時間:2022-08-12 14:05:22
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在實訓教學中,應充分凸顯學生的主體地位,發(fā)揮學生豐富的想象力,培養(yǎng)創(chuàng)新意識和能力。然而,在數控銑實訓中,由于數控銑床價格比較昂貴,老師一般不愿意讓學生在數控銑床上有自己的想法進行加工,學生只能按照教師講的去做,教師沒講到的,學生堅決不能做。所以,無形中學生就對數控設備產生一種畏懼心理,也就無法激發(fā)學生的創(chuàng)新能力了。針對此種情況,在學生進行數控實訓時,教師應先在數控銑床上演示操作,很快加工出一件產品。此時學生會對數控銑實訓產生濃厚的興趣和極大的向往。這時教師強調一些操作要領和注意事項,并帶領學生到仿真軟件上進行模擬再現,教師將仿真機床所有的控制界面都留給學生,學生可以按動仿真機床界面上所有的按鈕,來探究性的操作,在此操作過程中,學生肯定會出現不關閉機床門就操作、對刀出錯導致撞工件、撞機床等嚴重操作錯誤。接下來,教師引導學生一起討論總結哪些操作是安全的、規(guī)范的,哪些操作是不安全的、不規(guī)范的,學生會對不安全的、不規(guī)范的操作記憶深刻,在實際數控銑床操作時,學生不容易再犯類似錯誤。同時也培養(yǎng)了學生實踐操作能力。
二、內容創(chuàng)新,培養(yǎng)學生專業(yè)創(chuàng)新意識
數控實訓教學要結合職業(yè)教育的實際,在加強基礎知識和基本技能訓練的基礎上,積極挖掘創(chuàng)新素材,開展豐富多彩的主題訓練,發(fā)揮學生的想象力和創(chuàng)意,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。如數控銑床實訓中的對刀,傳統教學中通常先教學生以工件中心對刀,后再講以工件的某一角對刀。這樣既繁瑣,又容易混淆。筆者經過幾輪學生的實訓比較,得出如下XD-40數控銑床對刀教學步驟:
工件的左后角為零點:
A、工件裝夾(校正—夾緊)—裝刀。
B、方式旋鈕Mode selection—MDI—PROG—軟鍵MDI—輸入“M3 S500”—按“CYCLE START”—RESET。
C、方式旋鈕Mode selection—HAN-
DLE—按“SPD CW”。
(a)方式旋鈕Mode selection—手搖輪—刀具逼近工件左側(適中)(Z、X)—Z向上退刀—按OFS/SET—按“坐標系”—用上下箭頭鍵移動光標到G54 01的X處—輸入“X+負刀具半徑值”—按“測量”鍵。
(b)方式旋鈕Mode selection—手搖輪—刀具逼近工件后側(適中)(Z、Y)—Z向上退刀—按OFS/SET—按“坐標系”—用上下箭頭鍵移動光標到G54 01的Y處—輸入“Y+負刀具半徑值”—按“測量”鍵。
以正向逼進工件時,輸入負刀具半徑值;以負向逼進工件時,輸入正刀具半徑值;對已對左后角為零點,改為工件中心的,可在X上輸入工件長度的一半(+),按“+輸入”,可在Y上輸入工件寬度的一半(+),按“+輸入”即可。其中在對刀過程中,以刀具逼近工件的方法,要求刀具快速接近工件,但不能碰到或撞到工件,至于X、Y、Z三軸先移動哪個軸,由學生自行練習,得出最佳路徑。
三、過程創(chuàng)新,培養(yǎng)學生團隊合作精神
(1)學生自創(chuàng)課題管理。收集創(chuàng)新課題—師生交流、同學認可—實踐加工—作品展示—總結思路—再完善—實訓教研組通過—收集到數控實訓課題集。
2、學生不做筆記,前面學后面忘的現狀必須得到改變
學生在大一學了的車床或者銑床的基本操作,到了大二基本上忘完了。針對學生剛學了機械制圖和機械加工工藝之后來參加實訓,對于書本上沒有見過的裝夾方法,新的加工方法,甚至對于自己在操作過程中出現的錯誤等等,都應該總結下來,這對于今后的學習,進一步的技能提升有很大的幫助。所以,現在的學生必須灌輸“多總結,多思考,勤做筆記”的習慣
3、學好機械加工,理論教學和實踐教學兩個環(huán)節(jié)必須共同來加強學生機械加工工藝理念的培養(yǎng)
理論課上老師肯定講了基準統一,基準先行、粗精分開這些工藝原則。但是由于沒有與實際生產相結合,所以理解起來比較空洞,最重要的是,如果在實踐教學環(huán)節(jié)中沒有有意識的與課堂上講的這些工藝原則相結合做強調,所以最終的結果是,學生就沒有真正意義上理解這些工藝原則。所以理論課上面必須要對這些工藝原則進行講解,讓后實踐環(huán)節(jié)的老師必須要有意識的針對這些工藝原則,對學生做強調講解。例如:我們銑削六面體的時候,首先銑出一個大的平面,這就是基準先行,然后銑削其它的面均以面為基準,這就是基準統一。然后我們控制任何尺寸,均采用先粗銑余量,然后在根據余量精銑保證尺寸,這就是粗精分。所以,我們的實訓老師需要借助現有的資源和條件,有意識的加強這些工藝觀念的培養(yǎng),讓學生實訓后有很大收獲。
4、老師必須注意同類知識的穿插和引導,學生必須學會“對比學習”
同類知識的對比學習非常的重要,然而現在絕大多數還沒有這個觀念。例如:學習數控編程的時候,數控車床G90與數控銑床的G90指令意思不一樣,學生必須通過對比分析,才能保證今后的使用不出錯。那么,我們在帶學生實習的時候必須引導學生在學習車床的時候要對比銑床,學習銑床同樣要對比車床,找出他們的區(qū)別和相同點。這樣充分調動學生對知識和技能掌握的積極性,對加深學生記憶,擴展學生知識面起到很大作用,甚至可以說是學生能迅速入門的基本法寶。
一、數控加工實訓的特點
數控加工實訓以編程基礎知識和典型數控設備編程使用知識為保障、以具備數控加工技術應用能力為目的。實現實踐教學中的基本編程方法、機床加工調整等內容與理論教學相互滲透,形成既符合教育教學普遍規(guī)律又兼顧生產現場操作規(guī)范的較完整體系,體現高等職業(yè)教育的培養(yǎng)特色。
