绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇数控编程加工实习总结范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
数控加工专业的实习,离不开普通机床的实习,所以数控加工专业的实习主要分普通机床实习和数控编程与操作实习两大内容。根据笔者十几年的教学经验,下面分析一下这两部分专业技能的实习内容,希望能给大家带来帮助。
一、普通机床实习
1.重视安全文明生产
安全文明生产对于机械制造行业来说是一项重要的教学管理及企业的生产教育管理项目。对于刚进入校门的学生而言,机械制造行业是一个全新的专业。实习教师虽然每次实习都强调安全文明生产的重要性,但由于学生没有深入到企业生产,没有彻底认识到安全文明生产对于生产加工的重要性。这就需要生产实习教师反复强调,甚至在每节实习课中都要强调需要注意的安全事项,再用多媒体教学,把企业中出现的伤亡事故的典型案例播放给学生。教师或企业生产管理者更应该加工安全生产的管理,作为实习生产的首要工作,让学生养成文明生产实习的好习惯。
2.正确理解机床的工作原理,让学生能熟练操作机床
学生在操作机床之前,要通过老师的讲授、操作演示等教学环节,深刻理解普通机床的组成、机床工作原理、机床的日常维护及保养。教师要做到学生不认识的手柄不要乱动,学生不知道的问题要当时解决。这既是对机床的正确操作的管理,也是对学生人身安全的管理。教师通过演示让学生充分认识和理解机床的各项功能及要求,然后安排学生练习机床的操作。一般前期操作只让学生学会变速、调挡及手柄进刀、退刀的练习,不装夹工件、不安装刀具,更不能进行切削加工。通过这一系列的实习教学,学生们对机床的工作原理有一个初步的认识后,就要反复操作练习。
3.认识刀具组成及几何角度
在机械行业中有这样一句俗语“三分刀具、七分技术”,说明要想加工出合格的零件,除了熟练操作机床,掌握必要的加工技术,还要掌握一定的刀具方面的专业技能。以900硬质合金车刀为例。首先让学生理解硬质合金刀具的特点。硬质合金刀具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能,但有韧性差、不能承受较大冲击力等特点。其次是车刀的组成,由刀柄、刀头组成。刀柄是刀具上夹持或车刀的夹持部分;刀头是焊接刀片的部分,由它形成了车刀切削刃的切削部分。其中刀头又由前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃、刀尖组成,即“三面、两刃、一尖”。最后是分析车刀的六个基本几何角度,车刀的几何角度主要由六个基本几何角度组成,即前角、主后角、副后角、主偏角、副偏角、刃倾角。这六个角如何测量,在什么平面内测量,每个几何角度在切削加工时都起到什么作用,都是需要让学生必须掌握的内容。这部分知识是教学内容的重点、难点。
4.刀具的刃磨
学生通过前面对刀具知识点的掌握,就可以进行刀具的刃磨练习。首先要学会选择砂轮的种类。目前,学校或企业生产中常用的砂轮材料有两种,碳化硅和氧化铝砂轮。要让学生了解刃磨刀具不同部位,选择不同的砂轮。要让学生在磨刀之前,了解刀具的几何角度在刀具的什么位置。教师通过演示,对整个磨刀过程的每一个细节,一一讲解。学生练习刃磨刀具需要一个长期的练习过程,切不可急于求成。
5.量具的使用和保养
在机械加工中,常用的量具就是游标卡尺和千分尺。学生不仅要学会正确地测量和识读数值,更重要的是学会爱护和保养所使用的量具。其他量具的使用,在后面实习课题需要使用时再讲授。以上都是普通机床实习最基本实习内容。完成前面的课题内容后,就可以进行有针对性的课题实习训练了。
6.课题训练
以普通车床为例,实习的课题经常有端面、外圆柱面、内圆柱面、锥形面、特形面、螺纹等基本课题的内容。每个实习的课题一般包括以下几项教学步骤:课题中出现的零件轮廓的名词、概念、特点,刀具的刃磨要求,刀具的安装,工件的安装,加工方法,测量方法,注意事项,废品分析等课题内容。这个教学环节是运用所有的综合技能加工合格零件的一个过程,要引导学生能根据图样,独立制定加工工艺,在切削加工中灵活运用切削用量的三要素,保证加工工件符合尺寸精度、表面粗糙度、形位公差等方面的要求。
以上是普通机床的主要实习内容。三年制的学生一般要求实习一年半左右的时间,普通机床实习基础很关键,如果普通机床没有掌握好,就谈不到数控编程的实习。因为数控编程的加工过程全部是利用普通机床实习掌握的技能进行编程加工的,虽然数控加工本身有自己的加工特点,但绝大部分都是普通机床实结的专业技能,由指令代码形式去控制自动加工的。
二、数控编程与操作
数控实习一般是先学习必要的理论编程知识,掌握编程后再进行数控机床操作加工实习。
1.数控编程
首先要让学生学习数控工艺,理解数控加工与普通加工的联系与区别,掌握数控加工工艺的一般过程。其次是学习数控编程。一般数控编程主要学习的数控系统有国产“华中”“广数”、日本“法那克”、德国“西门子”等系统。但无论哪一种数控系统,都有通用数控编程指令和该系统中的特有功能的数控循环指令。实习教学重点放在通用数控编程指令部分,到后期学习数控编程有针对性地学习一种或两数控系统中的特定指令功能即可。其实只要一种数控系统编程掌握的夯实,学生到参加工作岗位后,根据机床说明书的编程格式,很快就能胜任其他数控系统的操作,因为数控编程只是一种指令代码代表不同的功能而已。有条件的学校或企业,可以采用数控仿真软件进行数控编程和仿真加工过程教学。数控仿真软件在实习教学中体现了非常实用的优点:操作安全,降低事故率,数控仿真软件使用逼真,适合实习教学环节。在数控仿真软件使用过程中,不会产生任何实际性的事故,但学生必须学会查找原因,经过反复的编程与操作练习,最终都能在数控仿真软件中编出正确的程序以及加工出合格的零件。这是在实际的数控设备加工过程不可代替的教学环节。
2.操作加工
数控机床的操作加工主要是进行对刀、输入程序、校正程序、自动循环加工、刀补值的修调等内容。数控机床价格一般较昂贵,所以必须谨慎操作数控机床,强调安全,提出加工安全文明生产的要求。通过教师的讲解、演示、总结后,让学生逐步掌握数控操作加工的过程。但必须先把数控编程的内容让学生掌握好,最好是先在数控仿真软件上进行编程与仿真操作加工没有问题后,再进行数控机床的操作加工。
一、引言
目前,数控技术在我国得到了广泛的应用,很多行业中都引入了数控设备的使用。与此同时,我国的数控人才却出现了数量匮乏的现象,为我国相关行业的发展带来了不利的影响。在这种情况下,就需要我国中、高职院校应当努力培育一线数控设备人才,从而满足我国的数控人才需求。
而在中、高职院校开展数控学习的过程中,实习也是一项不可忽视的环节。数控专业同其它专业有所不同,学生在学习数控技术之后即将走入到企业的实践当中,这就使得在对学生展开数控学习时更应当注重其实践能力,而学习则是为此目的而产生的一种实习方式。通过实习,能够有效的使学生在这个过程中通过实际观察、实践获取更多的实战经验,并在实际操作的过程中提升自身学习热情,对于学生数控技术水平的提高具有重要的意义。而通过何种方式使实习效率得到进一步的提高,则成为了目前数控教师最为关注的问题。
二、提高数控实习效率的措施
(一)把握实习环节
在数控学习课程中,科学合理的实习环节是必不可少的,通常来说,在实习中主要具有以下几个环节。
1. 入门指导
在这个环节中,要求教师应当根据数控教材以及之前所制定的实习计划对学生开展基本的指导,并对相关操作的重点、难点以及要点进行细致的讲解,从而能够使学生在理解操作的基础上将理论知识良好的应用到实际操作之中,而在课题逐渐深入、即将开展新的实习内容时,也应当根据学生实际特点而采取有效的引入方式,从而保持学生的学习兴趣。
2. 讲解示范
在对学生实际开展内容讲解时,应当在讲授的过程中保证重点提出、目的明确,并以生动形象的例子使学生能够在接触到新知识时能够明确应当掌握什么、如何掌握。而当学生对于课程基本知识点已经具有一定了解之后,则由教师为学生开展示范操作。在实习课程中,教师的示范是非常重要的一个步骤,因为当给学生讲解完理论知识之后,学生仅仅是从理论层面具有一定的了解,而对于如何应用却还存在着一定的差距。而通过示范操作,则能够使学生直接、具体的获得感性知识,并有效的将理论知识同实践操作进行有效的结合。在教师开展操作示范时,应当保证动作的正确、规范以及熟练,并在示范的同时将操作过程中的重点、难点向学生进行实时的讲解,并根据情况选择整体或者分解动作。而在教师演示的过程中,如果学生有哪处不明白,教师还应当及时的对学生讲解。
3. 结束指导
