應用型高校金工實習中數(shù)控實訓教學改革

梁鵬飛 許洋洋 郭穩(wěn)穩(wěn)

摘要：應用型本科院校主要是培養(yǎng)技能型、應用型、復合型人才的，所以實踐教學是非常重要的環(huán)節(jié)，而《金工實習》這門課具有非常強的實踐性，在對學生的培養(yǎng)中起著非常重要的作用。本文主要對這門課中的數(shù)控實訓項目在教學中出現(xiàn)的問題進行分析探討，針對各種問題提出了相應的改革措施。

Abstract： Application-oriented colleges and universities mainly train skilled， applied and compound talents， so practice teaching is a very important link， and metalworking practice is a very strong practical course， in the training of students plays a very important role. This paper mainly analyzes and discusses the problems in the teaching of numerical control training project in this course， and puts forward the corresponding reform measures.

關(guān)鍵詞：金工實習;改革措施;數(shù)控實訓

Key words： metalworking practice;reform measures;numerical control practice

中圖分類號：TG-4;G642.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2020）21-0213-02

0? 引言

金工實習是應用型本科院校機電學院各專業(yè)學生的一門比較重要的實踐課程。主要包含了鑄造、鍛造、鉗工、車工、焊工、銑工等傳統(tǒng)的加工方法，還有比較先進的制造技術(shù)數(shù)控加工。通過學習，可以使學生掌握各種設(shè)備的使用方法以及各類零件的機械加工工藝。對培養(yǎng)應用型人才具有及其重要的作用。而數(shù)控技術(shù)更是重中之重。

1? 數(shù)控實訓教學中存在的問題

本校機電工程學院有足夠的實習場所和實習設(shè)備，除了傳統(tǒng)的車床、銑床、刨床、電焊機、鉗工操作臺等，近幾年還投入了大量的資金購買了不少數(shù)控機床，其中數(shù)控車床30臺，三軸、四軸、五軸加工中心共六臺，還有數(shù)控線切割等。機床總數(shù)雖然不少，但是也有很多的問題。

1.1 課程安排不夠合理，課時較少

以機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)為例，金工實習總共80個課時，分四個項目，包括數(shù)控實訓、焊工實訓、鉗工實訓和車工實訓，每個項目只有20個課時。這么短的時間也只能學習數(shù)控車床的基本操作，基本沒時間學習數(shù)控加工中心的知識。而且數(shù)控編程與操作這門課是在金工實習之后才開設(shè)的，理論與實踐無法結(jié)合起來，顯然不能達到培養(yǎng)應用型人才的要求。

1.2 學生的理論知識不足，教師教學經(jīng)驗欠缺

在進行金工實習之前，學生沒有學習相應的理論知識，對機床對數(shù)控編程都是一竅不通的。數(shù)控實訓時，在20個課時之內(nèi)，老師既要講授實踐知識，又要講授數(shù)控編程的理論知識和其它的一些相關(guān)知識，增加了教學難度。

而負責實踐教學的老師，實踐能力較強，理論知識相對有點不足，上課基本都是先滿堂講解理論編程知識，而學生由于沒有基礎(chǔ)知識，接受能力較差，而且學生也很少有作筆記的習慣，聽過以后幾乎就忘記了，白白浪費了時間。而數(shù)控機床屬于機電一體化的先進設(shè)備，操作也相對繁瑣，需要熟悉各個按鍵的功能、參數(shù)的作用、以及刀具的選擇安裝方法，最后輸入程序，對刀進行加工。在對數(shù)控機床操作的過程中，不可控因素較多，對學生來說具有很大的危險性。這些都是難以在較短的時間里掌握的。

