文獻
[1]潘冬.高職數控技術專業畢業設計現狀分析及對策[J].亞太教育,2015(27):140.
論文關鍵詞:數控技術 應用專業 實訓 四個階段
目前,我國制造業對既掌握數控技術又熟練數控編程、加工操作的中等職業畢業生需求越來越大,由于數控技術發展日新月異,教學內容與生產技術水平總是存在著滯后教學經費投入的不足.限制了實驗、實訓設備及數控應用軟件的投入與更新。為了滿足社會對數控技術應用型人才的需求,更為滿足我校畢業生的需要.我們對現有的教學計劃進行了相應的調整:我校數控技術應用專業學制為三年,前兩年在校學習理論知識、到校實訓中心接受實驗、實訓,在理論學習期間,特開設了《車工工藝學》、《數控加工技術》、《數控編程與設備》、《公差測量與技術》、《機械制圖》等十幾門專業課和專業基礎課,使學生的知識結構更趨于合理,為實訓作了很好的鋪墊,夯實了基礎。后一年到企業頂崗實習,為更好地向企業輸送合格的數控人才,把實訓分四個階段,以鞏固和深化理論知識,提高和完善操作技能。
第一階段:普車實。
這一階段是學習數控車床不能逾越的過程。學生在普通車床上實習、練習刃磨車刀,熟練操作車床,從加工端面、外圓、內孔、切槽開始,逐漸接觸到螺紋各部分的尺寸計算和加工,特形面的加工.在這一過程巾深刻理解刀具幾何角度對切削加工精度和表面粗糙度的影響,進一步認識切削三要素vc、ap、f在加工中的相互關系及其對工件質量的影響,掌握車床的調整方法.掌握切削的有關計算、了解常用_t具、龜具的結構,熟悉掌握其使用方法,合理地選擇工件的定位基準,安排加工工藝過程。同時還須讓學生知道只有完成這一階段的實訓任務,將來才有可能在數控車床上所編制的加工程序更為合理和實用。
第二階段:仿真實訓。
第一階段的實訓后.對學生進行技能考試。操作達到要求的學生到計算機進行數控仿真軟件的練習.同時也能促進未選中的學生努力練習.激發他們的學習興趣和競爭意識。首先讓學生熟悉仿真機床的操作面板和錄入面板明確每個按鍵的功能.建立工件坐標系的方法,如何選擇刀具幾何角度設置刀偏及刀補,詳細地講解每個過程。
在編程車削倒角時.可用兩種方式:(1)把車刀刀位點指定在倒角起點處,再c01車削;(2)把車刀定位在倒角的右邊延長線上,然后g01車削而成。同時讓學生比較哪種方式更為簡單和實用。
在普通螺紋加工中.讓學生分別使用g92、g76螺紋循環指令來編程加工螺紋.在實訓中讓學生了解根據導程的大小和螺紋的精度高低選擇不同的加工指令更為合適。g92直進式切削和g76斜進式切削。由于切削刀具進刀方式的不同,這兩種加工方法有所區別。各自的編程方法也不同,造成加工誤差也不同,工件加工后螺紋段的加工精度也有所不同。g92螺紋切削循環采用直進式進刀方式進行螺紋切削,螺紋中徑誤差較大,但牙形精度較高,一般多用于小螺距高精度螺紋的加工;加工程序較長,在加工中要經常測量。g76螺紋切削循環采用斜進式進刀方式進行螺紋切削,牙形精度較差,但t藝性比較合理編程效率較高,一般適用于大螺距低精度螺紋的加工。在螺紋精度要求不高的情況下,此加工方法更為簡捷方便。所以,學生要掌握各自的加丁特點及適用范同,并根據工件的加工特點與工件要求的精度正確靈活地選用這些切削循環指令,然后編制加工程序,并自動加工。
第三階段:數控加工。
在數控仿真軟件加工出合格工件的同學先到數控車床上進行編程加工。由于仿真軟件和數控車床是同一個界面,學生短時間內可熟練操縱機床,但需注意以下幾點。
(1)要根據工件的材質,所用刀具的幾何角度來選擇不同的切削參數。經過普車的實訓,這將不是難題。
(2)學生編制的程序要先經過圖形模擬加工,程序正確后再進行對刀加工。
(3)在首件加工中合理使用程序暫定moo指令.在精加工前對工件進行測量.看是否需調整刀具補償.最后加工出合格的工件。
(4)重點突出典型零件的工藝分析,裝卡方法的選擇、程序編制,調整加工和檢驗,如果有缺陷,應找出原因并修正。遵循由易到難、由簡單到復雜、由單項到綜合這一過程,重視在實踐教學中培養學生的實踐能力和創新能力。
對學生加工的工件,按小組進行互評。學生都有好勝心理,會對對方的工件一絲不茍地檢查,不放過任何一個細節。最后教師根據實際情況給出綜合性的評價,或者讓學生保存自己滿意的作品,激發學生的興趣。學生的學習效果非常明顯。
如此,學生能全面了解數控加工的全過程,深刻理解加工原理、機床工作過程、編程方法及制訂工藝的原則.能夠對數控機床加工中出現的常見故障予以解決,對將來從來數控工作上手快,操作規范。具備解決問題的能力。
關鍵詞:數控加工工藝;理實一體化;能力培養;工作任務
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)44-0064-02
Zhang Xiaoguang
(Numerical control technology Department,BaoTou Vocational & Technical College,Baotou Inner Mongolia,014030)
Abstract:“The NC machining process”is an occupation orientation course focused on NC machining process planning,simultaneously is one of the professional core courses of CNC technology professional.This paper talks about the implementation of the courses,the aim is to increase students' interest in learning,improve teaching effect.