在这个环节中,教师的主要任务就是在对于之前进行的操作示范环节中,学生对于操作方面知识的掌握情况进行整体的评估。在教师开展结束指导的过程中,应当注重将学生的感性认识提升到一种更高的理性认识,并在这个过程中使学生能够将实践操作得到进一步的提高,并最终形成自身能力的一部分。而在教师开展操作总结时,也应当保证总结的准确、全面,从而使结束指导环节更有价值。
4. 编写训练报告
在这个环节中,教师应当安排学生对于之前操作示范以及指导环节中所获取的经验以及技能进行总结,并对操作结果、操作要点进行更进一步的观察,从而能够在观察以往操作的同时能够加强操作技巧、发现操作规律,并最终得出正确的结论。而当学生完成训练报告之后,则统一上交给教师统一批改。而教师在批改报告的过程中则应当肯定学生长处、指出学生不足,从而使学生能够更好的提升自身操作水平以及操作热情。
(二) 利用多媒体技术提高学生学习兴趣
随着现今科学水平的提高,教师也可以在实习的过程中对多媒体进行适当的应用来辅助实习,并尽可能在课堂中形成一种图文并茂的实习系统,从而能够以更为形象的方式激发学生的学习兴趣。比如使用电子白板、多媒体投影仪等设备保证在实习的过程中可以将其进行良好的切换,并在课堂中建立起局域网,从而方便学生与教师之间的信息共享,进而使课堂的实习指导更为便利。
(三)利用模拟软件开展数控实习
数控实习是一项实践能力要求较高的课程,而实践能力则只有通过学生亲身实践才能够获得提高,是将学生知识储备有效转化为能力的重要环节。针对学生实际情况以及数控技术特点,我们就应当以一种学生通过数控模拟软件,对数控操作各个环节有效还原的方式对学生展开实习,从而更好的获得实践效果。
在数控模拟软件中,能够有效的对数控加工现场进行模拟:其可以根据自身需求而设置不同的系统以及机床型号,并能够为学生提供同实际操作相同的各项功能以及屏幕配置,并为学生实时的解释NC代码并发出机床指令。同时,模拟软件还能够向学生提供真实性非常强的操作面板,并具有相应缩小、放大、碰撞过载帮助、代码向导以及NC校验功能,从而使得学生能够通过这个模拟软件更好的进行实习学习。通过在实际实习中有效的引入数控模拟软件,能够全面、平等的为学生提供实际加工的机会,不但会为学校节省实际操作的相关设备、材料投入,同时还能够保证学生在实际操作中的安全。
同时,编程也是在数控知识学习中非常重要的一项能力。而在传统计算机编程过程中,在学生编程完毕之后还应当有一定的处理过程才能够得到最终的NC代码,而通过模拟软件的方式则能够有效的使学生快速的掌握编程知识,并且在练习的过程中具有更为直观的特点。在程序仿真的过程中,刀具会根据指定的加工轨迹展开动态加工,而在这个过程中,学生则能够对数控加工过程仔细的观察,并对轨迹的合理性、连续进行做出判断,并观察加工过程中刀位是否正确、是否存在空走刀、刀具干涉的问题。通过这种形式,则能够有效加强了学生对于刀具轨迹以及加工工艺的理解,而在加工完毕后,学生则可以根据加工结果对不足之处、需要改进的地方重新编制程序并再次加工,直到获得满意结果为止。
另外,学生还可以根据自身学习过的车工、机械制造工艺课程的相关知识来选择适当的零件工序以及加工方式,并对相关参数作出合理的选择。而通过数控模拟软件,则能够根据学生的这方面需求自动开始计算,并对生成轨迹实行动态仿真,并能够以动态的方式对加工过程中粗加工、半粗加工以及精加工的整个过程进行显示。通过这种实习方式,能够有效的将数控理论知识、数控编程、数控加工以及制造工艺等各方面知识进行有机的结合,从而使学生能够在这个过程中对以往数控基础知识有效巩固的同时强化了自身的数控实践操作能力。
(四)在数控机床实践
在对学生展开数控理论知识讲解、软件模拟训练之后,学生则已经对数控的知识、操作技术方面具有了一定的基础,这时教师就应当为学生开展实际机床实习,从而使学生能够将理论、模拟知识良好的运用到实战当中。在这个实践环节中,教师可以先安排学生以分批的形式将零件NC程序通过数据传输传送到数控机床之中,并在数控机床中开展实际的工件加工练习,而教师应当在现场为学生提供及时的指导及帮助,使学生得以顺利的完成实践作业。通过这个实际操作的过程,能够有效的对学生实际动手能力进行培养,并在实际机床的操作中感受到工作气氛,从而获得更高的学习热情。
三、结语
总的来说,在我国对于数控行业技术性人才、实用性人才的高需求背景下,仅仅依靠课程的理论知识学习是远远不够的,更需要将学生引入实践操作当中,从而培养其更强的实践操作能力。这就需要广大数控专业教师能够有效的将理论实习以及实际操作结合起来,并以良好的实习方式开展数控实习,从而在提高数控实习效率的基础上,为我国输送更多的优秀数控综合性人才。
参考文献:
[1]王甫茂,黄河,简毅,等.面向实践教学及考核的DNC系统关键技术[J].实验室研究与探索,2011(01).
[2]韩彦勇,王妍玮.对《数控编程》教学模式的体会[J].民营科技,2010(11).
随着全球知识经济的发展,机械工程渐渐成为一个跨域机械、电子、计算机、信息、数制、管理以及经济等多学科的综合技术应用学科,数控加工应用技术专业应运而生,这对传统意义上的机械加工专业教育提出了新的更高的要求。我校抓住机遇,锐意改革,自2002年期开设数控加工专业,并积极进行数控加工技术教学模式的探索,及时的引进了数控加工仿真系统,取得了良好的教学和鉴定效果,受到了学生、家长及社会的欢迎,是数控专业成为我校的拳头专业之一。在此,我结合自己的教学谈几点体会。
一、数控加工仿真系统及其在教学中的意义:
仿真模拟技术是指使用仪器设备、模型、计算机虚拟技术,以及以利用场地、环境的布置,模拟出真实的工作程序、工作环境、技术指标、动作要求,进行科学研究、工业设计,模拟生产、教学训练和考核鉴定等的一项综合技术。该技术正在得到教育培训领域广泛的重视和应用,数控加工仿真系统就是其中之一,其意义有以下两方面:
1、提高学生学习兴趣,变被动接受为主动学习
引入数控加工仿真系统进行教学以后,学生所编程序可以直接在计算机数控加工仿真系统的模拟加工演示,对程序编写和书写的错误能直接看出,机床操作面板的使用与零件的加工过程也和实际加工情况十分相似,学生可以从任意角度观察数控机床加工过程,毛坯加工为成品的过程历历在目,直观形象,便于学习与掌握;编程与操作的作业可以直接在计算机上检查,每次有检查,次次有结果,使学生对这门课程有了浓厚的学习兴趣,常常是刚上完这一堂课又急切地盼望着下一堂课的到来,甚至提出增加课时,学生的学习主动性与积极性大为提高。
2、技能训练与鉴定应用数控加工仿真系统可以降低训练成本提高训练效率和安全性
数控机床是一种较为昂贵的机电一体化的新型设备,如果初学时就让学生直接在数控机床上操作,可能出现撞坏车刀、损坏工件于机床、浪费材料等现象,甚至因操作失误对学生造成人身危害。引入数控加工仿真系统进行技能操作与鉴定,可以大大降低训练与鉴定的消耗,约50个机位的计算机包括50个结点的正版数控加工仿真软件,所需费相当于一台三十万元的数控机床,却能解决50―150个学生的初阶段的技能训练问题,学生可以轻松对实习过程进行初始化,对未能完成的实习实行状态存贮,对已完成的实习课题进行调入回顾,而后在进行几次实际操作就能达到事半功倍的效果,大大提高了实习效率降低了实习成本;鉴定中应用数控架空仿真系统可以减少考生占用数控机床的时间约50%,考生可以将编程与程序校验时间放在计算机上完成,然后通过数据传输将所编程序输入数控机床,对零件进行加工,安全性和鉴定效率均大为提高。
二、应用仿真模拟教学应注意的问题
1、编程理论与仿真模拟相结合
数控加工仿真系统主要应用于编程与操作这一理论教学课程,还可作为数控操作技能训练的辅助工具。教师应十分重视数控加工仿真系统的在教学中的应用方法,摆正数控加工仿真系统在教学中的位置,既不能完全依赖数控加工仿真系统,放弃教师在教学中的引导作用,也不能在教学中教师唱独角戏采用常规的教学模式而无视数控加工仿真系统在教学中的作用。
2、科学安排教学内容,循序渐进掌握数控编程与操作技巧
在教学过程中教学内容的安排分为三个模块。其一为基础模块,主要讲解与训练最常用的FANUC数控系统中的数控车床、数控铣床、数控加工中心的编程方法、操作及应用,这一模块是教学重点,必须使学生熟练掌握,灵活应用:其二为提高模块,主要讲解与训练SIEMENS数控系统的三种机床的编程与操作,以帮助学生进一步加强在不同数控系统下对不同数控机床的编程方法的理解与应用能力:模块三为扩展模块,主要讲解国产数控系统中的华中数控系统和广州数控系统中数控车床的编程与操作方法,扩大学生的知识面,提高学生对不同操作系统、不同操作面板的编程与操作能力。这样,学生在从业时能够信心十足的面对所操作的数控机床,较快适应所从事的工作。
3、正确进行教学评价,提高学生的学习意识和自觉性
教学时所进行的教学评价包括学生的自我评价、学生互相之
