数控加工技术的模块化教学探讨

HEATS

引言
    模块化教学是目前我国高职教育普遍认可的教育模式,也是我国职业教育的成功经验。随着计算机科学、信息技术的迅速发展,传统的制造业已发生了十分显著的变化,发达国家正进行由传统的制造技术向现代制造技术的转变,并提出了全新的制造模式。数控加工技术将逐步引航现代机械制造业的发展。高职院校作为生产一线技术人才的培养基地,应针对数控技术的发展方向 ,面对新技术、新工艺的不断出现、课时的不断压缩 ,及时合理地调整教学计划,快速高效地为现代社会培养出高质量的技术人才。
    模块化教学的目的在于用最短的时间和最有效的方法,使学生掌握某项技能。模块化教学的课程设置、教学大纲和教材是基于对每个工种的任务和技能的深刻分析,严格按照工作规范,开发出不同的教学模块,每个模块都有明确的学习目标和要求,还包括一个特定技能的详细工作步骤,它强调学以致用,具有较强的教学灵活性。
    数控加工技术实训教学的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。围绕这一总目标,将任务层层分解,按其包含的基本技能,将数控加工技术教学划分为三个模块:基础(即机工)实训模块、模拟实训模块、专项(实际 )操作实训模块。
    1. 基础 (即机工 )实训模块
    1.1 普通车工实训模块
    该模块的教学目标是让学生掌握一部分车工的中级技能,主要包括车床的使用与维护、工件定位与装夹、熟悉安全文明生产规章制度、阶梯轴的加工、滚花、简单成型面的加工、外三角螺纹的车削、中等复杂程度的轴类零件综合加工等。
    1.2 普通铣工实训模块
    该模块的教学目标是让学生掌握一部分铣工的初中级技能,主要包括铣床的使用与维护、铣刀的种类与作用、工件定位与装夹、平面和连接面的铣削、阶台和直角沟槽的铣削等。
    1.3 钻削及测量实训模块
    该模块的教学目标是让学生掌握在钻床上进行孔加工和手工攻丝及机械攻丝的基本操作方法,主要包括钻床的操作、钻头装夹、工件安装等。根据图纸要求,选择合理的工艺过程及测量方法, 完成钻孔、扩孔、绞孔及攻丝,选择合理的工艺过程以及测量方法。
    基础实训模块要与技能考证相结合,突出以车工中级为重点,其它工种及更高级别相结合。
    现代制造技术是在传统的制造技术理论上发展起来的,传统的制造技术仍然是现代制造技术的基础。目前,在数控专业的实习教学中存在着这样一种误区,认为随着机床数字控制化程度的不断提高,传统的车、铣、刨、磨、钻的金工实习的教学要求可以随之降低。在这种思想的误导下,数控专业的实习存在忽视传统金工的基本技能训练,把传统金工中一些最基本的训练课题的强度与训练时间大大压缩了。比如刀具的刃磨在许多学校的数控专业实习教学中被忽视。其直接影响是数控专业的学生毕业后居然不会刃磨刀具。还有许多学校对一些实习课题任意地进行删减,直接影响了数控专业学生的综合能力。因此,任何忽视金工实习而过分重视数控编程与理论是不科学的,在数控实训中要给予充分的重视。
    2. 模拟实训模块
    该模块的教学目标是让学生掌握数控车、铣、加工中心的基本编程和基本操作,初步掌握数控加工工艺。主要包括数控车、铣、加工中心编程基础、程序的构成、准备功能(主要掌握FANUC 或西门子系统 )、主轴、换刀和辅助功能、子程序及其应用、数控基本操作过程、模拟加工等。
    模拟实训适应现代化的规模培训,为现代实习培训节约了大量的设备经费,学生在没有实际数控机床的条件下,在计算机上“真刀实枪 ”模拟演练, 在一定程度上,缓解了设备经费紧张的状况 ,同时也提高了数控实习的效率。
    3. 专项 (实际 )操作实训模块
    3.1 数控车床实训模块