Key words:CNC machining process;integration of theory and practice;Practice Teaching;training tasks
《數控加工工藝》課程是以數控加工工藝方案制定為主的職業崗位方向課,同時又是數控技術專業的專業核心課程之一。該課程理論性與實踐性要求較強,適合于開展理實一體化教學。基于上述條件,我們嘗試在教學中對該課程進行了理實一體化教學改革,并對該方案實施的整個過程進行了詳細分析。
一、課程總體規劃
1.課程作用及能力目標確定我們選定了三年制數控技術專業學生來進行《數控加工工藝》課程理實一體化教學改革,并于2010—2011學年第二學期實施。首先我們明確該課程的作用為擔負著幫助畢業生在未來職業生涯中從數控機床操作工向更高層次的—數控工藝員崗位遷移的重任,并為學生職業能力和職業素養的形成起主要支撐作用。在此基礎上確定了該課程的專業、社會能力目標,再結合現有實驗實訓條件,我們制定了新的授課計劃。新計劃重點強調學生動手能力的培養,因此增加了查找資料、數控加工工藝文件編寫、工藝文件的整理及歸檔、數控仿真軟件仿真加工等教學任務。教學內容及順序也做了較大的調整:由原先的數控車削工藝制訂、數控鏜銑削加工工藝制訂調整為先進行機械加工工藝路線的學習,再安排數控車削加工工藝的制定學習、數控銑削加工工藝的制定學習,最后是加工中心加工工藝的制定學習。
2.教學內容選取教學內容的選擇以“典型工作任務”為主體,按滿足崗位職業能力要求的知識邏輯排序,以一個個與職業崗位相關典型工作任務構成。按由簡到難、由單一到綜合、循序漸進的原則,以工藝路線擬定(含數控加工)及數控加工工序設計為主線,學習從零件圖樣分析、工藝制定到檢查、評價、總結及資料存檔全過程。每一項目均以工作任務承載教學內容,再根據教學內容的需要設計教學載體。例如針對零件工藝路線擬定教學內容設計,先從較簡單的花鍵軸零件工藝路線的擬定學習入手,激發學生學習興趣,再學習平面槽型凸輪零件工藝路線的擬定,最后學習較復雜齒輪箱蓋零件工藝路線的擬定。
二、課程實施方法及評價
為了培養學生學習的積極主動性,在教學過程中教師盡量采用行為導向的教學方式。首先將項目任務書發放給學生,讓學生具有主動權,知道該課程具體的學習內容和工作任務。在教學方法的選取上也盡量以學生為中心并結合多媒體、現場教學等能調動學生積極性的方法進行知識的講授。
1.項目任務教學在給學生發放的項目任務書中,我們就將項目工作內容公布給學生,引導學生提出問題,制定工作步驟。在每一個項目結束后,由指定的學生再進行項目工作小結,工作組做出項目總結及小組成果展示。通過整個過程,學生收獲頗多,不僅學會如何收集整理資料,還學會了編寫數控加工的技術文件。在查找資料的過程中也讓他們對數控加工技術的發展方向有了一個全面的了解,增強了他們的職業榮譽感。除了這些外,也培養了學生自主的在課堂外積累相關專業知識的習慣,對擴大學生的知識面起到了很好的作用。
2.課堂教學以學生為中心課程學習過程是以學生為主體、教師倡導、師生互動、教學做一體化的學習過程,由學生親自動手實踐完成課程學習任務。本課程在每一個學習情境中均不同程度的采用了討論教學法。同學們通過討論,可以從別人或別的小組獲取不同的知識,有助于學生思考多方面的意見,增強學生思維的靈活性,使學生更容易理解他人,提高學生交流思想、看法和協作的能力。
3.教學方法選用根據不同的教學內容,我們采用不同的教學方法。以項目6為例來介紹教學方法的選擇:教師在現場采用講述、演示、實操方式介紹數控銑床主要技術參數、基本結構、加工特點、加工范圍及加工精度,然后學生通過觀看視頻、教學課件進一步學習項目6的教學內容,并能在教師引導下完成零件零件數控銑床加工工序設計。如定位裝夾方案的選擇、刀具的選擇、切削用量的選擇等。在本課程每一個項目工作中都運用了引導教學為主及講一點、示范一點、練一點,討論、總結、互動的單項訓練、單項考核教學法。
4.理論與實踐結合通過課堂的學習,學生已編制出了數控加工工藝文件。為了鞏固數控加工知識并運用于實踐當中,我們增加了實訓環節,學生要在計算機房用數控仿真加工軟件進行虛擬加工。通過增加這一環節,改變了以前該課程只能紙上談兵,對與錯只能等到學生工作后去驗證的被動局面,老師可針對學生在仿真時出現的問題進行具體化輔導。
5.教學考核評價我們對原有考核方法進行了改革,課程中的每一個項目工作完成后,都要進行單項考核。學習情境所有項目工作及考核結束后,最后進行階段考查、答辯、評價、總結,使學生對學習目的更加明確。在學期最后進行綜合性的課程考核,并總結學習過程中出現的問題以提升學生思考問題的全面性和解決問題的綜合能力。
三、結果分析
教學改革結束之后,我們對學生《數控加工工藝》課程學習情況進行了調查,并積極收集了相關信息。學生普遍對該教改比較滿意,具體表現為。
1.學生認為自己更為主動,學習效果也很好。
2.課程內容的安排更趨合理,學生對課程內容的興趣有所提高。
3.教改之前,學生對數控加工工藝了解少,不知如何去學;教改之后,通過典型工作任務的完成,學生表示受益很大。
4.上崗后對工作上手很快,縮短了用人單位培養周期。
關鍵詞:數控技術;實訓;整合
作者簡介:張欣波(1970-),男,遼寧遼陽人,廈門理工學院機械與汽車工程學院機電實驗中心主任,高級工程師;常雪峰(1975-),男,湖北荊州人,廈門理工學院機械與汽車工程學院,副教授。(福建 廈門 351024)
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)05-0156-02
數控技術專業人才是我國目前“十”緊缺專業技術人才之一,然而通過對相關企業和對數控專業畢業生的調查發現,企業對畢業生的滿意度不高,認為技術、技能優勢不明顯,實際工作能力不足,不太適應企業的要求。目前,針對數控技術人才的培養主要集中在職業技術學院,受訓人員學歷普遍較低,經過短期培訓后即上崗,這樣只重操作,難以對數控技術的發展起到顯著的推動作用;其次對CAD/CAM軟件、自主產權的數控系統等數控技術核心進行研發的部門很少,目前國內只有少數公司在從事此領域的研究。這都導致數控技術和數控裝備成為制約我國制造業發展的瓶頸。因此,要培養出集機械、電子、電氣控制、計算機技術等于一身的復合性數控技術人才,還需要從高校做起。
廈門理工學院(以下簡稱“我校”)秉持“明理精工,與時偕行”的校訓,緊密結合時代要求和地方發展,在大陸第一個鮮明提出了“創建特色、精致、具有較強競爭力的開放式、應用型、地方性、國際化的海西一流親產業大學”的宏偉目標。因此,整合數控技術課程教學與實訓內容,對于學生深入了解數控技術,響應學校培養“應用型人才”和“卓越工程師計劃”都具有重要的意義。以下是我校在“數控技術”課程改革的一些做法。
一、數控理論課程整合