间的评价和教师评价。上机应用数控加工仿真系统进行数控编程与操作练习时以教师评价为主,对每次的练习成绩及时登记。评价方法包括口头评价和试题测评,而试题测评方法包括课题测评及期末测评。教师对学生进行口头评价时应注意方式和语言的选择,对做得不好的学生不采用直接批评的方法,只是指出该学生哪些地方做得好,哪些不太好,应如何改进。课堂测试应有较强的目的性,不是难为学生,而是通过对学生进行测试,来提高学生的学习意识、学习热情,学习的自觉性和自信心,因此,测试题应与课堂教学、上机应用数控加工仿真系统的练习要求相适应。考前的复习应有较强的目的性,不应超出范围,课程的总评成绩不过分注重一次期末考试结果,而是更多地、客观地关注学生在整个学习过程中的学习效果。教师在教学中有明确的教学目的,逐个系统、逐种机床进行讲解及安排练习,因人施教,因材施教,恰到好处。
4.反馈完善数控加工仿真系统,克服其负面效应
目前,我国制造业对既掌握数控技术又熟练数控编程、加工操作的中等职业毕业生需求越来越大,由于数控技术发展日新月异,教学内容与生产技术水平总是存在着滞后教学经费投入的不足.限制了实验、实训设备及数控应用软件的投入与更新。为了满足社会对数控技术应用型人才的需求,更为满足我校毕业生的需要.为更好地向企业输送合格的数控人才,把实训分四个阶段,以巩固和深化理论知识,提高和完善操作技能。
第一阶段:普车实。
这一阶段是学习数控车床不能逾越的过程。学生在普通车床上实习、练习刃磨车刀,熟练操作车床,从加工端面、外圆、内孔、切槽开始,逐渐接触到螺纹各部分的尺寸计算和加工,特形面的加工.在这一过程巾深刻理解刀具几何角度对切削加工精度和表面粗糙度的影响,进一步认识切削三要素Vc、ap、F在加工中的相互关系及其对工件质量的影响,掌握车床的调整方法.掌握切削的有关计算、了解常用_T具、龟具的结构,熟悉掌握其使用方法,合理地选择工件的定位基准,安排加工工艺过程。同时还须让学生知道只有完成这一阶段的实训任务,将来才有可能在数控车床上所编制的加工程序更为合理和实用。
第二阶段:仿真实训。
第一阶段的实训后.对学生进行技能考试。操作达到要求的学生到计算机进行数控仿真软件的练习.同时也能促进未选中的学生努力练习.激发他们的学习兴趣和竞争意识。首先让学生熟悉仿真机床的操作面板和录入面板明确每个按键的功能.建立工件坐标系的方法,如何选择刀具几何角度设置刀偏及刀补,详细地讲解每个过程。
在编程车削倒角时.可用两种方式:(1)把车刀刀位点指定在倒角起点处,再C01车削;(2)把车刀定位在倒角的右边延长线上,然后G01车削而成。同时让学生比较哪种方式更为简单和实用。
在普通螺纹加工中.让学生分别使用G92、G76螺纹循环指令来编程加工螺纹.在实训中让学生了解根据导程的大小和螺纹的精度高低选择不同的加工指令更为合适。G92直进式切削和G76斜进式切削。由于切削刀具进刀方式的不同,这两种加工方法有所区别。各自的编程方法也不同,造成加工误差也不同,工件加工后螺纹段的加工精度也有所不同。G92螺纹切削循环采用直进式进刀方式进行螺纹切削,螺纹中径误差较大,但牙形精度较高,一般多用于小螺距高精度螺纹的加工;加工程序较长,在加工中要经常测量。G76螺纹切削循环采用斜进式进刀方式进行螺纹切削,牙形精度较差,但T艺性比较合理编程效率较高,一般适用于大螺距低精度螺纹的加工。在螺纹精度要求不高的情况下,此加工方法更为简捷方便。所以,学生要掌握各自的加丁特点及适用范同,并根据工件的加工特点与工件要求的精度正确灵活地选用这些切削循环指令,然后编制加工程序,并自动加工。
第三阶段:数控加工。
在数控仿真软件加工出合格工件的同学先到数控车床上进行编程加工。由于仿真软件和数控车床是同一个界面,学生短时间内可熟练操纵机床,但需注意以下几点。
(1)要根据工件的材质,所用刀具的几何角度来选择不同的切削参数。经过普车的实训,这将不是难题。
(2)学生编制的程序要先经过图形模拟加工,程序正确后再进行对刀加工。
(3)在首件加工中合理使用程序暂定MOO指令.在精加工前对工件进行测量.看是否需调整刀具补偿.最后加工出合格的工件。
(4)重点突出典型零件的工艺分析,装卡方法的选择、程序编制,调整加工和检验,如果有缺陷,应找出原因并修正。遵循由易到难、由简单到复杂、由单项到综合这一过程,重视在实践教学中培养学生的实践能力和创新能力。
对学生加工的工件,按小组进行互评。学生都有好胜心理,会对对方的工件一丝不苟地检查,不放过任何一个细节。最后教师根据实际情况给出综合性的评价,或者让学生保存自己满意的作品,激发学生的兴趣。学生的学习效果非常明显。
21世纪是高科技、经济飞速发展的时代,传统的师傅带徒弟做法,已经远不能满足数控行业发展对人才数量的需求。当前数控行业需要大量有知识、懂技术的工人,而中等职业学校恰恰是培养此类人才的。这就要求实习指导教师不仅要传授基本操作技能知识,为学生在日后提升知识层次打基础,而且要在技能应用或社会岗位实际操作上指导学生做好准备。笔者结合自身的数控铣实习教学经验,总结出以下几点数控铣实习教学模式。
先做后学,为学生创造自主探索的机会先做后学,即在实习课上教师根据教学目标创设问题情境,提出问题让学生自主探索解决进而学到知识。它改变了传统的教师讲、学生听的刻板教学模式,变为少灌输,让学生多活动、多练习,让学生主动探索,参与知识的形成过程,并通过独立学习或小组合作学习,在观察、思考、实践、讨论等过程中自己去探索、去交流,从而激活学生的思维,增强实习训练的有效性,使课堂充满生机活力,使学生学会学习。我校立足本校实际,深刻认识现行教学现状与时展要求和肩负输送“合格+特长”专门人才重任的差距,积极寻求理论支撑,深入研究论证,大胆改革实践,努力探索“先做后学”的教学模式,取得了较为理想的效果。教师有目的地根据教学目标创设一定的实习环境,学生通过实践活动熟记教学内容,并提出实践中发现的问题。教师通过课堂教学,将学生在实践活动中掌握的知识连贯起来,并解决学生不懂的问题。其操作程序主要分为:创设情境实践探索发现问题概括疏导巩固应用。在数控铣程序编写第一行用到的G54G40G49G80G90G17指令,不必要求学生开始学编程时就详细理解各个指令的具体含义,只需让学生记住这个固定模式直接写程序,在以后的练习操作中再慢慢理解掌握。通过这样的实践教学,教师在进行理论教学时,就能在实践的基础上轻而易举地使学生理解。“先做后学”教学模式是认真贯彻“以就业为导向,以能力为本位”职业教育教学理念的一条有效途径。
指令讲解做小实验,效果事半功倍一切自然科学都来源于实践,都是在对自然现象进行观察的基础上从生产实践和科学实验总结发展起来的。尤其是当今时代的高科技,无一不是通过实验得到的。实验作为理科教学的重要内容、重要方法,对学生的知识掌握和科学研究方法、实验技能以及创新精神的培养,都具有重要的地位和作用。由于实习时间短,内容多,对于一些理论性、概念性较强的问题,教师不可能有足够时间讲透。在讲课时巧妙地引入一些小实验,将会更加有效果,如讲刀具半径补偿G41、G42指令时,以铣削孔做实验,在同一工件平面上,先逆时针走刀用G41左补偿铣第一个孔,然后把补偿取消再铣第二个孔,最后用G42右补偿逆时针走刀铣第三个孔。让学生观察测量出三个圆孔的尺寸异同,通过比较得出的结论,再让学生先总结两个补偿的区别,最后由教师进一步讲解补偿的概念及使用方法。还可带领学生利用半径补偿指令铣削方形工件外轮廓,进行补偿实验测试,分析补偿所加的位置不当造成产品有缺陷、机床报警、轮廓尺寸变小、走刀走到一半停止等产生的原因,使学生容易理解、印象深刻。
启发性教学——“八卦”铣削与学生能动性发挥苏霍姆林斯基说过:“真正的学校乃是一个积极思考的王国。”《礼记·学记》对教学启发方法与技巧有过精辟的论述。所谓“君子之教”,喻也:“道而弗牵;强而弗抑;开而弗达。道而弗牵则和;强而弗抑则易;开而弗达则思。和易以思,可谓善喻矣”。意即:优秀教师教学总是注重启发诱导学生,使之晓明事理:引导学生而不牵着学生走;鼓励学生而不强迫学生走;启发学生而不代替学生达成结论。在指导学生数控铣实习过程中,教师应竭尽全力去挖掘学生的思维潜力,千方百计地调动学生的主观能动性,想方设法去激发学生对铸造的兴趣。笔者在指导铣削实习时发现,学生最喜欢铣削“八卦”,通过精心设计,学生愉快地自选刀具,装刀及安装工件,了解“八卦”的加工特点和工艺,自己编制工艺,成功地加工出表面光洁、精细的产品,能使每个学生都深刻认识到数控铣削的重要性,从而乐于动脑思考加工工艺,锻炼实践操作能力。
