特種加工工程技能訓練教學研究與實踐

王鋒 王祺

摘 要 為滿足我校特種加工工程技能訓練教學要求，本文特對目前設備、學生人數(shù)及批次存在的一些問題進行分析，提出了教學改革與實踐，同時為突出學生主體地位，充分調(diào)動學生主觀能動性、創(chuàng)新性，提高和參與特種加工工程技能訓練的積極性進行了分析，也提出了解決辦法和實踐措施，并在考核評價方面進行研究分析，提出一些改革辦法，在實踐中不斷改進并取得一定應用效果。

關鍵詞 特種加工 技能訓練 教學研究 教學實踐

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）08-0052-02

工程教育實踐教學作為我國高等教育的重要組成部分，是增強學生的工程實踐能力，提高綜合素質(zhì)，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的重要手段，也是學生在本科學習期間不可或缺的重要教學環(huán)節(jié)。從我國的國情出發(fā)，在理工科高等院校中大力加強工程實踐教學基地建設、推進工程教育實踐教學改革是近10多年來國內(nèi)高等教育改革與發(fā)展中受人們密切關注的一件大事。全國許多高等院校在這方面都十分重視，并進行了卓有成效的改革和深入的研究與實踐。其投入之多、規(guī)模之大、學生受益面之廣都是前所未有的。特種加工工程技能訓練是我校實踐教學的一個重要環(huán)節(jié)，由于我校實訓人數(shù)、批次較多，而設備相對不足，所以，為了取得較好的工程技能訓練效果，必須對現(xiàn)有教學目的、教學方式、教學手段等系列進行教學研究和改革，滿足我校實踐教學需求，力爭達到最佳教學效果。

1 當前特種加工工程技能訓練教學存在的問題

當前特種加工工程技能訓練教學并沒有完全按照生產(chǎn)合格零件要求為導向，且隨意性比較大，因此，學生在裝夾、對正方面不太注意，加工零件合不合格無所謂，脫離了企業(yè)生產(chǎn)工藝程序，也給學生造成錯覺，勢必影響以后的職業(yè)生涯。理論教學和現(xiàn)場教學存在重復性，造成時間的浪費。[1]零件圖沒有標注公差，造成加工零件考核評價困難。學生操作步驟未程序化，出現(xiàn)多個學生操作機床。分組時每組人數(shù)過多，現(xiàn)場操作較混亂。

2 特種加工工程技能訓練教學研究與實踐

鑒于特種加工工程技能訓練教學存在一些問題，需對教學安排做一些調(diào)整。我校特種加工設備有DK7740電火花線切割快走絲、激光切刻機、3D打印機、電火花成型機等，主要特種加工工程技能訓練還是電火花線切割機床為主。

2.1 工程技能訓練之前的安全教育

每一批學生來工程訓練之前都做了整體的安全教育，但特種加工設備需針對性做安全教育，時間占用不會太多，大約只需要幾分鐘。首先，在進行訓練之前，到設備現(xiàn)場按照工廠生產(chǎn)規(guī)范進行安全教育，初步要求學生了解設備操作系統(tǒng)相關的損傷類型，繼而提出設備的操作規(guī)范。如：（1）激光切刻機在調(diào)整激光強弱時，手不能放進激光區(qū);線切割機床對刀時，手也不能放進加工區(qū)，避免造成傷害;（2）設備加工過程中，不要把身體部位伸進機床加工區(qū)和移動部位;（3）不要在設備加工狀態(tài)下動裝夾具或其他管接頭、電線纜等;（4）線切割滾筒運絲過程中，不要用手觸摸，以免造成切傷;（5）設備出現(xiàn)異常時，應立即停機，不要在運行中進行檢查;（6）設備操作時只允許1人操作，絕對不允許2人同時操作;（7）設備自動加工完成并發(fā)出報警聲后，才允許取出加工零件。