學校原課程設置存在著一些問題,主要表現在:以學科為中心,“數控技術”課程與社會對數控人才的需要脫節;原有體系中,過分強調數控機床的加工與工藝編程。而對數控控制原理的涉及內容不多,尤其體現在實踐環節中。
我校根據學生原有的知識基礎結合學校的實際情況,針對“數控技術”課程的實用性特點,以理論知識的應用和實踐能力的培養為重點,對相關課程進行整合、更新、刪減了部分教學內容,構建新的課程體系和教學內容。新的課程體系中既注重了傳統制造工種的學習,又增加了數控控制原理的應用、數控機床安裝調試及維修維護的內容,形成從“傳統工藝工裝傳統制造(車、銑、鉆等)數控設備編程數控加工數控設備維修維護數控設備改造(再制造)”一條龍培養體系,課程體系見圖1。
二、建設數控技術試驗室
本次教學改革的主要內容之一就是在傳統的數控技術課程體系中增加數控機床調試與維修維護的相關內容。目前我校機械工程系也建有數控實驗室,主要裝備只有VMC-2002B數控加工中心、TH-DNC-Ⅲ型多功能數控教學機床和模擬編程器等設備,可供學生進行數控編程及上機操作時訓。而在現代工程訓練中心的數控機床主要針對學生進行“金工實習”也做一些“數控技術”實訓而用,學生通過這些機床完成“加工程序”的編制,并在機床上進行實訓,主要培養目的集中在機械制造方面。而對數控機床本身的控制在理論課、實踐課上幾乎沒有相關的教學內容,這和市場上對“數控技術”人才的需求有較大差距。
利用我校目前現有的數控機床進行數控技術的實驗教育課程存在以下一些問題:以加工中心為代表的成型的數控設備其數控系統的硬件及軟件相對固定,不能進行隨機的系統參數的改變,從而影響學生對于深入了解數控系統、伺服系統、伺服電機及測量反饋等模型的理解;另外由于數控實驗室配備的數控教學機配置的數控系統在實際大中型企業中所占份額極少,不是市場主流,也影響到學生在今后的實際工作中對數控技術的掌握。現有的設備已經逐漸難以滿足機制、機電等相關專業學生在數控方面課程的實驗及培訓需求。因此,建立一個以當前市場占有率高的數控系統為基礎的數控技術實驗室,對于學生深入了解數控技術,全面掌握所需的技能,以及響應學校培養“應用型人才”和“卓越工程師計劃”都具有重要的意義。
在進行充分的市場調研后,我校建設了FANUC 0I數控系統實驗臺、SINUMERIK 802d sl數控系統實驗臺、SINUMERIK 840d數控系統實驗臺、華中世紀星21M數控系統實驗臺。這些數控系統多為當今市場流行數控品牌,每個實驗臺均采用開放式、工業級配置。見圖2。
三、改革實訓內容體系,開發校本教材
根據企業對“數控技術”人才的需要,認真處理教材,做到深入淺出,教為所用,學以致用。在課程內容方面,一方面強化數控實訓中的機械加工工藝與編程,另一方面增加數控維修維護內容。在數控技術實訓體系中十分注重教材的開發,努力加強教材建設。
1.在實驗機房中增加了數控機床維修仿真的實際內容
根據最前沿的專業原理,采用先進的計算機仿真技術,對數控機床的裝配、調試、排故等過程進行模擬,是一種經濟、可靠、有效的工具。利用仿真軟件對各類故障現象進行設置,使學生可以針對出現的故障現象利用仿真軟件模塊查找故障原因,通過反復練習,熟練掌握各種常見故障的維修方法,盡快地掌握和提高數控機床的維修技術,鞏固所學的專業知識,鍛煉邏輯思維的能力。
2.編寫《數控機床常見故障診斷與維修技術》教材
由于廈門理工學院非常注重具有企業實踐背景人才的引進,所以在“數控技術”人才方面既有重點大學的博士也有從一線企業招聘來的具有多年實踐背景的人才。編著者在企業常年從事數控機床的維修工作,并多次負責或參與數控機床的改造工作,所以對數控機床經常出現的故障以及排除辦法比較了解,總結了大量的維修實例并加以歸類。
3.編寫輔助教材
根據專業的培養目標結合數控技術實驗室的建設,編寫了適合學校的的實際教材,例如編寫了《FANUC 0i數控系統連接調試》、《SINUMERIK 802d sl數控系統連接調試》、《華中世紀星21M數控系統連接調試》等多項實訓教材。
四、充分利用校內外資源,進行數控項目實訓
實踐性教學是培養數控技術應用型人才的重要途徑和保障,在專業培養方案中占重要地位。數控機床的再制造和維修維護需要大量的實踐來保證教學質量的提高。廈門理工學院一方面廣泛和企業進行深入交流,為企業數控設備進行維修維護,帶動興趣小組參與維修實際活動;另一方面在校內針對過去的老式機床進行數控化再制造,將所學為所用。例如,我校XK713型數控銑床采用華中Ⅰ型數控系統。該數控系統是由華中理工大學、華中數控有限公司研制開發的,其結構是在個人PC計算機(286以上)安裝控制軟件,通過并口與數控控制板相連接,并由控制板向步進電機的脈沖電源方向及脈沖指令來驅動步進電機帶動機械傳動鏈完成機床的進給運動。主軸采用普通交流異步電動機控制,機械換擋,滿足不同加工需要。但由于此機床本身的機械傳動鏈符合數控機床的基本要求,具有機床改造的先決條件,故可對機床進行數控化升級改造。根據機床的具體情況和性價比選擇了采用武漢華中世紀星HNC-21MD數控單元進行升級改造,更換原來的華中Ⅰ型數控系統。由于該系統具有步進電機控制接口,可直接與原有機床的步進電機驅動電源相連接,即不更換驅動系統及步進電機。圖3分別為改造前后的數控機床對比。
通過對教學鏜銑床XK713型鏜銑床的數控化升級改造,帶領學生完全做到了從硬件連接到軟件調試過程,使學生掌握數控機床構成的幾大部分的關系。在此基礎上分析傳動鏈的數學模型,鞏固必要的基礎知識,例如電機拖動原理、工廠電氣控制、自動控制原理、直流控制系統和交流控制系統、PLC的編程技術及技巧、測量反饋的原理等,徹底達到高等學校“數控技術”人才培養的目的。
五、總結與反思
數控技術應用專業工學結合課程的實踐研究,課題組進行了積極的探索。在專業核心課程中構建了學習領域的課程模式,重點是針對高等學校的“數控技術”課程加入了大量的數控機床安裝調試和維修維護內容,力爭在實踐體系內,加強學生的學習興趣,并以此為突破口,強化機電一體化人才的課程培養體系。通過改革可以看出,學生的學習積極性和主動性明顯加強,學生的學習潛能被充分發揮出來,學習成績明顯提高。由于強化了技能訓練,增加實訓項目和時間,學生的動手能力、職業技能得到了很大提高,特別是機電類數控技術方向的本科類學生以“數控機床”為核心,全面理清了課程體系。
但是,也應該清晰地看到,在我國盡管“工學結合”在高等教育體系中取得了一定的進展,可是在全局范圍內,由于制度、法律對企業的優惠政策不明顯,影響了企業參與高等教育的積極性。如果只靠學校單方面加強實踐能力培養,終究會因為能力有限而難以展開。為此,如何開展“校企合作”,實現“工學結合”從制度上得到保障是以后人才培養模式的研究方向。
參考文獻:
[1]孫新國,劉宏偉.仿真軟件在數控機床維修中的應用[J].機床與液壓,2013,(13).