注重学校实习教学与工厂生产实践紧密结合在数控铣实习教学过程中,要与工厂生产实际紧密联系,使学生能尽快将所学技能和生产实际相结合。这样能在一定程度上提高教学效果和教学效率,特别是一些常用零件和零件上的一些工艺结构不易讲清楚,但在现场讲解则一目了然。也可利用课外时间带领学生到工厂参观,对学生进行生产认识教育,使学生不仅会编程还知道在加工过程中应该注意什么及操作目的是什么。为更好地帮助学生搭建实践平台,为学生提供学习条件和实习设备,我校通过校企合作,促进数控专业向以基于项目学习的创新训练为中心的教学模式转变,并发挥学校教学、科研优势,为企业提供研发场所,实现双赢。我校与盐城液压机械厂的校企合作项目是“有热再生空气干燥净化装置控制器”,与盐城精艺网络机柜厂的合作项目是“网络机柜”,与盐城第五机床厂的合作项目是“X5035电气控制”。在项目教学中,将课堂教学、企业设计项目、专利发明创造等贯穿于教学环节之中,就构成了一个学校——企业——社会贯通的现代教学链,形成培养学生创造力和应用性设计能力的课程体系。通过这种校企间的全方位合作模式,不仅让学生拓展了视野,丰富了专业知识,培养了独立思考能力、团队合作精神、将理论运用于实际的素质和能力,而且还让他们在解决实际问题过程中不断创新,取得了较好的成绩。同时,不仅推动了项目本身的研究进程,而且促进了校企交流,提高了学生的岗位竞争能力。
课堂内外结合,营造学习数控技术的良好氛围在保证正常课堂实习教学的前提下,为了拓展学生的视野,将课堂实习教学和课外训练相结合,实现了实习课堂内外的统一与协调。学校免费为有电脑的学生安装数控仿真软件,供他们在业余时间学习、复习和研究。数控仿真室课余时间免费向学生开放,方便学生学习和做作业。有计划地组织学生参与技能竞赛,给学习扎实、操作能力强的学生搭建展示自我的平台,达到以点带面、全员提高的目的。
在学生中组织数控铣研究小组,激发学生的求知欲望把各班动手能力较强的优秀学生组织起来,打造成若干攻关小组,由数控专业教师带队进行常规指导,并给每组下达任务进行数控研究课题的开发,及时总结研究成果,有计划地制成VCD教学光碟,以多媒体教学方式供学生学习,并将之装入数控实训中心的计算机,供学生自主学习。这给学生创造了更广泛的学习空间、更便利的学习条件,学生可以戴上耳机,边看边听,同步学习制图、编程和仿真加工。比如,UG数控铣自动编程教学片、UG数控铣鼠标加工数控自动编程教学片、Master CAM数控加工中心自动编程教学片、西门子数控铣操作VCD教学片等课题的录制和安装,以学生为主体,让他们参与其中,使数控教学收到了事半功倍的效果。
综上所述,数控铣编程与操作实习应用性很强,能够让学生扎实地掌握这门课程中的技能,并能够使用这些技能为生产制造服务,成为一名合格的现代产业工人。数控技术是一门新兴的技术学科,我们所要做的就是在教学中研究教学,在搞好各相关课程教学的基础上优化本课程的教学效果,培养出合格的数控加工技术工人。
参考文献
[1]林思宁.体验式学习[M].北京:北京大学出版社,2006.
[2]苏宏志,王彦宏.从数控技能大赛看数控专业教学改革[J].中国职业技术教育,2007,(33).
教师要上好一堂课,首先就要管理好自己的课堂。笔者是一名数控车床方面的实习带班教师,专门负责中技生的数控车床实习。目前的中技生,大多部分学习基础及自觉性较差。另外,数控车床的使用需要较强的专业知识,在操作中要求学生要非常小心,只要有一点差错就有可能导致撞坏机床,伤及学生,出现安全事故,所以学生在使用的过程中不得有一点马虎。因此要提高学生的学习积极性,上好数控车床实习课,确保学生的安全,必须先要管理好数车实习课堂。怎样管理好数车实习课堂呢?笔者主要从以下几个方面进行探讨。
一、课堂管理的概念
课堂管理是指在课堂教学过程中所进行的管理,即在课堂教学中教师与学生遵循一定的规则,有效地处理课堂上影响教学的诸因素之间的关系,使课堂教学顺利进行,提高教学效益,促进学生发展,实现教学目标的过程。课堂管理是一种动态的过程,课堂是一个小型社会,集学习生活、情感生活、人格社会化过程、互动竞争生活于一体。管理的重点和核心是组织教学。
二、数控车床实习课堂管理方法
参加数控车床实习的学生是需要经过学习一定的相关理论知识之后才能进行操作实习的,如数控车床编程基础知识、数车加工工艺知识、数车编程仿真加工等等,另外最重要的就是要让学生先学习一些相关的安全操作及安全生产知识。虽然这些学生有些课前准备的知识,但在数控车床实习中还是不能独立有秩序地进行数控车床实习,还必须进行有效的管理。那么课堂管理的方法有哪些呢?笔者从以下几个方面进行阐述。
1.数车实习课前、课堂结束时的组织
在每次上实习课之前,最好先让学生集合。集合后可以检查学生的考勤情况、讲解并派发当天的实习任务,提示给学生一些相关的安全操作、安全生产知识等等。
在临近课堂结束前,也要让学生集合。集合后可以总结当天实习情况,可以先让学生代表总结,接着教师总结,总结的内容可以是学生当天的实习情况,如表扬当天实习中表现突出的学生或批评表现差的学生、简单讲解分析实习任务的加工方法、学生的安全操作问题、实习室的卫生情况、机床的保养情况等等。
2.数控车床实习课堂文明生产及安全操作技术
数控车床实习文明生产、安全注意事项必须贯穿于整个数控车床实习中,一定要让学生熟知。
(1)文明生产。文明生产是企业管理中一项十分重要的内容,它直接影响产品质量、设备和工夹量具的使用效果及寿命以及操作工人技能的发挥。中等职业技术学校的学生是工厂技术工人的后备力量,教师从开始进行数控车床实习时,就要重视培养学生文明生产的良好习惯。因此,操作者在整个操作过程中必须做到以下几点:①进入数控车床实习室后,应服从安排,听从指挥,严格按照教师的教学安排,由浅入深展开学习,不要擅自启动或操作数控车床系统,防止安全事故发生;②操作前,应该仔细检查车床各部分机构是否完好;③操作数控系统时,对各按键及开关的操作不得用力过猛、过大,应轻触慎用;④虽然数控车削加工是自动进行的,但不允许随意离开生产岗位。
(2)安全操作技术。在操作时,学生必须按照课堂规定,自觉遵守安全技术条例,并认真做到以下几点:①刀具装夹要牢固,刀头伸出部位不要过长,刀具下垫片的形状和尺寸应与刀体形状、尺寸一致,垫片应尽可能少而平;②装卸工件时,卡盘扳手应随手取下,不得留放在插孔上,避免开车时飞出,造成伤人及设备事故;③完成对刀后,要认真检查程序(或传真图形)才能加工;④在数控车削过程中,一定要关门操作,防止铁屑、崩刃、工件等飞出;⑤切削时产生的带状切屑、螺旋状的长切屑由于温度高,卷切力强,对操作者危害较大,应尽量改变加工参数、刀具角度等,避免意外发生。在清理切屑时应使用钩子及时清除,严禁用手拉拽。
3.强化数控车床课堂管理规范
在数控车床实习课堂上,教师可以根据个人管理方法的不同以及学生的个性制定相关的纪律,并监督学生的操作规范,养成良好的操作习惯。
(1)纪律规范。实习也是课堂,所以实习课堂的纪律不能放松。上课时有以下的纪律规范:①进入实习室,衣着要符合安全要求,严禁穿拖鞋、背心入实训室。②在实训室内,学生要按照实习教师指定的位置入座操作,不得大声喧哗,随意走动。有问题可以向实习指导教师示意,不得随意私自设置实习内容,如果不听指挥或违规操作而损坏设备者,除了需要赔偿经济损失外,还要停止下阶段的实习。③不得将食物或饮料带入实训室内,要保证室内整洁干净。④实训结束后,做好工量具、刀具的归位工作,要认真填写好设备使用纪录,并按要求搞实训室的卫生及机床的保养工作,班长及每组的组长要负责检查。
(2)操作规范。①工量具的使用与摆放。在开始每一次数控车床实习时,一般都会派发工量具,每台机床派发一套工量具。为了防止搞乱,每种工量具都要有标号,并按领取人的姓名登记在表上。每天在工具使用后,必须检查有没有损坏,如果有损坏要及时报告,并检查能不能及时维修,如果不能维修就要追究相关学生的责任;在没有损坏的情况时,要按要求将工具放到指定的箱子里。在测量工件的过程中,学生有可能在测量完后将量具摆放在床头箱上,如果一不小心掉到正在旋转的机床主轴上就会发生事故,这是极其危险的。因此,必须要求学生将用完的工具摆放在工具箱里,这些习惯要让学生从一开始就养成。②机床的操作规范。可以参考安全操作技术。
4.数控车床实习课堂分组教学法
实习过程要进行分组学习,以培养学生的互助意识。在技能教学中,学生分成数组,每组大概5~8位学生,每台机床可以安排2~3位学生,每组选一个动手能力较强的学生,由他组织本组学生的实习。组长做完之后要帮助其他同学,纠正他们的错误,组员之间可以相互讨论加工方法。在实习中采用分组教学,不但可以增进同学们的互助意识,还能增进同学之间的友谊。
分组教学有利于锻炼学生的竞争意识。教师在实习过程中可以适当安排一些技能训练,以分组竞赛比武的形式完成。有了比赛竞争,学生的学习热情会更加高涨,他们能在比赛中体会到满足感和自豪感,从而增强学习的信心。教师也可以根据竞赛的结果给予他们一定的奖励,这更加能够增强他们学习的积极性。