1)數控加工實訓教學對學生的基礎知識要求比較嚴格,既要具備普通機床的操作技能,又要具有技術含量較高的編程知識,所以在進行數控實訓教學之前需要對學生的先前能力水平進行評估、鑒定。
2)數控加工實訓教學的實施有別于普通加工實訓教學一人一機的操作模式,一般采用3―4人操作一臺數控機床,所以在考查學生的個人能力的基礎上必須考查團隊的協作能力,而且團隊協作能力的考核應該占據主要方面。
3)數控加工實訓教學的內容相對來說難度較大,實施起來較為困難,所以需要分階段、分層次設置,采用循序漸進、螺旋上升的漸進式目標教學法,更利于學生的專業(yè)技術應用能力的培養(yǎng)。
4)在數控加工實訓教學中,教師與學生通過邊教、邊學、邊做來完成教學過程,讓學生在生產環(huán)境中進行綜合性的技術訓練,在生產實踐過程中發(fā)現問題、思考問題、分析問題、解決問題,充分調動學生的積極性與主動性。
5)有利于創(chuàng)新精神與培養(yǎng)創(chuàng)新能力。對數控加工實訓教學目標進行分段實施,由于實訓項目較大,加工方法和加工程序都具有不唯一性,第一階段按指導書規(guī)定要求進行,第二階段部分按指導書規(guī)定要求進行,其余自行設計方案實施,第三階段按項目目標自行設計方案實施。
二、數控加工實訓教學框架的設計
以前的數控加工實訓實施主要采用以下的教學模式:知識點講授、圖紙分析、學生編程練習、操機實訓、實訓總結。
采用以上的教學形式,只是實現了知識的簡單傳授,沒有發(fā)揮學生的主動性,能力也沒有得到充分體現,這就是為什么學生在實訓過程中經常感覺無事可做,做無目的的一個根本原因所在。為了解決這個問題,就需要突破傳統的教學方式,采用典型零件為載體基于工作過程的實訓教學模式。
采用這樣的實訓教學模式,學生始終處于教學的主導地位,教師的作用只是輔助學生完成工作過程,提供相關知識點的傳授,對學生而言,這樣的學習非常具有針對性,同時學生在實施這個完整的工作任務中,又能夠把所學到的知識點都串連起來,這樣學習就更具有針對性和系統性。在任務的每個環(huán)節(jié)里都有體現能力標準的鑒定考核措施,對學生團隊在每個工作環(huán)節(jié)里反映出來的能力做出及時的、有效的、正確的評價,形成了一套先前鑒定、形成性鑒定、終結性鑒定、能力綜合評價為一體的完整考評體系。
三、數控加工實訓教學的具體實施
數控加工實訓教學的實施過程就是完成典型任務,從相關知識點傳授到考核鑒定技能水平的過程。
1.相關知識點的傳授
對數控加工實訓教學工作過程中會涉及相關知識點的講解制定理論課堂計劃,講授過程采用“講解、示范、模仿、練習、反饋”的教學五步法。教學五步法是在“四步教學法”的基礎上增加了反饋環(huán)節(jié),這樣形成一個閉環(huán)系統,利于掌握情況有針對性地解決問題,同時也可以使知識得到不斷更新,促進教學質量的提高。
2.完整的考評體系
先前能力的考評
以典型工作任務的形式開展數控加工實訓教學,首先對參加學習的學生涉及實訓教學有關的先前能力進行鑒定,填寫先前能力鑒定表。表格里的內容反映出即將要開展的實訓課程所需要學生具備的能力,教師就根據反映出的情況對完成工作任務所需要的相關知識點進行總結歸納,在實訓過程中給學生進行講解。
形成性考評過程
在咨詢―計劃―決策―實施―分析―反饋的整個工作流程中,都設定了需要達到的能力標準,能力標準以記錄表格的形式體現出來,記錄表格的過程就是記錄整個實際操作的過程,對工作過程中對表格記錄和動手能力的考核就形成了形成性鑒定,同時也對學生在團隊合作中體現出來的職業(yè)素養(yǎng)進行考核評價。
終結性鑒定
完成了以上的典型任務的工作流程后,小組成員討論填寫總結報告,總結加工過程出現的問題、零件的質量、與預期加工相比加工進度等等問題,最后向實訓教師匯報答辯,這樣也就完成了工作流程的最后一個環(huán)節(jié)――總結和反饋。
四、以數控銑床加工為例展示實施效果
按照上述的數控銑床加工實施模式,我們對我校04數控503班的數控銑床加工實訓進行了一次探索性嘗試,獲得了寶貴的第一手資料,以平面加工為例,展示新的數控銑床實訓模式(資料包括:平面加工課堂計劃、小組鑒定清單、小組生產實施計劃、小組生產實施操作流程、小組生產實施總結、個人實訓總結),同時在完成加工后對每個小組的各個環(huán)節(jié)的實施效果進行了數據分析,定量地評價出每個小組的完成情況。
五、實施的意義
在職業(yè)技術教育快步發(fā)展的今天,社會對技能人才的需求不斷增加,同時也對技能人才提出了更高的要求。學生技能的培養(yǎng)離不開實訓教學的可靠保證,創(chuàng)新教學方法的運用是實現這個保證的基礎。我們借鑒了澳大利亞和德國職業(yè)教育的先進理念和成功經驗,結合自身特點,量身定做出一套新型數控電加工實訓教學模式。建立在基礎上的技能人才大廈是否堅實、壯觀,還要看能否對其有效地把握和應用,這里面大有文章可做,大有潛力可挖。
該研究項目注重能力培養(yǎng),強調結構體系完整、科學、合理,實踐與理論的統一,發(fā)揮學生的自主性,通過解決工程問題,突出實踐應用能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。從該研究項目的試行情況看,它對提高我校機械工程類專業(yè)學生的數控技術綜合應用能力,適應制造業(yè)新技術發(fā)展的要求,拓寬畢業(yè)生就業(yè)渠道,真正實現“雙證制”教育,辦出專業(yè)特色,起到了巨大的推動作用。
參考文獻:
[1]教育部.教育部關于以就業(yè)為導向 深化高等職業(yè)教育改革的若干意見,2004.
