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【关键词】数控车床;职业教育;教学
目前职业院校学生的就业形式严峻,一方面企业普遍出现技术型工人的短缺,另一方面学生的就业困难。这一局面的形成,与多数职业学校课程设置陈旧、教学方式传统、实习设备落后、培养出来的学生不符合企业实际需要的现状有关。职业学校作为培养掌握最新技术和知识的技能型人才的摇篮,应该尽快地完成传统实习内容向新技术、新工艺培训内容的转变,使学生毕业后,能够尽快地与企业生产需要接轨。
一、明确培养目标
数控专业毕业生必须熟练掌握普通机床设备的操作及专业课的基础知识,具有数控机床加工的工艺工装设计和编程能力,能熟练地操作数控机床进行产品加工,能够进行数控机床的安装、调试、维护与维修,也可以从事车间生产与技术管理工作。
1.理论知识方面
要求较系统地掌握本专业领域的基本理论知识,主要包括制图、机械基础、公差与配合、金属材料、工程力学、电工与电子技术、计算机应用技术、数控技术、CAD/CAM技术等学科的基础理论和应用知识。
2.操作技能方面
较好掌握普通机械设备的操作、金属切削知识、及工艺知识;要求具有熟练运用和操作CAD/CAM软件进行一般机械和模具的设计和制造的能力;具有较强的计算应用能力,并且要通过CAD操作软件中、高级考试获得证书;具有熟练的数控机床的编程与操作能力,并要取得数控车或铣、加工中心等中高级证书。
二、实施教学改革
1.了解数控车床的结构,掌握最基本的操作
教学初,笔者抛弃在课堂上讲绪论的教学常规,先带着学员进车间参观车床,并讲解数控车床的结构以及操作面板上各个按钮的作用,让学员先进行数控车床的最基本操作,如上电、下电、机械回零、对刀等操作,要求学员必须熟练掌握。
以GSK980TD 系列的数控车床为例,由于有极变速的车床,因此要对学员强调启动主轴前必须先选择档位,还有机械回零,学员往往出现超程的误操作。再就是对刀,这是一个数控车床的重点操作,它关系着零件的精度要求,必须强化训练。为了解决车床少、学员多的困难,同时避免损坏车床,让学员在电脑模拟仿真软件上模拟操作,熟练了再进行车床实际操作,要求学员在最短时间内掌握数控车床常用最基本的操作。
2.动静结合,提高理论知识讲解效率
在了解数控车床的结构后,进行课堂理论知识的讲解。教师可安排在数控模拟教室采用多媒体课件与黑板相结合的方式,力求动静结合,讲与练结合,调动学生学习的积极性与主动性。主要讲授数控车床的加工对象、工艺制定、程序功能代码、编程实例。因为学生已经学习过普通机床,已经具备基本的加工知识,所以教师讲解数控机床的加工对象、工艺制定时,采取与普通机床相对比的方法,使学生能够很快熟悉情境。把授课重点放在数控编程的功能代码上,由基本功能指令格式到简单的程序编制,由简单到复杂,循序渐进,学生容易接受。
3.加强实践教学,发挥学生的主体作用
引导学生在学习中加强实践,并在实习课中体会理论学习的重要性,以形成实践―再理论―再实践的模式。值得注意的是,每一轮理论、实践之后,都应有所深入,有所提高。此外,还要使理论课为实习课服务,实习课则要学习必要的理论知识,才能使学生牢固地掌握知识,并掌握实践方法。在教学过程中,要引导学生主动学习,以使他们逐步掌握科学知识及其规律,为实践服务。同时,还要及时总结教学经验,并认真改进教学方法,精心设计教学程序,加强技能训练,以启迪学生的思维。
4.对学生做好安全操作及职业道德规范的教育
在教学过程中,应加强安全意识的教育,以预防为主。数控车床有其自身的特点,较普通车床而言,它有许多优越性。在学习过程中,不但要让学生了解,更应该向他们指出安全操作方面的特点。比如,因运行速度较快,操作不当会造成人身或机故,所以必须遵守操作程序。同时,还应教育学生树立严谨的学风,做到操作一丝不苟,精神集中,切不可认为数控车床属于自动加工,就可以不用管了。更不能离开机床干其它事情。加强这方面的教育,可以减少事故,保证教学,也为培养学生良好的素质,为以后走上工作岗位打下了良好的基础。
根据这几年来对毕业生的跟踪调查,改革后培养的数控车床专业毕业生大部分能同时胜任普通车床和数控车床的工作。从用人单位反馈的信息来看,数控技术专业的毕业生吃苦耐劳,品德较好,实践技能水平扎实。
参考文献:
[1]劳动和社会保障部教材办公室.数控加工工艺学[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2004.
关键词分层教学;数控技术;毕业设计;实施
1高职数控技术专业毕业设计环节分层教学的必要性
1.1学生生源层次不一
目前陕西省高职院校的生源组成有:普高生、中职生、三校生、初中毕业生(五年制);且录取形式多样化,有高考录取、单独招生考试录取、报道注册录取、中考录取等。这就造成了目前高职院校的学生生源参差不齐,学习状态多样化,学习成绩差距大;然而在专业人才培养方案制定的过程中,培养目标却是统一的,尤其在专业综合训练环节,如何通过毕业设计论文环节来检验高职培养目标带来了极大的难度。
1.2毕业设计选题单一,偏离培养目标
通过近五年我院数控技术专业毕业设计执行情况统计,目前数控技术专业的毕业设计依然是以毕业设计论文形式进行,这种模式已经不符合当前高职教育培养的对象以及培养目标的要求。我院数控技术专业毕业设计内容包括:零件图绘制、零件图分析,毛坯选择、毛坯图绘制,机械加工工艺路线确定,工序尺寸及公差确定,数控加工工艺装备(设备、刀具、夹具、量具)的选用,切削用量及工时定额确定,工艺文件的制订,编程。完成设计内容之后,进行毕业设计说明书、工艺文件、答辩PPT等资料的编制整理,然后答辩。统一的毕业设计模式及要求,无法满足多岗位、多形式、“零距离”就业的需求。
1.3受提前就业影响,毕业设计辅导监控难、质量差
伴随着高职就业压力的增大,就业时间越来越早,高职毕业生基本上在大三一开学就投入到应聘热潮,一旦学生签约,大部分学生将面临立即上岗的要求,往往在就业与毕业设计环节的取舍上,高职院校基本都是以就业作为首选。这样一来,毕业生只能将老师布置的设计题目带走,到企业去,边工作边搞设计。进入企业,毕业设计的辅导监控就落空,从而造成了毕业设计质量差,答辩各环节成绩低,甚至有的同学毕业设计资料无法达到要求,不能顺利进行答辩,这样给毕业生综合实践环节的成绩评定带来诸多不便,现在就业与毕业设计之间的矛盾越发凸显。
1.4毕业设计与顶岗实习脱节
毕业设计是高职毕业生的最后一个专业综合实践环节,目前高职毕业设计的形式受到其内容的制约,基本上都是由指导教师给出毕业设计的题目,学生在老师的指导下,在校内完成毕业设计并进行答辩。在人才培养方案制定的过程,毕业设计完成之后,再进行顶岗实习环节。数控技术专业的顶岗实习主要是进入毕业生就业单位实习,随着学生就业的普遍提前,大部分学生在大三第一学期就已经签订就业协议,随后即进入企业进行顶岗实习,提前就业影响了毕业设计环节的进行,同时学生进入企业顶岗实习,没有时间、也没有精力再完成毕业设计环节的任务。
1.5毕业设计环节分层教学迫在眉睫
如何解决高职学生生源层次多样化,毕业设计论文模式偏离培养目标,毕业设计辅导监控难、质量差,毕业设计与顶岗实习脱节等现实问题,我院通过多方调查研究,成立课题组,探索出分层次教学,数控技术专业毕业设计可以进行毕业论文设计、试件加工、CAD/CAM设计、顶岗实习报告等多种模式的学习方法。多种模式多种题目,既满足在校生完成毕业论文要求,又满足顶岗实习学生,专业综合实践与就业相结合,解决就业与设计矛盾。在校生也可根据个人学习情况选择是做论文,还是做CAD/CAM设计,或者做试件加工,从而提升不同层次学生在毕业设计环节的设计质量,指导老师根据不同层次学生针对性的指导,学生专业综合实践效果更好,解决了种种矛盾。