三、小结
实践证明,采用好的课堂管理方法,是成功上好一堂实习课必不可少的一部分。没有管理,没有规则,整个课堂将会是一盘散沙,教学效果可想而知。所以我们要想提高教学效果,就必须先在课堂管理上下功夫。
参考文献:
中图分类号:G72 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)14-0010-01
UG NX 是当前世界上最先进和紧密集成的、面向制造行业的CAD/CAM/CAE高端软件之一。许多世界领先的制造商用其进行概念设计、工业设计、机械设计、模具设计、数控编程加工等工作,特别是在国内的模具设计与数控编程行业中,UG NX已经成为了主流的设计编程软件。为使学生进入企业后,能够熟练掌握一门CAD/CAM软件,尽快适应自己的工作岗位,我校结合机制专业的自身特点,选择NX(UG)作为CAD/CAM教学软件。但作为一门课程,学生学完后,很难做到融会贯通,没有达到预期的教学效果。为了提高学生学习的主动性,让枯燥的机械课程变得简单易懂,提高学生学习的兴趣,增强各门课程之间的联系,本人总结目前教学方式及一些教学改进措施。
一、目前学校的教学方法与思路
在本校,UG NX课程均在实习课堂上完成,即作为实习项目来教学。实习场地选择在机房,这样可以使学生有更多的动手操作时间,在机房上课也更能活跃课堂气氛,提高学生的学习兴趣。教师在上这门课时,均采用多媒体教学,边讲解边示范演示。讲完功能指令后就布置练习或者讲解一些相关的例子,作为课堂练习或课后作业。这种讲授课方法,大部分学生在课堂上或短时间内都能接受,但过段时间后学生就会把所学知识忘记的非常透彻。或是老师所举例子,都能按老师操作方法完成图,但是采用相同的功能指令,换个类似的图让学生完成时,往往又不能独立操作成功。针对以上问题,本人经过多次的实验和长时间的观察,总结得出了以下几方面原因:
1.实习课时太少,学生自己动手时间短
从以往的授课计划表可以得知,教学内容非常丰富、充实,但实习课时较少。UG NX 每个模块的功能指令都特别多,而且每个指令都有相应的对话框,对话框内又有各种参数选项,因此,要完全讲解每一个指令的应用,需要一定的时间。但是,由于课时已定,因此,学生动手操作的时间就相对减少了。
2.缺少学生动手操作环节
大部分老师上课都是采用边讲解边示范演示的方法,讲完指令后就列出一些相对应的例子,讲完实例,学生画完后就进入下一课题了,缺少让学生自由发挥、自由抄画模型的环节。
3.缺少相应的基础知识
学生在实习UG NX 课题前,没有学习相应的基础知识。比如,学生从没有接触过计算机绘图、计算机辅助设计课程的学习,直接进入UG NX课题的实习。由于UG NX功能非常强大,在绘画方面需具备一定的空间思维能力及平面绘图基础。如果没有这几基础知识,那么,入门就比较困难,需要很长的时间。但课时有限,因此给上课老师带来很大的教学压力,且上课效果不佳。又如:学生在实习UG NX 课题前,从没有接触过数控铣床、加工中心,甚至连数控铣削原理都不懂的,就直接学习UG NX数控编程(CAM)。这样会给专业老师带来更大的教学压力,老师需要从铣削原理、加工基础讲起,即使教师把这课上得再好,也只是纸上谈兵,学生到实践中还是不知如何下手。
二、教学改革方案
根据以上几个问题,本人提出以下相应的教学调整,具体方案如下:
1、增加实习课时,分阶段实习 ,增加零件抄画、机床连接操作环节
跟数控铣床、数控车床实习一样,分初、中级与高级两个阶段实习,每个阶段至少120学时,初、中级阶段主要实习零件的三维实体造型、简单曲面造型、工程图、装配基础、二维加工。高级阶段主要实习曲面造型、三维加工等。
每实习完一章节,学生除了要完成一些实例外,还要自己动手测绘零件。如,学完三维实体造型后,让学生自己准备一把塑料卡尺,动手测绘教室内的桌椅和电脑显示器,或者指导老师准备好一些零件模型等。通过实体模型测绘,调动学生学习的主观能动性,增强了学生的自信心、愉悦感和满足感。还可以把学到的功能指令、构图方法运用到实际模型抄画中去。加深了他们对所学知识的理解,学得更加牢固。学完自动编程章节后,让学生到数控铣削车间实习一周,进行与机床连接操作。学生在计算机上用UG NX编完程序后,直接传到机床上进行加工。指导老师鼓励学生根据自己需要和兴趣,自主地选择编程方法,大胆、自由地去尝试。这样可以使学生了解每种刀路的走刀方式和加工出来的效果,更进一步的加深学生对刀路的认识,掌握什么样的零件采用什么样的刀路合适,为学生今后走进工厂更快地上手编程加工打下扎实的基础。
2、 NX软件在“机械制图”课程中的应用――NX 三维造型模块
在制图的教学过程中,仍以讲授为主,部分教学环节借助模型和挂图等辅助工具,学生往往是被动学习,建立空间思维相对困难,学生普遍反映课程太难学,从而对课程产生了厌倦,降低了学习积极性。到了高年级,进入专业课程学习、课程设计和毕业设计阶段,学生反而不会画图了。毕业后,进入社会,就业将更加困难。因此,尝试将NX软件引入“机械制图”课程教学环节。建立机械制图虚拟模型库,让学生有整体的概念,通过旋转、剖切三维图形,可以对三维模型进行动态仿真,让学生理解模型各个方向的形状,增加图形的直观性,搭建投影和三维实体之间的桥梁,这样再来学习制图的投影原理及其他表达方式,将变得非常轻松。同时,NX为参数化建模,方便对模型进行修改,可以根据教学大纲的变化,及时修改模型。可将模型库上传到网络课程中,学生自主学习,大大提高了学生学习兴趣,为后续课程的学习奠定了坚实的基础。
3、在“数控机床编程”课程中的应用――NX加工模块
部分院校数控机床编程主要以手工编程为主,讲授数控车床编程和数控铣床(加工中心)编程。为了提高学生的学习兴趣,手工编程的内容也会借助NX软件,讲授自动编程应如何实现。如在车削的教学过程中,相应会讲解轴类零件、螺纹类零件、综合实例等自动编程过程,通过手工程序和自动生成程序的对比,学生对编程有更深刻的理解,更喜欢数控编程课程,为机床实训打下基础。
手工编程虽然有以下几个优点,如方便快捷,可以省略很多走空刀的地方,能最大地优化加工路径等。但手工编程无法编制复杂工件,如非常规曲面的程序编制,同时手工编程对编程人员有较高的要求,一个点计算错误,将会造成严重的后果。当手工编程无法完成或是编程比较困难的零件,可以通过自动编程完成,NX软件有强大的数控加工CAM模块,包括平面铣削、型腔铣削和深度铣削、固定轴曲面轮廓铣削、多轴铣削和孔加工等,基本可以加工任意复杂的曲面。NX数控加工的一般流程为零件3D建模―指定工艺方案―进入CAM环境―创建程序节点、创建刀具节点、创建几何节点、创建加工方法节点―设定参数―生成刀轨并验证―机床后置处理―数控程序(NC代码)。
4.加强专业教师队伍建设
学校宗旨是教好学生,培养更多的高技能人才。因此教师除了有良好的教学技能外,还要具备相关的理论知识和一定的实践操作能力,解决实际生产问题的能力。为了适应先进制造业的发展,UG NX软件在不断地更新,不断地增加新功能。因此,专业教师也要不断地学习,学校也要定期给教师提供技能提升的培训机会,全方位加强专业教师队伍建设。
结语
把NX(UG)软件应用于 “机械制图”“数控机床编程”“机械设计基础”等课程中,使学生感觉枯燥、难懂专业课程变得生动、易懂、易学,学生自主学习能力得到了提升,学习积极性得到了提高,同时,应增加实习课时,分阶段实习 ,增加零件抄画、机床连接操作环节,且充分合理地选用NX软件的相应模块,满足不同层次、不同要求的学习需求,教师更容易了解学生,可使教学更能满足学生的需求,更能贴近社会实践的要求。学生上学期间打下的坚实基础,也为今后的就业奠定了坚实的基础。
参考文献
本人多年从事数控编程与操作课程的教学工作,在这个过程中了解到数控实践教学存在着若干问题:
1.学生人均实际操作时间相对较少
由于数控实习设备价位相对来说比较高, 一般职业院校购置数控设备的台套数有限,而学校在校的实习学生数量相对较大,因此不能保证学生的人均实践操作时间。[1]
2.学生实习的内容与生产实际严重脱节
与生产实际相脱节的原因有多个方面,首先,在数控机床的操作过程中,由于教学时间有限,指导教师多以指导学生的基本操作为主,而理论、实践技能训练的内容偏少,与实际生产衔接不够;其次,学生使用的毛坯材料和刀具与实际生产有差距。由于用于加工生产的毛坯原材料价格比较昂贵,加之学生多以练习为主,不进行实际工件的加工,大部分材料都是浪费,所以车间用于学生练习的毛坯一般是价格相对便宜。从另一个方面考虑,就是在实习过程中选择了比较好的材料,由于学生对加工工艺认识的相对缺乏,刀具必定会被频繁的打坏,而更换刀具的价格也是不菲的。
3.机械加工工艺知识面窄,给数控实践教学带来了极大的困难