1 引言
《數控銑實訓》是一門實踐性很強的專業(yè)課程。通過這門課程的學習,不僅要求學生掌握相關的數控銑床加工編程理論,同時還應具備數控銑中級工實踐技能水平。實訓課程是實現學有所用的重要途徑,實訓課程的改革與建設是專業(yè)改革和建設的基礎。在國家對數控人才大量需求的前提下,我們在數控銑實訓課程的改革中引入情境設計教學法,按照校企合作、工學結合、情境導向、任務驅動的課程改革模式,對數控銑實訓課程中的教學方法、過程及內容進行了重新整合,以情境模塊為主體,以綜合培養(yǎng)為目標,改革的主要目的是使學生獲得職業(yè)能力,滿足當今社會對數控人才的需求[1]。
2 情境教學法的設計及理念
情境教學法主要以情境為主體引導學生正確的學習方向,使學生由被動學習轉為主動學習,采取教中學,學中做,以學生為中心,工作過程系統化的教學方法,科學的教學設計,將學習內容轉化為具體的情境,通過過程考核來檢驗學習效果[2]。
3 情境教學法的實施步驟
情境教學法是在任務明確的情況下,將學習內容轉換為具體的情境模塊[3],在設計學習情境前,應熟悉本專業(yè)教學計劃,掌握本領域的能力目標和教學內容,教學內容即是每個學習情境的具體體現,將教學內容劃分為七個學習情境,通過這些學習情境的設計培養(yǎng)學生適應各個崗位的能力。
3.1 布置
組織教學:布置實訓任務,分組、站位、分工
實訓目的:分析圖紙,了解加工技術要求、參數、工藝等
3.2 優(yōu)化
組織教學:聽取采納學生意見和建議、協助學生完成工藝過程的制訂
實訓目的:工藝分析與工藝路線設計、工件裝夾定位
3.3 計劃
組織教學:制訂加工計劃,分析加工中的重點和難點
實訓目的:編制加工工藝規(guī)程和加工程序,通過圖形仿真模擬校驗加工程序
3.4 實施
組織教學:裝夾、找正、對刀建立工件坐標系、建立刀具半徑補償值、工件加工
實訓目的:零件加工、機床維護保養(yǎng)、團隊合作
3.5 檢測
組織教學:通過自檢、互檢、教師抽檢的方法檢測工件
實訓目的:零件檢測、分析誤差原因
3.6 考核
組織教學:程序編輯、對刀建立工件坐標系、加工方法以及知識點采取過程考核
實訓目的:能夠獨立操作機床完成工件各工序加工
3.7 總結
組織教學:根據學生實際情況針對加工中典型問題進行集中講解,分析零件加工質量
實訓目的:自我總結在加工過程中存在的問題,分析零件加工質量并提出改進措施,填寫實訓報告
4 情境模式教學內容的設計
教學內容的設計容下:
項目名稱:平面凸廓類零件工程圖
教學目標:
(1)掌握數控銑床程序的編制與調試數控加工程序。
(2)掌握數控銑削加工工藝的制訂。
(3)能夠正確選擇刀具、夾具、量具以及切削用量的確定。
(4)掌握數控銑床刀具補償功能的正確使用以及刀補值的計算。
(5)掌握零件質量的檢驗與分析。
下面以平面凸廓類零件為例零件如圖1所示
能力目標:
1 專業(yè)能力:
(1)會選擇輪廓銑刀
(2)會編制輪廓零件加工程序
(3)會操作機床銑削輪廓零件
2 方法能力:
(1)會編制輪廓零件數控銑加工工藝
(2)會檢測分析輪廓精度及補償
3 社會能力
(1)培養(yǎng)獨立分析和解決問題的能力
(2)培養(yǎng)團隊協作能力
4 教學方法
任務教學法、情境教學法
5 教學組織
全班40-50人分兩組,每一組分成四小組,由兩位實訓指導教師共同指導。
6 教學環(huán)境
標準化實訓中心
7 教學資源
數控銑床
8 教學內容:
(1)數控銑床編程以及程序的調試過程
(2)零件銑削加工工藝的制訂
(3)零件加工刀具、夾具、量具的選擇和切削用量的確定。
(4)刀具半徑補償功能的應用以及粗、精加工刀補值的計算
(5)工件檢測與質量分析
(6)常用編程指令介紹
(7)設備維護與保養(yǎng)常識
教學重點、難點:
(1)常用編程指令介紹
(2)數控銑加工編程的基礎知識
(3)刀具半徑補償功能的應用
(4)工件質量問題分析以及處理方法
學生應具備的能力:
(1)具備讀圖能力
(2)具備機床的基本操作能力
(3)工件檢測與質量分析以及解決方法
5 結束語
采用情境教學法,教師除具備基本的教學方法之外,教師還應學會變通,根據實訓過程中的實際情況和每個學生的差異進行針對性的教學指導,以學生為本,將理論與實踐結合起來,使學生掌握專業(yè)操作技能的同時,不斷提高學生的獨立思考能力以及創(chuàng)新能力。實訓教師應該加強巡回指導,重視學生反饋,加強過程管理,加強安全防范意識,加強學生動手能力,針對動手能力較差或不愿意動手同學應采取引導措施。 數控銑實訓對于學生是學習的過程,對老師是不斷提高的過程。教師在教學中要關注專業(yè)動向不斷改進教學模式,完善教學方法,不斷提高教學質量,為社會培養(yǎng)出更多理論知識扎實,實踐本領過硬的優(yōu)秀人才。
參考文獻
高級維修電工實訓主要是電氣化專業(yè)和機電一體化專業(yè)的學生在系統的學習了《電力電子技術》、《工廠電氣控制與PLC》和《電工技術與電機應用》等多門課程后開展的實訓項目,是在取得了中級維修電工實訓合格的基礎上進行的一次綜合性很強的實踐操作訓練。該實訓項目的時間安排在學生在校學習的第三年,此時三年級的學生已具備了一定的理論基礎知識和實際操作技能,有足夠的能力來完成此實訓項目。同時,在學生進入三年級后,要面臨用人單位的選擇,這就要求學生必須要具備更全面的實際動手能力和實踐經驗。所以,適時的安排高級維修電工實訓,可大大提升學生的崗位競爭能力。為此,如何開展高級維修電工實訓,確保實訓效果,是一個很關鍵的問題,必須經過深思熟慮。作為老師,經過多次實際指導高級維修電工實訓,歸納出了以下幾點實踐教學方法,也有自己的一些體會。
1、做好實訓項目分析,明確實訓項目的內容
首先要對實訓項目進行分析。組織高級維修電工實訓的目的之一是學生要參加高級維修電工技能鑒定且要獲得高級維修電工證書。所以根據高級維修電工技能鑒定的要求,將此次實訓定為三個項目,即單相調壓電路的安裝與調試、鉆床與銑床電氣控制線路的操作與故障排除、PLC設計。
其次是明確實訓項目的內容。項目之一電子線路的安裝與調試,具體內容是電子元件的識別與檢測;電子線路的布線設計;電路板的制作和元件的安裝與調試。項目之二鉆床與銑床電氣控制線路的操作與故障排除,具體內容是熟悉各元件的結構與工作原理;掌握鉆床與銑床的控制線路工作原理;了解各元件在模擬電路板上的位置;掌握操作與故障排除方法。項目之三PLC設計的具體內容是熟悉基本指令和硬件系統連接;Y—D控制電路、雙速控制電路和自耦降壓電路的改造。