[2]齊文全.數控技術應用專業課程教學改革的探討[J].廣西輕工業,2010,(8).
關鍵詞:數控加工、機床夾具、數控編程、計算機輔助工藝
1.產品功能分析
織機導板是橫機中重要的零部件,在橫機中起到走針線路的作用。
2.零件的加工面
零件的加工面有:外圓、2*¢8孔、內外輪廓、鍵槽
3.零件分析
確定加工表面的可加工方案:該零件下方屬于回轉類零件,其外圓的加工具有一定的局限性,特別適合以車削加工來完成,其他的方法有精車、磨削、或以車代磨等等,這主要以零件外形及加工要求來決定以何種方法來完成加工,前提是在保證質量的同時,以最快的效率,最低的成本來完成工件的加工。對于一些孔的加工無法以車磨加工,可以以另外的加工方法來完成,例如,鉆削,銑削,鉸削等等。一般以孔軸線的位置來確定,與外圓軸線重合的,可在銑床上加工。加工特殊表面,主要是零件的內外輪廓加工,主要以銑削完成,也可以用加工中心完成,其余適情況所定采用車、銑、磨等加工。
零件結構工藝性:零件形狀小,加工困難,其加工工藝不能一味的以普通的加工來確定工藝。由于該零件的輪廓下表面存在帶槽的臺階圓柱,不易進行一次性加工,所以先加工輪廓下表面(兩個圓柱)再對上表面輪廓進行銑削。(零件技術要求分析:1.零件精度要求:從零件圖紙上看,工件的尺寸要求并不大,表面粗糙度也不高,但工件使用有一定的要求,故在加工時應相應提高一點。φ15.9的圓與走針表面有垂直度要求,而且在該表面上鉆兩個φ8的通孔,在加工時有一點困難。2.零件的熱處理要求:加工完畢后進行真空淬火處理其硬度為HRC62-64,還需要振動研磨,可以看出對零件的工作環境要求較高,工件要求強度好)。
4.從生產條件分析看,生產設備、生產批量等。該零件加工工藝采用普通車床和數控銑床或加工中心及工序分散形式的生產方式進行。在本次畢業設計要求我們以我院現有的數控機床為可選擇的加工設備,按大批量生產方式。生產綱領為:400個/批,生產周期為兩周(包括熱處理)。數控加工與普通加工相比具有的優點是:工序高度集中,可減少很多復雜的工裝夾具,可減少工件的裝夾次數,提高勞動生產率,降低工件在裝夾中的累積誤差。
1.制訂工藝規程的步驟:
(1)熟悉和分析制訂工藝規程的主要依據,進行零件的結構工藝性分析,確定零件制造的關鍵技術問題。
(2)確定毛坯,包括選擇毛坯類型及其制造方法,繪制,毛坯圖。計算總余量、毛坯尺寸和材料利用率等。
(3)擬訂工藝路線。
(4)確定各工序的加工余量,計算工序尺寸及其公差,繪制工序圖。
(5)選擇切削用量和計算時間的定額。
(6)確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。
(7)進行技術經濟分析,選擇最佳方案。
(8)編制工藝文件
前言
本課題的設計意義在于了解織機導板零件功能及工作場合,進行數控加工工藝設計,編制程序,以及設計數控加工夾具。在期間將發現的問題及時更正,將技術更新,充分將數控技術發揮到相應水平。隨著我國制造業的發展,數控設備的需求也在增加。它們總的發展趨勢是:高精化、高速化、高效化、柔性化、智能化和集成化,并注重工藝適用性和經濟性。
制造業是我國國民經濟的支柱產業,其增加值約占我國國內生產總值的40%以上,而先進的制造技術是振興制造業系統工程的重要組成部分。數控技術又是其核心技術,它的出現及所帶來的巨大效益,已引起了世界各國科技與工業界的普遍重視。目前,國內數控機床用量劇增,這就需要一大批面向生產第一線的熟悉數控加工工藝,能夠熟練掌握現代數控機床編程、操作和維護的應用型高級技術人員。
數控加工技術的應用,使機械加工的大量前期準備工作與機械加工過程聯為一體,使零件的計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助工藝規劃(CAPP)和計算機輔助制造(CAM)的一體化成為現實,使機械加工的柔性自動化水平不斷提高。
本課題實踐性強,其理論源于生產實際,是歸根于生產實踐的總結。做本課題必須注重理論同實際相結合,根據不同的現場條件靈活運用理論知識,以獲得解決生產實踐問題的最佳方案。通過本課題的學習,應基本掌握數控加工中的基本知識和理論,達到本課程的要求。
目錄
摘要———————————————————1
前言————————————————————2
一、設計課題分析————————————————————5
1、產品功能分析————————————————————5
2、零件的加工面————————————————————5
3、零件分析————————————————————5
4、從生產條件分析————————————————————5
5、設計任務分析————————————————————5
二、工藝規程設計說明———————————————————6
1、毛坯的確定和材料分析————————————————6
2、工藝安裝原則和方法——————————————————7
3、工序卡片安排原則——————————————————7
4、工序順序的安排——————————————————8
5、定位基準的選擇——————————————————8
6、加工方法的選擇——————————————————9
7、工序集中與工序分散——————————————————9
8、零件加工工序——————————————————9
9、工藝裝備選擇——————————————————9
三、工裝夾具設計——————————————————9
1、夾具作用——————————————————10
2、選擇夾緊面時的原則——————————————————10
3、夾具結構設計要則——————————————————10
4、夾具的標準化——————————————————11
