谈谈材料成本与实习效率在高职数控加工实习中的意义

郑浩

【摘要】本文以高职院校机械类专业的数控加工实习为例，详细分析、对比了使用两种常见毛坯的材料成本与实习效率的关系。由于学校与企业的盈利方式不同，学校普遍不重视材料成本与实习效率，作者正是基于该观点，深入的对常用材料成本进行了分析，并结合学校当前常见的实习环境得出了学校需要控制成本和提高实习效率的可行性。

【关键词】实习；成本；效率

在高职学院中，制造类学生的加工实习是学生进行实践教学的关键一环，其时间在总学时中所占的比例越来越大，有的院校当中实习的时间甚至达到50%以上。但是很多院校中仅仅重视实习中的教学质量，而忽略了实习的效率和成本控制，这不能不说是一种舍本逐末的方法。加上国家要求高职院校加工工厂要与当地经济发展接轨的趋势下，越来越多的企业将通过“校企合作”模式进入到高职院校办学当中。很多院校的加工设备原本都捉襟见肘，这样一来何谈满足服务当地经济和“校企合作”的要求呢？因此在这里我以数控车削加工实习为例，将实习中的成本与效率的作用进行探讨。

一、分析常见毛坯材料成本

1、计算毛坯成本

在数控加工實习中可以选择的材料不多，集中在使用钢件和铝材上。以使用Φ50MM、长度100MM的毛坯棒料来计算其价格成本。铁的质量为1.541KG，铝的质量为0.530KG；钢材价格约为3300元/吨（3.3元/KG），铝材的价格约为13115元/吨（13.12元/KG）；最终算出Φ50MM、长度100MM的毛坯棒料，钢材价格5.09元、铝材价格6.95元，铝材价格比钢材高出1.86元。

2、分析机械加工制造过程的成本

直观的看，钢材确实比铝材要便宜，但是机械加工是一项综合而复杂的过程，只靠毛坯来看并不能代表制造过程的全部成本。我这里具体的分析一下，在加工过程中被院校忽略掉的成本有加工工时、刀具损耗、机床损耗和电费。如果选用铝材进行加工，整个制造过程成本会怎样变化呢？

二、使用硬质合金刀具加工钢材和铝材的工艺性分析

1、加工结构钢线速度为90-150m/min；加工铝合金线速度为360-600m/min。从切削线速度分析，加工铝材的时间不到加工钢材时间的一半。

2、从院校实习常用的粗加工Ap分析，加工铝材为3mm—5mm（由于实习加工中毛坯棒料直径有限一般达不到此值），钢材为2—3mm钢材。加工铝材的效率比钢材高很多。

3、结构钢的强度和硬度均比铝合金高，因此在进行机械加工时对刀具的磨损会更严重，刀具的寿命更短。除此之外，对于初学者的学生来说，防止刀具受损也是一个必须面对的问题。

由于常用数控刀具材质为硬质合金钢刀具，其力学性能硬而脆，如果学生操作稍有失误，就会将刀具碰伤甚至报废，不仅造成了加工成本浪费，还大大影响了实习加工进度；如果使用塑性良好的铝件进行加工，只要学生操作时不发生严重错误，那么刀具的损坏率和磨损率将大大下降，直接为初学者提供了容错率，间接的降低了加工成本，提高了学生实习加工效率。

由以上三点可以得出结论：使用铝合金相对钢材进行加工。可以大大减少工时使加工效率的提高，令刀具、机床损耗和电费减少从而大大节约了成本。

三、院校如何好好利用实习加工效率

熟悉机械加工的技术人员都知道在制造类企业中加工成本和效率的重要性，但是在高职院校中我们应该如何理解成本和效率对学生实习效果的影响和作用呢？

（1）在学生人数相同的情况下：加工效率越高，学生单个零件的加工时间越少，就可以在有限的时间内加工更多的工件，达到提高自身操作水平的效果。

（2）在学生人数相同且加工任务也相同的情况下：加工效率越高，可以减少数控机床的使用数量。特别对一些机械类专业学生数量不多，招生不稳定的学校或者实习工厂设备有限的院校，选用铝材加工，有着很重要的积极意义。

现我学院机械加工工厂现有可用数控车床9台。校企合作企业由于生产加工任务，使用数控车床3台，剩余6台由学生实习使用。如过使用铝合金毛坯加工，无疑完好的解决了学生由于设备不足导致实训需求受到限制的问题。

四、使用铝件的不足：

虽然上述内容主要讨论了使用铝件的优点，但是我们也要看到，在实际生产加工中，加工钢件的比重要大的多，如果让学生在实习中一味的使用容易加工的铝材，那么当学生面临加工钢件时，最严重的问题是不能合理使用针对钢件的加工工艺参数制定，无法举一反三的加工出合格的钢件零件。因此，在数控加工实习时在选用铝件毛坯加工时，我认为两个方法值得尝试。

（1）学生使用铝合金棒料加工后，马上再使用钢件加工同样的工件。这样学生只需要通过在数控程序中简单修改相应的工艺参数（如S、F、Ap）即可。通过对铝件和钢件加工工艺参数和直观加工过程的比较，可以在较短时间内熟悉加工铝件和钢件的区别。这种方法适合加工实习时间充裕的实习情况。

（2）学生使用铝合金棒料完成所有练习的工件加工后，最后使用钢件加工一个较简单的工件。这种方法可以使学生在较短的时间提高数控编程知识和机床操作技能。最后使用钢材加工让学生学习加工钢材的工艺参数和直观感受钢材与铝合金加工过程的区别。此类方法适合学生加工实习时间紧迫的情况。

作者通过对成都航空职业技术学院航空制造系学生的数控车削加工实习的学习考察，结合自己院校的实际情况，提出本文的论点，欢迎同行相互探讨。

参考文献：

[1]郑旭.数控加工工艺制订与实施[M].西南交通大学出版社，2013.