基于中國特色學(xué)徒制的《數(shù)控車削加工技術(shù)》工學(xué)一體化教學(xué)實(shí)踐研究
——以軸套加工為例

韋應(yīng)琴，孫耀恒

（白銀礦冶職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 白銀 730900）

2021年，“十四五”規(guī)劃綱要明確提出，要加快推進(jìn)職業(yè)教育改革步伐，努力培養(yǎng)一支技術(shù)精湛、創(chuàng)新能力強(qiáng)，能夠在實(shí)踐工作中解決技術(shù)難題和復(fù)雜工藝問題的大國工匠和能工巧匠。結(jié)合職業(yè)教育人才培養(yǎng)方案和“十四五”規(guī)劃綱要，高等職業(yè)學(xué)校與企業(yè)持續(xù)推進(jìn)中國特色學(xué)徒制，二者共同制定工學(xué)一體化人才培養(yǎng)體系，制定適應(yīng)企業(yè)人才需求的一體化人才培養(yǎng)方案、開發(fā)教材、制定考評(píng)標(biāo)準(zhǔn)等，人才培養(yǎng)質(zhì)量顯著提高，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了應(yīng)有貢獻(xiàn)。

1 中國特色現(xiàn)代學(xué)徒制的內(nèi)涵

中國特色學(xué)徒制是以學(xué)校和校企雙向體育人為基本前提，以在校是“學(xué)生”、在企是“學(xué)徒”的雙重身份為動(dòng)力，以培養(yǎng)職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和崗位要求為目的，是一種新型職業(yè)教育的工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式。中國特色學(xué)徒制有助于促進(jìn)行業(yè)、企業(yè)參與職業(yè)教育人才培養(yǎng)全過程，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和針對(duì)性。

自2014年以來，數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)通過設(shè)立現(xiàn)代學(xué)徒制試點(diǎn)，與企業(yè)一起探索合作育人模式，為省內(nèi)外制造企業(yè)輸送了一大批適應(yīng)行業(yè)需求的技術(shù)技能人才，受到了企業(yè)的一致好評(píng)。

在人才培養(yǎng)過程中，為達(dá)成校企雙主體育人標(biāo)準(zhǔn)，突出教師和學(xué)生的雙重身份，即教師既包括“導(dǎo)師”——學(xué)校數(shù)控專業(yè)專任教師，也包括師傅——企業(yè)數(shù)控機(jī)床操作技術(shù)人員；學(xué)生既是在校學(xué)生，又是企業(yè)學(xué)徒；教學(xué)場景既有學(xué)?！耙惑w化”數(shù)控實(shí)訓(xùn)中心，又有企業(yè)的機(jī)械加工車間；教學(xué)過程在學(xué)校和企業(yè)交替進(jìn)行；以過程性考核為主體，最終由學(xué)校教師負(fù)責(zé)基礎(chǔ)知識(shí)考核，企業(yè)專業(yè)技術(shù)人員負(fù)責(zé)職業(yè)素養(yǎng)及數(shù)控車操作技能鑒定。

2 校內(nèi)教學(xué)

《數(shù)控車削加工技術(shù)》一體化教學(xué)實(shí)踐總體設(shè)計(jì)：《數(shù)控車削加工技術(shù)》課程根據(jù)中國特色學(xué)徒制育人理念，結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，由企業(yè)和學(xué)校同行，配備“雙師型”主導(dǎo)教師1人，輔助教師1人，企業(yè)技術(shù)人員2人，共同開發(fā)人才培養(yǎng)方體系，以企業(yè)典型工作任務(wù)為載體，一起制定人才培養(yǎng)方案、課程設(shè)計(jì)、課時(shí)安排、項(xiàng)目內(nèi)容、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等。

下面以《數(shù)控車削加工技術(shù)》課程中項(xiàng)目五——軸套編程與加工為例，利用信息化教學(xué)手段，結(jié)合崗位生產(chǎn)實(shí)際，融入課程思政元素，從軸套類零件的結(jié)構(gòu)組成、工藝設(shè)計(jì)、刀具選擇、切削參數(shù)的確定、編制加工程序、仿真加工、機(jī)床實(shí)際加工、質(zhì)量檢測等方面闡述工學(xué)一體化教學(xué)設(shè)計(jì)，解決軸套等薄壁零件數(shù)控車加工工藝難題，為實(shí)際加工生產(chǎn)提供依據(jù)。