5、夾具的剛度和強度——————————————————11
6、夾具的穩定性——————————————————11
7、夾具與機床的位置關系—————————————————11
8、夾具與刀具的位置關系—————————————————11
9、夾具操作和使用上的要求————————————————11
10、對安全和可靠性的要求————————————————12
11、夾具零件結構的工藝性————————————————12
12、夾具體的方案分析及制訂————————————————12
———————————————————14
五、加工程序——————————————————15
關鍵詞:數控高端技能型人才;融合;培養模式;
作者簡介:姬瑞海,浙江工業職業技術學院教務處副處長、副教授;;李存霞,浙江工業職業技術學院數字控制工程分院、高級工程師;;潘榮江,浙江工業職業技術學院副院長、副教授。
全國數控技能大賽是由國家人力資源和社會保障部、教育部、科學技術部、工業和信息化部、中華全國總工會、中國機械工業聯合會等六部委主辦的國家級一類技能競賽,從2004年開始,每2年舉辦一屆,至今已舉辦四屆,是國內的品牌競賽之一,受到國內各級政府、行業、企業、職業院校等的大力關注。
全國數控技能大賽設置職工組、教師組、高職組和中職組,每個組別均設置數控車、數控銑、加工中心3個項目。通過浙江省內選拔,浙江工業職業技術學院每屆都有選手參加,4屆累計獲得高職組12個冠軍中的6個和2個第二名,2個教師組冠軍。邵樹峰老師2008年獲得加工中心項目冠軍,2009年又獲得央視“互動空間———數空超人”桂冠;2011年,中國首次派隊參加被譽為“世界技能奧林匹克”的第41屆世界技能大賽,盛國棟同學經過層層選拔,代表中國參加數控車項目競賽并獲得優勝獎。
多年來,學校向社會輸送了大批數控技術專業的畢業生,其中一部分已成為所在單位的高端技能人才,占據著重要的工作崗位。有的在企業管理崗位擔任領導職務,有的在機械加工車間從事產品、工藝設計工作,有的能獨立操作價值上百萬的數控機床,有的在職業院校擔任專業教師。崗位不同,卻在相同的專業領域取得了驕人的工作成績。朱佳龍同學是其中的典型代表之一,2006年畢業后到杭州汽輪機股份有限公司工作,5年多來,由一名數控機床的學徒工蛻變為能獨當一面的數控高端技能人才,現在是價值3000多萬元進口大型數控機床的主操作手,“杭州市技術能手”、“浙江省技術能手”、“浙江省五一勞動獎章”等一枚枚獎章是其工作業績的真實寫照。每年臨近畢業時,數控專業尤其是參加市級以上技能競賽獲獎的學生,成為省內大型機械制造企業和中等職業學校爭搶的香餑餑,學生初次就業率達到99%以上。招聘企業反饋信息表明,學校培養的數控專業學生技術全面,不僅懂工藝、能編程、操作熟練,而且職業素養高,首崗能勝任,轉崗能適應,發展有后勁,短時間磨練培養就能成為企業需要的高端骨干技能人才。
通過分析和總結,上述成績的取得無不得益于“教、學、做、賽融合”的人才培養模式。
一、數控高端技能人才
1.數控高端技能人才定義。
關于高技能人才的概念,專家學者見仁見智、各有見解,至今尚沒有一個權威的界定。但是,諸觀點都強調了高技能人才的共同特征,即:理論知識和實踐經驗兼備;精熟的操作技能和超強的創新能力;層次多樣性和貢獻多元化等[1]。由此,筆者認為,數控高端技能人才是在機械加工生產一線,掌握精深專門知識、具備精湛操作技能[2],能解決實際工作中發生的多種問題,具有較強工作適應性和良好職業素養的創新技能型人才[3]。
2.數控高端技能人才應具備的知識基礎。
根據數控加工相關工作崗位的具體要求以及國家職業資格標準,分析梳理出數控高端技能人才應具備的知識基礎主要包括機械設計、加工操作和機床維護三個方面。由于在實際中,三個方面的知識相互融合、相互交錯,不能分得清楚,所以這里只是把重要的知識列舉出來(見表1)。
3.數控高端技能人才最重要的工作能力。
數控高端技能人才應有的工作能力有很多,通過分析比較,最重要的8項工作能力如表2所示。
二、“教、學、做、賽融合”人才培養模式
1.內涵。
以高技能創新人才培養為目標,以實踐教學為核心,以工作過程為導向,以工作任務、項目型課題為驅動,以做中教、做中學一體化教學為基本教學方法,以校內技能文化節和各級競賽為平臺,“教、學、做、賽融合”培養數控高端技能人才。如圖1所示。
2.教。
“教”是指教學,是以生產一線高技能人才為培養目標,以學生為核心,以教師為主體,以人才培養方案和課程標準為依據,多種形式、多種方法所實施的教學活動。
(1)構建校企合作平臺,制定人才培養方案。
以學校為發起單位,在地方政府的大力支持下,聯合地方72家大型骨干企業和培訓機構,構建以紹興市公共實訓基地為牽頭單位的紹興市職業培訓聯盟[4],實施資源共享、互利共贏的深度產學研合作機制。利用職業培訓聯盟平臺,以區域產業發展對人才的需求為依據,與企業共同制訂“雙重角色、任務引領、階梯漸進”型的專業人才培養方案,如圖2所示。此方案的特點就是將人才培養方案中所必須的知識和技能劃分成若干模塊,每個模塊都基于工作過程、任務引領、注重技能、知識夠用,并由淺入深、由基本技能到專項技能、再到綜合技能,階梯漸進實施。在實施過程中強調學生、員工雙重角色,強化質量意識、成本意識、效率意識、創新意識和職業素養,注重專業與產業的對接、課程內容與職業標準的對接、教學過程與生產過程的對接、學歷證書與職業資格證書的對接以及職業教育與終身學習的對接。
(2)構建與企業崗位接軌的課程標準。引入企業新技術、新工藝,積極探索并實施“1+1”課程建設模式,即由學校一方和企業一方合作,共同制定課程標準、優化調整課程結構與內容,協同開發基于工作過程導向的一體化專業教材和教學資源;改變課程考核方式方法,注重過程考核,重視職業素養,將學校的教學過程和企業的生產過程緊密結合,校企共同完成教學任務。