2、合理安排實訓時間與實訓進程
三個實訓項目總的時間是三周,總的實訓課時為84學時。各個項目的實訓課時均為28學時。實訓進程用表格的形式繪制,并印發(fā)給學生,讓學生適時了解每天實訓的進程。
3、采用多種教學方法,精心組織實施實訓過程
針對三種不同的實訓項目,采用不同的教學方法來達到相應的實訓目的與要求。
3.1在電子線路的安裝與調試項目實訓過程中,主要采用了以下四種教學方法。
3.1.1集中講解
根據教學計劃的安排,首先集中講解本實訓項目的主要內容和操作要領,如電子元器件的識別和測試、焊接技術、布線設計技巧等,讓學生有一個全盤的了解,心中有數。
3.1.2分組練習
為了培養(yǎng)學生的團結協作精神,把學生按照不同的層次分組,合理搭配,充分發(fā)揮各自的優(yōu)點和長處,在實訓過程中既有分工又互相協助,共同完成電子線路的安裝與調試。
3.1.3才藝展示
在實訓過程中,在不同的階段學生有不同的表現。有的學生焊接技術好,焊點不僅有足夠的機械強度、良好的導電性能,而且表面整齊、美觀,焊接質量高。有的學生在布線設計方面表現出色,元件布局合理規(guī)范,排列整齊。由此指導老師要仔細觀察,善于發(fā)現各階段表現優(yōu)秀的學生,讓優(yōu)秀的學生來展示其才藝,這樣可以讓學生相互學習,相互促進,有利于實訓項目的順利完成。
3.1.4經驗交流
在完成了線路的安裝與調試后,指導老師要及時組織全班學生進行討論,交流心得體會,總結成功經驗,分析失敗原因,并研究改進的方法。這樣在老師的精心輔導和學生認真努力下,能按質按量地完成線路的安裝與調試。
3.2在鉆床和銑床線路的操作與故障排除項目實訓過程中,主要采用了以下三種教學方法。
3.2.1示范式
對鉆床和銑床電氣控制電路的操作練習采用示范式教學方法。先由指導老師把整個完整的操作步驟操作示范一遍,講解操作要點和難點。例如從鉆床的主軸電動機的起動、搖臂升降電動機的上升和下降、液壓泵電動機可逆控制、冷卻泵電動機的起動等,邊實際操作邊講解,讓學生有很強的感性認識,留下很深的印象,學生記憶深刻。
3.2.2階梯式
老師的示范操作后,再把整個完整的操作步驟進行分解,學生分步地多次、反復的單獨進行練習,然后再合成為完整的操作步驟。通過先分再合、從簡單到復雜如此階梯式的練習后,學生能夠很熟練地掌握操作技術。
3.2.3引導式
對鉆床和銑床線路的故障分析與排除采用引導式教學方法。按照電路原理圖,從元件圖形符號的含義到主電路的接線方式和控制電路的接線方式分析,讓學生掌握電路的工作原理和閱讀電路原理圖方法,熟悉鉆床和銑床線路模擬板的電器的位置和布線規(guī)律,再結合操作引導學生觀察、比較各電器的動作情況。通過這環(huán)環(huán)相扣、步步深入的引導式教學方法,培養(yǎng)了學生的分析問題和解決問題的能力,學生能很順利的完成這個實訓項目。
3.3在PLC設計項目實訓過程中,主要采用了以下兩種教學方法。
3.3.1點撥式
PLC設計項目首先要根據具體控制電路設計PLC梯形圖,在實訓開始指導老師只簡單介紹,讓學生有思考的空間,能編寫出有新意的程序,發(fā)揮學生的創(chuàng)新能力。在設計過程中,學生會遇到一些疑難問題,這時指導老師要適時點撥學生,指出其存在的缺點,幫助學生解決問題,讓學生不斷的改進,最終完成梯形圖的設計。
3.3.2競賽式
在PLC梯形圖設計好后,要進行計算機與PLC之間的通訊和實現PLC的硬件連接與運行。在這個過程中,采用競賽的方式,比比誰接線和操作做得更快更好,無形中就形成了你追我趕的良好氛圍,效率大大提高,收到了很好的效果。
4、實訓總結
通過三周的實訓,學生在電子線路的安裝與調試項目實訓過程中,通過對電子產品的制作調試過程,學會了閱讀電路原理圖,熟悉了常用電子元件的識別和測試,進一步掌握了焊接技術和電路組裝技能,并能熟練查閱相關元件手冊;學會使用電子儀器調試電路的方法并能處理安裝與調試過程中出現的問題,學生的操作技能和實踐經驗大大提高;在鉆床和銑床線路的操作與故障分析項目實訓過程中,以工廠實際設備的電氣控制為例,學生熟悉了工廠電氣控制的特點和電路實現方法,基本具備了分析故障原因和查找故障出現位置的能力,為將來從事相關技術工作打下了良好的基礎;而通過PLC設計,學生掌握了正確設計PLC梯形圖的方法,熟悉了PLC的硬件連接與運行特點,更加了解了可編程控制器技術的發(fā)展與應用。實訓結束后,組織學生參加由學校負責組織的高級維修電工技能鑒定考試,考試結果令人滿意。
5、實訓體會
隨著計算機技術不斷發(fā)展,數控機床的發(fā)展也日新月異。由于數控機床的大量使用,社會急需大批能熟練掌握現代數控機床操作的技術人員。我國近幾年數控機床雖然發(fā)展較快,但與國際先進水平還存在一定的差距,數控人才的培養(yǎng)不論在數量上還是質量上都有待于大力提高。實訓教學是我院教育的重要環(huán)節(jié),關系到學生專業(yè)知識技能的掌握程度。實訓教師的恰當指導,是學生學習少走彎路,更快更好地掌握技能的關鍵。筆者結合本院校數控實訓教學就數控銑床實訓教學談幾點心得。
一、精心準備第一次實訓課內容
熟話說:興趣是做好事情的前提。要最大程度上激發(fā)學生對數控實訓的興趣。興趣是影響學生學習的一個重要因素,如何提高學生的學習興趣對學好課程是至關重要的。往往是學生剛接觸新的工種的時候,學生學習的興趣很高,但是有時候不能堅持下,因此,作為數控實訓老師,第一次課的好壞會直接影響學生今后的學習興趣、工作態(tài)度以及理想志向的培養(yǎng)與樹立。筆者通常用以下方法來引導和教育學生。我院參加數控實訓的學生都是在大二、大三的學生,他們即將面臨的問題是——就業(yè)。抓住他們這個心理,為了能讓他們畢業(yè)后能找到滿意的工作,給他們播放視頻介紹數控機床出現的背景、發(fā)展歷程、生產特點以及未來的發(fā)展趨勢讓學生知道數控加工技術是現代機械制造的新手段,它具有加工精度高、質量穩(wěn)定、加工適應性強、生產率高、勞動強度小等特點。讓學生知道現在所學習的、未來所從事的是一項有技術含量的專業(yè),不但社會地位高、勞動強度低、工作環(huán)境舒適,而且工資待遇不菲。讓他們對未來充滿信心,從而激發(fā)他們的學習自覺性和主動性。
