銑削加工實訓總結范文
時間:2023-03-22 07:26:01
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篇1
【關鍵詞】一體化教學 課程設計 教學設施
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2013)03-0093-01
一 課程認識
依據數控技術專業調研編制《數控專業人才培養方案》,結合數控技術專業技能抽考標準,找準數控編程與操作課程的位置。
1.課程定位
數控編程與操作課程是集中對機械制圖、數控加工工藝、工程材料與刀具、機床夾具、測量技術等前期課程的綜合應用課程,是數控技術專業的核心專業課程。
2.培養目標
熟悉機床數控系統功能,掌握數控加工工藝與數控編程指令,并能正確應用所學指令編寫數控加工程序,熟練數控機床的操作,能夠按圖紙要求加工出所需零件。
對應就業崗位:工藝員與程序員、數控車床操作工、數控銑床操作工、數控加工中心操作工。
二 課程整體設計
結合課程標準、技能抽考標準與所選教材,將教學主要任務分解為車削與銑削兩大模塊:
1.車削模塊
以薄壁類零件的數控車削加工為主要任務,完成數控車床的基本操作;簡單軸類零件的加工;復合循環指令的編程及其加工;內孔的車削編程及其加工;切槽加工;螺紋零件加工;數控車削加工質量控制;綜合件加工;軸類零件的編程與車削加工抽考考核。
2.銑削模塊
以箱體類零件的數控銑削加工為主要任務,完成數控銑床的基本操作;槽的數控銑削加工;外輪廓的數控銑削加工;孔的加工;數控銑削加工質量控制;箱體類零件的編程與銑削加工抽考考核。
以車削模塊為例,主要采用案例教學、教學做一體、問題探究法教學,啟發式教學等教學方法。該模塊的教學實施與考核評價如下:
教學實施:按單件生產安排其數控加工工藝,編寫出加工程序。以小組形式進行,毛坯材料為Φ50×80mm的45鋼件毛坯;每個同學發放一個完整毛坯,該毛坯須完成整個零件圖紙要求方可提交給任課老師,對于在各單項實施過程中產生的廢品,由學生自行分析找出廢品原因,并寫出書面報告提交給任課老師,共同分析確定該廢品產生的原因,以提高生產效率,保證學習質量。
考核評價:(1)個人考核:每組每個同學提交實訓工件,工件應該是完成了所有教學項目的成品零件,該零件應符合加工圖紙要求,由任課老師根據學生的職業素養、零件加工工藝卡片填寫情況,以及按照零件評分標準綜合考核學生個人成績。(2)小組綜合考核:以技能抽考題庫為依據隨機選取抽考題目。每組抽考1~2名學生進行考核。抽考學生代表所在組完成較復雜零件的加工工藝以及編程加工。
學生最終考核以個人考核與小組考核為準,其中之一考核不合格者計為該門課程不合格。
三 教學單元設計——復合循環指令
教學目的:數控車床操作規范要求及安全文明生產要求;車削復合循環指令G71/G70的程序編制與應用;調頭加工平端面保證總長;游標卡尺、千分尺的使用及零件質量檢測方法。
教學重點:外圓數控車削加工指令 G71/G70;零件的質量檢測。
教學難點:調頭加工保證總長;零件的質量檢測。
教學實施:首先由教師講解與示范案例,并完成示范工件車削加工,然后學生完成相關任務。具體步驟:讀懂工作任務即零件加工圖紙;講解數控車復合循環程序的格式要求與應用;講解車削加工切削用量的選取以及粗精加工的程序編制;小組討論完成零件加工方案并填寫工藝卡片;編制加工程序以及注意事項說明;分組進行操作練習;教師巡視指導;組內每位同學獨立完成零件的加工。
四 課程總結
數控編程與操作課程采用一體化教學實施以來,與課程改革前的傳統理論教學加實訓的模式相比較,成果顯著。具體表現:(1)以小組形式展開教學,學生學習過程中存在對比性,學生學習該課程的積極性明顯提高;(2)教師現場教學并加工演示,學生比較直觀地接受新知識,降低了學習的盲目性與難度,對新知識的理解消化時間明顯縮短;(3)教室轉換成車間,多媒體教學與現場演示相結合,將難度系數較大的知識點簡易化;(4)教與學的任務更加明確,小組間比評,小組成員間的互幫互助,學生學習成績差距明顯減小;(5)綜合性、多樣化的考核制度,增強了同學間的交流,同時也提高了同學們的團隊協作精神。
篇2
摘要:
針對學生學習基礎較差和學習興趣不足的問題,采用新的教學模式,并在相應班級的教學中進行實施。結果表明:該教學模式不但促進了學生學習的積極性,而且提高了課程教學質量,可為從事該課程教學的教師提供相應的參考。
關鍵詞:
銑削編程;教學模式;教學質量
0引言
近年來高職院校的學生素質總體有所下降,大多數學生基礎相對較差,不會讀書,不會提問題、討論,對學習沒有興趣,學習動力不足,從而對總體教學質量產生了嚴重的影響[1]。因此,如何提高學生的學習積極性,使其產生濃厚的學習興趣,掌握一門實用的技術與技能,以滿足企業、行業和社會的需求,是高職院校教師探討的主題與工作重點。下面以提高“數控銑削編程操作與加工”課程教學質量為例,探討培養既要滿足行業、企業崗位需求,又具有一定的專業理論知識和專業操作技能的高技能應用型、實用型人才的措施。研究提高理論和實踐一體化課程的教學質量,為高職院校類似課程的教學提供教學參考。
1“數控銑削編程操作與加工”課程要求及學生現狀分析
1.1“數控銑削編程操作與加工”課程要求
“數控銑削編程操作與加工”課程是數控技術專業的一門核心課程。需要在學生學習“機械零件設計”、“機械制圖與識圖”、“機械零件加工實訓”等課程的基礎上,掌握一定的數控加工工藝分析、數控程序編制、數控機床操作加工、數控機床維護及保養的基本技能,并且為學生參加數控中級工及數控工藝員職業技能認證做準備,同時也為學生的綜合實訓和頂崗實習打下良好的基礎。因此,該課程具有理論基礎要求寬泛和實踐性強的特點,大多數學生因基礎薄弱而降低學習興趣和積極性。
1.2學生現狀分析
目前,高職院校學生來源層次不同,一部分來自自主招生,一部分來自高考。前者,部分學生基本功底比較薄弱,學習的目標不明確,學習積極性不足[2],存在著依賴性,不愿意自己探究知識,沒有養成良好的學習習慣。其中大部分學生不會閱讀,理解能力也相對欠缺,不能深入提出學科問題和技術討論,但是部分同學卻樂意動手實踐。后者,部分學生基本功底扎實,有著明確的學習目標,雖然學習方法欠佳但是具有一定的解決問題的能力,需要教師的耐心督促與指導。
2提高“數控銑削編程操作與加工”課程教學質量的措施
為了保證課程教學質量[3],任課教師首先對自己所授課班級的學生狀況進行認真的了解和分析。包括對學生的理論基礎和動手實踐能力的調研,可以填表的方式進行,也可以選擇課堂回答預先設計好的問題。其次是在調查的基礎上,任課教師認真分析每位同學的特點,掌握同學的思想動態。最后是根據每位同學的情況,制定該生本學期的學習目標和教學方法。
2.1實施小組式教學,提高學生的團隊合作能力
“小組式教學”是以學生為主體,在團隊或小組中為了完成共同的任務,有明確的責任與分工的互學習,能夠增強同學們的團隊合作的能力和凝聚力。“小組活動”是由授課教師控制教學過程,掌控整個教學進程并分配學生學習任務[4]。摒除傳統的教學模式,重視學生在學習過程中對問題的自主探究,講究合作的方式解決問題,激發了學生的學習興趣與學習的主動性,走增強創新和實踐之路,遵循自然屬性和規律。小組的劃分可以依據同學自愿結合和教學指定相結合的方式,選出一位組長。結合實施的任務,小組人數一般以4至6人為最佳組合,讓每位同學都能承擔一些任務,展現各自的才能。
2.2實施項目式教學,增強學生動手能力
采用項目化教學時,項目要貼近生產實踐,最好選擇來源于企業或行業的案例,將項目的理論知識和實訓技能兩大模塊揉合在一起,使教學做一體化。該做法主要鼓勵學生人人參與到學習過程中,在完成項目的過程中以創造實踐活動為主而不是注重最終的結果[5]。由于學生在實踐項目的過程中,能夠理解和掌握課程要求的知識和技能,感受并體驗創新的樂趣與艱辛,培養學生分析和解決實際問題的思想理念和方式方法。項目教學過程中,學生不斷尋找解決問題的方法并享受學習過程的樂趣,在學習過程中鍛煉了各種能力。因此,學生經過項目學習后,不但能夠獲得良好的理論知識和實踐操作技能,還大大增強學生動手能力,獲得良好的教學效果。
2.3實施探究式教學,提高學習興趣
