机械加工技术中的信息化技术运用

郭兵

摘要：随着我国信息产业的快速发展，越来越多的信息技术被应用到教育当中，提升了教育的质量和效率。在机械加工专业课程当中，信息技术也可以弥补传统教学模式中的不足，使学生可以更为轻松和直观地学习专业知识，锻炼专业技能，从而能够更快地成长为机械加工专业技术人才。在信息技术和机械加工专业课程的融合过程中，教师应针对其中存在的问题进行分析解决，从而完全发挥出信息技术的教育价值。本文对机械加工专业教学中信息化技术的应用进行了深入研究，并提出了一些策略。

Abstract： With the rapid development of China's information industry， more and more information technology has been applied to education， improving the quality and efficiency of education. In the course of machining specialty， information technology can also make up for the deficiency of the traditional teaching mode， so that students can learn professional knowledge and exercise professional skills more easily and intuitively， so that they can grow into professional technical personnel of machining more quickly. In the course of the integration of information technology and machining specialty， teachers should analyze and solve the existing problems， so as to give full play to the educational value of information technology. This paper makes a deep study on the application of information technology in the teaching of machining specialty， and puts forward some strategies.

关键词：机械加工;信息化技术;运用

Key words： machining;information technology;using

中图分类号：TG659                                     文獻标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）12-0243-02

0  引言

学校为社会培养了大量的机械加工人才，为我国制造业的发展作出了贡献，但随着时代的发展，传统教学模式已经无法满足市场和企业的需求，只有对机械加工技术理解更深、职业素质更高、个人能力更强的毕业生才能从就业市场当中脱颖而出，成为市场和企业满意的高层次人才。机械加工专业课程兼顾了理论性和实践性，学生在学习过程中往往会感到枯燥和难懂，从而逐渐会对课程失去学习兴趣。而信息技术的应用丰富了教学形式，给予了学生学习上的新鲜感，可以让学生通过视频、VR技术等信息技术更加直观地理解所学内容，使学生能够更快更好地学会专业知识和技能。教学以学生就业为核心目标，学生只有更加透彻地理解理论知识，熟练地掌握专业技能，才能在就业中取得主动权，成为企业和市场竞相聘请的专业人才。信息技术的应用也应为学生就业而服务，促进学生的全面发展，使其能够得到快速的成长，并在工作当中充分发挥自己的能力，从而实现自己的个人理想和人生价值。

1  利用多媒体技术，直观展示教学内容

多媒体技术在各教育阶段的应用已经十分普遍，可以有效激发学生的学习兴趣，使学生在学习过程中最大程度地集中注意力。多媒体技术带来的信息呈现方式也十分多样化，可以让学生动态直观地观看机械加工流程，分析其中的难点和重点。中职机械加工专业课程理论知识繁多，很多概念和术语需要通过一定的教学手段才能让学生理解，并且实践性较强，需要学生实践练习加工方法和技艺，这都需要提供给学生更加直观形象的教学内容呈现方式。而多媒体技术则提供了这方面的便利，能够通过视频、图片等多种形式呈现教学内容，让学生更加快速地理解专业知识和技能，从而实现自我提升。在教授机械加工知识时，需要让学生了解常用机械零件的基础知识，使学生明白零件设计的目的和要求。在传统教学模式当中，教师只能通过口述向学生讲解相关知识，但多媒体技术的应用可以化抽象为具象，从而让学生对机械加工理论知识形成系统的认知。

例如，在教授加工表面几何特征的形成和影响因素，以及物理力学性能的变化和影响因素等加工表面的内容时，笔者就使用到了多媒体技术，利用视频和三维立体软件，将各种因素详细展示出来，主要因素包括：

①几何因素：刀具的形状、几何形状、刀尖圆弧半径、主偏角、负偏角、进给量等等，这都会造成加工表面的变化。②物理因素：实际切削过程中，刀具的刃口圆角和后刀面的挤压与摩擦，会使材料发生变形，从而导致表面更加粗糙，在加工塑性材料而形成带状切屑时，在前刀面也会容易形成积屑瘤。③工艺因素：切削加工（切削速度、背吃刀量、进给量等）;磨削加工（磨削用量、砂轮等）。

在学生熟练掌握以上知识的基础上，再进行模拟教学，使学生理解相关概念，以及计算方法，从而熟练掌握加工表面的特征、变化和影响因素。

2  利用线上教学平台，营造轻松学习氛围

中职机械加工专业课程繁多，学生需要同时学习多门课程，时间短，任务重，这对学生而言具有较大的学习压力。因此教师也可以充分利用课下时间开展教学，比如每周增设两节线上教学课，让学生在线学习专业知识。这不光丰富了教学形式，还让学生在学习过程中有自己的独立空间，这样学生在学习的过程中才会进行主动思考。如今线上教学平台众多，比如钉钉、超星学习通、蓝墨云班课等等，教师可以选取合适的教学平台，向学生征求教学意见，选取学生感兴趣或感到疑惑的内容，在约定好教学时间后进行专门教学。线上教学的功能性并不比线下教学差，并且还有自己独特的优势，可以使教师和学生都有各自的独立空间，学生在接受教学时也会像课堂上那样被动，而是能够主动提出想法和问题。这样也会增加师生之间的互动，并营造出轻松活泼的学习氛围，使学生更加专注于学习当中。

例如，在教授车削工艺时，笔者来到机械加工工厂，向学生线上直播整个车削过程，并请一线师傅对流程和方法进行针对性讲解，笔者再进行补充，主要讲解内容包括：

①车削时间：生产给定数量的零件所需的时间，包括初始设置时间和每个零件的循环时间。初始设置时间由以下时间组成：设置车床，计划工具移动（无论是手动执行还是通过机器执行）以及将固定装置安装到车床中的时间。循环时间可以分为以下四个时间点：加载/卸载时间，将工件加载到车床中并将其固定到夹具上所需的时间，以及卸载完成的零件所需的时间。