1.3 數(shù)控機床的運用不合理

學生在金工實習數(shù)控實訓時，由于課時較少，指導教師一般只教學生數(shù)控車床方面的知識，而數(shù)控加工中心的知識一帶而過，基本不進行數(shù)控加工中心機床的操作練習。而整個金工實習中，也沒有安排普通銑床的實訓，所以這樣下來，學生僅僅懂得一點車削知識，而銑削知識則是一竅不通。而銑削在現(xiàn)實中，是應用的非常廣泛的，普通零件的加工、手機外殼等電子產(chǎn)品的加工、各種模具的制造、以及飛機葉輪等復雜零件的加工，都離不開數(shù)控加工中心。所以，僅僅學習數(shù)控車床知識是遠遠不夠的。

2? 數(shù)控實訓教學改革的措施及方法

針對我校數(shù)控實訓教學方面出現(xiàn)的問題，必須進行相應的改革。本文從多方面進行探討，提出了幾點有效的改革措施。

2.1 首先要調(diào)整課程安排，增加課時量

學好一門技能，需要理論和實踐相結(jié)合，只學一樣肯定是不行的。由于數(shù)控加工對理論知識的要求較高，包括機械制圖、數(shù)控編程與操作、機械加工工藝、互換性與測量等知識。所以在進行數(shù)控實訓之前，一定要先把這些課上了，讓學生有良好的基礎(chǔ)，尤其是數(shù)控編程，之前都是放在數(shù)控實訓之后再學的，顯然是不合理的，既增加了實踐教學的難度，又沒有教學效果，只是白白浪費了學生的寶貴時間。課時還需要增加，20個課時比較少，這么短的時間內(nèi)，很難既完成數(shù)控車床的學習，又完成數(shù)控加工中心的學習。需要至少安排兩周的時間，數(shù)控車和加工中心的操作分別用一周的時間來學習。

2.2 加強教師的培訓，增強教師間的交流

目前教學的特點是，各位老師都是按照自己的方法獨自上課，缺乏相互間的交流，理論老師和實驗教師不能就相關(guān)的課程進行交流商討，很難保證教學質(zhì)量。比如代數(shù)控編程的理論老師和代數(shù)控實訓的實驗老師，需要在一起多多交流，互相學習，在理論教學中適當?shù)闹v些實踐知識，而實驗老師在實踐教學中也要講些理論知識，理論實踐相結(jié)合，才能教好學生。

社會在發(fā)展，科技在進步，作為老師也要時刻不斷的學習，學習新的知識，新的教學方法。利用暑假或者寒假的時間，去相關(guān)企業(yè)進行掛職鍛煉，增強自身的實踐能力，或者去參加新技術(shù)的培訓，學習新的技術(shù)，提高操作能力。尤其是五軸加工中心，目前教師隊伍中還沒有人能夠進行熟練操作，需要利用假期時間去培訓學習。由于五軸加工的復雜性，編程一般都需要借助CAD/CAM軟件進行自動編程，比如UG、mastercam、CAXA等自動編程軟件。這就要求教師既要學習機床的基本操作知識，還要學習一些軟件。要想把學生教會教好，首先指導老師自己要熟練掌握相關(guān)的知識技能。

2.3 虛實相結(jié)合，建立虛擬仿真實驗室

數(shù)控機床在實際的操作加工過程中，會出現(xiàn)各種各樣的狀況。首先要根據(jù)圖紙編制數(shù)控加工程序，選擇合適的切削用量，然后把程序輸入機床進行程序的校驗，再對刀進行試切加工。整個過程比較繁瑣，一步出錯就有可能出現(xiàn)事故，造成機床的損壞。而且在教學中一個實驗老師需要一次教二三十個學生，在機床操作演示的過程中，可能只有一部分學生能夠看清楚學會，所以在演示以后還要對不會的學生進行重復的指導，還要時刻觀察周圍學生的操作情況，費心費力，浪費時間。