2数控技术专业毕业设计分层教学实施的保障条件
分层次教学极大地解决了目前高职数控技术专业毕业设计存在的主要问题,但是要满足不同层次学生进行不同模式毕业设计需要一定的保障条件,我院在该项目实施过程中,各界领导给予了大力支持,各部门分工协作,为分层教学的实施提供了条件。
2.1设计室
对于学习成绩较好、进行毕业论文设计的同学,数控学院提供了足够容纳设计学生的设计室。设计室配备桌、椅、绘图板、丁字尺等必要的设计工具,以及设计用的机械加工工艺手册、零件设计手册、公差手册、夹具手册、刀具手册、量具手册等设计资料,为设计的顺利进行提供条件。
2.2CAD/CAM实训室
对于软件应用水平高、进行CAD/CAM设计的同学,数控学院提供了CAD/CAM实训室。该实训室有高配置电脑100台,能快速流畅运行UG、Pro/e等三维造型软件及仿真加工软件,为造型仿真加工提供条件。
2.3数控实训基地
对于理论学习成绩一般、动手能力强的同学,毕业设计环节重点训练其一项专业核心技能,数控学院提供数控实训基地对毕业设计学生开放。我院数控实训基地目前有CAK6136数控车床10台、CL-20A全功能车2台、XD-40数控铣床10台、1055VMC加工中心6台、CTM450电火花2台、DMWG320T6线切割4台,这些设备在课余时间全部对毕业生开放,保证试件加工同学进行技能训练及毕业设计产品制作。
2.4顶岗实习企业
对于因就业参加工作,或进行顶岗实习无法顺利进行毕业设计环节的学生,学院积极联系顶岗实习单位,为学生创造便利条件,通过企业给定题目或者完成顶岗实习报告的形式进行毕业设计。数控技术专业目前拥有校企合作工作站1个、校企合作单位20余家,先后与西安嘉业航空科技有限公司签订校企合作工作站协议,与西安华元机械有限公司、宝鸡秦川机床发展集团、西北工业集团、西光集团、西安东风仪表厂、陕飞集团等企业签订校企合作协议,为学生进入企业进行顶岗实习提供保障,同时这些企业对进入企业实习的学生,都安排专门的技术人员进行工作和设计指导,保证了学生学业的顺利完成,同时能尽快完成从学生到技术人员的工作角色转变。
2.5师资条件
分层次教学,除了必备的硬件条件以外,师资队伍也是最重要的保障之一,根据学院教学管理规定要求,参与毕业设计指导的教师必须是讲师以上职称。数控教研室目前拥有专兼职教师33人,其中高级职称17人,中级职称14人,为分层次教学提供了必备条件。2015届毕业设计指导过程中,各个环节有专门教师负责指导,参与毕业论文指导教师10人,其中副教授以上7人,讲师3人;参与CAD/CAM设计指导教师8人,其中副教授以上5人,讲师3人;参与数控加工设计指导教师8人,其中高级技师5人,技师3人;参与顶岗实习联系指导教师5人,均为讲师。
2.6制度保障
在分层次教学实施过程中,严格按照教务处、实践教学管理处、质量监控中心、数控学院各级部分的规章制度执行实施。教务处、实践教学管理处联合下发的毕业设计管理规定,明确了毕业设计目标、任务、内容、效果、指导教师要求等内容,实践教学管理处定期对毕业设计执行情况进行检查,每年度进行评比;质量控制中心则按周、按月进行检查反馈,起到很好的督促作用;数控学院不定期进行检查指导。各部门协调合作,保障了毕业设计环节的顺利进行。
3数控技术专业毕业设计分层教学实施过程
2015届数控技术专业毕业设计环节,共有160名学生,参与指导教师31人,通过项目组成员共同努力,形成了一套分层次教学模式。
3.1毕业设计题目审核
参与数控技术专业毕业设计指导的教师进行选题表填写,选取毕业设计题目。要求设计题目要符合分层教学要求,突出专项技能特点,设计题目要有新颖性,能调动学生设计兴趣。
3.2专业指导委员会审核、公布选题
对教师所申报的题目,教研室组织专业指导委员会审核,通过并在院部备案。选题不合适的,将退回重新选题。并且将通过选题、指导教师名单在第一时间公布给学生,学生可以根据个人特长提前考虑设计方向。
3.3学生选题,院部审核
通过专业指导委员会审核的设计题目、指导教师,以及教师指导人数,将通过学院公共平台,向数控技术专业毕业生公布,学生可以根据个人的学习情况、就业情况,以及兴趣爱好选择题目,选择指导教师,完成后交院部审核。院部学籍管理员与教研室共同对选题学生进行成绩分析,进行综合评价。选择进行论文设计的学生,要求学生综合知识丰富、机械基础课及专业核心课成绩优良;进行CAD/CAM设计的学生,要求至少有一门软件应用课程优秀,能熟练进行三维设计及二维设计,有解决复杂曲面设计加工的能力;数控加工的学生,对理论课知识要求低,重在实践技能的锻炼;需提前就业的学生选择顶岗实习报告,进企业联系企业指导教师,完成企业设计任务。根据审核结果,通过的进入实施阶段,不通过的则需要教师指导重新选题。
3.4毕业设计实施
进入实施环节后,各指导教师要严格按照学院各项规章制度的要求,分别在不同的设计环节进行指导。论文设计指导教师在设计室进行7周各阶段的设计指导,完成论文资料、工艺规程文件;试件加工的学生,则在数控实训基地,由指导教师进行工艺方案确定、加工指导,完成试件的加工,并保证各项加工精度要求;CAD/CAM设计环节,学生有指导教师在CAD/CAM实训室进行产品设计、造型、仿真加工等,最后形成动画、视频等影像资料;顶岗实习学生在校企双导师指导下,完成企业题目或者顶岗实习报告。
3.5设计资料整理、答辩
各环节主要设计任务完成后,要求学生按照数控技术专业毕业设计资料要求,完成对应的论文、加工件、CAD/CAM动画视频、顶岗实习报告、答辩PPT等资料的整理。所有资料必须按照规范要求,完成设计内容,待指导教师审核签字后,进行答辩。数控技术专业毕业设计答辩,由专业指导委员会统一组织实施,邀请企业专家、校内外专家共同参与,保证答辩的公平、公正。
3.6成绩评定
数控技术专业,分层次教学后,毕业设计环节成绩由三部分组成:毕业设计过程占40%,设计资料占30%,答辩成绩30%,重点突出毕业论文、数控加工、CAD/CAM造型、顶岗实习的过程训练,从而提升毕业设计质量,调动设计的积极性、参与性。
4分层教学取得成效
4.1分层教学培养了不同层次、有特长的人才
将不同层次的学生采用单一的模式进行毕业设计这种旧的模式,变为根据不同层次进行多种模式的学习,这种状态的转变,有利于发挥学生特点培养专项技能,更符合人才培养目标,有利于培养有特长的专业技术技能人才。
4.2监控组织更到位、设计质量显著提升
分层次教学避免了一刀切,离校难监控,毕业设计质量差的现状。通过分层教学,管理部分及企业专家一致认为,学生设计质量显著提高,加工技能得到锻炼,造型能力得到提升,促成百花齐放的局面的出现。
4.3缓解就业与设计冲突,毕业生受到顶岗实习单位青睐
提前就业进入企业的学生,通过企业题目或者顶岗实习报告的形式进行毕业设计,减轻了学生的学习压力,在工作中总结、学习,能更快地融入企业、融入岗位,改观了以往设计内容与工作内容不符,失去综合训练意义的尴尬。通过改革,进入企业顶岗实习的学生,通过这种企业安排设计、指导设计,协调了校企关系,同时缩短学生培训时间,受到单位的青睐。
5思考与瞻望
学生生源多元化、学习状态参差不齐是高职学生的现状,如何解决这种复杂状况下学生的培养,越来越值得职教人深思。虽然我院数控技术专业在毕业设计环节采用了分层次教学模式,但是在公共基础课、专业课程的教学过程中仍然是以大班集体授课,如何调动各层次学生的学习积极性,培养符合社会需求的高素质技术技能人才需要我们继续探索和研究。
参考文献
[1]潘冬.高职数控技术专业毕业设计现状分析及对策[J].亚太教育,2015(27):140.