第一次上課快要結束的時候要特別強調安全操作,規(guī)范操作、文明生產的必要性,讓他再看幾個安全事故的視頻,讓他們從心底知道安全操作的重要性。讓學生認識到安全文明生產是未來幸福生活的根本前提和保障。養(yǎng)成文明生產的良好習慣和嚴謹負責的工作作風,不斷培養(yǎng)較好的職業(yè)素質。
二、采用邊教邊學的教學方法
我把理論課放在數控銑床的旁邊上課,邊上理論邊講解,學生有不懂的或不理解的內容,直接到銑床的邊講解,問題在現場解決,這樣學生上課就能更好、更快的掌握數控銑床的操作。
三、積極推進數控加工仿真系統的教學
數控加工仿真系統具備對數控機床操作全過程和加工運行環(huán)境仿真的功能。教師可以通過數控編程的教學來完成各加工操作過程的教學,使原來需要在設備上才能完成的大部分教學功能在這個虛擬制造環(huán)境中實現。在學生掌握一定的工藝和編程的基礎上,在機房運用數控仿真軟件對實訓項目進行模擬加工。在此過程中,教師可以使學生對機床的面板有進一步的了解,并能通過仿真結果檢驗刀具軌跡、程序編寫是否正確。由于運用數控仿真軟件大部分實訓內容可先通過仿真軟件實現,這樣就可以為下一步學生實際機床操作打下良好的基礎,使實訓的效率和速度都得到大幅度提高。此外,出于現實的考慮,在學生中全面開展數控加工仿真系統的教學,將它作為上機實訓前一項必備的預備功課,將會使學生在理論學習與上機床操作之間增加一個非常有益的緩沖階段,從而大幅度降低學生由于對機床不熟悉而導致的錯誤操作,這對于學生的安全、機器的保護與材料的節(jié)約都是非常有益的。
四、教學中不忘加強安全教育
在實訓教學中安全教育是非常重要性的,我院工程訓練中心做到了“安全第一,提高技能”的宗旨。我院數控實訓教學是完全按照企業(yè)一樣的安全培訓,上課之前要上安全教育課,在實際實訓中,僅僅有安全知識是不夠的,必須把學到的知識運用到實際中去,因而還要十分重視安全技能的教育和訓練。安全技能是從實際生產過程中總結提煉出來的,一般情況下,都以學習、掌握“操作規(guī)程”等來完成,有的通過教育指導者的言傳身教來實現。但無論用什么方法,受教育者都要經過自身的實踐,反復糾正錯誤動作,逐漸領會和掌握正確的操作要領,才能不斷提高安全技能的熟練程度。
結束語:
幾年的數控機床實訓教學讓我知道了數控實訓教學不僅僅是一門課程,還是學生為自己將來幸福美好的生活打下堅實基礎的重要階段。實訓教師還應注意學生興趣的啟發(fā)與引導,注重學生文明生產和安全操作習慣的培養(yǎng),精心設計安排實訓內容,提高實訓教學質量。
參考文獻:
[1]張貽搖《數控技術技能訓練》北京理工大學出版社.2011.3
[2]張南橋《數控技能實訓教程》機械工業(yè)出版社.2009.2
作為中等職業(yè)技術學校,我們一直以“與企業(yè)零距離接軌”為教學總目標,理論教學與實訓教學結合向一體化教學靠攏,與企業(yè)生產實際情況緊追不舍,顧名思義:仿真企業(yè)模式教學法。
數控技術應用專業(yè)實訓項目中重點是數控車床和數控銑床實訓,我們現在的教學模式是:實訓指導教師根據通用教材或校本教材――向學生授課分析圖紙――設定加工工藝路線――備料――安排機床工位――學生獨立編程――學生操作機床加工出零件――自檢――上交――教師檢測評分總結。
現有模式教學優(yōu)點:
(1)學生在實訓指導教師指導下,親自上機加工絕大部分同學都能加工出合格工件。
(2)教師全面掌握學生的技能水平,可有針對性輔導。
(3)認真學習的學生,加工出的工件精度高,產品合格率高。
現有模式教學缺點:
(1)學生過多受老師思想束縛,按步就搬或生搬硬套、或直接調用他人程序。
(2)教師按既定模式授課,長期面對同一個訓練件,沒有新的加工工藝思路。
(3)學生本身對實訓項目掌握程度不盡相同。
(4)制約了學生奔放的思想,沒有自主創(chuàng)新的機會。
(5)學生之間的關聯性不強,團隊合作意識沒有得到很好的煅煉。
(6)學生出現兩極分化,強者更強,弱者更弱放棄不學。
(7)學生畢業(yè)后,進入企業(yè)只能充當機床操作工的角色,自身的編程能力也不強,更不敢應聘編程員的崗位。
在實際生產中,部分企業(yè)生產模式如下圖所示:
根據我校目前的教學模式,我們的畢業(yè)生就業(yè)崗位大部分僅限于上圖中“生產動力部”里的“鐵工動力車間”學生們扮演著實實在在的數控機床操作工,其實他們的對口崗位范圍還是太窄了,我們要為學生拓展更多的就業(yè)空間,如技術工藝部的工藝室、設計中心;質量檢驗部的質檢器;生產動力部的編程員;還要培養(yǎng)學生掌握與客戶洽談訂單的能力和技巧;具備與產品供應商溝通交流的能力。每一個企業(yè)都有自己獨特的工作方式,關鍵在于企業(yè)的運行模式起作用。
教學過程中依據企業(yè)的生產流程,如下圖所示:
基于上述發(fā)展目標,為了讓學生更主動探索學習、學到更多技能知識,為了順應企業(yè)的用工需求達到“零距離接軌”,為了改變原有模式的不足,現對數控銑床實訓模式作如下教學改革:
一、加工程序互換法
原有模式中,學生在教師的教學指導下按預定的步驟去繪圖并編制程序,確切地說,這個工件的成績包含有教師60%的功勞,學生只是在執(zhí)行老師的思路罷了,學生重點體現只是操作機床加工出工件,而核心部分仍是毛坯選擇、程序編制,學生沒有脫離教師獨立進行以上操作,這一點與企業(yè)明顯不符,學生存在缺乏自主創(chuàng)新的要素,無法談及技術的提升。企業(yè)仿真就要知道企業(yè)如何運作,就數控銑床加工而言,企業(yè)里有專門的編程員、專門的機床操作工,兩者是分開的。當前我們的畢業(yè)生幾乎都是從事機床操作工,很難進入到編程崗位領域,而這正是他們所向往的理想崗位,在這樣的時代要求下,我們的教學改革也就顯得迫在眉睫了,改革方案即在平時實訓過程中讓學生之間互相扮演不同的角色,即:
A同學編的程序,交給B同學去加工,B同學編的程序交給C同學去加工,C同學編的程序交給D同學去加工,D同學編的程序交給A同學去加工。依此類推,形成一個封閉的環(huán)形結構,使得每1位同學都與2位同學有前后關聯的關系,即:A同學即是操作員,也是編程員,他必須煅煉出具備溝通交流的能力,達到互相協商探討加工的效果。A同學既要扮演編程員去指導B同學進行加工,告知工件原點設計在哪里,注意事項是什么等溝通,對D同學加工的產品負有60%的責任;A同學又要主動與D同學溝通交流,A同學加工出來的產品只能證明他操作機床的水平如何占40%的成績。在這整個過程中要求學生必須保證首件產品是合格的。這與自編自加工的舊模式有著明顯的不同,它能夠促使同學互相競爭,增強高度的責任感,意識到自己的地位和作用。還有,在教學訓練過程中,教師可以給學生自由設計的空間,讓他們充分發(fā)揮聰明才智設計出有創(chuàng)意的造型給他對應的同學去加工。