车削加工参数：车削加工参数规定了刀具的速度和运动，可以根据工件材料、刀具尺寸等进行选择。在某些操作中，工具将进给到工件中，而在另一些操作中，工件将进给到工具中。

②轴向切削深度：刀具在切削时沿工件轴线的深度进行，例如在端面加工中，较大的轴向切削深度将要求较低的进给速率，否则会导致刀具承受较高的载荷，并缩短刀具寿命。因此，通常是在刀具移动到每次切削的指定轴向切削深度时分多次切削。

工厂师傅的讲解引起了学生很大的兴趣，并且整个过程较为轻松活泼。在学生理解以上关于车削工艺基础知识的基础上，再让学生提出问题，进行讨论，从而进行更加全面和深入的思考，对车削工艺形成更加系统的认知。

3  利用微课和慕课，促使学生自主学习

自主学习是十分重要的学习方式之一，尤其是在如今技术和产业飞速发展的时代，如果学生不会自主学习，就会很快落后于时代和技术的发展。而信息技术为学生实现自主学习提供了很多工具和资源，比如微课和慕课，学生可以将其充分利用起来，提升自己的专业知识水平和技能水平。微课视频一般由教师制作，内容大多紧紧围绕教材，教师可以将教学内容的重难点知识放入微课视频当中，学生在课下的任何时间地点都可以观看学习，让学生真正理解为止。慕课是当下十分流行的学习平台，我国也出现了很多慕课网站，教师可以向学生推荐相关网站，让学生在网站上搜索机械加工的相关关键字，这样学生就可以找到由名校名师开设的机械加工课程，然后学生就可以在网络上进行自主学习。中职学校教师在专业能力和教学能力上或许有所不足，而慕课平台则可以進行补足，学生在慕课平台上可以接触到不同的教师和教学内容，学习更多的专业知识。

例如，在教授数控加工技术时，慕课平台上有很多本科、高职院校所开设的数控技术线上课程，笔者就鼓励学生报名学习，并向学生推荐了《数控机床简介》这一课程，课程内容主要包括：

①CNC机床刀具简介：CNC机床在很大程度上可以容纳各种刀具，从立铣刀到螺纹铣刀，每种机械加工都有固定的刀具，使CNC机床可以在工件上进行各种切割。②数控机床切削工具基础：切削工具是一种用于从固体材料块中去除部分材料的设备，它安装在CNC机床的主轴上，该主轴按照计算机的说明将切削刀具引导到需要的位置。切削工具通过剪切变形过程，从工件上去除材料。锋利的刀具高速旋转，并从工件上切下许多细小的切屑，然后将其从工件上弹出。一些工具仅在一个点与工件接触，而其他工具（例如立铣刀）则在多个点接触材料。③切削工具材料：为了切穿实心工件，切削工具必须由比工件材料更硬的材料制成。而且由于CNC加工经常用于将非常坚硬的材料制成零件，这就限制了可用切削刀具材料的数量。④刀具类型：立铣刀、粗铣刀、平面铣刀、飞刀、螺纹铣刀。

学生在学习过这门课程之后，笔者又组织学生一起讨论该门课程的优点和缺点，并就课程内容进行了再次讲解，从而使学生更加全面地掌握数控加工技术，并能够在学习过程中提出问题、解决问题。

4  利用VR技术，提升实训教学实效

VR技术在专业教学中的应用尚不普遍，但绝对是未来现代教育技术的主要发展方向，在医学教学当中，已经开始利用虚拟现实技术开展手术实践教学，不光可以节省教育资源，还可以提升学生的手术技术。在中职机械加工专业教学中也可以引入VR技术，让学生以更加有趣的方式学习进行实践练习，从而激发学生的主观能动性，使学生享受到练习技术的快乐。实训基地为学生的实践学习提供了很大的便利，但中职教育正处于快速发展当中，学生的数量也越来越多，少量的实训资源很难满足学生的需求，并且学生练习的时间较短，经验积累也不足够，而且机械加工本身比较脏和累，中职学生年龄较小，对于个人形象十分看重，因此对实训教学抱有较大意见。VR技术则可以解决这些问题，使学生更好地进行实践学习。VR技术的应用极大程度提升实训教学的有效性，让学生更快地掌握相关专业技能，并在练习的过程中积累出丰富的实践经验。

例如在教授磨削加工技术时，笔者就利用VR技术让学生体验整个加工过程，使学生感受整个磨削过程，学生感受到的主要磨削方法如下：①外圆磨削方法：纵向磨削法、切入磨削法、分段磨削法、深切缓进磨削法。②内圆磨削方法：切入磨削法、成形磨削法。③圆锥面磨削：转动砂轮架磨外圆锥面、转动工作台磨内圆锥面、转动头架磨内圆锥面、转动头架磨内圆锥面。

学生在虚拟环境中可以进行反复练习，并积累大量的实践经验，从而掌握磨削加工的工艺流程和操作方法。

5  结语

中职学校是培养技能型人才的主阵地，机械加工专业教学也应跟上时代的发展步伐，通过在教学当中应用一系列的信息技术，有效提升了机械加工教学的实效性，使学生完全掌握了机械加工的专业知识和专业技能，增进了对于机械加工行业的理解，积累了大量的实践经验，这样学生在日后就业时将会更具竞争力，并且能够为国家的经济发展和制造业升级作出应有的贡献。

参考文献：

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[2]黎勇基.信息化背景下机械加工类课程改革与探索[J].中学教学参考，2020（6）：94-95.

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