而在仿真實驗室里，每臺電腦上都裝有數(shù)控仿真軟件，通過學習，可以有效解決上述問題。在上機床操作之前，可以先在仿真軟件上學習數(shù)控機床的基本操作，比如程序的輸入、機床面板上各個按鍵的功能、對刀、程序的校驗等，和真實機床操作是一樣的。通過實驗室里多媒體教學演示，可以保證每位學生都能清楚的看到操作步驟，而同學們可以一邊聽老師講課，一邊跟著老師的操作步驟，在電腦上進行數(shù)控仿真學習。老師在講課的時候，利用錄屏軟件進行錄屏，講課結(jié)束后，把錄的內(nèi)容發(fā)給同學們。這樣的話，即便是學生在上課時沒有聽懂，也可以課后自己看錄的講課內(nèi)容進行自學。避免了老師的重復講解。尤其是在學習加工中心知識的時候，由于學校加工中心比較少，而實訓的人數(shù)比較多，需要輪流進行操作的練習，平均每個人操作機床的時間是很少的，很難熟練掌握。而利用數(shù)控仿真軟件，每個學生都可以同時進行機床操作的學習，直到能夠熟練掌握。

學生也可以在自己的電腦上安裝數(shù)控仿真軟件，即便在不上課的情況下，也可以進行數(shù)控機床的操作學習，非常方便。

能夠在仿真軟件上進行熟練操作以后，就可以在真實的機床上進行操作加工，虛實相結(jié)合，可以有效的提高教學質(zhì)量，而且還可以減少事故的發(fā)生。

2.4 豐富教學手段，加強實訓過程指導

傳統(tǒng)的教學方法是指導教師站在數(shù)控機床旁邊，學生圍一圈，教師對著機床進行講解，由于學生人多，就會造成后面的學生看不到聽不清的情況。而且由于數(shù)控機床操作步驟比較多，只講一遍的話，學生也很難完全記住。這就需要改變一下教學方法，在講解的時候可以分步進行，把每一步講解都錄成視頻。

比如在對數(shù)控車床加工進行講解的時候，在編程完成以后，首先需要進行刀具的選擇和安裝，可以把每一種刀具的規(guī)格用法，及適用范圍都講清楚。然后把刀具安裝在車床刀架上，把注意事項講清楚。整個詳細的操作過程錄成視頻，發(fā)給全體學生，保證每個學生都能清楚的理解。數(shù)控機床操作面板知識和數(shù)控仿真類似，可以一次性把各個按鍵的功能講清楚，與仿真不同的可以重點講解，同樣整個過程錄成視頻。最后進行對刀的操作，車床刀具一般為外圓車刀、螺紋刀、切槽刀、內(nèi)孔車刀等等，每一種刀具的對刀方法和仿真基本是一樣的。操作時，把用到的每一種刀具都進行一次對刀操作，一邊操作一邊講解，整個過程錄成視頻，發(fā)給每一個同學。

在對加工中心進行教學的時候，這種教學方法更具有優(yōu)勢，因為加工中心數(shù)量較少，學生較多，學生自己動手操作的時間較少，而通過看視頻，可以先了解操作方法，在進行實際動手操作的時候，就可以很容易的掌握。

使用這樣的教學方法，即便有的學生上課時沒有跟上老師的思路，也可以重新看所錄的視頻，哪一步不懂的再看著視頻學習一下，就能很容易的學會，而這樣也減輕了老師的負擔，相同的知識點不需要重復的進行講解。

這樣指導教師就有足夠的時間進行巡回指導，發(fā)現(xiàn)有操作不當?shù)牡胤?，可以及時進行制止和改正。在學生操作練習的過程中，指導教師要適當?shù)倪M行提問，或者讓學生演示操作，以便及時了解學生的掌握情況，對不會的進行及時教導，保證每位學生都能學會。教師要把一些重要的操作步驟整理成電子文檔，比如對刀方法、編程的注意事項、各指令的用法、切削用量的選擇方法、安全操作規(guī)程等。然后通過QQ群發(fā)給同學們，這樣可以幫助他們更好的學習數(shù)控知識。

3? 結(jié)束語

金工實習中的數(shù)控實訓部分是機械類專業(yè)實踐教學的重要組成部分，是培養(yǎng)應用型人才的重要環(huán)節(jié)，必須好好利用現(xiàn)有的資源，增強教學質(zhì)量，進行教學方法的改革是勢在必行的。

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