二、工件分組檢測法
原有模式中,學生加工完工件后自檢或不檢,就直接上交給老師了,至于結果怎么樣?得多少分?他們不太關心,沒有強烈的求勝意識,在他們看來那是看老師樂意給你多少分罷了。而且過后學生本人也不知道自身具體失誤在哪里,也沒有反復研究分析,達不到總結經驗不斷提升目的,有些檢測項目學生根本就不知道如何去檢測。為了使更多的學生參與工件檢測評分,特作如何教學改革,即:
學生加工的工件批改方式:將全班平分為3組學生同時對一個工件檢測評分,指定好組長,由指導教師同時指導3位組長檢測方法及項目,再由組長組織自己的組員進行檢測評分,最后將3個分值相加后求平均值即得該學生的最終成績,各組要每次都要寫檢測情況分析。如果個別學生對最后成績有異議,再由教師作最終檢測定妥,并總結問題所在,每一次總結都要完好保存。一旦出現某一組檢測時弄虛作假,那么通過其他兩組評分即可輕易看出漏洞。久而久之就能培養(yǎng)出學生誠實認真的做事方法,培養(yǎng)了公正的意識。
通過以上課堂教學改革,彌補了當前數銑實訓模式的許多不足,初顯成效,同學們技能水平的提高指日可待,我對此方案充滿信心,相信一定能夠攻破當前的數控銑床教學瓶頸難題,現在已經逐步推行當中,與企業(yè)“零距離接軌”又邁進了一步,我們的畢業(yè)生必將開創(chuàng)新的就業(yè)格局。
參考文獻:
[1] 王平.《數控機床與編程實用教程》.化學工業(yè)出版社.2008年8月
[2] 于法鳴、劉康、陳宇.《國家職業(yè)技能鑒定教程》.現代教育出版社.2012年7月
[3] 蔣志青.《企業(yè)業(yè)務流程設計與管理》.電子工業(yè)出版社.2002年11月
《典型工裝原理與應用》作為專業(yè)基礎課,是學生真正掌握機械加工技能的必修課,內容囊括從事機械加工相關工作的人員和初中級機械加工領域專門人才所必需的有關零件加工技術的基本知識和基本技能。通過對本課程的學習可以初步培養(yǎng)學習者發(fā)現問題和解決實際問題的能力,為零件加工技能的養(yǎng)成打下基礎。同時本課程的知識面廣,內容豐富,實踐性強,教材中還涉及了機械加工領域中的新知識、新技術、新工藝、新方法?!躲姽せA與操作》是機械類學生的專業(yè)課。在本學期的教學中,我始終通過以機械加工實訓教學為主,機械加工理論教學為輔的方式,結合學生們的基礎薄弱、入門困難、興趣不足、積極性不高的問題,從實操切入,最大限度地激發(fā)學生的學習興趣。下面是我這段時間以來的工作總結及教訓:
教學計劃完成情況:
1、理論基礎部分:通過《典型工裝原理與應用》的學習,學生基本掌握了三爪夾盤,四爪夾盤,平口鉗,分度頭的工作原理,分度頭的分度計算,分度頭掛輪的計算等。通過《銑工基礎與操作》的學習,學生基本掌握了銑床加工的工作原理。
2、實訓操作部分:實訓課程主要是配合理論教學展開的,通過《典型工裝原理與應用》的學習,學生掌握了三爪夾盤、四爪夾盤、平口鉗、分度頭等夾具的使用方法,以及夾具精度的調整。通過《銑工基礎與操作》的學習,學生基本掌握了銑床的操作方法以及銑床的保養(yǎng)。
學生學習情況:學生平時上課比較認真,能按時完成課堂上布置的學習任務,但部分學生學習積極性和主動性不高?!躲姽せA與操作》這門課程是實踐性較強的一門課,學習難度是有的,而且它與其他的基礎課聯系也比較大,這就要求學生在課后多加鞏固和練習。
教學情況反思:總體而言,通過本學期的教學,本人教學能力有所提升,學生反饋良好。 作為《典型工裝原理與應用》課程的主講,這一個學期以來,我做到了課前認真?zhèn)湔n;課中生動風趣地把知識傳授給學生,同時也充分給學生們拓展自己的經歷和進入企業(yè)后必備的能力。
存在的不足:
一、教學教法有待進一步創(chuàng)新。
由于自身教學經驗不足,在教學上更多地依賴于傳統教學模式,對新興教學手段了解不多,學習的速度也較慢。在之后的教學生活中我會多多吸取其他優(yōu)秀教師的教學經驗,借助網絡和多媒體,完善自己的教學方法系統,以收獲更好的教學效果。
二、創(chuàng)新思維不夠。
《典型工裝原理與應用》和《銑工基礎與操作》等課程雖然是實踐性較強的課程,但也是機械加工的最核心的部分,涉及大量實訓操作,本人在教學中更多地結合了自己的經驗,但如果充分發(fā)揮學生的創(chuàng)新創(chuàng)造意識,同時也發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力,開發(fā)新的方法,新的思路,或許可以在機械加工的“教”與“學”方面有更多突破。
三、對實訓操作的力度不夠。
無論是對學生還是實訓老師,安全責任都應放在首位。在實訓教學中,師生都應嚴格遵守數控機床安全操作規(guī)程,把安全教育貫穿于實訓過程的每一個環(huán)節(jié),包括每一個實訓課題、每一個操作機床的人。特別是對于少數平時學習態(tài)度不夠端正、有些自由散漫的學生,實訓中要特別對其進行耐心細致的安全教育,方可上崗操作
機床。
下面以FANUC 0i立式數控銑床為例進行說明。
二、數控銑床安全操作要點
1.開機回參考點
開機前應檢查壓縮空氣壓力和機床各處的油是否在規(guī)定范圍內,開機后必須要回參考點以建立機床坐標系。但回參考點時,應注意機床停留位置,X、Y、Z各坐標軸應大概處于中間位置,如果太靠近參考點,回參考點時很容易造成超程。因此,如果太靠近參考點應先將機床手動操作到中間位置再回參考點,回參考點時最好養(yǎng)成應先回Z向的習慣,可避免有時機床上裝有過高的工件而撞刀。
2.充分熟悉數控銑床面板及性能
實訓時教師第一次講解完機床基本操作后,應給予每一個學生充分的時間去操作機床,熟悉數控銑床各坐標軸的正負方向,熟悉機床操作面板上的各按鈕及其功能和系統操作面板上的各按鈕及其功能。在接下來的對刀環(huán)節(jié)上才能夠避免因為不熟悉正負方向而造成的撞壞對刀工具或刀具;熟悉機床操作面板可避免因為不熟悉造成的誤操作。例如,“空運行”,如果在自動加工時忘了將此按鈕關掉,結果就會出現撞刀的情況。
3.建立正確的工件坐標系
工件坐標系以G54~G59指令建立,正確的建立工件坐標系是安全加工的保障,工件較簡單時一般都只采用第一工件坐標系G54,因為G54是開機默認指令,不會因為初始化時沒有輸入而產生差錯。對刀建立工件坐標系后,應對工件坐標系的正確性進行檢查??梢栽贛DI方式下PROG頁面輸入如下指令:
G90 G54 G94 G40 G49 G17 G21;
G00 X0 Y0;
G43 G01 Z50 F600 H_;
并運行此程序。
其目的是將刀具移動至工件坐標系原點上方50mm處,從而驗證工件坐標系是否正確。
三、正確的程序編制
加工程序的正確性是保證機床安全和加工出合格零件的前提。首先,理論課要細致講解程序編制的方法,如程序的開始部分一般采用固定的格式:
G90 G54 G94 G40 G49 G17 G21;
G00 X_ Y_;
G43 G01 Z_ F800 H_;
M3 S_;
…
以上程序,在剛開始練習時,為了保證安全,Z方向下刀至安全平面時也應采用G01指令降低速度。
除此之外,教師還應教授學生保證程序正確的方法。第一,自查,編完程序后對程序進行檢查,修正錯誤。第二,互查,根據班級學習情況找出班級學習成績較好的同學,來做檢查程序檢查的檢驗員。第三,采用仿真軟件仿真加工驗證程序的正確性。第四,輸入機床后,還要仔細檢查程序是否有輸入錯誤,如果是采用數據線傳送方式只檢查有沒有傳送錯誤,如果沒有采用計算機仿真驗證,也可以利用機床的圖形功能檢查程序,一般是采用“機床鎖定”或“Z軸鎖定”的方法,使移動部件被鎖定或Z軸位移鎖定。在這里特別要注意,如果使用“機床鎖定”或“Z軸鎖定”的方法,在解除鎖定后必須重新回機床參考點,否則會造成因機床坐標系丟失而撞刀。除了使用“機床鎖定”功能外,還可以利用機床的工件原點偏移功能,對工件坐標系進行偏移。在“OFFSET SETTING”功能頁面下,選擇“工件系”,“EXT”坐標系中將Z0改為Z100,即將原工件坐標系向Z正方向平移100mm,此時直接將程序運行,即便程序中X、Y圖形有錯,也可以避免撞刀的發(fā)生。程序修改至完全正確后,方可進行銑削加工。
四、程序運行前檢查
1.1合理安排數控機床實訓的時間由于機械工程實訓總學時的限制,青島農業(yè)大學機械專業(yè)學生共實習4周。數控機床實訓的內容較多,在訓練時間的安排上,數控車床2天、數控銑床和加工中心2天、其他數控機床1天,這樣既重點突出又全面。數控機床應用了先進的數控技術,和普通機床的實訓相比,講解的時間會多一些。一般操作講解、黑板上指令講解的時間約占1/2,讓學生能較深刻地理解數控機床是如何加工零件的;學生操作機床加工零件的時間約占1/2,使學生有較充足的時間增強對數控機床加工零件的感性認識。總之,實訓的重點雖為實踐,數控機床訓練的特點又決定了講解占了約一半的時間。
1.2合理安排數控機床實訓的內容和方法在數控機床實訓中,操作、編程和加工零件是主要內容。首先對照機床講解基本的操作;然后學習數控的編程知識;最后加工出零件。編程方法的講解,只能在黑板上講解組成程序的指令字、程序的格式等,然后編寫一個簡單的程序。數控機床的坐標系是主要內容之一,機械坐標系、工件坐標系(編程坐標系)的概念,它們的作用是什么,必須結合編程才能講清楚。數控機床是按程序自動加工零件的,刀具沿程序指令的刀路運動切削工件,刀路的位置必須使用坐標系描述。所以,首先講清各種坐標系的概念,進而才能講清對刀等關鍵的概念,才能理解為什么在編程坐標系下編寫的程序可以在機床上加工出零件等問題。數控機床的實訓內容應與數控機床理論課的內容相輔相成,各有側重,通過數控機床的實訓為下一步學習數控機床理論課打下良好的基礎。數控機床實訓應以機床操作、編程、日常保養(yǎng)和安全使用為基本內容,重點應放在編程和操作上。通過基本編程知識和操作的學習,學生可具備基本的編程和操作能力,為了提高學生的實訓興趣和創(chuàng)新意識,可以讓學生自己設計一個簡單的零件,自己編程,經指導教師檢查無誤后上機加工;或者編程加工一些有趣的零件。如:數控車床上可以加工仿真子彈、仿真酒瓶等;數控銑床上可以加工一些漢字,如“歡迎實習”等。
1.3手工編程和自動編程數控編程分手工編程和自動編程,形狀復雜的零件加工程序只能由計算機自動編程來完成。在實訓內容上,應手工編程和計算機自動編程并重。手工編程是數控車床實習的基本內容,通過手工編程加工簡單的小零件,是普遍采用的訓練方法。但隨著計算機技術的發(fā)展,CAD/CAM在機械加工中的廣泛應用,計算機自動編程也應是數控機床特別是數控銑床實習必講內容之一。由于實訓時間的限制,這部分的內容較多。所以,可以精簡為由實習指導教師通過一個例子演示給學生看,邊演示邊講解,講明形狀復雜及包含曲面的零件或模具的加工必須用計算機自動編程的方法編程,然后加工成所需的零件或模具。自動編程是通過計算機軟件完成的,常用的具有計算機編程功能的軟件有:CAXA、UG、Cimatron、Pro/E等。
1.4數控機床仿真軟件的應用機械工程實訓場地往往有限,數控機床價格較貴,配備的數控機床的種類和數量有限,平均到每一名學生的上機操作時間較少。為了解決這個矛盾,可以安排一定的時間,讓學生在機房使用數控機床仿真軟件練習數控機床的操作、編程和加工仿真。也可以不做統一安排,讓學生課后根據自己的情況自由上機練習。數控機床實訓的內容多,時間相對較少,一定要制訂詳細可行的實訓計劃,明確每天的訓練任務、訓練目的、訓練方法和訓練設備。這樣學生面對從未見過的設備就不會感到茫然,教師指導學生也會有條不紊,順利完成實訓任務。
2演示教學法的應用
2.1什么是演示教學法由于機械工程實訓總學時的限制,學生不可能自己動手操作每一種機床,特別是一些比較危險、貴重和精密的設備,比如高壓水切割機床、三坐標測量機以及電火花線切割、電火花成型等機床。為了解決這個矛盾,基于學校的實際情況,采用了演示教學的實訓方法。所謂演示教學法即指導教師講解機床的加工原理、操作方法、編程方法,然后自己操作機床加工一個零件演示給學生看。通過演示教學的實訓方法,解決了實訓內容多時間少、機床有限及教師有限的矛盾,還可以給學生打下進一步學習研究的基礎。