探究式教學又被稱為“發現法、研究法”[6]。該教學模式的過程中加強了學生的主體地位和自主能力,也注重學生的個性發揮和主動性的培養,進一步激發學生的學習潛能和興趣。譬如在課堂教學中允許同學們發表不同意見,針對新知識的熱點問題進行討論,鼓勵學生積極探討追究根源,學會舉一反三,旁征博引。讓學生在“交流成果”過程中提出的問題和大家普遍存在的模糊問題或認識進行討論,可以大膽質疑解答各種問題。采取同桌互助,小組研討,集體辯論等靈活多樣的討論形式,為學生搭建學習平臺。教師則主要以傳授知識和解決問題相結合,使單一性思考和求異性思維相結合,充分調動學生討論的積極性并及時發現每位學生的優點,尤其是善于發現和捕捉后進生的“閃光點”并及時給予鼓勵。使討論的學生思維不斷碰撞并閃現思維火花,激發表現欲與求知欲,促進創造思維的發展。在技能實訓環節中,鼓勵學生充分發揮主觀能動性,自己設計加工產品,如加工手機支架、鑰匙扣、象棋等作品,提高了學生的學習興趣和積極性。
2.4實施互動式教學,激發學生創新與思考能力
互動式教學是雙向反饋的過程,要求互動雙方介入并沉浸于其中,并以積極主動的狀態參與活動過程。學生在教學活動中角色會發生轉變,從“要我學”的接受式學習模式到改變為“我要學”的主動式學習模式。因此,不但激發了學生的創新觀念和創新欲望而且還提升了學生的創新興趣,繼而培養了學生對事物的新認識、新思想和創新能力。整個學習過程中呈現出老師和學生之間融洽地溝通與溫馨的對話畫面,由于主要側重于“教師教了什么”和“學生學會了什么”,整個教學過程變得協調統一,可以看成是一個對話、理解、創新能力形成的過程。
2.5實施技能訓練與技能考核緊密地結合的學習評價方式
在”數控銑削編程操作與加工”這門課程的教學活動中,以培養學生的能力為中心,著重將技能訓練與考核相結合,使技能訓練針對性更強,使考核有據可依,也有利于以考促練的目的。重點采用過程性考核,關注教學活動中學生智能發展的過程性,如解決實際問題的能力,學習新知識的能力,對知識的靈活運用能力等,肯定學習成果同時找出不足,促使學生能對自己的學習過程進行積極地、認真地反思和總結[7]。采用了多元化的考核方式,如開放式考核,實行多種評價方式結合的方式,自評、互評、教師評價等,以便全面客觀的評價學生的學習成績,使教學與評價真正溶為一體,做到教與學的協同發展。
3實施效果
2015年3月至6月,筆者對數控技術專業班級1331和1332班開展實施提高“數控銑削編程操作與加工”課程教學質量的實踐與對比分析。在班級1331中實行傳統的教學模式,班級1332中穿插上述幾種模式進行教學。
3.1積極參與課堂教學方面
在課堂中為了讓學生的思維活躍起來,實行小組式教學模式。教師指導,每組選派一名學生為同學們講解知識點,教師通過提問的方式掌握組員的學習狀況。此種方式讓每個學生都有參與到學習中來,使大腦、雙手、眼睛和嘴巴都得到了運用,使他們體驗到學習的樂趣[8]。同時為了防止遺忘知識點,多采用讓同學們主動講解學習過的知識,這樣不僅起到了回憶學習內容,還有助于加深理解知識點。
3.2實踐技能學習方面
學習完理論知識之后,要完成相應的實踐模塊訓練,把實踐作為檢驗理論的工具。教師根據課程的教學大綱,嚴格按照實踐考核方法及評分標準檢驗學生的動手能力。學生在完成教師安排的實踐操作實訓外,還可以根據自己的情況到實訓車間進行實踐訓練,直到達到項目的實踐要求。實踐技能訓練結束后學生要完成實訓報告。教師與指導教師要根據項目技能操作評分辦法和和實訓報告評分辦法給出學生的實踐技能成績。
3.3成績分布方面
由圖1成績分布圖來看,開展提高教學質量研究的班級,其平均成績比較高。實施不同的教學方式,大大激發了學生的學習興趣,加快了學生提高成績的速度,取得顯著效果,如圖1,圖2所示。其中圖1為實施班級———數控1332班的學生成績,圖2為普通班級—數控1331班的學生成績。
4結語
通過對目前高職院校學生現狀的分析,充分了解與掌握學生當前的學習狀態,從而有針對性的研究出一套鼓勵學生提高學習積極性的方案,不但提高了課堂教學和實訓教學的質量,也提高了學生的學習的積極性和主動性。并在實施小組式教學、項目式教學、探究式教學及互動式教學的過程中感受到學生學習的熱情和激情,使得學生成績考核方面顯著提高,取得了良好的教學效果,從而驗證了該教學方法的有效性和實用性。
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篇3
關鍵詞:銑工;實訓教學;技能訓練;巡回指導方法