学生数控知识面培养不够,并且经历实践操作环节很少,对设备安全和学生人身安全存在的危险问题考虑不到,也影响了数控实践教学的顺利进行。[2]
4.由于设备少、资金紧张等多方面原因,数控实践教学多以演示性和验证性实验为主,只注重对理论知识的验证和实际零件加工的演示,学生无需或很少动手,学习效果较差。
5.数控实践教学不能充分利用课堂时间
由于数控技术专业实践性强、职业能力要求高,要求教师既能从事理论教学又能承担实践教学,具有较强的动手能力和解决生产一线有关技术问题的能力,能在生产现场动手示范,指导学生掌握生产技能,因此担任这门课程的一般为“双师型”教师。但这样也存在着弊端,一个教师在数控机床前面指导的学生是有限的,不可能将整个班级的学生都拉到机床前面教学,所以就要分组进行,最多十个学生一组,这样势必就会有许多空余时间不能充分利用。
针对上述在数控实践教学中存在的问题,对高校数控实践教学的培养目标、组织实施方式和实践教学内容等教学环节进行改革,势在必行。本人认为应该从不同层次认识数控实践教学,从而在教学条件有限的情况下提高“数控编程与操作”课程的实践操作性。
二、问题的解决
1.揭掉“数控”的神秘面纱。
一般人提起数控总感觉数控很神秘,经过这几年的数控教学,我的认识是数控并不神秘,其实所谓的“数控”也就是机械加工,再进一步说就是无人值守的全自动的机械加工过程。因此既然是机械加工,所以学习数控最主要的是学习机械加工工艺,而工艺知识正是我们学生最缺乏的。因为机械工艺知识的获取不单单是靠教师对工艺知识的理论讲解,更重要的是在实际加工过程中积累工艺经验,只有在实际加工中经历了解决问题的过程,工艺知识才会有积累。
2.进行数控实践操作必须具有的知识基础。
实践教学一般包括实验、实习和实训,而数控实践教学实质是实习加实训。在进行数控实践操作之前学生必须完成一定程度的专业基础实习,专业基础实习主要是进行金工实习。通过金工实习,要求学生掌握常用机械加工方法以及车床、铣床、钻床、磨床的加工工艺特点,机械加工工艺方法和工艺参数选择。
学生在掌握了金工实习所要求的技能的基础上,再进行数控机床的实际操作,可以对比学习,相对来说就比较简单了,而且很多机械加工工艺的知识对数控加工也是通用的。
3.综合利用数控仿真软件完成数控实践教学
首先利用数控仿真软件在虚拟加工的软件环境中让每个学生得到充分的训练,然后在真实的生产设备上进行加工,这样既获得了较好的教学效果,而且也为学校节省了大量加工材料和刀具材料等不必要的浪费。[3]
4.重新设计数控实践教学的考核
对实践教学的考核,是实施实践教学体系过程中的重要环节。考试对于学生来说是一种压力,同时也是一种动力,只有通过考核,才能检验学生的掌握程度,对于数控的实践教学来说也是如此。学校考核数控实践教学的教学效果主要是考核学生对理论知识的掌握和职业技能的初步操作程度,在考核过程中应制定评分细则,全方位加以考评。但是由于时间和机床有限的原因,全方位考评在学校实施起来是比较困难的。社会的考核主要是让学生参加相应职业岗位技术等级考核。
对于数控实践教学来说,重点内容是让学生掌握数控机床的手动操作方法,对于自动加工,只要学生编写程序没有错误,只要按下 “循环启动”按键,让程序自动运行便可以了。而手动操作数控机床主要是建立工件坐标系的操作,也就是“对刀”操作。所以学校考核只要进行“对刀”手动操作的考试便可以了。如表1所示是本人从事数控实践操作过程中定制的数控手动操作的评分标准。
三、总结
中图分类号:TG659文献标识码:A 文章编号:1673-0992(2010)06A-0228-01
一、采用“模块式”教学
机电一体化技术的飞速发展,数控机床的应用也正日趋普及。但是,掌握数控加工技术的复合型人才奇缺,作为中职学校,我们对数控专业的教学目标是使学生全部达到中级工技能水平,使部分优秀学生达到高级工技能水平。而老的教学模式和教学计划已经明显不适应教学要求。
通过模块教学法的实施,可以提高学生的知识水平和实践能力,学生们从设计零件、绘图、安排加工艺、选择刀具、编写加工程序到程序的输入、工件的加工,全过程由学生自己来完成。使以前学过的理论知识得到综合运用,学生在整个实习过程中积极性大大地提高,知识和技能的掌握也更加牢固。
二、培养“双师型”的师教,实施真正“模块式”教学
教师既能讲授专业理论,又能指导实习操作,这既是现代职业技术教学对教师的要求,也是该专业建设的需要。由于数控技术应用专业的理论知识对数控操作起着重要的指导作用,因而教师对实习环节与课题的熟悉,就能很好把握基本专业理论教学中的重点,真正做到理论联系实际,理论为实习服务,实习为理论提供论证的平台。而运用“模块式”教学,就是通过“双师型”的教师在实习教学中,根据实习课题,先讲专业理论,再指导实习,最大限度地避免教学中的重复、脱节等现象,最大限度地提高教学效果与效率,提高教学质量。
三、运用“模拟教学+实践教学”的实习教学模式
模拟教学是指以计算机为操作平台,采用能够编程且模拟加工过程的教学软件在计算机上进行编程练习与模拟操作练习的教学。实践教学是指采用数控机床进行实际操作训练的教学。运用这两方面结合的实习教学模式可以取得如下效果:
(1)有利于实习教学的开展。由于数控设备价格昂贵,其价格决定其不可能象普通机床一样,做到一人一机。
(2)有利于学生操作技能的掌握与提高。数控实习教学主要目的是培养学生实际操作技能与分析、解决问题的能力以及学生的编程方法与技巧。
四、使用理论来指导实践,使用实践验证理论
理论与实践是相互联系,二者在学习中是不能缺少的。我们知道理论是靠实践来检验的,而实践则可用理论来进行指导。在实习教学中,理论学习的目的全在于应用。
1.引导学生在学习中急需直观的实践。(即讲与练的关系)
我在实习教学的理论讲课中总是用一种使学生有急于想实践的心理,调动其积极性,为上好下一次实习课做准备。如数控编程的,G00代码表示点位快速移动,G01代码表示直线插补,G90代码表示绝对值编程等,他们在编程中如何运用,怎么运用,使它能够加工出不同的零件。
2.引导学生在实习课中深感理论学习的重要
在实习课中,每次我都利用20分钟左右时间以谈话法的形式提问学生,并引导学生对所提问题能够得出正确结论。如编程时用G90绝对值编程,为什么加工外圆要用G01直线插补,回刀用G00快速移动,加工锥度为什么要用G01 X轴Z轴同时移动产生角度?这些内容的提出,主要是激发学生的思维活动,使学生通过独立思考来获取知识,并提高学生的语言表达能力。因而理论与实践课不能脱节,即理论――实践――再理论――再实践,而每一次的理论实践之后的这一过程比前一次要有所深入,有所提高。
理论课要为实习课服务,实习课要学习必要的理论知识,这样能使学生牢固地掌握知识,掌握实践方法。
五、关系的总结
1.教师的主导作用与学生的主体作用
在教学过程中,教师是教学的组织者,学生是教学过程中的认识体。师生既相互联系,又相互制约。因此,教师的讲解与学生的学习必须匹配。要针对其特点教师应发挥主导作用,给学生创造条件让他们发挥主观能动性,自觉的获取知识,充分体现出学生的主体作用,即:引导学生主动学习,逐步学会学习掌握科学知识及其规律,为实践服务。要根据每次教学的经验认真改进教学方法,精心设计教学程序,启迪学生思维,加强技能训练。
在专业知识教学中,还应该根据不同的内容,采用不同的教法讲解并且实习。如讲授理论课,要把握一个“新”字。以新颖新奇的知识牵动学生的“好奇心”,以丰富多变的课堂形式调动学生的积极性,培养学生接受新知识的能力,锻炼学生自主学习的能力,让课堂互动起来,让学生自主起来。如:将本堂课的教学任务分配到每个组,让同学们以团队的力量来完成任务,让同学们在课堂中,做到人人有事做,事事有人做,以评分标准的形式来规划学生,增强他们团队协助的精神,让学生们在课堂中,发现问题,解决问题。然而在实习课中要把握和展现一个“动”字。教师要知道学生的动手操作,反复动手联系,引导学生思考问题,强调学生写好实习报告。在复习时要把握一个“串”字,教师把所学习的知识串联起来,这样可培养学生归纳问题的能力。
总之,理论与实际要紧密结合,突出技能培养,用多样化的教学手段来激发学生的学习兴趣,提高教学效果。
综上所述,数控技术是一门应用性很强的实用技术,能够让学生扎实的掌握这门技术,并能够使用这门技术为生产制造服务,成为一名合格的现代生产工人,是我们每一位老师的忠实的愿望。数控技术同时也是一门新兴的技术学科,没有更好的经验让我们借用。我们所能做的就是在教学中探索,在与学生的沟通互动中启发和引导学生。只有在不断的变化和尝试以及我们不断的学习才能真正的成为一名优秀的数控专业教师。随着机械制造业的发展和更多的新技术的出现,职业学校的老师必然面临着更多的考验,如何让学生掌握实用技术、技能,更高效的提高教学效率,是我们永恒的探讨主题!