    该模块是所有实训模块的重点,因此所占用的实训学时也相应较多,它的教学目标是使学生全部达到数控车床操作工中级技能水平,使部分优秀学生达到高级工技能水平。主要包括数控车床的结构、操作界面及程序编制,能根据所给零件图熟练地进行程序编制、输入调试、零件装夹、刀具选择及装夹,直至加工出合格的零件。其操作时间在等级工考核所允许的范围内。
    3.2 数控铣床实训模块
    该模块的教学目标是使学生全部达到数控铣床操作工初中级技能水平,使部分优秀学生达到高级工技能水平。主要包括数控铣床的结构、操作界面及程序编制 ,能根据所给零件图熟练地进行程序编制 、输入调试、零件装夹、刀具选择及装夹,直至加工出合格的零件。其实际操作时间在等级工考核所允许的范围之内。
    3.3 加工中心实训模块
    该模块的教学目标是使学生全部达到加工中心操作工初中级技能水平,使部分优秀学生达到高级工技能水平。具体内容包括操作面板的学习、工作坐标系的建立、孔加工、平面轮廓加工训练、型腔件的加工、配合件的加工与测量、计算机自动编程、简单曲面加工等。
    在数控操作模块教学中, 要注重方法、讲求实效。教师在讲解某一代码的功能时,可以一边讲解, 一边在机床上给学生作演示,使学生对所学知识有一个直观的验证,从而加强学生的理解和实际运用能力。例如加工中心中攻螺纹循环指令G84 的讲解,它包括六个连续动作,即快速点定位,主轴正传—— 快速到R 点 ——以切削进给方式攻螺纹—— 主轴暂停 后反转——以切削进给方式返回R点——主轴暂停后正传。如果在理论课上讲解这个指令,学生只注重想象丝锥的动作过程 ,而在实训中, 教师边讲解边演示,能更多地吸引学生的注意力,而 且这种直观的感性认识,可以大大提高授课的效果, 同时这种演示也可以促使学生完成由理论知识向实际动手能力的转化。
    在数控操作实践中,仍要坚持与技能考证相结合,重点以考取数控车操作与编程中级为主,数控铣工、加工中心等相结合,鼓励优秀学生考取高级工 , 进一步把数控实训工作落到实处。
    4. 教学实践
    在实际教学中,要合理安排学习模块顺序,应把普通车工、铣工和钻工及测量三个模块作为基础优先安排,以车工实训模块为侧重点。学生只有掌握了机加工的基本知识,才能在编程中合理选择切削用量,合理安排工艺。数控加工的模拟实训模块是数控理论知识向实际操作能力的过渡。数控加工的实际加工模块是教学目标得以实现的关键环节,它是前四个模块的综合与提高,在数控机床实训模块中,以数控车床实训模块为基础并且作为侧重点,在熟练掌握一种数控操作技能后,其它工种可以有触类旁通的效果。
    为了能更好地适应新世纪高新技术的发展要求,培养具有创新精神和工程实践能力的高素质人才,实训中还要注重培养学生的创新意识,每个学生都有他的爱好和专长,教师要善于发现和引导,鼓励学生将自己的爱好和专长运用到实训中,使实训教学收到更好的效果。例如为了发挥学生的创造力、想象力,给学生更广阔的设计空间,同时提高学生对数控车床的实习兴趣,使以前学过的理论知识得到综合运用,从设计零件、绘图、安排加工工艺、选择刀具、编写加工程序到程序的输入加工的全过程由学生自己来完成。由于有软件的支持,学生可以自己检查工件加工的情况,对于遇到的问题,教师可随时给予解答。这样,学生在整个实习过程中积极性都很高,大大地提高了实习效率。
    5.  结束语
    在实训教学中,应高度重视职业技能鉴定,培养创业型人才,职业技能鉴定是对操作者所具备的理论知识与技能水平的一个全面鉴别认证的过程。近年来,劳动和社会保障部大力提倡职业技能鉴定,实施职业资格证书制度,对数控专业教学体系的完善、数控技术人才的评定和选用起到了良好的促进作用。职业资格证书已成为求职者的敲门砖和用人单位用工的首先条件。高等职业教育为生产、建设、管理、服务等培养了大量应用性专门人才,面对严峻的 就业形势,高职院校要充分抓住契机,高度重视职业技能鉴定,深化高等职业教育改革,培养应用型、创业型人才。