2.1 資訊

（1）課前輔助教師在云班課中發(fā)布軸套加工導(dǎo)學(xué)案，通知學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，并完成云班課預(yù)習(xí)作業(yè)。

（2）課中“雙師型”主導(dǎo)教師介紹工作項(xiàng)目。如圖1所示，軸套主要表面包括內(nèi)外圓柱面和端面兩部分，其中外圓柱面尺寸為，內(nèi)圓柱面尺寸為壁厚2.5mm，屬于薄壁件，容易產(chǎn)生變形，可考慮心軸定位夾緊。內(nèi)孔表面質(zhì)量Ra0.8μm，分粗精加工，先進(jìn)行粗車，再進(jìn)行精車。主導(dǎo)教師啟發(fā)學(xué)生依照項(xiàng)目要求采集與工作相關(guān)的資料信息，利用情景模擬法告知學(xué)生以任務(wù)完成時(shí)間和完成質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行小組競賽，對(duì)優(yōu)勝小組作業(yè)評(píng)定為優(yōu)秀作業(yè)，并給該組每位成員增加5經(jīng)驗(yàn)值。

圖1 軸套零件圖

首先，學(xué)生觀看短片——全國勞模倪澤軍，融入思政元素，弘揚(yáng)工匠精神。其次，學(xué)生需通過閱讀任務(wù)書，每小組為4～5人，包括工藝員、編程員、操作員、檢測員及安全員，每位成員須明確工作任務(wù)，并佩戴角色胸卡，通過查閱相關(guān)工具書初步了解各自加工任務(wù)。

2.2 計(jì)劃

（1）“雙師型”主導(dǎo)教師利用PPT播放加工任務(wù)，借助引導(dǎo)教學(xué)法引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行圖樣分析、工藝分析、選擇刀具、確定切削參數(shù)、編制加工程序，并在云班課中發(fā)起頭腦風(fēng)暴：如何實(shí)現(xiàn)零件的粗精加工，保證加工精度和提高加工效率？

（2）學(xué)生利用自主學(xué)習(xí)法通過線上自主學(xué)習(xí)軸套加工微課，觀看薄壁零件加工微視頻，分組討論工件裝夾方式、所需刀具、工件加工工序、程序編制、檢驗(yàn)量具等，搶答云班課中的提問，擬定合理的加工方案。

主導(dǎo)教師針對(duì)任務(wù)分析中學(xué)生存在的普遍問題和重難點(diǎn)問題予以解答，鼓舞學(xué)生采納多種加工方案，進(jìn)行綜合比較后選擇最優(yōu)加工方案進(jìn)行實(shí)際加工。

2.3 決策

（1）“雙師型”主導(dǎo)教師指導(dǎo)學(xué)生合理安排加工工藝，重點(diǎn)講解保證零件尺寸精度和形狀位置精度方法，并說明裝夾定位要求（盡量選擇通用夾具）。該零件的毛坯直徑為φ40mm鋁料，先加工內(nèi)孔，采用三爪卡盤裝夾；再加工外圓，利用心軸進(jìn)行定位、三爪卡盤進(jìn)行夾緊，夾緊前可用百分表找正，保證軸套圓度、圓柱度、同軸度和位置度等公差要求。確定走刀路線時(shí)，按照先精車后粗車順序進(jìn)行，盡可能用同一把刀具加工完所有部分，避免因更換刀具產(chǎn)生尺寸誤差和形位誤差。最后，主導(dǎo)教師對(duì)每組方案予以點(diǎn)評(píng)，并激勵(lì)優(yōu)秀小組。

（2）每組學(xué)生初步制定自己的加工方案，由小組代表上臺(tái)展示該組方案，最后進(jìn)行組間討論，取長補(bǔ)短，優(yōu)化方案設(shè)計(jì)，教師再次確認(rèn)加工方案可行性。