[中图分类号]TH163[文献标识码]A[文章编号]1007-9416(2010)03-0111-03
Exploratory of Task Driving Instructional Method in Teaching NC Machining of Mold Specialty
Xiao Ri zeng
(Maoming Vocational and Technical College,Maoming,Guangdong,China 525000)
[Abstract]There are defects in conventional teaching method in NU Machining; the teaching result is undesirable also. For making students more competitive in career-choosing, it is suggested that living example of Mold Machining should be added in NC machining course. By using learning purpose driving and producing task driving, a probe was made into task driving instructional method.
[Key words]Numerical Control,Task Driving,Teaching Exploratory.
1 任务驱动教学法在模具专业的《数控加工》课教学中的必要性
数控加工是在现代制造业中已广泛使用的一种先进加工技术。在现代模具制造业中,数控加工已成为了模具制造的主要手段,模具成了数控加工的主要对象, 《数控加工》是一门实践性和操作性很强的课程。
传统教学模式的模具设计与制造专业的数控加工课程都是相对独立,与模具专业知识没有紧密联系,教材上的例题、习题与实训内容与所学的模具设计与制造内容也没有关联。
传统教学模式的数控加工实训内容也与模具没有紧密联系。
传统教学模式的数控加工课程教学也是理论和实践分离的。
事实证明,传统教学模式存在很多不足,教学效果也不理想。
如果,在教学中仍按传统的教学方法按章节讲授,势必降低的课程的综合性、实用性,也缺乏趣味性,这不但难以培养学生学习兴趣,使得教学双方都陷入困境,而且,学生不知道如何在真实的情境中灵活地使用知识和运用技巧。这样的教与学,是很难面适应职业岗位群要求的。要改变这一现象的方法,比较有效的是运用以探索式的任务或生产性任务来开展教学活动的任务驱动教学方法进行教学,在教学中,淡化知识的传授,更多注重创造情境引导学生构建自己的专业知识体系,学生通过驱动任务诱发、加强和维持成就动机,自主探究、亲自动手完成任务,[1]在这个过程中提高自己的技能,既培养了学生数控编程与加工的能力,又培养了学生学习能力、分析问题和解决问题的能力,达到强化学生职业能力的目的。
教高[2006]16号文就强调高等职业教育要重视学生校内学习与实际工作的一致性。[2]校内学习与实际工作的一致性可大在缩短过渡期、适应期。因此,研究探索模具设计与制造专业的数控加工课程的教学内容与方法的特殊性具有重要的意义。
2 定位岗位目标,创新学习任务
以模具加工生产实例为数控加工课程教学单元,使课程内容既巩固所学的模具设计知识,又接近工作实际。从而解决传统教材中学习与实际脱节的矛盾,有利于学生把所学知识融会贯通,学以致用,提高就业竞争力。
数控加工课程一般包括三部分教学内容:机床操作、编程与加工。
结合模具数控工岗位群的能力需求,现把模具专业的数控加工课程的实训教学内容设计成12个任务,每个任务都包含机床操作、编程与加工的训练,在加工实习中学习机床操作与编程。如表1示。
3 围绕职业能力,创新教学模式
大学教学又是学校教学过程的最后一个阶段,是学校这一特定环境下的认识过程转入社会实践中的认识活动前的一个阶段。或者说它是过渡性质的中间过程。[3]
中间过渡性质的过程决定了高等职业教育教学过程培养学习能力、动手能力的重要性。高等职业院校的模具专业学生绝大部分一毕业就投身到模具生产第一线,面对不断发展的数控加工技术,学习能力与职业能力的重要性不言而喻。
为此,运用任务驱动教学方法从学习目标驱动与产品项目驱动两方面进行了尝试与探索。
3.1 学习任务探索式的任务驱动
《数控加工》传统的教学方法,都是从手动编程到自动编程,学生会对数控指令代码会感到既抽象又繁琐,对数控加工课程感到枯燥无味,从而影响了教学效果。因此,很有必要创新教学方法。
(1)“兴趣是最好的老师”,学习一门课程,保持浓厚的兴趣很关键。 手动编程很重要,但由于学生对它的认识不足,学习感到枯燥无味,但用自动编程到手工编程的教学顺序,由于可利用直观的仿真演示来增加感性认识,学生感到形象生动,并通过教师有意识地引导、点拨、激发学生的求知欲和学习热情。
(2)用自动编程到手工编程的教学方法符合感性认识到理性认识的认知规律,从引入新课到课后小结,都尽力设计适当的直观问题,当学生理解直观问题后,及时引向理性高度。
(3)用自动编程到手工编程的教学顺序便于展开探索式教学模式,这更利于学生的自学能力培养。
这种任务驱动教学方法以培养数控加工的职业核心能力为目标,主要运用在数控指令代码和编程基础的教学上,以自动编程到手工编程为教学顺序。其主要的教学设计思路如图1示。
现以数控铣床编程部份指令学习为例说明其主要的教学设计过程。
(1)自动编程与自动生成程序
在编程指令课程中,引导学生自己使用AutoCAD画一个以零点为中心的矩形,以DXF格式导入MasterCAM中,然后,以这个矩形为轮廓进行轮廓加工(关闭刀具偏置),自动生成刀具轨迹,最后生成数控程序。这样引课会使学生感到指令这个概念并不陌生,而且与学过的知识(AutoCAD)也有联系,同时利用直观的仿真演示来增加感性认识,也为往后学习指令的应用打下了伏笔。
(2)读程序
在生成数控程序后,引导学生阅读程序,遇不明白的指令含义就查指令表,不明白指令用法就参阅教材相关内容。通过以上的程序自学,学生很快初步理解了G90/G91、G17/G18/G19、G00、G01、G54、M03/M04/M05、M02/M30、M08以及T、S、F的含义。这样学生虽然没有完全掌握指令的运用,却基本掌握了指令的含义。这样的教学方法符合由读到写的能力培养过程。课间总结时,应重点图解G90/G91的应用有何不同。
接下来是学习G02或G03。首先布置学生新的学习任务:利用上节课的矩形应用串连倒圆角R10,用新轮廓重新生成刀路,重新生成数控程序。学
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文
生会发现,程序增加了G02或G03。教师再演示改变串连方向,提示学生观察重新生成数控程序有什么变化,由学生总结应用G02/G03的规律。这时,教师抓紧时机提问,检验学生总结的规律是否正确。通过这种的探索式教学模式学习了知识重点。
再接下来,布置学生利用自动编程方法生成一个整圆的加工程序。学生很快会提问为什么整圆的加工程序是分2段来加工的。教师在回答分段加工整圆的原因后,马上提出有更好的整圆编程方法――I、J、K分矢量圆弧编程方法。接着着重解说I、J、K增量坐标值的计算与符号确定,并举例说明,从而轻松破解了难点。
(3)编程序
为了巩固常用准备功能指令,培养学生运用学过的知识解决数控编程问题的能力,设计一组编程任务,通过这组由浅入深的形成性编程任务,使学生对常用功能指令有了更深的理解,学会功能指令的运用,学会了程序段的格式,数控编程能力得以逐步养成。
(4)输入检验
学生编写的程序,经过学生自己检查、思考并修改后,由学生输入机床检验是否正确,培养独立解决问题的能力。
总之,这种教学方法是针对大学生的心理特点和认知水平,以指令和编程基础的学习为主线,运用仿真试验、引导等多种教学手段,把传授知识、培养兴趣和能力、渗透方法有机地结合到一起,充分体现了“以任务为主线、以教师为主导、以学生为主体”[4]。
3.2 生产任务导入式的任务驱动
产任务导入式的任务驱动教学方法应用是,以职业素质的养成和职业能力的培养为目标,以“生产任务导向”,以一体化教学为组织方法,将多媒体课件、上机实操等现代教学手段有机结合,根据模具专业的实习要求,结合实习教学任务,提出模具零件的编程与数控加工生产任务,让学生在运用知识、原理、方法于生产任务的分析、规划与实施之中探索解决问题的方法,使学生养成从生产的角度考虑问题的习惯,培养学生的实践能力。
产任务导入式的任务驱动教学中的驱动任务真实地来源于生产实践,能明确地刻画出一个结构完整的工作过程,教学能直接地为生产服务,这无疑是最好的驱动任务。
