基于“模拟数控车加工车间”平台下的课程改革与实践

2018-03-02郑金辉

吉林化工学院学报 2018年2期

郑金辉

(吉林化工学院航空工程学院，吉林吉林 132102)

在高职院校数控技术专业的职业技能课程中，《零件的数控车削加工》作为一门综合性较强的课程，一方面对教师的理论和技能有很高的要求，另一方面对教学环境有很高的要求。模拟数控车削加工车间的环境建设尤为重要。模拟数控车削加工车间，可以将工厂的数控车工生产流程、岗位要求、企业文化等方面引入课程中。

一、“模拟数控车加工车间”的环境内涵

模拟数控车加工车间是指在学院现有的数控车加工实训区域的基础上模拟企业的数控车加工车间进行环境建设，在教学模式上将工厂的数控车车间的管理方法、轴套类零件的生产流程、数控车岗位要求引入到实际的教学中来。培养学生应用数控车理论和操作技能、职业素养等[1]。通过行动导向的方法开展教学，以学生为主体，教师为主导。通过“模拟数控加工车间”的建设，根据数控车考证的要求开展教学，结合工厂的实际加工流程，目的是让学生与数控车岗位零距离的接触，为学生顶岗实习和就业奠定坚实的基础。

二、搭建“模拟数控车加工车间”教学平台主要内容

在硬件建设上，根据当前企业的管理模式，将数控车实训车间设计成与企业一样的生产现场。数控车床的布置按照工厂的要求，根据轴套类零件的工艺流程、安全规范、生产规范等进行布置[2]。

(一) 环境

模拟数控车加工车间整体颜色的选择上，适宜采用纯度低明度适中的冷色调，绿色能起到降低噪声的效果。

(二) 数控车实训教学车间生产区布局

生产区应该配备满足学生操作的用于实际加工的数控车床，生产区能保障5～6名同学一台机床的使用标准。布局原则应该满足数控车床工作地、数控车床、管线的相互位置。适应工厂内外运输要求，线路短捷顺直。由于数控车实训多采用小型设备，在布置上可以采用斜向摆放机床，方便上下料。

(三) 配备足够的教学设施

实训车间配备教学区和仿真教室。教学区应包括一体化教学桌椅、移动投影幕布、图书资料、网络资源(刀具库、夹具库、不同车床编程说明书)等。仿真区应包含加工仿真软件、典型的CAD/CAM软件。实现“教、学、做”合一。

(四) 环境建设

在软环境建设上，将企业文化元素、理念、产品技术规范、生产工艺流程、安全规范、质量规范等，以文字、图标、标语等多种形式布置在实训车间内[3]，数控实训车间借鉴企业“6S”管理模式，推行整理(Seiri)、整顿(Seiton)、清扫(Seiso)、清洁(Seiketisu)、素养(Shitsuke)、安全(Security)[4]六个项目进行日常教学及实训室的管理，从而规范实训室及设备管理，进一步提高了实训中心人员工作素质和实训教学质量。

三、“模拟数控车加工车间”实施流程

运用基于工作过程的六步法(资讯、计划、决策、实施、检查、评价)开展教学[5]。改变了传统教学方法中学生被动接受知识的现状。模拟数控车实训车间的项目教学的流程如下：

(一) 资讯

想要完成如图1所示任务单里的圆弧轴类零件的加工，必须清楚工作任务，掌握完成该零件所需的任务步骤，完成该零件所需的刀具、夹具和量具，工件材料、完成时间等。这部分在资讯内容完成，资讯单如表1所示。

技能课程零件的数控车削加工学习情境轴向铸造或锻造件零件加工学习目标1．学会利用准备功能G73指令进行轴向锻造或锻造件零件加工程序编制2．能正确理解仿形加工走刀路线3．能够了解常用轴类零件材料45钢的切削性能，正确选用切削用量4．能够根据轴类零件材料、形状进行外圆车刀的正确选择5．学会利用游标卡尺、外径千分尺、R规对轴类零件外径尺寸的正确检测6．学会数控车床的简单维护7．形成良好的工作习惯，提高生产安全意识任务描述