經(jīng)過安全教育，不但能夠保證學生在工程技能訓練過程中的人身安全和設備安全，也能夠使學生盡快進入角色，融入生產(chǎn)實際，具備適應工廠生產(chǎn)要求的能力。

2.2 特種加工的理論教學

我校學生特種加工技能工程訓練批次較多，每批次人數(shù)大概25-32人，課時一般為4課時、8課時、12課時，設備（線切割機床）正常運轉能保證5臺。為了保證學生盡可能上機床操作，理論課時教學一般控制在1/4-1/5總課時內(nèi)，主要讓學生了解特種加工的概念及特點（特別是與傳統(tǒng)設備加工的區(qū)別），電火花線切割機床加工原理及優(yōu)缺點，理論講解要簡潔明了，不能繁瑣太細，機床結構、操作講解放在現(xiàn)場教學當中，避免重復教學。

2.3 線切割機床現(xiàn)場教學

由于學生人數(shù)較多且車間噪聲大，為了保證現(xiàn)場教學效果，必須對學生進行分組，每組安排一個組長?，F(xiàn)場噪聲大又加上學生多，老師講解難以保證每個學生都能聽清楚、聽懂，所以安排每組組長站在第一排圍機床一圈，其他同學依次往后排，這樣組長首先聽得清楚，也容易弄懂理解每一步的操作步驟，對機床加工原理和要點也易掌握。分組練習的時候，組長首先操作加工，完成后指導和幫助其他同學。這樣效率更高效果更佳，使更多學生有機會在實訓期間內(nèi)上機床操作練習。

我校的線切割機床是快走絲，由于工作不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)電腦啟動不了或加工當中出現(xiàn)卡頓或停止狀態(tài)，所以經(jīng)過改造后分成三大部分：（1）電腦部分，主要完成畫圖或圖形設計、加工軌跡生成（加工走刀方向、補償方向、加工起點、回刀點、切入點）、3B代碼生成和傳輸代碼到控制器等操作;（2）機床控制部分，主要以單片機控制為主體的控制步進驅動系統(tǒng)，完成對機床的控制驅動操作;（3）機床工作部分（包括機床主體、陰極（鉬絲）與陽極（工作臺）、運絲機構系統(tǒng)、X軸與Y軸機構系統(tǒng)等）。

首先學生必須了解和掌握機床實際的X軸和Y軸二位坐標，弄清楚-X和+X及-Y和+Y在機床的實際方向，不然安裝零件裝夾及起刀點和回刀點（一般重合），走刀方向出現(xiàn)重大失誤，加工時電極絲離被加工零件越來越遠等情況。然后講解，第一步：畫圖或圖形設計;第二步：確定加工軌跡生成;第三步：生成3B代碼;第四步：傳輸3B代碼;第五步：安裝和裝夾零件，這一步很重要如果裝夾不正，以及前面設定起刀點和切入點位置不對，就可能出現(xiàn)加工的五角星缺角或加工不出來，這一點必須給學生講解清楚，讓他們理解和領會;第六步：對刀;第七步：前面工作完成后啟動機床自動加工;最后聽到機床發(fā)出報警聲后取出零件進行檢測。

2.4 突出學生主體地位，發(fā)揮學生的主動性

長期以來，在特種加工工程技能訓練過程中，學生基本上處于被動狀態(tài)，一是學生動手準備實訓機會少，技能訓練的材料、裝夾具以及設計的圖都是老師準備或按老師的要求進行;二是學生動腦機會少，老師講解太多，學生的整個實訓過程只須按老師講的步驟和要求依葫蘆畫瓢照做，不利于發(fā)揮主觀能動性。即使操作熟練，也是重復老師講的內(nèi)容而已，不利于學生主觀能動性的培養(yǎng)，也不利于以后工作創(chuàng)新意識調(diào)動。因此，老師要做以下幾方面的工作。