论文关键词:数控技术 应用专业 实训 四个阶段
目前,我国制造业对既掌握数控技术又熟练数控编程、加工操作的中等职业毕业生需求越来越大,由于数控技术发展日新月异,教学内容与生产技术水平总是存在着滞后教学经费投入的不足.限制了实验、实训设备及数控应用软件的投入与更新。为了满足社会对数控技术应用型人才的需求,更为满足我校毕业生的需要.我们对现有的教学计划进行了相应的调整:我校数控技术应用专业学制为三年,前两年在校学习理论知识、到校实训中心接受实验、实训,在理论学习期间,特开设了《车工工艺学》、《数控加工技术》、《数控编程与设备》、《公差测量与技术》、《机械制图》等十几门专业课和专业基础课,使学生的知识结构更趋于合理,为实训作了很好的铺垫,夯实了基础。后一年到企业顶岗实习,为更好地向企业输送合格的数控人才,把实训分四个阶段,以巩固和深化理论知识,提高和完善操作技能。
第一阶段:普车实。
这一阶段是学习数控车床不能逾越的过程。学生在普通车床上实习、练习刃磨车刀,熟练操作车床,从加工端面、外圆、内孔、切槽开始,逐渐接触到螺纹各部分的尺寸计算和加工,特形面的加工.在这一过程巾深刻理解刀具几何角度对切削加工精度和表面粗糙度的影响,进一步认识切削三要素vc、ap、f在加工中的相互关系及其对工件质量的影响,掌握车床的调整方法.掌握切削的有关计算、了解常用_t具、龟具的结构,熟悉掌握其使用方法,合理地选择工件的定位基准,安排加工工艺过程。同时还须让学生知道只有完成这一阶段的实训任务,将来才有可能在数控车床上所编制的加工程序更为合理和实用。
第二阶段:仿真实训。
第一阶段的实训后.对学生进行技能考试。操作达到要求的学生到计算机进行数控仿真软件的练习.同时也能促进未选中的学生努力练习.激发他们的学习兴趣和竞争意识。首先让学生熟悉仿真机床的操作面板和录入面板明确每个按键的功能.建立工件坐标系的方法,如何选择刀具几何角度设置刀偏及刀补,详细地讲解每个过程。
在编程车削倒角时.可用两种方式:(1)把车刀刀位点指定在倒角起点处,再c01车削;(2)把车刀定位在倒角的右边延长线上,然后g01车削而成。同时让学生比较哪种方式更为简单和实用。
在普通螺纹加工中.让学生分别使用g92、g76螺纹循环指令来编程加工螺纹.在实训中让学生了解根据导程的大小和螺纹的精度高低选择不同的加工指令更为合适。g92直进式切削和g76斜进式切削。由于切削刀具进刀方式的不同,这两种加工方法有所区别。各自的编程方法也不同,造成加工误差也不同,工件加工后螺纹段的加工精度也有所不同。g92螺纹切削循环采用直进式进刀方式进行螺纹切削,螺纹中径误差较大,但牙形精度较高,一般多用于小螺距高精度螺纹的加工;加工程序较长,在加工中要经常测量。g76螺纹切削循环采用斜进式进刀方式进行螺纹切削,牙形精度较差,但t艺性比较合理编程效率较高,一般适用于大螺距低精度螺纹的加工。在螺纹精度要求不高的情况下,此加工方法更为简捷方便。所以,学生要掌握各自的加丁特点及适用范同,并根据工件的加工特点与工件要求的精度正确灵活地选用这些切削循环指令,然后编制加工程序,并自动加工。
第三阶段:数控加工。
在数控仿真软件加工出合格工件的同学先到数控车床上进行编程加工。由于仿真软件和数控车床是同一个界面,学生短时间内可熟练操纵机床,但需注意以下几点。
(1)要根据工件的材质,所用刀具的几何角度来选择不同的切削参数。经过普车的实训,这将不是难题。
(2)学生编制的程序要先经过图形模拟加工,程序正确后再进行对刀加工。
(3)在首件加工中合理使用程序暂定moo指令.在精加工前对工件进行测量.看是否需调整刀具补偿.最后加工出合格的工件。
(4)重点突出典型零件的工艺分析,装卡方法的选择、程序编制,调整加工和检验,如果有缺陷,应找出原因并修正。遵循由易到难、由简单到复杂、由单项到综合这一过程,重视在实践教学中培养学生的实践能力和创新能力。
对学生加工的工件,按小组进行互评。学生都有好胜心理,会对对方的工件一丝不苟地检查,不放过任何一个细节。最后教师根据实际情况给出综合性的评价,或者让学生保存自己满意的作品,激发学生的兴趣。学生的学习效果非常明显。
如此,学生能全面了解数控加工的全过程,深刻理解加工原理、机床工作过程、编程方法及制订工艺的原则.能够对数控机床加工中出现的常见故障予以解决,对将来从来数控工作上手快,操作规范。具备解决问题的能力。
关键词:数控加工工艺;理实一体化;能力培养;工作任务
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号: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
《数控加工工艺》课程是以数控加工工艺方案制定为主的职业岗位方向课,同时又是数控技术专业的专业核心课程之一。该课程理论性与实践性要求较强,适合于开展理实一体化教学。基于上述条件,我们尝试在教学中对该课程进行了理实一体化教学改革,并对该方案实施的整个过程进行了详细分析。
一、课程总体规划
1.课程作用及能力目标确定我们选定了三年制数控技术专业学生来进行《数控加工工艺》课程理实一体化教学改革,并于2010—2011学年第二学期实施。首先我们明确该课程的作用为担负着帮助毕业生在未来职业生涯中从数控机床操作工向更高层次的—数控工艺员岗位迁移的重任,并为学生职业能力和职业素养的形成起主要支撑作用。在此基础上确定了该课程的专业、社会能力目标,再结合现有实验实训条件,我们制定了新的授课计划。新计划重点强调学生动手能力的培养,因此增加了查找资料、数控加工工艺文件编写、工艺文件的整理及归档、数控仿真软件仿真加工等教学任务。教学内容及顺序也做了较大的调整:由原先的数控车削工艺制订、数控镗铣削加工工艺制订调整为先进行机械加工工艺路线的学习,再安排数控车削加工工艺的制定学习、数控铣削加工工艺的制定学习,最后是加工中心加工工艺的制定学习。
2.教学内容选取教学内容的选择以“典型工作任务”为主体,按满足岗位职业能力要求的知识逻辑排序,以一个个与职业岗位相关典型工作任务构成。按由简到难、由单一到综合、循序渐进的原则,以工艺路线拟定(含数控加工)及数控加工工序设计为主线,学习从零件图样分析、工艺制定到检查、评价、总结及资料存档全过程。每一项目均以工作任务承载教学内容,再根据教学内容的需要设计教学载体。例如针对零件工艺路线拟定教学内容设计,先从较简单的花键轴零件工艺路线的拟定学习入手,激发学生学习兴趣,再学习平面槽型凸轮零件工艺路线的拟定,最后学习较复杂齿轮箱盖零件工艺路线的拟定。
二、课程实施方法及评价
为了培养学生学习的积极主动性,在教学过程中教师尽量采用行为导向的教学方式。首先将项目任务书发放给学生,让学生具有主动权,知道该课程具体的学习内容和工作任务。在教学方法的选取上也尽量以学生为中心并结合多媒体、现场教学等能调动学生积极性的方法进行知识的讲授。
1.项目任务教学在给学生发放的项目任务书中,我们就将项目工作内容公布给学生,引导学生提出问题,制定工作步骤。在每一个项目结束后,由指定的学生再进行项目工作小结,工作组做出项目总结及小组成果展示。通过整个过程,学生收获颇多,不仅学会如何收集整理资料,还学会了编写数控加工的技术文件。在查找资料的过程中也让他们对数控加工技术的发展方向有了一个全面的了解,增强了他们的职业荣誉感。除了这些外,也培养了学生自主的在课堂外积累相关专业知识的习惯,对扩大学生的知识面起到了很好的作用。
2.课堂教学以学生为中心课程学习过程是以学生为主体、教师倡导、师生互动、教学做一体化的学习过程,由学生亲自动手实践完成课程学习任务。本课程在每一个学习情境中均不同程度的采用了讨论教学法。同学们通过讨论,可以从别人或别的小组获取不同的知识,有助于学生思考多方面的意见,增强学生思维的灵活性,使学生更容易理解他人,提高学生交流思想、看法和协作的能力。
