數(shù)控銑床教學中如何提高學生的應用能力與制造水平

孔凡坤，段性軍

(黑龍江農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學院，哈爾濱 150088)

0 引言

數(shù)控銑加工模塊是工科專業(yè)常見的一項實踐課程，尤其對于機械、數(shù)控等相關(guān)專業(yè)的學生而言，銑床操作技能的掌握更是高校學習過程中的重點，對于學生對機械加工知識的理解和未來的就業(yè)具有重要影響[1]。隨著近年來數(shù)控機床的廣泛普及，利用數(shù)控機床的先進性能，在數(shù)控程序控制下，機械加工行業(yè)的制造效率和制造品質(zhì)都得到了顯著提高，社會對于數(shù)控操作人才的需求不斷上升。盡管具有數(shù)控制造技能的畢業(yè)生受到了機械制造企業(yè)的重點關(guān)注，但是高校畢業(yè)生數(shù)控應用能力和實際水平不強成為制約學生就業(yè)的主要因素之一。因此，以數(shù)控銑床的教學為例，研究和分析提高學生的應用能力與制造水平的途徑，有利于優(yōu)化學生實踐素質(zhì)，使畢業(yè)生更能適應社會發(fā)展的實際需求。

1 數(shù)控銑床教學的實施要求

數(shù)控銑加工模塊的教學是以眾多機械和數(shù)控專業(yè)課知識為基礎展開的一項實踐課程，授課過程中重點在于使學生利用學習到的機械原理與制造知識，結(jié)合數(shù)控編程與數(shù)控機床功能實現(xiàn)產(chǎn)品零件制造，并在此過程中培養(yǎng)學生的理論與實際結(jié)合和解決問題的能力。數(shù)控銑床的實踐教學具有技術(shù)專業(yè)性強、工藝相對復雜、涉及技術(shù)較多、制造精度要求高等特點[2]。在教學過程中，教師需要指導學生掌握數(shù)控制造的原理、銑床結(jié)構(gòu)與組成、數(shù)控系統(tǒng)使用方法、數(shù)控銑床使用事項及操作安全注意事項等。

從現(xiàn)階段數(shù)控銑床的實踐教學來看，主要的教學內(nèi)容及教學要求如表1所示。可見數(shù)控銑床的教學可分為理論講解與實踐操作兩大部分。在教學過程中教師需要完成以下幾方面的教學任務：一是為學生系統(tǒng)講解數(shù)控銑床的原理、知識框架、結(jié)構(gòu)與注意事項；二是說明數(shù)控銑床的操作步驟、控制面板及按鈕的功能，并為學生演示數(shù)控制造過程；三是為學生講解數(shù)控銑床程序編制的注意事項，使學生了解如何合理地設計銑床制造程序；四是使學生掌握如何通過數(shù)控界面來進行數(shù)據(jù)分析、信息讀取，并能獲取數(shù)控銑床的狀態(tài)與屬性，判斷機床是否存在問題，并具備一定解決問題的能力。

表1 數(shù)控銑加工模塊主要內(nèi)容及能力需求

2 數(shù)控銑床應用能力的提升途徑

2.1 在實踐課程中深入滲透理論知識

數(shù)控銑加工模塊的實踐教學與傳統(tǒng)的銑床教學存在較大的差異，數(shù)控銑床不僅涉及到機械專業(yè)的理論知識，還包含著較多的計算機軟件應用、數(shù)控制造工藝設計、數(shù)控編程等知識。因此，可以說數(shù)控銑床的教學是理論與實踐的同步教學，學生實踐能力的強弱與數(shù)控銑床相關(guān)知識的掌握密切相關(guān)，教師在進行教學的過程中必須先將理論知識講清講透，才能安排學生參加實踐操作。且在實踐操作過程中，還要重視理論知識的深入講解，使學生進一步掌握機床原理與操作方法。例如，在刀具半徑補償知識講解后，在進行實踐操作過程中，教師可針對學生刀具補償中的失誤進行分析與講解，使學生更直觀認識到去除刀具余量的重要性。

2.2 積極應用項目教學法實施授課

項目教學法是機械類專業(yè)培養(yǎng)學生能力的有效教學手段，通過項目教學法能夠使學生在完成教師設計的各個任務過程中，有效應用自身的理論知識和動手能力，并同時培養(yǎng)學生的團隊合作能力和分析問題、解決問題的能力。在數(shù)控銑床的教學過程中，應用項目教學法十分適宜，由于數(shù)控銑床的教學本身具備很強的實踐性，教師根據(jù)生產(chǎn)實際合理設計相應的教學項目，將學生按照學習能力、動手能力、創(chuàng)新能力等進行平均分組，使學生以小組的形式完成教學項目任務，在此過程中學生對加工方案、程序編制與修訂、刀具選擇、操作事項等進行反復探討，學生對于數(shù)控銑床的掌握程度進一步提高，使實踐課的過程更接近于生產(chǎn)實際。