1.讓學生參與實訓工作。這項任務適合我校特種加工工程技能訓練12課時的學生。如果特種加工工程技能訓練材料的選擇、裝夾具的選用以及圖形設計完全按照老師的規(guī)定要求操作，這樣的實訓過程應該說是不完整的。另外，學生也會覺得簡單、單調(diào)，甚至多重復幾次也覺得枯燥、乏味。因此，12課時的學生前8課時按照老師的規(guī)定動作來完成，如果時間允許可以多重復，熟練掌握整個操作過程，以及了解加工誤差造成的原因。后4課時完全由學生自由發(fā)揮，老師出題目或學生自己出題目設計一個產(chǎn)品圖形，但老師要規(guī)定整個產(chǎn)品必須在規(guī)定的尺寸范圍之內(nèi)，因為如果尺寸太大，一是耗材料，二是加工時間太長，課時也不允許。這樣從產(chǎn)品設計到畫圖、材料選用、裝夾具如何選使用、操作、誤差控制等，自己（個人或小組集體）獨立自主完成。由于讓學生獨立參與這些工作，學生的積極性能得到提高，同時增強了動手能力，有助于全面、系統(tǒng)地掌握操作和技能，為將來走向工作崗位培養(yǎng)獨立思考、創(chuàng)新思維的能力，為學生奠定堅實的基礎。

2.老師準確把握講授、示范、指導的尺度。部分老師上實訓課時，講授內(nèi)容太多太細，學生無需動腦思考只需按部就班進行操作，導致知其然不知所以然，連產(chǎn)品誤差造成的原因多種因素都不會分析，造成技能訓練效果不佳。在技能訓練過程中，既要體現(xiàn)老師的主導作用，又要充分體現(xiàn)學生的主體作用，盡可能讓學生多動手操作、獨立操作、規(guī)范操作以及達到熟練操作，盡可能杜絕不動手的旁觀者。老師指導技能訓練要注意方法：重點指導、耐心檢查、注意糾錯，發(fā)現(xiàn)普遍性問題，要及時向全體學生講解，個別問題則單獨輔導。

3 特種加工工程技能訓練的考核與評價

由于我院特種加工工程技能訓練的課時少、學生人數(shù)又較多，訓練時間短難以保證每個學生有上機床操作的機會。因此，分組操作機床，以每組組長第一個上機床操作，其余同學在機床旁邊觀察思考或為組長提供一些必要的幫助，看每一步操作是否正確，如有錯誤提醒糾正，實際上第一件完成成果是每組成員集體智慧。然后進行檢驗是否達到合格尺寸標準，如有超差可以修改補償來進行修正，第一件完成后后面的同學繼續(xù)上機床操作加工，以此類推。

對學生的考核分為操作和實習報告，均采用百分制，為了提高學生的積極性和團隊精神，以工廠師傅加工合格零件為標準，超差等級進行評分，如果沒有時間只完成了一件，則以團隊進行評分，沒有親自操作的同學操作分低一點;如果每組完成多件分別評分，其余的同學沒有親自操作的以第一件標準進行評分。

綜合評價工科學生工程技能訓練，需結合工程認證的一些指標來評價一個學生。如“工程與社會”“溝通表達”“職業(yè)規(guī)范”“團隊合作”等，在學校培訓教育時間短，只要學生有這方面的意識，就為以后工作崗位打下堅實的基礎做了準備。

4 結語

結合我校特種加工工程技能訓練設備情況，課時又少，而且學生人數(shù)批次又多的情況下，為了滿足學生實訓實習最優(yōu)化，通過實踐教學研究和探索，總結出理論教學和實踐操作機床課時的最優(yōu)化，為了提高學生實訓的積極性，在操作考核方面進行了教學研究和實踐，滿足了我校目前的教學要求，并取得了一定應用效果。

參考文獻：

[1] 左時倫.工程技能訓練教程（第3版）[M].北京：清華大學出版社，2016.