3.教学方法选用根据不同的教学内容,我们采用不同的教学方法。以项目6为例来介绍教学方法的选择:教师在现场采用讲述、演示、实操方式介绍数控铣床主要技术参数、基本结构、加工特点、加工范围及加工精度,然后学生通过观看视频、教学课件进一步学习项目6的教学内容,并能在教师引导下完成零件零件数控铣床加工工序设计。如定位装夹方案的选择、刀具的选择、切削用量的选择等。在本课程每一个项目工作中都运用了引导教学为主及讲一点、示范一点、练一点,讨论、总结、互动的单项训练、单项考核教学法。
4.理论与实践结合通过课堂的学习,学生已编制出了数控加工工艺文件。为了巩固数控加工知识并运用于实践当中,我们增加了实训环节,学生要在计算机房用数控仿真加工软件进行虚拟加工。通过增加这一环节,改变了以前该课程只能纸上谈兵,对与错只能等到学生工作后去验证的被动局面,老师可针对学生在仿真时出现的问题进行具体化辅导。
5.教学考核评价我们对原有考核方法进行了改革,课程中的每一个项目工作完成后,都要进行单项考核。学习情境所有项目工作及考核结束后,最后进行阶段考查、答辩、评价、总结,使学生对学习目的更加明确。在学期最后进行综合性的课程考核,并总结学习过程中出现的问题以提升学生思考问题的全面性和解决问题的综合能力。
三、结果分析
教学改革结束之后,我们对学生《数控加工工艺》课程学习情况进行了调查,并积极收集了相关信息。学生普遍对该教改比较满意,具体表现为。
1.学生认为自己更为主动,学习效果也很好。
2.课程内容的安排更趋合理,学生对课程内容的兴趣有所提高。
3.教改之前,学生对数控加工工艺了解少,不知如何去学;教改之后,通过典型工作任务的完成,学生表示受益很大。
4.上岗后对工作上手很快,缩短了用人单位培养周期。
关键词:数控技术;实训;整合
作者简介:张欣波(1970-),男,辽宁辽阳人,厦门理工学院机械与汽车工程学院机电实验中心主任,高级工程师;常雪峰(1975-),男,湖北荆州人,厦门理工学院机械与汽车工程学院,副教授。(福建 厦门 351024)
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)05-0156-02
数控技术专业人才是我国目前“十”紧缺专业技术人才之一,然而通过对相关企业和对数控专业毕业生的调查发现,企业对毕业生的满意度不高,认为技术、技能优势不明显,实际工作能力不足,不太适应企业的要求。目前,针对数控技术人才的培养主要集中在职业技术学院,受训人员学历普遍较低,经过短期培训后即上岗,这样只重操作,难以对数控技术的发展起到显著的推动作用;其次对CAD/CAM软件、自主产权的数控系统等数控技术核心进行研发的部门很少,目前国内只有少数公司在从事此领域的研究。这都导致数控技术和数控装备成为制约我国制造业发展的瓶颈。因此,要培养出集机械、电子、电气控制、计算机技术等于一身的复合性数控技术人才,还需要从高校做起。
厦门理工学院(以下简称“我校”)秉持“明理精工,与时偕行”的校训,紧密结合时代要求和地方发展,在大陆第一个鲜明提出了“创建特色、精致、具有较强竞争力的开放式、应用型、地方性、国际化的海西一流亲产业大学”的宏伟目标。因此,整合数控技术课程教学与实训内容,对于学生深入了解数控技术,响应学校培养“应用型人才”和“卓越工程师计划”都具有重要的意义。以下是我校在“数控技术”课程改革的一些做法。
一、数控理论课程整合
学校原课程设置存在着一些问题,主要表现在:以学科为中心,“数控技术”课程与社会对数控人才的需要脱节;原有体系中,过分强调数控机床的加工与工艺编程。而对数控控制原理的涉及内容不多,尤其体现在实践环节中。
我校根据学生原有的知识基础结合学校的实际情况,针对“数控技术”课程的实用性特点,以理论知识的应用和实践能力的培养为重点,对相关课程进行整合、更新、删减了部分教学内容,构建新的课程体系和教学内容。新的课程体系中既注重了传统制造工种的学习,又增加了数控控制原理的应用、数控机床安装调试及维修维护的内容,形成从“传统工艺工装传统制造(车、铣、钻等)数控设备编程数控加工数控设备维修维护数控设备改造(再制造)”一条龙培养体系,课程体系见图1。
二、建设数控技术试验室
本次教学改革的主要内容之一就是在传统的数控技术课程体系中增加数控机床调试与维修维护的相关内容。目前我校机械工程系也建有数控实验室,主要装备只有VMC-2002B数控加工中心、TH-DNC-Ⅲ型多功能数控教学机床和模拟编程器等设备,可供学生进行数控编程及上机操作时训。而在现代工程训练中心的数控机床主要针对学生进行“金工实习”也做一些“数控技术”实训而用,学生通过这些机床完成“加工程序”的编制,并在机床上进行实训,主要培养目的集中在机械制造方面。而对数控机床本身的控制在理论课、实践课上几乎没有相关的教学内容,这和市场上对“数控技术”人才的需求有较大差距。
利用我校目前现有的数控机床进行数控技术的实验教育课程存在以下一些问题:以加工中心为代表的成型的数控设备其数控系统的硬件及软件相对固定,不能进行随机的系统参数的改变,从而影响学生对于深入了解数控系统、伺服系统、伺服电机及测量反馈等模型的理解;另外由于数控实验室配备的数控教学机配置的数控系统在实际大中型企业中所占份额极少,不是市场主流,也影响到学生在今后的实际工作中对数控技术的掌握。现有的设备已经逐渐难以满足机制、机电等相关专业学生在数控方面课程的实验及培训需求。因此,建立一个以当前市场占有率高的数控系统为基础的数控技术实验室,对于学生深入了解数控技术,全面掌握所需的技能,以及响应学校培养“应用型人才”和“卓越工程师计划”都具有重要的意义。
在进行充分的市场调研后,我校建设了FANUC 0I数控系统实验台、SINUMERIK 802d sl数控系统实验台、SINUMERIK 840d数控系统实验台、华中世纪星21M数控系统实验台。这些数控系统多为当今市场流行数控品牌,每个实验台均采用开放式、工业级配置。见图2。
三、改革实训内容体系,开发校本教材
根据企业对“数控技术”人才的需要,认真处理教材,做到深入浅出,教为所用,学以致用。在课程内容方面,一方面强化数控实训中的机械加工工艺与编程,另一方面增加数控维修维护内容。在数控技术实训体系中十分注重教材的开发,努力加强教材建设。
1.在实验机房中增加了数控机床维修仿真的实际内容
根据最前沿的专业原理,采用先进的计算机仿真技术,对数控机床的装配、调试、排故等过程进行模拟,是一种经济、可靠、有效的工具。利用仿真软件对各类故障现象进行设置,使学生可以针对出现的故障现象利用仿真软件模块查找故障原因,通过反复练习,熟练掌握各种常见故障的维修方法,尽快地掌握和提高数控机床的维修技术,巩固所学的专业知识,锻炼逻辑思维的能力。
2.编写《数控机床常见故障诊断与维修技术》教材
由于厦门理工学院非常注重具有企业实践背景人才的引进,所以在“数控技术”人才方面既有重点大学的博士也有从一线企业招聘来的具有多年实践背景的人才。编著者在企业常年从事数控机床的维修工作,并多次负责或参与数控机床的改造工作,所以对数控机床经常出现的故障以及排除办法比较了解,总结了大量的维修实例并加以归类。
3.编写辅助教材
根据专业的培养目标结合数控技术实验室的建设,编写了适合学校的的实际教材,例如编写了《FANUC 0i数控系统连接调试》、《SINUMERIK 802d sl数控系统连接调试》、《华中世纪星21M数控系统连接调试》等多项实训教材。
四、充分利用校内外资源,进行数控项目实训