图1 任务单

老师事先将学生提前召集起来，由老师提前做培训。讲清楚圆弧轴类零件加工的教学目标和要求，对重点知识进行讲解和指导。学生通过引导文的方式让学生明确每个任务的相关知识。通过查询课程相关资源库、教材、网络、咨询老师等方式来获得新知。在资讯环节学生按照老师提供的资讯单进行学习，如图2所示。把教学班级按照5～6人分成一组，分配原则按照老师掌握的学生平时成绩分布，按照学生的性格情况进行分组。在教学过程中学生分组进行角色扮演(工艺员、编程员、操作员、质检员等)[6]。严格按照工厂规定要求各工作人员，每个小组学生在不同项目里轮流扮演不同的角色。各个角色人员的职责如下：

工艺员：工作认真负责，有敬业精神，能根据机械加工图样完成相应的加工工作，具有分析问题并解决问题的能力；掌握加工机械的加工特性和加工过程及加工精度；能根据不同的产品加工材料选择加工刀具，懂得切削原理，熟悉刀具的修磨及确定加工参数；清楚各种量具的测量原理和精度等，并正确使用量检具[7]。

编程员：掌握数控车工的编程知识，包括数控车床基本结构，数控车床加工基本原理、机械加工工艺及必要的计算机辅助设计基础等。深入的理解和掌握数控车床编程的基本过程、关键技术。会使用CAD/CAM软件。有实际的加工经验，编程人员应该满足所编程序保质保量，编程效率高，编程规范化程度和可靠性高。在编程过程中应仔细核对每个参数，刀具轨迹生成之后，必须进行检查校验[8]。将各个操作环节中具有共性的部分(如加工工艺、刀具等)模块化和规范化，对重要的加工程序应进行试切检验。

操作员：负责数控车床的日常保养，操作与维护，熟悉数控车床的结构和性能；能够进行产品试车、批量生产，保证图纸要求；能根据图纸和相关工艺技术文件,协助分析、解决产品不合格的问题，进而提出改进方案；会校对量具；主动处理技术难题，提出解决方案，现场问题处理得当；按要求填写数控车床和产品的工艺文件，做好实训记录、填写设备维护保养手册。

质检员：具有符合数控车质检要求的专业知识及丰富的实际工作经验；有较强的工作责任感和事业心，服从分配，听从指挥，并严格遵守各项规章制度和有关规定；熟悉轴套类零件的检验标准，并严格执行；对不合格的工件制定改正措施。

通过设定小组成员分工，学生进行角色扮演，顺利的过渡到顶岗实习及就业岗位。

(二) 计划

计划以资讯为基础。要完成图1任务单的内容，需要制定详细的计划[9]。在教师的引导下，学生分组经讨论、找资料、教师讲授、信息资料整理，进行刀具的确定、工艺路线的制定、程序的编制、仿真加工的实施等。

(三) 决策

每组由一名学生汇报，学生互相讨论。只要是可以实施的，教师对于每组学生的方案不做优劣判断。方案中有明显错误的，教师要指导学生修改加工方案[10]。

(四) 实施

方案确定之后就可以转为实施阶段。实施阶段就是按照计划环节完成的工作任务。在该任务中涉及到具体实施的内容为数控车床的操作，要求学生在电脑上运用宇龙仿真软件模拟仿真。涉及到的知识为面板操作、对刀、加工过程中的问题处理等。学生学习的方式为教师的示范演示、学生在资源库学习等方式进行。随后在数控车床上进行实际加工。学生独立操作，有问题相互讨论，但操作只能是一个同学进行。从机床安全检查、工具量具的选择、装夹、编程、加工必须由学生独立完成。教师现场监督检查，及时纠正学生不规范的操作，学生需要按照要求完成该零件的加工。

(五) 检查

检查为了更好的评价。由学生自查、互查、教师检查组成。填写零件检查评分表，见表2。