(3)多舉措建設“雙師型”結構教學團隊。建立、完善師資隊伍培養和評聘制度,堅持實施“高層次人才梯隊”工程、“雙師素質”工程、兼職教師資源庫工程和職業教育教學能力培養工程;定期選派專業骨干教師到企業進行頂崗實踐,吸納企業能工巧匠擔任兼職教師,通過校企合作,建設專兼結合專業教學團隊;建立有效的團隊合作教學機制,推進校企之間技術研討和經驗交流的制度化建設,提高技術服務能力;破格招聘全國數控技能大賽冠軍獲得者留校任教,打造冠軍實訓指導教師團隊;突出教學團隊的梯隊建設,發揚傳、幫、帶作用,加強青年教師培養,形成數量充足、結構合理、德技雙馨的專業教學團隊。
(4)創新進行教學設計。數控專業人才培養方案突出技能培養,知識夠用為度,實踐與理論課時按1∶1比例設置。傳統的教學設計已嚴重不相適應,為提高教學質量,加快人才培養,創新實施“課程周”、“三班制”、“6S管理”,確保學生在實訓期間做到“一人一機一崗”,取得了較好的效果。
(5)不斷優化教學方式方法。在教學組織過程中,緊密結合本校實際和社會發展情況,用現代信息技術改造傳統教學模式,共享優質教學資源,破解校企合作時空障礙;積極嘗試并推行以項目為導向、以任務為驅動的“一體化”教學模式和“CMM情景”教學法。“一體化”教學體現在三個方面:第一是專業課教師與實訓指導教師一體,要求教師同時取得數控技師及以上職業資格,具有“雙師型”素質;第二是教室與實訓室一體,要求實訓室既能進行實踐教學,又能進行理論教學;第三是教材與實訓指導書一體,要求理論夠用為度,實訓指導簡單、清晰、明了。“CMM情景”是客戶會見機械師(CustomerMeetsMachinist)并簽訂加工技術合同的情境,“CMM情景”教學法就是在數控加工實訓過程中,以教師扮演客戶,以學生扮演機械師;教師向每個學生提供不同的產品圖紙和技術要求,并簽訂加工技術合同;學生加工完成后,教師以加工技術合同為依據,視產品質量情況和學生實訓過程的整體表現,進行實訓成績評定。“CMM情景”教學法突出加強學生質量意識、職業素養和解決工程實際問題能力的培養。
3.學。
“學”就是指學習,包括在校期間全部有組織的活動,但與傳統的學習又有很大的不同,主要表現在如下幾個方面:
(1)利用現代網絡技術,構建網絡自主學習平臺、網絡課程、實踐教學資源庫,開展網絡教學與答疑,方便學生自主學習和課前預習。
(2)學生根據個人愛好和興趣可以自主選擇參賽項目和學習內容。校內實訓基地實施開放性運行機制和“超市式”管理;依據職業資格標準,開發出由系列“技能模塊”、“知識模塊”等組成的“學習包”;也可以根據學生要求,量身定制培訓內容[4]。學校經常性開展不同內容的“第二課堂”,學生也可以自由組建不同形式的興趣小組,專業教師適時培訓和指導,全方位充分滿足學生的學習需求。
4.做。
“做”的含義是做事情,這里泛指在校期間所從事的一切實踐活動,主要指校內實訓、企業頂崗實習和畢業設計等。
(1)政校共建實訓基地,開放、共享,各取所需。2006年,地方政府和學校合作共建紹興市公共實訓基地,現已成為國家示范性公共實訓基地[4]。先進的設備儀器、開放式的運行機制、“超市式”的管理和包容多工種的“學習包”,為學生提供了良好的實踐條件。
(2)實踐形式豐富,注重提高質量。校內實訓、技能競賽、企業頂崗實習、畢業設計等,使學生實踐變得豐富多彩;“一人一機一崗”、“CMM情景”教學法、“課程周”則使學生實踐落到實處,在實踐中學習、在工作中學習、在做中教,使學習過程變得更有趣味并保證教學質量。
(3)課內課外相結合,以人為本促發展。教學計劃與第二課堂相結合、個人興趣與技能競賽相結合、學校實訓與頂崗實習相結合,處處體現以人為本,促進學生全面持續發展。
5.賽。
“賽”的含義是競賽,這里泛指各級各類技能競賽和學科競賽。國家級的競賽例如大學生數學建模競賽、全國數控技能大賽等;世界級的競賽例如世界技能大賽、機器人競賽等。以賽促學、以賽促教、以賽促成才在國內職業教育界已形成共識,并得以蓬勃開展。據統計,近兩年全校學生獲省級以上各類競賽獎項達471人次,獲得的國家級競賽獎項133人次;連續四屆獲得全國數控技能大賽桂冠、勇奪CCTV互動空間數空超人、贏得世界技能大賽優勝獎,一連串驕人成績的取得在全國無以比肩,同時也充分證明了“教、學、做、賽融合”人才培養模式的正確。
(1)搭建競技平臺,實施“五個對接”。從2008年開始,學校搭建競技平臺,每年都舉辦以技能競賽為主要活動的技能文化節;競賽項目和內容涵蓋所有專業,競賽形式多樣,70%以上的學生參與其中,已成為學校的一個品牌學生活動項目。競賽項目的設置以技能為主、理論為輔,注重與企業工作崗位(群)、職業資格標準、專業課程、市級以上各類競賽、學生就業等方面的五個對接,校企合辦、企業贊助、企業冠名等已成為校企合作的主要形式。
(2)營造“競技、精技、樂技”文化氛圍,培養良好職業素養。結合學校技能文化節和各級各類技能競賽,學校還經常性開展技能競賽冠軍宣講會、技能大講壇、第二課堂、興趣小組等活動,技能促進就業、技能改變人生已植于學生心中。
(3)完善競賽制度,激發學生學習。制定技能競賽管理辦法,實施物質獎勵、精神獎勵和學分頂替,充分激發學生的興趣和潛能,并在實踐的過程中培養學生的團隊精神和創新能力。
三、“教、學、做、賽融合”人才培養模式的特性
多年來,數控技術專業教學團隊緊密結合學校實際,積極探索,總結提煉出“教、學、做、賽融合”的高端技能人才培養模式,并深入實踐,證明行之有效。我們認為這是工學結合、學做一體人才培養理念的細化和擴展,具有融合性、循環性、自檢性、適應性等多項特性。
1.融合性。