实践性教学是培养数控技术应用型人才的重要途径和保障,在专业培养方案中占重要地位。数控机床的再制造和维修维护需要大量的实践来保证教学质量的提高。厦门理工学院一方面广泛和企业进行深入交流,为企业数控设备进行维修维护,带动兴趣小组参与维修实际活动;另一方面在校内针对过去的老式机床进行数控化再制造,将所学为所用。例如,我校XK713型数控铣床采用华中Ⅰ型数控系统。该数控系统是由华中理工大学、华中数控有限公司研制开发的,其结构是在个人PC计算机(286以上)安装控制软件,通过并口与数控控制板相连接,并由控制板向步进电机的脉冲电源方向及脉冲指令来驱动步进电机带动机械传动链完成机床的进给运动。主轴采用普通交流异步电动机控制,机械换挡,满足不同加工需要。但由于此机床本身的机械传动链符合数控机床的基本要求,具有机床改造的先决条件,故可对机床进行数控化升级改造。根据机床的具体情况和性价比选择了采用武汉华中世纪星HNC-21MD数控单元进行升级改造,更换原来的华中Ⅰ型数控系统。由于该系统具有步进电机控制接口,可直接与原有机床的步进电机驱动电源相连接,即不更换驱动系统及步进电机。图3分别为改造前后的数控机床对比。
通过对教学镗铣床XK713型镗铣床的数控化升级改造,带领学生完全做到了从硬件连接到软件调试过程,使学生掌握数控机床构成的几大部分的关系。在此基础上分析传动链的数学模型,巩固必要的基础知识,例如电机拖动原理、工厂电气控制、自动控制原理、直流控制系统和交流控制系统、PLC的编程技术及技巧、测量反馈的原理等,彻底达到高等学校“数控技术”人才培养的目的。
五、总结与反思
数控技术应用专业工学结合课程的实践研究,课题组进行了积极的探索。在专业核心课程中构建了学习领域的课程模式,重点是针对高等学校的“数控技术”课程加入了大量的数控机床安装调试和维修维护内容,力争在实践体系内,加强学生的学习兴趣,并以此为突破口,强化机电一体化人才的课程培养体系。通过改革可以看出,学生的学习积极性和主动性明显加强,学生的学习潜能被充分发挥出来,学习成绩明显提高。由于强化了技能训练,增加实训项目和时间,学生的动手能力、职业技能得到了很大提高,特别是机电类数控技术方向的本科类学生以“数控机床”为核心,全面理清了课程体系。
但是,也应该清晰地看到,在我国尽管“工学结合”在高等教育体系中取得了一定的进展,可是在全局范围内,由于制度、法律对企业的优惠政策不明显,影响了企业参与高等教育的积极性。如果只靠学校单方面加强实践能力培养,终究会因为能力有限而难以展开。为此,如何开展“校企合作”,实现“工学结合”从制度上得到保障是以后人才培养模式的研究方向。
参考文献:
[1]孙新国,刘宏伟.仿真软件在数控机床维修中的应用[J].机床与液压,2013,(13).
[2]齐文全.数控技术应用专业课程教学改革的探讨[J].广西轻工业,2010,(8).
关键词:数控加工、机床夹具、数控编程、计算机辅助工艺
1.产品功能分析
织机导板是横机中重要的零部件,在横机中起到走针线路的作用。
2.零件的加工面
零件的加工面有:外圆、2*¢8孔、内外轮廓、键槽
3.零件分析
确定加工表面的可加工方案:该零件下方属于回转类零件,其外圆的加工具有一定的局限性,特别适合以车削加工来完成,其他的方法有精车、磨削、或以车代磨等等,这主要以零件外形及加工要求来决定以何种方法来完成加工,前提是在保证质量的同时,以最快的效率,最低的成本来完成工件的加工。对于一些孔的加工无法以车磨加工,可以以另外的加工方法来完成,例如,钻削,铣削,铰削等等。一般以孔轴线的位置来确定,与外圆轴线重合的,可在铣床上加工。加工特殊表面,主要是零件的内外轮廓加工,主要以铣削完成,也可以用加工中心完成,其余适情况所定采用车、铣、磨等加工。
零件结构工艺性:零件形状小,加工困难,其加工工艺不能一味的以普通的加工来确定工艺。由于该零件的轮廓下表面存在带槽的台阶圆柱,不易进行一次性加工,所以先加工轮廓下表面(两个圆柱)再对上表面轮廓进行铣削。(零件技术要求分析:1.零件精度要求:从零件图纸上看,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,故在加工时应相应提高一点。φ15.9的圆与走针表面有垂直度要求,而且在该表面上钻两个φ8的通孔,在加工时有一点困难。2.零件的热处理要求:加工完毕后进行真空淬火处理其硬度为HRC62-64,还需要振动研磨,可以看出对零件的工作环境要求较高,工件要求强度好)。
4.从生产条件分析看,生产设备、生产批量等。该零件加工工艺采用普通车床和数控铣床或加工中心及工序分散形式的生产方式进行。在本次毕业设计要求我们以我院现有的数控机床为可选择的加工设备,按大批量生产方式。生产纲领为:400个/批,生产周期为两周(包括热处理)。数控加工与普通加工相比具有的优点是:工序高度集中,可减少很多复杂的工装夹具,可减少工件的装夹次数,提高劳动生产率,降低工件在装夹中的累积误差。
1.制订工艺规程的步骤:
(1)熟悉和分析制订工艺规程的主要依据,进行零件的结构工艺性分析,确定零件制造的关键技术问题。
(2)确定毛坯,包括选择毛坯类型及其制造方法,绘制,毛坯图。计算总余量、毛坯尺寸和材料利用率等。
(3)拟订工艺路线。
(4)确定各工序的加工余量,计算工序尺寸及其公差,绘制工序图。
(5)选择切削用量和计算时间的定额。
(6)确定各主要工序的技术要求及检验方法。
(7)进行技术经济分析,选择最佳方案。
(8)编制工艺文件
前言
本课题的设计意义在于了解织机导板零件功能及工作场合,进行数控加工工艺设计,编制程序,以及设计数控加工夹具。在期间将发现的问题及时更正,将技术更新,充分将数控技术发挥到相应水平。随着我国制造业的发展,数控设备的需求也在增加。它们总的发展趋势是:高精化、高速化、高效化、柔性化、智能化和集成化,并注重工艺适用性和经济性。
制造业是我国国民经济的支柱产业,其增加值约占我国国内生产总值的40%以上,而先进的制造技术是振兴制造业系统工程的重要组成部分。数控技术又是其核心技术,它的出现及所带来的巨大效益,已引起了世界各国科技与工业界的普遍重视。目前,国内数控机床用量剧增,这就需要一大批面向生产第一线的熟悉数控加工工艺,能够熟练掌握现代数控机床编程、操作和维护的应用型高级技术人员。
数控加工技术的应用,使机械加工的大量前期准备工作与机械加工过程联为一体,使零件的计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工艺规划(CAPP)和计算机辅助制造(CAM)的一体化成为现实,使机械加工的柔性自动化水平不断提高。
本课题实践性强,其理论源于生产实际,是归根于生产实践的总结。做本课题必须注重理论同实际相结合,根据不同的现场条件灵活运用理论知识,以获得解决生产实践问题的最佳方案。通过本课题的学习,应基本掌握数控加工中的基本知识和理论,达到本课程的要求。
目录
摘要———————————————————1
前言————————————————————2
一、设计课题分析————————————————————5
1、产品功能分析————————————————————5
2、零件的加工面————————————————————5
3、零件分析————————————————————5
4、从生产条件分析————————————————————5
5、设计任务分析————————————————————5
二、工艺规程设计说明———————————————————6
1、毛坯的确定和材料分析————————————————6
2、工艺安装原则和方法——————————————————7
3、工序卡片安排原则——————————————————7
4、工序顺序的安排——————————————————8
5、定位基准的选择——————————————————8
6、加工方法的选择——————————————————9
7、工序集中与工序分散——————————————————9
8、零件加工工序——————————————————9
9、工艺装备选择——————————————————9