下面以“模具前模加工” 驱动任务为例说明此教学模式的主要教学过程。
(1)明确学习目标:掌握曲面造型与分型方法,掌握曲面编程与加工的工艺规划与应用,掌握数控铣床的操作方法。
(2)任务布置:布置单元项目、要求、成绩评定标准等,并将学生分为每3~5人为一组。
(3)分模与编程:1)分模:测绘产品三维造型,或调入产品三维造型,由产品分型构建出模具前模与后模。2)刀具路径设计:在计算机上用MasterCAM软件编制出加工程序。依据零件的结构特点和尺寸大小进行合理的工艺规划,运用恰当的加工方法,选择类型和大小适合的刀具,合理设置加工参数。老师选择代表性的学生程序进行评价。3)模拟加工验证。观察有否产生干涉和过切。仿真通过后再由每小组推举一位代表,向全班学生阐述本组的程序设计的思路。共同讨论并由教师进行讲评。4)NC程序生成。5)形成数控加工工艺文件。根据程序编写数控加工工序卡及数控加工刀具卡等。
(4)加工实习:每位学生独立将程序传入数控铣床、进行机床检查和调试,刀具准备、毛坯装夹、对刀、粗加工、半精加工和精加工,直至全部完成。
教师现场巡视、指导,及时解决学生遇到的疑难问题。
(5)评价和总结:教学评价可以进一步激发学生的学习动机,当学生知道自己的学习效果是好的,则可以满足其“获取成功”的需要,从而带来愉悦的情绪体验,进一步增强其学习动机。如果反馈的结果说明学习效果不好,往往会引起不愉悦的情绪体验,为了“避免失败”,也可以促使学生把压力变为动力,从反面来增进学习动机。[5]所以教学评价是任务驱动的重要环节。
各组学生交叉进行工件的测量,并对照评分表的各项目进行打分。
教师再对每一工件进行评分。对质量较好和较差的工件进行讲评。与学生一起总结本实训任务实施过程中的经验与不足,进一步增强学习动机。
4 结语
在教学中,开展任务驱动教学方法,学生学习目标非常明确,学生主体性地位得到了凸现,调动了学生的主动学习积极性,促使学生积极思考与实践,从而促进学生能力的有效发展,教学质量明显提高。
本文对在模具专业的《数控加工》课程开展任务驱动教学的必要性和可行性进行了认真的分析,从学习目标驱动与产品项目驱动两方面对任务驱动教学方法进行了尝试与探索。学习任务的创新设计也应结合实际情况进一丰富,其它的任务驱动教学方法还有待于继续实践探索。
[参考文献]
[1]周平儒.任务驱动式教学法 [EB/OL].2005-8《辰星教育论坛》网.
[2]关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见(教高[2006]16号)[EB/OL]. 2006-11-16中华人民共和国教育部.
[3]伍新春.高等教育学[M].1999-8 高等教育出版社.
数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础;数控技术的应用是提高制造业的产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段;数控机床是国防工业现代化的重要战略装备,是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要标志。专家们预言: 二十一世纪机械制造业的竞争,其实质是数控技术的竞争。
机械工业教育发展中心的国家数控系统工程技术研究中心2003年7月提供的关于数控人才需求与数控人才职业教育教学改革的调研报告表明:目前数控人才极为缺乏,仅操作工人就需要六十万,而现在只有三十万,在沿海经济发达地区,数控技术人才的短缺更为突出。因为人才不足而导致数控机床利用率不足20%,如利用率提高5%,则相当增加几万台数控机床。
调查表明,我国目前数控人才不仅在数量上短缺,且在质量、知识结构也不能完全满足企业需求。数控技术人才可分为研究型、应用型和操作型三个需求层次,后两类人才正是社会急需的“数控蓝领”人才。据了解,现在处于生产一线的各种数控人才主要有两个来源:一是来自大学、高等职业技术院校的数控技术应用专业毕业生。这类人才具有一定的专业知识和动手能力,但缺乏工艺经验,难以满足某些企业对加工和维修一体化复合型人才的要求。另一方面则是接受过较正规相关培训的企业员工。他们具有企业所需的工艺背景、实践经验,但知识面较窄,缺乏对计算机应用技术和计算机数控系统的了解和应用。而企业需要的数控“蓝领”技工,是在现代机械设计、机制工艺、机械加工、夹具、刀具和量具等方面具有扎实基础知识,同时在机床数控技术应用等方面有较强操作能力,上述两类人才来源都需要经过一段时间的专项培训后才能上岗,竞争激烈的市场让企业不可能有充足的时间等着他们培训。
由于数控应用人才是一种介于工程师和高级技术工人之间的人才,他们的培养需要一种全新的教育体制,他们既应具备相应的理论知识,更应具备熟练的编程、操作及维修技能。技能在职业学校教育中是起主导作用。这样,通过“批量”的培养规模,以数控培训基地为依托,加大实践环节的教学,进行系统化的数控应用技术教育,可以有效地缓解目前国内数控应用人才缺乏的局面。实习教学是在数控人才培养中占有重要地位,它体现学生对所学专业的技能训练掌握的程度。作为教师要竭力引导学生,努力激发学生的求知欲望,促进学生实际操作动手能力,可以用以下方法:
一、设计好起始课,搞好理论联系实际
学生们每当第一次接受新的学科学习时,总是存在着极强的好奇心。他们渴望了解这门课程与日常生活及自然界的关系,在脑海中提出了很多的问号。理论与实践是相互联系,二者在学习中是不能缺少的。我们知道理论是靠实践来检验的,而实践则可用理论来进行指导。在实习教学中,理论学习的目的全在于应用。
二、数控仿真软件操作是数控实习教学中的辅助手段
数控机床操作面板、按键较多,并且大都含有链锁关系。对于不熟悉面板操作的同学来说,疏忽了一个小小的步骤,就有可能无法进行后续操作,严重的还会产生报警。有些学生面对数控机床,心里负担较重,害怕自己的操作失误引起设备故障,操作时特别谨慎。这些情况都会延长实习课题的操作时间,打乱正常的实习安排。作为解决的方法,我院选择将数控仿真软件作为数控教学的桥梁,使理论和实践有效的衔接,打破了传统的数控教学模式,增加了学生动手的机会,提高了操作的熟练程度。
但在实习中,发现一部分同学出现了以下情况:①过分依赖仿真系统,未经仿真加工就不肯上机操作加工零件。②认为仿真系统可实现的加工,实际上机便可加工,且能达到理想效果。③依赖仿真系统提供的对刀及刀具库快捷按钮,到实际机床上操作时还在寻找仿真系统提供的部分功能。发现实现操作中并没有这些功能时,就变得手忙脚乱。
针对这些情况,我们在教学中改变了以往在没有看见过实际机床操作的情况下,先进行仿真软件操作学习的安排。实习教学一开始就先安排观摩机床操作。在紧接着的仿真软件操作学习中,尽量不采用仿真软件提供的快捷操作,完全按照机床操作进行练习。同时强调什么是实际存在的功能,什么是仿真系统提供的虚拟的功能。
三、概念要反复复习、加强理解,编程指令的运用要求不能停留在“会”的层次,要“熟”,要熟能生巧
坐标系概念的掌握是程序编制和零件加工中至关重要的一个环节。许多操作与编程指令的运用都离不开坐标系的知识。学生首次接触机床坐标系、参考点和工件坐标系概念时,由于较为抽象,大多数同学掌握情况不是很好,只是对概念的记住。此时不能将过多的运用环节灌输给学生,而要在今后的程序编制过程与对刀操作练习中不断复述这些概念,让他们逐渐地消化和吸收。在讲授、示范新出现的运用环节前再加以复习巩固。
四、上机操作要求因“课题”而易
对刀操作是上机操作的第一课题。对于这一课题的练习要求:一方面严格要求学生操作步骤的准确性。学生首次上机操作要养成良好的操作习惯。能够正确的进行界面的切换。明白要做什么,要如何做。要明确每一步骤的目的。另一方面要在练习时间安排上应较为宽松。毕竟学生是首次上机操作,会有一些紧张。作为老师要鼓励他们自主独立操作,让他们有相对宽裕的思考时间。正确的操作结果得到教师的肯定后,会更有信心。如果操作失败或错误要和他们一起分析找出错误所在,并鼓励再次练习。直到操作步骤正确为止。在以后的课题练习中,如果是首次接触的课题也会参照对刀操作的教学要求,决不能让学生把错误的操作步骤留在大脑中。对其它熟练巩固的课题则提出 “胆大心细、高质高效”的练习要求。
五、重视设备与工艺知识的学习
我们要培养的学生是能够独立完成中等复杂甚至是复杂零件加工的操作型人才。这不是简单的会选择加工指令、能够输入程序加工零件就可以的;而要能够全面掌握数控加工工艺知识,了解数控设备机械结构,熟悉数控机床操作加工与维护,处理常见的报警信息。这需要从基础知识抓起,并将这些知识穿插在教学实践项目中,以培养学生的知识综合应用能力、分析思维能力和独立处理问题的能力。
六、强调自我总结