2.4 實(shí)施

（1）制定加工工藝?！半p師型”主導(dǎo)教師指導(dǎo)學(xué)生在制定加工工藝時(shí)，刀具選擇主要依據(jù)零件加工余量多少、零件結(jié)構(gòu)特征、材料屬性、熱處理要求、加工部分幾何形狀、尺寸精度、表面質(zhì)量等技術(shù)要求，正確選擇刀具材料、刀片形狀及夾緊方式和切削參數(shù)。該零件所需刀具為主偏角為93°的焊接式外圓車刀，用來粗精車端面和外圓；主偏角為75°的焊接式內(nèi)孔車刀用來粗精車內(nèi)孔；φ18mm麻花鉆鉆底孔。切削用量選用原則：粗加工需去除大部分余量，為實(shí)現(xiàn)高效加工，盡可能選擇大的背吃刀量ap和進(jìn)給量f，接著在保證刀具不被快速磨損或斷裂的前提下給定一個(gè)合理的切削速度vc；精加工時(shí)，須保證零件尺寸精度和形位精度，應(yīng)選擇較小的背吃刀量ap和進(jìn)給量f，接著選擇較高的切削速度vc，其中切削速度的選擇可參照刀具手冊(cè)里的數(shù)值，最終轉(zhuǎn)速計(jì)算可利用公式n=1000vc/πd確定。

主導(dǎo)教師詳細(xì)講解基準(zhǔn)概念（包括粗基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)）和基準(zhǔn)選擇原則，結(jié)合本任務(wù)讓學(xué)生熟練掌握基準(zhǔn)重合原則、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。工藝員按要求編寫數(shù)控加工工藝卡片，主要包括車床、刀具、夾具、切削用量和加工路線圖，填寫數(shù)控加工工序卡片、數(shù)控加工刀具卡片和走刀路線圖卡片。

（2）編制加工程序。該零件進(jìn)給路線粗加工外輪廓既可采用“矩形”循環(huán)G81指令，精加工路線沿零件輪廓采用“由近及遠(yuǎn)”的順序加工，但在具體路線的制定過程中，應(yīng)注意減少空行程，正確選擇刀具切入、切出方向，保證最終輪廓一次走刀完成。也可采用復(fù)合循環(huán)指令G71完成粗、精加工程序編程。主導(dǎo)教師可按照小組劃分，指定一、二小組利用G81編程，三、四小組利用G71編程，從而對(duì)比各指令加工特點(diǎn)、加工效率，總結(jié)兩種指令各自應(yīng)用場合。編程員根據(jù)組內(nèi)討論結(jié)果，編寫軸套加工程序。

（3）模擬仿真加工。編程員利用宇龍仿真軟件或Vericut軟件進(jìn)行模擬仿真加工，檢查程序正確與否，為機(jī)床實(shí)際加工做準(zhǔn)備。

（4）數(shù)控車床實(shí)際加工。主導(dǎo)教師在數(shù)控實(shí)訓(xùn)中心重申安全操作規(guī)程，演示工件裝夾、內(nèi)孔車刀裝夾及說明其幾何角度對(duì)加工的影響；注意查看學(xué)生操作狀況，有需要的予以指導(dǎo)。

加工員完成工件裝夾、刀具裝夾、對(duì)刀操作，程序校驗(yàn)等，輔助教師確認(rèn)由試切對(duì)刀確定的工件原點(diǎn)、刀補(bǔ)等無誤后允許學(xué)生進(jìn)行低速試切，試切過程中實(shí)時(shí)進(jìn)行測量，與圖樣尺寸進(jìn)行比較，如果不滿足尺寸精度要求，可通過修改刀補(bǔ)表中的數(shù)值來達(dá)到圖樣給定尺寸精度要求。在此過程中，主導(dǎo)教師可引導(dǎo)學(xué)生自主檢查加工中出現(xiàn)的問題，分析問題出現(xiàn)的具體原因，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和自主解決問題的能力。