三、工装夹具设计——————————————————9
1、夹具作用——————————————————10
2、选择夹紧面时的原则——————————————————10
3、夹具结构设计要则——————————————————10
4、夹具的标准化——————————————————11
5、夹具的刚度和强度——————————————————11
6、夹具的稳定性——————————————————11
7、夹具与机床的位置关系—————————————————11
8、夹具与刀具的位置关系—————————————————11
9、夹具操作和使用上的要求————————————————11
10、对安全和可靠性的要求————————————————12
11、夹具零件结构的工艺性————————————————12
12、夹具体的方案分析及制订————————————————12
———————————————————14
五、加工程序——————————————————15
关键词:数控高端技能型人才;融合;培养模式;
作者简介:姬瑞海,浙江工业职业技术学院教务处副处长、副教授;;李存霞,浙江工业职业技术学院数字控制工程分院、高级工程师;;潘荣江,浙江工业职业技术学院副院长、副教授。
全国数控技能大赛是由国家人力资源和社会保障部、教育部、科学技术部、工业和信息化部、中华全国总工会、中国机械工业联合会等六部委主办的国家级一类技能竞赛,从2004年开始,每2年举办一届,至今已举办四届,是国内的品牌竞赛之一,受到国内各级政府、行业、企业、职业院校等的大力关注。
全国数控技能大赛设置职工组、教师组、高职组和中职组,每个组别均设置数控车、数控铣、加工中心3个项目。通过浙江省内选拔,浙江工业职业技术学院每届都有选手参加,4届累计获得高职组12个冠军中的6个和2个第二名,2个教师组冠军。邵树峰老师2008年获得加工中心项目冠军,2009年又获得央视“互动空间———数空超人”桂冠;2011年,中国首次派队参加被誉为“世界技能奥林匹克”的第41届世界技能大赛,盛国栋同学经过层层选拔,代表中国参加数控车项目竞赛并获得优胜奖。
多年来,学校向社会输送了大批数控技术专业的毕业生,其中一部分已成为所在单位的高端技能人才,占据着重要的工作岗位。有的在企业管理岗位担任领导职务,有的在机械加工车间从事产品、工艺设计工作,有的能独立操作价值上百万的数控机床,有的在职业院校担任专业教师。岗位不同,却在相同的专业领域取得了骄人的工作成绩。朱佳龙同学是其中的典型代表之一,2006年毕业后到杭州汽轮机股份有限公司工作,5年多来,由一名数控机床的学徒工蜕变为能独当一面的数控高端技能人才,现在是价值3000多万元进口大型数控机床的主操作手,“杭州市技术能手”、“浙江省技术能手”、“浙江省五一劳动奖章”等一枚枚奖章是其工作业绩的真实写照。每年临近毕业时,数控专业尤其是参加市级以上技能竞赛获奖的学生,成为省内大型机械制造企业和中等职业学校争抢的香饽饽,学生初次就业率达到99%以上。招聘企业反馈信息表明,学校培养的数控专业学生技术全面,不仅懂工艺、能编程、操作熟练,而且职业素养高,首岗能胜任,转岗能适应,发展有后劲,短时间磨练培养就能成为企业需要的高端骨干技能人才。
通过分析和总结,上述成绩的取得无不得益于“教、学、做、赛融合”的人才培养模式。
一、数控高端技能人才
1.数控高端技能人才定义。
关于高技能人才的概念,专家学者见仁见智、各有见解,至今尚没有一个权威的界定。但是,诸观点都强调了高技能人才的共同特征,即:理论知识和实践经验兼备;精熟的操作技能和超强的创新能力;层次多样性和贡献多元化等[1]。由此,笔者认为,数控高端技能人才是在机械加工生产一线,掌握精深专门知识、具备精湛操作技能[2],能解决实际工作中发生的多种问题,具有较强工作适应性和良好职业素养的创新技能型人才[3]。
2.数控高端技能人才应具备的知识基础。
根据数控加工相关工作岗位的具体要求以及国家职业资格标准,分析梳理出数控高端技能人才应具备的知识基础主要包括机械设计、加工操作和机床维护三个方面。由于在实际中,三个方面的知识相互融合、相互交错,不能分得清楚,所以这里只是把重要的知识列举出来(见表1)。
3.数控高端技能人才最重要的工作能力。
数控高端技能人才应有的工作能力有很多,通过分析比较,最重要的8项工作能力如表2所示。
二、“教、学、做、赛融合”人才培养模式
1.内涵。
以高技能创新人才培养为目标,以实践教学为核心,以工作过程为导向,以工作任务、项目型课题为驱动,以做中教、做中学一体化教学为基本教学方法,以校内技能文化节和各级竞赛为平台,“教、学、做、赛融合”培养数控高端技能人才。如图1所示。
2.教。
“教”是指教学,是以生产一线高技能人才为培养目标,以学生为核心,以教师为主体,以人才培养方案和课程标准为依据,多种形式、多种方法所实施的教学活动。
(1)构建校企合作平台,制定人才培养方案。
以学校为发起单位,在地方政府的大力支持下,联合地方72家大型骨干企业和培训机构,构建以绍兴市公共实训基地为牵头单位的绍兴市职业培训联盟[4],实施资源共享、互利共赢的深度产学研合作机制。利用职业培训联盟平台,以区域产业发展对人才的需求为依据,与企业共同制订“双重角色、任务引领、阶梯渐进”型的专业人才培养方案,如图2所示。此方案的特点就是将人才培养方案中所必须的知识和技能划分成若干模块,每个模块都基于工作过程、任务引领、注重技能、知识够用,并由浅入深、由基本技能到专项技能、再到综合技能,阶梯渐进实施。在实施过程中强调学生、员工双重角色,强化质量意识、成本意识、效率意识、创新意识和职业素养,注重专业与产业的对接、课程内容与职业标准的对接、教学过程与生产过程的对接、学历证书与职业资格证书的对接以及职业教育与终身学习的对接。
(2)构建与企业岗位接轨的课程标准。引入企业新技术、新工艺,积极探索并实施“1+1”课程建设模式,即由学校一方和企业一方合作,共同制定课程标准、优化调整课程结构与内容,协同开发基于工作过程导向的一体化专业教材和教学资源;改变课程考核方式方法,注重过程考核,重视职业素养,将学校的教学过程和企业的生产过程紧密结合,校企共同完成教学任务。
(3)多举措建设“双师型”结构教学团队。建立、完善师资队伍培养和评聘制度,坚持实施“高层次人才梯队”工程、“双师素质”工程、兼职教师资源库工程和职业教育教学能力培养工程;定期选派专业骨干教师到企业进行顶岗实践,吸纳企业能工巧匠担任兼职教师,通过校企合作,建设专兼结合专业教学团队;建立有效的团队合作教学机制,推进校企之间技术研讨和经验交流的制度化建设,提高技术服务能力;破格招聘全国数控技能大赛冠军获得者留校任教,打造冠军实训指导教师团队;突出教学团队的梯队建设,发扬传、帮、带作用,加强青年教师培养,形成数量充足、结构合理、德技双馨的专业教学团队。
(4)创新进行教学设计。数控专业人才培养方案突出技能培养,知识够用为度,实践与理论课时按1∶1比例设置。传统的教学设计已严重不相适应,为提高教学质量,加快人才培养,创新实施“课程周”、“三班制”、“6S管理”,确保学生在实训期间做到“一人一机一岗”,取得了较好的效果。
(5)不断优化教学方式方法。在教学组织过程中,紧密结合本校实际和社会发展情况,用现代信息技术改造传统教学模式,共享优质教学资源,破解校企合作时空障碍;积极尝试并推行以项目为导向、以任务为驱动的“一体化”教学模式和“CMM情景”教学法。“一体化”教学体现在三个方面:第一是专业课教师与实训指导教师一体,要求教师同时取得数控技师及以上职业资格,具有“双师型”素质;第二是教室与实训室一体,要求实训室既能进行实践教学,又能进行理论教学;第三是教材与实训指导书一体,要求理论够用为度,实训指导简单、清晰、明了。“CMM情景”是客户会见机械师(CustomerMeetsMachinist)并签订加工技术合同的情境,“CMM情景”教学法就是在数控加工实训过程中,以教师扮演客户,以学生扮演机械师;教师向每个学生提供不同的产品图纸和技术要求,并签订加工技术合同;学生加工完成后,教师以加工技术合同为依据,视产品质量情况和学生实训过程的整体表现,进行实训成绩评定。“CMM情景”教学法突出加强学生质量意识、职业素养和解决工程实际问题能力的培养。