在學生接受職業教育的初期、或對于初級工的培訓,教、學、做、賽循序漸進,具有順序性;隨著學生知識的擴展和技能的提高,順序性逐漸淡化,融合性逐漸加強。融合性是與順序性相反的一種特性,強調教、學、做、賽各個環節相互融合,你中有我,我中有你,不可或缺,有目標、有反饋,相互作用。
2.循環性。
教、學、做、賽各個環節組成一個有機的整體,就像一個車輪,每循環一次,就前進一段距離,操作技能就提高一個檔次。循環性從參加全國數控技能大賽的選手上可以明顯看出,從校內選拔、到省內選拔、最后參加國賽,每晉級一次,技能水平都會有質的提升。
3.自檢性。
如果說教、學、做三個環節是反映人才培養的過程,那么通過賽的環節,一般就能檢測出人才培養質量的優劣。技能競賽是一種特定條件下的實際生產過程,綜合考核的結果,直接明了地說明選手技能水平的高低,具有明顯的反饋特征。自檢性便于我們發現問題、有針對性的進行教學改革并最終解決問題。
4.適應性。
“教、學、做、賽融合”不僅適應于數控高端技能人才的培養,而且適應于其他類型高端技能人才的培養;不僅適應于工程類,也適應于服務類,具有較強的適應性。
四、結語
(1)數控高端技能人才是在機械加工生產一線,掌握精深專門知識、具備精湛操作技能,能解決實際工作中發生的多種問題,具有較強工作適應性和良好職業素養的創新技能型人才,在當前國內企業轉型升級、結構調整中發揮著重要的作用。
關鍵詞:中職 數控 實訓 教學
中圖分類號: G718 文獻標識碼: C 文章編號:1672-1578(2012)01-0215-01
隨著機械制造業的飛速發展,中國正在逐步變成“世界制造中心”,數控技術的應用也越來越廣泛,大力培養數控人才已迫在眉睫。
中等職業教育培養的主要是“藍領層”數控技術人才,這類人才是指在生產崗位上承擔數控機床的具體操作及日常簡單維護工作的技術工人,在企業數控技術崗位中占70.2%,是目前需求量最大的數控技術人才。數控技術是一門實用性極強的技術,需要緊密配合生產實踐。
然而中等職業學校數控教學現狀是:一是數控專業師資嚴重短缺,相關課程開設不足;二是實訓教學設備(數控機床及數控系統)類型單一,且往往落后于企業;三是沒有適用的高質量教材,教學模式各異。
利用現有條件上好數控專業實訓課應作到以下幾點:
1 激發學生興趣,上好第一堂“入門課”
數控專業和一般專業不同,絕大多數學生在學習之前沒有接觸過數控機床,更有部分學生不知道什么叫數控。對于第一次接受新的學科學習,總是存在著極強的好奇心理。
這時可采用如下方法來引導學生入門:(1)介紹好該課程與生產實踐的密切關系。如數控加工實訓課,可通過身邊的事例來說明、提出問題。在生產中幾乎無時無刻都離不開機械零件,像手表,汽車,大到飛機火箭航天器等。零件是怎么通過數控機床加工出來,使學生心中提出許多疑問來增加其想象、思考和研究。(2)利用多媒體介紹數控技術應用的重要性,精心準備一些相關的數控領域的視頻及圖片資料,可從發展前景、市場需求等方面來進行,幫助學生了解實際、增強學習興趣。(3)帶領學生參觀數控機床、現場操作過程、展示優秀畢業生的數控作品,有利于學生了解學習該課程的重要性和開闊學生的視野,認識和了解數控機床不同的類型,提高學生對數控的感性認識。
雖然有的學生不是通過第一次課就能產生興趣,但起始課是重要的,讓學生覺得自己又增長了知識。好的開始是成功的一半,更是我們成功教好數控實訓的一半。
2 注重理實一體,利用好仿真軟件
對于“藍領型”數控人才,必須以傳統的機械制造技術(金屬材料及熱處理、切削原理及刀具、機床夾具、機制工藝等)為基礎,學習掌握“數控機床原理及應用基礎”和“數控加工編程技術”,還需要熟練掌握“CAD/CAM”軟件。
傳統的理論教學較抽象,脫離實踐,學生往往會產生枯燥、厭倦情緒。書到用時方恨少,這種學習方法目的明確,收效最直接。在實訓課中,總有學生感覺理論所學的有關內容到實訓中不夠用。這時我們要抓住時機向他們講授理論與實訓課的關系,充分調動學生學習的積極性,可穿插利用數控仿真軟件教學,形象生動,在實訓教學中對原有知識加以鞏固。數控仿真軟件是一個應用虛擬現實技術于數控加工操作技能實訓的仿真軟件,具備對機床操作全過程和加工運行全環境的仿真功能,可以進行數控編程教學,加工操作過程教學,使需要在數控設備上才能完成的大部分教學功能在此虛擬制造環境中實現,彌補了傳統數控教學的不足。
基于這一功能和特點,使用仿真軟件將大大減少在數控機床設備上的資金投入,既能降低成本又能加快數控人才的培養速度。由于仿真軟件不存在安全問題,學生可以大膽地獨立進行學習和仿真練習。并對加工零件的幾何形狀和精度進行自我檢測,增強了學生的自學能力,精簡了教學過程,提高了學習效率。
3 實施細節教學,合理安排實訓內容
在實訓教學過程中,安全永遠是第一位的,我們尤其注重實訓紀律教育,除進行原有的安全操作規程學習外,我們還從學生的每一個訓練細節入手,列出各種安全隱患,進行教育,使學生在上機床操作時牢記安全規程。
實施細節教學還體現在要求學生在實訓過程中勤記筆記。實訓課基本上被認為是全部動手操作,但是,學生不可能持續的操作機床,在操作過后很容易忘記。因此要求學生在訓練過程中不斷地記筆記,不斷的總結,比如學習數控銑平面銑削時,你可以在筆記上記下所有操作步驟,并注明注意事項。在操作過程中,可以記下所選刀具、所用切削用量、轉速、進給倍率、精加工方法等,課后再整理。通過自身的操作,容易出錯的步驟重點標注,提醒下次操作注意。一周實訓課程結束后,讓學生進行小結,總結得失點以及自己的體會。通過天天記筆記,周周寫小結的形式,讓學生對數控專業的認識更進一步。這樣實訓操作課才能充分體現其功能。
在數控實訓過程中,筆者發現學生在操作中,很多帶有盲目性,往往會浪費很多時間,特別是剛入門的學生,不知道按哪個開關,哪個鍵,只能不斷的摸索。學生操作機床后收獲很小,效率很低。考慮這一問題,筆者給學生整理了從“開機到出產品”過程中的每一個步驟,教學時再進行適當的講解,要求學生剛開始時嚴格按照步驟規范操作。這樣學生很快能夠熟悉數控機床操作,大大提高了實訓效率。