2.3 積極利用理實一體化的教學體系

在“項目引領、任務驅(qū)動”教學體系的支持下，有條件的學校應當為學生建立更全面和更接近生產(chǎn)實踐的課程教學環(huán)境，在傳統(tǒng)數(shù)控銑床教學的基礎上，支持教師與企業(yè)進行合作教學，使學生部分實踐課程在企業(yè)內(nèi)部完成，使學生提早了解生產(chǎn)過程對于數(shù)控銑床的能力需求，為學生日后發(fā)展奠定基礎。此外，教師也應利用校企合作的平臺，加強自身實踐工作能力的培養(yǎng)，使自己成為優(yōu)秀的“雙師型”教師，從而有效提升數(shù)控銑床教學的合理性，并為開展教研、科研活動打下良好基礎。

2.4 由淺入深設計實踐內(nèi)容

在進行實踐教學的過程中，教學內(nèi)容的設計要遵循由淺入深的原則，初期的實踐加工任務應以熟悉和應用知識為主，在學生具備一定的數(shù)控銑床應用能力和安全意識之后，再組織學生進行思維擴展、創(chuàng)新培養(yǎng)和綜合能力實踐，幫助學生構(gòu)建起系統(tǒng)的知識體系，并熟練掌握數(shù)控銑床加工的操作技巧，從而形成全面的數(shù)控銑床應用能力。

3 數(shù)控銑床制造技能的培養(yǎng)

3.1 設計零件制造課程

零件制造實踐是學生掌握數(shù)控銑床制造技術(shù)的基礎，合理設計零件制造的課程，對于培養(yǎng)學生的制造能力具有積極作用。在制造課程的設計中教師要做到與生產(chǎn)實際的良好結(jié)合，制造零件的相關(guān)要求不僅要涉及到零件外形與尺寸，還要涉及到刀具選擇、程序的合理性等知識，使學生在應用數(shù)控銑床制造的過程中不僅能加工出優(yōu)質(zhì)零件，同時加工工藝、制造流程都更為合理，避免程序繁雜、工藝不合理造成的生產(chǎn)資源損失。

3.2 設計零件質(zhì)檢課程

在進行零件制造的同時，由教師組織學生互相進行制造零件的質(zhì)檢工作，在工作過程中，學生能夠進一步熟練應用游標卡尺、刻度尺、角度尺等的使用方法，還能在質(zhì)檢工作實施過程中查找到零件制造的不合格問題，并對該零件的制造提出優(yōu)化建議，這使學生更全面地了解數(shù)控銑床制造零件的全過程，在角色轉(zhuǎn)換中找到零件制造的新思路，從而有效提高數(shù)控銑床的應用能力。

3.3 設計程序優(yōu)化課程

教師可以在教學過程中，組織學生以分組的方式對已有的數(shù)控程序進行優(yōu)化和錯誤查找，需要優(yōu)化的程序可以由教師設置的帶有錯誤的程序以及學生實踐過程編制的程序組成，在分組進行程序優(yōu)化的過程中，學生之間相互取長補短，對于程序編制認識的全面性不斷提升。程序的編制作為數(shù)控銑床制造的基礎，合理的程序設計對于制造品質(zhì)的提升具有積極作用。

3.4 設計故障排除課程

教師還可根據(jù)教學過程中出現(xiàn)的銑床加工故障、零件制造缺陷等問題展開專門的故障排除課程，故障排除課程的設置對于學生提升對數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)認識具有明顯作用，同時學生還能獲得對于數(shù)控銑床的調(diào)試、維護、故障處理等能力，使學生對銑床的使用更有信心。

4 結(jié)論

總體來說，我國現(xiàn)階段數(shù)控專業(yè)的實踐教學工作已經(jīng)取得了很大程度的改善，數(shù)控相關(guān)專業(yè)畢業(yè)學生的實踐能力正在不斷增強，但是教學過程中仍然存在著明顯的技術(shù)滯后性，且教學過程仍不能完全與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，這是現(xiàn)階段數(shù)控教學的主要瓶頸，也是高等院校教學需要突破的重點問題，只有教學與實踐的過程與時俱進，學生才能真正具備社會所需的能力，成為更合格的優(yōu)秀畢業(yè)生。