3.学。
“学”就是指学习,包括在校期间全部有组织的活动,但与传统的学习又有很大的不同,主要表现在如下几个方面:
(1)利用现代网络技术,构建网络自主学习平台、网络课程、实践教学资源库,开展网络教学与答疑,方便学生自主学习和课前预习。
(2)学生根据个人爱好和兴趣可以自主选择参赛项目和学习内容。校内实训基地实施开放性运行机制和“超市式”管理;依据职业资格标准,开发出由系列“技能模块”、“知识模块”等组成的“学习包”;也可以根据学生要求,量身定制培训内容[4]。学校经常性开展不同内容的“第二课堂”,学生也可以自由组建不同形式的兴趣小组,专业教师适时培训和指导,全方位充分满足学生的学习需求。
4.做。
“做”的含义是做事情,这里泛指在校期间所从事的一切实践活动,主要指校内实训、企业顶岗实习和毕业设计等。
(1)政校共建实训基地,开放、共享,各取所需。2006年,地方政府和学校合作共建绍兴市公共实训基地,现已成为国家示范性公共实训基地[4]。先进的设备仪器、开放式的运行机制、“超市式”的管理和包容多工种的“学习包”,为学生提供了良好的实践条件。
(2)实践形式丰富,注重提高质量。校内实训、技能竞赛、企业顶岗实习、毕业设计等,使学生实践变得丰富多彩;“一人一机一岗”、“CMM情景”教学法、“课程周”则使学生实践落到实处,在实践中学习、在工作中学习、在做中教,使学习过程变得更有趣味并保证教学质量。
(3)课内课外相结合,以人为本促发展。教学计划与第二课堂相结合、个人兴趣与技能竞赛相结合、学校实训与顶岗实习相结合,处处体现以人为本,促进学生全面持续发展。
5.赛。
“赛”的含义是竞赛,这里泛指各级各类技能竞赛和学科竞赛。国家级的竞赛例如大学生数学建模竞赛、全国数控技能大赛等;世界级的竞赛例如世界技能大赛、机器人竞赛等。以赛促学、以赛促教、以赛促成才在国内职业教育界已形成共识,并得以蓬勃开展。据统计,近两年全校学生获省级以上各类竞赛奖项达471人次,获得的国家级竞赛奖项133人次;连续四届获得全国数控技能大赛桂冠、勇夺CCTV互动空间数空超人、赢得世界技能大赛优胜奖,一连串骄人成绩的取得在全国无以比肩,同时也充分证明了“教、学、做、赛融合”人才培养模式的正确。
(1)搭建竞技平台,实施“五个对接”。从2008年开始,学校搭建竞技平台,每年都举办以技能竞赛为主要活动的技能文化节;竞赛项目和内容涵盖所有专业,竞赛形式多样,70%以上的学生参与其中,已成为学校的一个品牌学生活动项目。竞赛项目的设置以技能为主、理论为辅,注重与企业工作岗位(群)、职业资格标准、专业课程、市级以上各类竞赛、学生就业等方面的五个对接,校企合办、企业赞助、企业冠名等已成为校企合作的主要形式。
(2)营造“竞技、精技、乐技”文化氛围,培养良好职业素养。结合学校技能文化节和各级各类技能竞赛,学校还经常性开展技能竞赛冠军宣讲会、技能大讲坛、第二课堂、兴趣小组等活动,技能促进就业、技能改变人生已植于学生心中。
(3)完善竞赛制度,激发学生学习。制定技能竞赛管理办法,实施物质奖励、精神奖励和学分顶替,充分激发学生的兴趣和潜能,并在实践的过程中培养学生的团队精神和创新能力。
三、“教、学、做、赛融合”人才培养模式的特性
多年来,数控技术专业教学团队紧密结合学校实际,积极探索,总结提炼出“教、学、做、赛融合”的高端技能人才培养模式,并深入实践,证明行之有效。我们认为这是工学结合、学做一体人才培养理念的细化和扩展,具有融合性、循环性、自检性、适应性等多项特性。
1.融合性。
在学生接受职业教育的初期、或对于初级工的培训,教、学、做、赛循序渐进,具有顺序性;随着学生知识的扩展和技能的提高,顺序性逐渐淡化,融合性逐渐加强。融合性是与顺序性相反的一种特性,强调教、学、做、赛各个环节相互融合,你中有我,我中有你,不可或缺,有目标、有反馈,相互作用。
2.循环性。
教、学、做、赛各个环节组成一个有机的整体,就像一个车轮,每循环一次,就前进一段距离,操作技能就提高一个档次。循环性从参加全国数控技能大赛的选手上可以明显看出,从校内选拔、到省内选拔、最后参加国赛,每晋级一次,技能水平都会有质的提升。
3.自检性。
如果说教、学、做三个环节是反映人才培养的过程,那么通过赛的环节,一般就能检测出人才培养质量的优劣。技能竞赛是一种特定条件下的实际生产过程,综合考核的结果,直接明了地说明选手技能水平的高低,具有明显的反馈特征。自检性便于我们发现问题、有针对性的进行教学改革并最终解决问题。
4.适应性。
“教、学、做、赛融合”不仅适应于数控高端技能人才的培养,而且适应于其他类型高端技能人才的培养;不仅适应于工程类,也适应于服务类,具有较强的适应性。
四、结语
(1)数控高端技能人才是在机械加工生产一线,掌握精深专门知识、具备精湛操作技能,能解决实际工作中发生的多种问题,具有较强工作适应性和良好职业素养的创新技能型人才,在当前国内企业转型升级、结构调整中发挥着重要的作用。
关键词:中职 数控 实训 教学
中图分类号: G718 文献标识码: C 文章编号:1672-1578(2012)01-0215-01
随着机械制造业的飞速发展,中国正在逐步变成“世界制造中心”,数控技术的应用也越来越广泛,大力培养数控人才已迫在眉睫。
中等职业教育培养的主要是“蓝领层”数控技术人才,这类人才是指在生产岗位上承担数控机床的具体操作及日常简单维护工作的技术工人,在企业数控技术岗位中占70.2%,是目前需求量最大的数控技术人才。数控技术是一门实用性极强的技术,需要紧密配合生产实践。
然而中等职业学校数控教学现状是:一是数控专业师资严重短缺,相关课程开设不足;二是实训教学设备(数控机床及数控系统)类型单一,且往往落后于企业;三是没有适用的高质量教材,教学模式各异。
利用现有条件上好数控专业实训课应作到以下几点:
1 激发学生兴趣,上好第一堂“入门课”
数控专业和一般专业不同,绝大多数学生在学习之前没有接触过数控机床,更有部分学生不知道什么叫数控。对于第一次接受新的学科学习,总是存在着极强的好奇心理。
这时可采用如下方法来引导学生入门:(1)介绍好该课程与生产实践的密切关系。如数控加工实训课,可通过身边的事例来说明、提出问题。在生产中几乎无时无刻都离不开机械零件,像手表,汽车,大到飞机火箭航天器等。零件是怎么通过数控机床加工出来,使学生心中提出许多疑问来增加其想象、思考和研究。(2)利用多媒体介绍数控技术应用的重要性,精心准备一些相关的数控领域的视频及图片资料,可从发展前景、市场需求等方面来进行,帮助学生了解实际、增强学习兴趣。(3)带领学生参观数控机床、现场操作过程、展示优秀毕业生的数控作品,有利于学生了解学习该课程的重要性和开阔学生的视野,认识和了解数控机床不同的类型,提高学生对数控的感性认识。
虽然有的学生不是通过第一次课就能产生兴趣,但起始课是重要的,让学生觉得自己又增长了知识。好的开始是成功的一半,更是我们成功教好数控实训的一半。
2 注重理实一体,利用好仿真软件
对于“蓝领型”数控人才,必须以传统的机械制造技术(金属材料及热处理、切削原理及刀具、机床夹具、机制工艺等)为基础,学习掌握“数控机床原理及应用基础”和“数控加工编程技术”,还需要熟练掌握“CAD/CAM”软件。