在實訓教學中,筆者要求學生帶著問題去操作,操作機床的目的是為了解決某個問題。在一次數控銑床實訓課中,要求學生利用G68/G69指令練習加工圖形,明確說明練習目的是為理解其指令格式,有的同學拿到一塊毛坯后就輸入程序,模擬圖形正確后,開始自動執行。可是加工出的圖形卻比要求的要大,經自己仔細檢查后才發現原來操作時未將原有的刀補修改正確,只能銑平面,重新開始。當平面銑完時,下課時間也到了,布置的操作任務自然沒有完成。學生如果在操作過程中如果不注意步驟方面的細節,會嚴重影響實訓效率。因此,向學生強調細節操作,培養學生的細致、認真是非常必要的。
關鍵詞 數字化平臺 數控加工 實訓模式
中圖分類號:G424.4 文獻標識碼:A
1數控加工實訓教學之困境
數控技術加工實訓教學理論抽象、技術要求高、研究性比較強,適合理實一體化教學,教學質量如何,直接取決于實訓環節的質量。近年職業院校通過示范校建設,購進大量先進的數控設備,增加了實訓場地,對理實一體教學展開全面實踐,取得一定的成效。但是教師在機床操作,學生“圍觀”的教學模式,既不能保證學生都能看得清楚,也不能保障實訓安全,教師更難以兼顧教學和課堂管理,對學生在操作當中的問題無法予以及時發現和點評,學生因“看不清楚”及問題得不到解答而對該門課程喪失興趣。為破解這個難題,我校于2015年6月開始對基于數字化平臺的中職數控加工實訓模式立項調研。在課題研究過程中,選取數控13班、數控14班作為教改試驗班,進行數字化平臺實施數控機加工實訓項目的硬件建設和教學進行研究,取得了良好的成效。
2數字化平臺建設情況
國外研究現狀:目前國外數字化教學建設開始應用VR(虛擬與現實)技術,虛擬現實 VR ( Virtual Reality ) 是一種有效模擬人在自然環境中視、聽、動等行為的高級人機交互技術,“中國制造2025”對數控技術人才提出了新的要求,數控技術教學的數字化建設也往VR技術方面發展,對原有的實訓設備進行升級改造,實現數字化車間,利用互聯網技術,通過網絡、手機等終端設備實時監控實訓基地的設備運行情況,運用數控機床(數控系統)生產廠家提供的去服務功能進行遠程監控及在線診斷功能,實現與“中國制造2025”、工業4.0“的無縫對接。具體建設內容如下:數控機加工實訓室的主要功能:對照行專項技能實訓項目和技能大賽訓練,包括數控機床加工實訓,普通機床加工實訓等,培養學生具有利用CAD/CAM軟件完成零件數控加工程序生成及零件加工能力,解決從關鍵數控機床的單一通訊到網絡化控制,提高關建設備的綜合利用率,通過應用網絡DNC和視頻采集系統,將機床面板操作視頻及內部加工視頻采集到實訓室,學生可清晰看到教師的操作,解決現場教學“看不清楚”的難題,提高教學質量,保障實訓安全。
3采用先進的教學模式,優化實訓過程
以數控車床典型工作任務:某某教學為例:第一個第二個攝像機安裝在數控車床加工區,其中一個裝在操控面板上方,用于拍攝面板操作過程,另一個裝在機床內部,用于拍攝刀具切削過程及主軸與刀架相對運動過程;這兩個攝像頭獲取的視頻信號經視頻分配器傳輸到CAD/CAM實訓室,在教學進行時,實訓指導教師在數控車床床上進行加工操作演示,授課教師在CAD/CAM實訓室對獲取的視頻進行切換分屏,具體如下:
3.1任務布置
教根據視頻影像告知學生本課題的學習任務信息,讓學生了解實訓的目的、實訓的內容及要求、考核方式了解加工零件、獲取工作任務信息。
3.2程序編制
利用G00、G01、G02、G03、G71/G70、G73/G70和G76編寫包含圓柱面、圓錐面、圓弧面的外輪廓和螺紋的軸類零件加工程序,學生已經掌握一定的編程方法,可通過CAD/CAM師生互動完成。程序編寫完后可傳輸到數控機床加工區,通過在機床旁的觸摸屏完成程序的輸入。
3.3項目實訓
教師通過數字化平臺操作實訓設備及工量具準備、裝夾項目加工,包括開/關機、手動/手作、錄入、程序輸入與編輯、對刀、自動加工等詳細步驟。學生3~5人為一組根據所學的數控車床項目綜合加工方法操作,進行程序輸入、編輯和對刀、自動加工訓練教師巡回指導,解答實訓中存在的問題。
3.4測量與評估
教師通過教師通過數字化平臺操作實訓設備用千分尺檢驗外圓直徑、用螺紋規檢驗螺紋尺寸、用類比法檢驗表面粗糙度Ra,教師可以在機算機終端時監控學生情況,及時發現問題,解答學生測量與檢驗中存在的問題,根據零件圖技術要求檢驗和評估加工完成的零件,小組自評互評。
3.5清理和保養機床
教師對車床的清理和保養方法與步驟進行操作演示。學生可通過每人的電腦清晰看到,每組安排一個學生負責清掃干凈車床上的切屑,擦干切削液,并涂防銹油,以防止導軌生銹。拆卸工件毛坯和刀具清掃及保養車床。
3.6總結提高
對本課題的總結、歸納。教師播放監控視頻,對同學們在項目綜合實訓操作中存在的問題進行分析、總結、歸納,教師布置課后思考題。
依托基于數字化平臺的數控加工實訓模式研究,通過對數控13班、數控14班作為教改試驗班的實踐顯示,解決了現場教學“看不清楚”的難題,提高教學質量,保障實訓安全,有效培養學生的規范意識,學生動手能力、學習能力都有了長足的進步,積極參加省市數控技能大賽,連續兩年獲得省、市數控車銑項目一等獎。全部畢業生都能在合作企業中就業,九成以上得到企業好評。另主動承擔對兄弟院校職業學校數控技術專業的帶動責任,與其他學校數控技術專業簽訂對流,在專業建設、實訓條件建設,師資隊伍建設、規范化教學管理等方面給予幫助和支持。
基金項目:2015年度廣西中等職業教育教學改革立項項目。桂教職成〔2015〕號,級立項項目序號。
參考文獻
[1] 熊立榮,郭慧英,夏曉雨.數字化實訓模式:數字化社會公安實訓教學的必然選擇[J].湖南警察學院學報,2015.10.