2.5 檢測

為了保證零件尺寸精度要求，檢驗(yàn)員首要考慮所用量具種類，測量外圓可選擇千分尺、游標(biāo)卡尺或公法線千分尺；測量內(nèi)孔可選擇內(nèi)徑千分尺。主導(dǎo)教師詳細(xì)講解各量具工作原理、結(jié)構(gòu)和讀書方法。檢驗(yàn)員選擇恰當(dāng)?shù)臏y量器具根據(jù)圖樣要求逐一測量零件尺寸，填寫學(xué)生評(píng)分表。輔助教師須記錄檢驗(yàn)員詳細(xì)測量過程，包括測量器具的選擇、測量方法、讀數(shù)準(zhǔn)確性等，然后對(duì)學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)、操作規(guī)程、零件質(zhì)量進(jìn)行詳細(xì)考評(píng)，填寫教師評(píng)分表。

2.6 評(píng)價(jià)

學(xué)生組內(nèi)互評(píng)，填寫學(xué)生互評(píng)表。輔助教師組織同學(xué)們進(jìn)行組間討論，組長匯報(bào)本次加工中的優(yōu)缺點(diǎn)，輔助教師對(duì)最終產(chǎn)品質(zhì)量問題提出合理意見，并公布各小組該項(xiàng)目最終得分。

3 企業(yè)實(shí)習(xí)

3.1 企業(yè)學(xué)習(xí)

學(xué)生如期完成由校企雙方確定的學(xué)校學(xué)習(xí)任務(wù)后，定期進(jìn)入企業(yè)，企業(yè)依據(jù)人才培養(yǎng)方案、課程標(biāo)準(zhǔn)、課程設(shè)置等教學(xué)文件，由企業(yè)技術(shù)人員，即“師傅”為“學(xué)徒”安排工作場所、工作設(shè)備、學(xué)習(xí)資源等?！皫煾怠奔?xì)化崗位技能要求和訓(xùn)練時(shí)間，“學(xué)徒”要在既定時(shí)間內(nèi)完成考核項(xiàng)目。最后，“學(xué)徒”要參加企業(yè)組織的考核評(píng)價(jià)，“師傅”全面負(fù)責(zé)學(xué)生的崗位工作、學(xué)習(xí)和日?？记诘?，并記錄“學(xué)徒”在教學(xué)工作和生活作息等方面的問題，總結(jié)歸納，為后期修改完善校企合作育人方案提供實(shí)際依據(jù)。

3.2 技能鑒定

按照校企雙方指定的學(xué)歷證書+技能等級(jí)證書制度，即“1+X”證書制，由企業(yè)專業(yè)技術(shù)人員攜手學(xué)校專業(yè)教師共同開發(fā)技能鑒定資源庫，包括理論試題、實(shí)操試題及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，在企業(yè)（或?qū)W校）完成技能鑒定工作。

4 考核評(píng)價(jià)

學(xué)生成績由表現(xiàn)成績、理論考試成績和專業(yè)技能考核成績?nèi)糠謽?gòu)成，其中表現(xiàn)成績占30%，由學(xué)校教師和企業(yè)“師傅”共同給定，理論考試成績由學(xué)校給定，占30%，專業(yè)技能考核由企業(yè)“師傅”給定，占40%。

5 結(jié)語

數(shù)控車削加工技術(shù)課程為高等職業(yè)院校數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)一體化核心課程，學(xué)習(xí)完該課程學(xué)生應(yīng)具備基本職業(yè)素養(yǎng)、扎實(shí)的理論知識(shí)和熟練的機(jī)床操作技能，并且能夠自主創(chuàng)新，利用新工藝、新技術(shù)、新方法加工出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，提高生產(chǎn)效益，為企業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)崗位要求的高技能人才。因此，在育人中，為落實(shí)職業(yè)教育改革方案，深化教學(xué)改革，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，中國特色學(xué)徒制育人模式為企業(yè)和學(xué)校起到了橋梁紐帶作用，通過企業(yè)專業(yè)技術(shù)人員和學(xué)?！半p師型”教師協(xié)同育人方式，探索并建立資源共建共享、互利共贏的校企深度合作長效機(jī)制，使得學(xué)生扮演雙重角色，即學(xué)生和學(xué)徒，注重人才培養(yǎng)質(zhì)量，從而解決了人才培養(yǎng)與企業(yè)需求無縫銜接問題。