传统的理论教学较抽象,脱离实践,学生往往会产生枯燥、厌倦情绪。书到用时方恨少,这种学习方法目的明确,收效最直接。在实训课中,总有学生感觉理论所学的有关内容到实训中不够用。这时我们要抓住时机向他们讲授理论与实训课的关系,充分调动学生学习的积极性,可穿插利用数控仿真软件教学,形象生动,在实训教学中对原有知识加以巩固。数控仿真软件是一个应用虚拟现实技术于数控加工操作技能实训的仿真软件,具备对机床操作全过程和加工运行全环境的仿真功能,可以进行数控编程教学,加工操作过程教学,使需要在数控设备上才能完成的大部分教学功能在此虚拟制造环境中实现,弥补了传统数控教学的不足。
基于这一功能和特点,使用仿真软件将大大减少在数控机床设备上的资金投入,既能降低成本又能加快数控人才的培养速度。由于仿真软件不存在安全问题,学生可以大胆地独立进行学习和仿真练习。并对加工零件的几何形状和精度进行自我检测,增强了学生的自学能力,精简了教学过程,提高了学习效率。
3 实施细节教学,合理安排实训内容
在实训教学过程中,安全永远是第一位的,我们尤其注重实训纪律教育,除进行原有的安全操作规程学习外,我们还从学生的每一个训练细节入手,列出各种安全隐患,进行教育,使学生在上机床操作时牢记安全规程。
实施细节教学还体现在要求学生在实训过程中勤记笔记。实训课基本上被认为是全部动手操作,但是,学生不可能持续的操作机床,在操作过后很容易忘记。因此要求学生在训练过程中不断地记笔记,不断的总结,比如学习数控铣平面铣削时,你可以在笔记上记下所有操作步骤,并注明注意事项。在操作过程中,可以记下所选刀具、所用切削用量、转速、进给倍率、精加工方法等,课后再整理。通过自身的操作,容易出错的步骤重点标注,提醒下次操作注意。一周实训课程结束后,让学生进行小结,总结得失点以及自己的体会。通过天天记笔记,周周写小结的形式,让学生对数控专业的认识更进一步。这样实训操作课才能充分体现其功能。
在数控实训过程中,笔者发现学生在操作中,很多带有盲目性,往往会浪费很多时间,特别是刚入门的学生,不知道按哪个开关,哪个键,只能不断的摸索。学生操作机床后收获很小,效率很低。考虑这一问题,笔者给学生整理了从“开机到出产品”过程中的每一个步骤,教学时再进行适当的讲解,要求学生刚开始时严格按照步骤规范操作。这样学生很快能够熟悉数控机床操作,大大提高了实训效率。
在实训教学中,笔者要求学生带着问题去操作,操作机床的目的是为了解决某个问题。在一次数控铣床实训课中,要求学生利用G68/G69指令练习加工图形,明确说明练习目的是为理解其指令格式,有的同学拿到一块毛坯后就输入程序,模拟图形正确后,开始自动执行。可是加工出的图形却比要求的要大,经自己仔细检查后才发现原来操作时未将原有的刀补修改正确,只能铣平面,重新开始。当平面铣完时,下课时间也到了,布置的操作任务自然没有完成。学生如果在操作过程中如果不注意步骤方面的细节,会严重影响实训效率。因此,向学生强调细节操作,培养学生的细致、认真是非常必要的。
关键词 数字化平台 数控加工 实训模式
中图分类号:G424.4 文献标识码:A
1数控加工实训教学之困境
数控技术加工实训教学理论抽象、技术要求高、研究性比较强,适合理实一体化教学,教学质量如何,直接取决于实训环节的质量。近年职业院校通过示范校建设,购进大量先进的数控设备,增加了实训场地,对理实一体教学展开全面实践,取得一定的成效。但是教师在机床操作,学生“围观”的教学模式,既不能保证学生都能看得清楚,也不能保障实训安全,教师更难以兼顾教学和课堂管理,对学生在操作当中的问题无法予以及时发现和点评,学生因“看不清楚”及问题得不到解答而对该门课程丧失兴趣。为破解这个难题,我校于2015年6月开始对基于数字化平台的中职数控加工实训模式立项调研。在课题研究过程中,选取数控13班、数控14班作为教改试验班,进行数字化平台实施数控机加工实训项目的硬件建设和教学进行研究,取得了良好的成效。
2数字化平台建设情况
国外研究现状:目前国外数字化教学建设开始应用VR(虚拟与现实)技术,虚拟现实 VR ( Virtual Reality ) 是一种有效模拟人在自然环境中视、听、动等行为的高级人机交互技术,“中国制造2025”对数控技术人才提出了新的要求,数控技术教学的数字化建设也往VR技术方面发展,对原有的实训设备进行升级改造,实现数字化车间,利用互联网技术,通过网络、手机等终端设备实时监控实训基地的设备运行情况,运用数控机床(数控系统)生产厂家提供的去服务功能进行远程监控及在线诊断功能,实现与“中国制造2025”、工业4.0“的无缝对接。具体建设内容如下:数控机加工实训室的主要功能:对照行专项技能实训项目和技能大赛训练,包括数控机床加工实训,普通机床加工实训等,培养学生具有利用CAD/CAM软件完成零件数控加工程序生成及零件加工能力,解决从关键数控机床的单一通讯到网络化控制,提高关建设备的综合利用率,通过应用网络DNC和视频采集系统,将机床面板操作视频及内部加工视频采集到实训室,学生可清晰看到教师的操作,解决现场教学“看不清楚”的难题,提高教学质量,保障实训安全。
3采用先进的教学模式,优化实训过程
以数控车床典型工作任务:某某教学为例:第一个第二个摄像机安装在数控车床加工区,其中一个装在操控面板上方,用于拍摄面板操作过程,另一个装在机床内部,用于拍摄刀具切削过程及主轴与刀架相对运动过程;这两个摄像头获取的视频信号经视频分配器传输到CAD/CAM实训室,在教学进行时,实训指导教师在数控车床床上进行加工操作演示,授课教师在CAD/CAM实训室对获取的视频进行切换分屏,具体如下:
3.1任务布置
教根据视频影像告知学生本课题的学习任务信息,让学生了解实训的目的、实训的内容及要求、考核方式了解加工零件、获取工作任务信息。
3.2程序编制
利用G00、G01、G02、G03、G71/G70、G73/G70和G76编写包含圆柱面、圆锥面、圆弧面的外轮廓和螺纹的轴类零件加工程序,学生已经掌握一定的编程方法,可通过CAD/CAM师生互动完成。程序编写完后可传输到数控机床加工区,通过在机床旁的触摸屏完成程序的输入。
3.3项目实训
教师通过数字化平台操作实训设备及工量具准备、装夹项目加工,包括开/关机、手动/手作、录入、程序输入与编辑、对刀、自动加工等详细步骤。学生3~5人为一组根据所学的数控车床项目综合加工方法操作,进行程序输入、编辑和对刀、自动加工训练教师巡回指导,解答实训中存在的问题。
3.4测量与评估
教师通过教师通过数字化平台操作实训设备用千分尺检验外圆直径、用螺纹规检验螺纹尺寸、用类比法检验表面粗糙度Ra,教师可以在机算机终端时监控学生情况,及时发现问题,解答学生测量与检验中存在的问题,根据零件图技术要求检验和评估加工完成的零件,小组自评互评。
3.5清理和保养机床
教师对车床的清理和保养方法与步骤进行操作演示。学生可通过每人的电脑清晰看到,每组安排一个学生负责清扫干净车床上的切屑,擦干切削液,并涂防锈油,以防止导轨生锈。拆卸工件毛坯和刀具清扫及保养车床。
3.6总结提高
对本课题的总结、归纳。教师播放监控视频,对同学们在项目综合实训操作中存在的问题进行分析、总结、归纳,教师布置课后思考题。
依托基于数字化平台的数控加工实训模式研究,通过对数控13班、数控14班作为教改试验班的实践显示,解决了现场教学“看不清楚”的难题,提高教学质量,保障实训安全,有效培养学生的规范意识,学生动手能力、学习能力都有了长足的进步,积极参加省市数控技能大赛,连续两年获得省、市数控车铣项目一等奖。全部毕业生都能在合作企业中就业,九成以上得到企业好评。另主动承担对兄弟院校职业学校数控技术专业的带动责任,与其他学校数控技术专业签订对流,在专业建设、实训条件建设,师资队伍建设、规范化教学管理等方面给予帮助和支持。
基金项目:2015年度广西中等职业教育教学改革立项项目。桂教职成〔2015〕号,级立项项目序号。
参考文献
[1] 熊立荣,郭慧英,夏晓雨.数字化实训模式:数字化社会公安实训教学的必然选择[J].湖南警察学院学报,2015.10.