2.2以電火花線切割為例電火花線切割屬于特種加工,特種加工是利用電能、化學能、光能或聲能等能量對工程材料進行加工的工藝方法。在特種加工中,加工工具(廣義的刀具)、加工工件與傳統的機加工不同,一般不是采用機械力加工,在實習時學生首先會想到加工工具是怎樣加工工件的。所以實習指導教師在實習的開始,應首先講明電火花線切割的加工原理。實習步驟如下:(1)指導教師啟動機床,用薄鋼板切割一個小五角星演示給學生看。學生發(fā)現一根很長的光滑的金屬鉬絲可以切割鋼板時,一定感到吃驚,想知道它的加工原理是什么。(2)在切割小五角星的過程中指導教師講解加工的原理,舉一個日常生活中簡單的電火花放電的例子:我們平時開關電器或插拔插頭時,會發(fā)現有時有電火花放電,嚴重時開關或插頭的導電部位有被燒的痕跡,甚至掉渣。電火花線切割的加工原理就是利用電火花放電產生的熱量使金屬被燒腐蝕而起到切割的作用。講完這個常見的現象后,再講電火花線切割的加工原理,學生就感到易于理解了。(3)指導教師再講解機床的操作方法。(4)簡單講解編程的方法,整個過程大約45min。
3多媒體技術在機械工程實訓中的應用
隨著計算機技術的飛速發(fā)展,計算機的多媒體技術和仿真技術已經應用于各行各業(yè)。機械工程實訓是一種實踐教學活動,但是計算機的多媒體技術和仿真技術在機械工程實訓中也能發(fā)揮重要的作用。由于實訓的內容不可能面面俱到,在學生實習完基本的內容后,可利用多媒體技術補充和總結,會起到良好的教學效果。
1.1合理安排數控機床實訓的時間
由于機械工程實訓總學時的限制,青島農業(yè)大學機械專業(yè)學生共實習4周。數控機床實訓的內容較多,在訓練時間的安排上,數控車床2天、數控銑床和加工中心2天、其他數控機床1天,這樣既重點突出又全面。數控機床應用了先進的數控技術,和普通機床的實訓相比,講解的時間會多一些。一般操作講解、黑板上指令講解的時間約占1/2,讓學生能較深刻地理解數控機床是如何加工零件的;學生操作機床加工零件的時間約占1/2,使學生有較充足的時間增強對數控機床加工零件的感性認識??傊?,實訓的重點雖為實踐,數控機床訓練的特點又決定了講解占了約一半的時間。
1.2合理安排數控機床實訓的內容和方法
在數控機床實訓中,操作、編程和加工零件是主要內容。首先對照機床講解基本的操作;然后學習數控的編程知識;最后加工出零件。編程方法的講解,只能在黑板上講解組成程序的指令字、程序的格式等,然后編寫一個簡單的程序。數控機床的坐標系是主要內容之一,機械坐標系、工件坐標系(編程坐標系)的概念,它們的作用是什么,必須結合編程才能講清楚。數控機床是按程序自動加工零件的,刀具沿程序指令的刀路運動切削工件,刀路的位置必須使用坐標系描述。所以,首先講清各種坐標系的概念,進而才能講清對刀等關鍵的概念,才能理解為什么在編程坐標系下編寫的程序可以在機床上加工出零件等問題。數控機床的實訓內容應與數控機床理論課的內容相輔相成,各有側重,通過數控機床的實訓為下一步學習數控機床理論課打下良好的基礎。數控機床實訓應以機床操作、編程、日常保養(yǎng)和安全使用為基本內容,重點應放在編程和操作上。通過基本編程知識和操作的學習,學生可具備基本的編程和操作能力,為了提高學生的實訓興趣和創(chuàng)新意識,可以讓學生自己設計一個簡單的零件,自己編程,經指導教師檢查無誤后上機加工;或者編程加工一些有趣的零件。如:數控車床上可以加工仿真子彈、仿真酒瓶等;數控銑床上可以加工一些漢字,如“歡迎實習”等。
1.3手工編程和自動編程
數控編程分手工編程和自動編程,形狀復雜的零件加工程序只能由計算機自動編程來完成。在實訓內容上,應手工編程和計算機自動編程并重。手工編程是數控車床實習的基本內容,通過手工編程加工簡單的小零件,是普遍采用的訓練方法。但隨著計算機技術的發(fā)展,CAD/CAM在機械加工中的廣泛應用,計算機自動編程也應是數控機床特別是數控銑床實習必講內容之一。由于實訓時間的限制,這部分的內容較多。所以,可以精簡為由實習指導教師通過一個例子演示給學生看,邊演示邊講解,講明形狀復雜及包含曲面的零件或模具的加工必須用計算機自動編程的方法編程,然后加工成所需的零件或模具。自動編程是通過計算機軟件完成的,常用的具有計算機編程功能的軟件有:CAXA、UG、Cimatron、Pro/E等。1.4數控機床仿真軟件的應用機械工程實訓場地往往有限,數控機床價格較貴,配備的數控機床的種類和數量有限,平均到每一名學生的上機操作時間較少。為了解決這個矛盾,可以安排一定的時間,讓學生在機房使用數控機床仿真軟件練習數控機床的操作、編程和加工仿真。也可以不做統一安排,讓學生課后根據自己的情況自由上機練習。數控機床實訓的內容多,時間相對較少,一定要制訂詳細可行的實訓計劃,明確每天的訓練任務、訓練目的、訓練方法和訓練設備。這樣學生面對從未見過的設備就不會感到茫然,教師指導學生也會有條不紊,順利完成實訓任務[5]。
2演示教學法的應用
2.1什么是演示教學法
由于機械工程實訓總學時的限制,學生不可能自己動手操作每一種機床,特別是一些比較危險、貴重和精密的設備,比如高壓水切割機床、三坐標測量機以及電火花線切割、電火花成型等機床。為了解決這個矛盾,基于學校的實際情況,采用了演示教學的實訓方法。所謂演示教學法即指導教師講解機床的加工原理、操作方法、編程方法,然后自己操作機床加工一個零件演示給學生看。通過演示教學的實訓方法,解決了實訓內容多時間少、機床有限及教師有限的矛盾,還可以給學生打下進一步學習研究的基礎。
2.2以電火花線切割為例
電火花線切割屬于特種加工,特種加工是利用電能、化學能、光能或聲能等能量對工程材料進行加工的工藝方法。在特種加工中,加工工具(廣義的刀具)、加工工件與傳統的機加工不同,一般不是采用機械力加工,在實習時學生首先會想到加工工具是怎樣加工工件的。所以實習指導教師在實習的開始,應首先講明電火花線切割的加工原理。實習步驟如下:(1)指導教師啟動機床,用薄鋼板切割一個小五角星演示給學生看。學生發(fā)現一根很長的光滑的金屬鉬絲可以切割鋼板時,一定會感到吃驚,想知道它的加工原理是什么。(2)在切割小五角星的過程中指導教師講解加工的原理,舉一個日常生活中簡單的電火花放電的例子:我們平時開關電器或插拔插頭時,會發(fā)現有時有電火花放電,嚴重時開關或插頭的導電部位有被燒的痕跡,甚至掉渣。電火花線切割的加工原理就是利用電火花放電產生的熱量使金屬被燒腐蝕而起到切割的作用。講完這個常見的現象后,再講電火花線切割的加工原理,學生就感到易于理解了。(3)指導教師再講解機床的操作方法。(4)簡單講解編程的方法,整個過程大約45min。
3多媒體技術在機械工程實訓中的應用
隨著計算機技術的飛速發(fā)展,計算機的多媒體技術和仿真技術已經應用于各行各業(yè)。機械工程實訓是一種實踐教學活動,但是計算機的多媒體技術和仿真技術在機械工程實訓中也能發(fā)揮重要的作用。由于實訓的內容不可能面面俱到,在學生實習完基本的內容后,可利用多媒體技術補充和總結,會起到良好的教學效果。