前言:銑工實訓課程是高職院校機械加工專業學生必須要學習的一門操作課程,重在培養學生的動手能力和實踐操作能力,要求給學生提供實訓場所,使學生在實踐過程中能夠對銑工課程理論知識進一步理解,了解相關的生產知識和操作技巧。教師需要擔負起銑工實訓課程教學的重任,以學生為主體,加強對學生的指導,突出實訓課程的目的和重點教學內容。教師在指導銑工實訓課程中,要把握好以下幾方面的教學環節。
一、培養銑工學習興趣
興趣是學好一門課程的前提,對確保各項教學活動的高效開展具有重要作用。通過對高職院校的學生進行調查分析可知,大多數學生對銑工實訓課程都有著較高的學習積極性,學生對知識探尋的求知欲較強,教師應該充分利用這一優勢,準確把握學生的心理傾向,強化學生對教學內容的理解能力。因此,在開展銑工實訓課程中,要求教師需要多給學生講解一些案例,讓學生明確該項課程在機械制造行業中的重要性,提高學生制造簡單零件和制造精密機件的興趣,使學生能夠積極主動的投入到銑工課程學習中來,優化銑工學習效果。
二、做好生動貼切的課題導入
課題導入是銑工實訓課程中的重要教學環節,做好生動貼切的課題導入對強化學生對課程的感性認識,激發學生的好奇心和學習動力具有重要作用。通過對銑工課程進行分析可知,該項課程中的理論課程與實訓課程出現嚴重的相脫節情況,實訓課訓練主要集中在實訓車間完成。為了提高學生的實訓效果,要求學生需要做好課堂預習工作,使學生對課程知識有大概的了解,能夠帶著問題進入課堂,使學生的課堂學習更具備針對性,有利于促進學生自學能力、解決問題能力和分析問題能力的提高。在預習學習的基礎上,教師需要采用提問引導方法,結合一個知識點,進行擴充,圍繞重點問題和重要知識點,從多角度和多側面對問題進行分析和整理,提高解決問題的力度和強度,設置不同水平的問題,化解問題的難度,強化學生對知識的理解能力。
三、加大對工藝知識講解
工藝知識是確保實訓課程高效開展的保證,要求在實訓課程前,教師需要做好相關工藝知識講解,講解的內容需要圍繞加工零件結構特點和主要參數進行分析。例如,在講解花鍵軸時,教師對花鍵軸的實物和工作過程進行模擬演示,通過演示的過程,加強了學生對花鍵軸結構特點的認識,明確了健齒平行線、健齒對稱分布及與軸側面中心線的情況,掌握了刀具選用方法及主要的加工步驟。學生通過對花鍵軸的圖紙進行技術分析,能夠確保切削用量和基準用量的選擇方法。通過學習,學生能夠將花鍵軸的加工工藝知識點有機的結合起來,強化了學生對工藝知識的理解能力。
四、強化學生的技能訓練
學生在對銑工實訓課程有了一定的興趣,教師在做好課程導入和工藝知識講解之后,需要做好學生的技能訓練,技能訓練需要結合高職院校機電專業的教學目標、技能考核要求和社會用人需求開展教學工作。第一,需要對技能知識點進行詳細劃分,嚴格按照機電專業的教學目標,由淺入深對學生進行技能培訓,要求學生掌握銑削加工的主要技能。第二,需要規范示范操作內容,將其作為重點教學內容,展現出抽象一致和直觀性教學原則,啟發學生的思維,強化學生對該項技術的理解能力。教師在銑工技能培訓中,要做好指導工作,確保示范動作的規范性、簡練性,要求學生掌握操作的細節。第三,提高學生的銑工實訓C合水平。學生在初步了解工藝技能之后,為了進一步的強化工藝效果,需要加大對相關工藝知識的理解能力,結合加工零件特點和相關的技術參數,對銑工實訓工藝進行分析,提高學生的銑削技能水平。第四,注重銑工實訓課程過程指導。教師在對學生進行指導過程中,需要有目的、有計劃的進行指導,及時糾正學生在實訓過程中存在的錯誤,對學生進行正確的示范指導,提出相關的技術要求,幫助學生解決在實際操作中存在的問題,使學生能夠準確的掌握專業的操作技巧和課程內容,提升整體教學效果。
五、運用巡回指導方法
篇4
關鍵詞:cimatron;曲面零件;加工工藝
1.引言
隨著數控機床的出現,特別是高速加工中心的出現,自由曲面的加工可以通過軟件自動編程來實現,這樣就大大提高了曲面的加工精度和表面質量。同時,使用CAM軟件來實現零件的編程結合數控加工中心的加工也加大了機械加工范圍。在Cimatron軟件中有一系列專門針對曲面加工的方式策略,也可以通過五軸航空銑來生成三軸加工程序。通過合理的選擇加工方式可以高質量的加工出絕大多數的復雜曲面。復雜型曲面一般采用球頭銑刀來進行精加工,數控程序給出的加工軌跡是刀頭球心的運動軌跡。
2.曲面加工的技術要點
2.1曲面零件的加工方式
曲面加工主要是由數控銑床或加工中心等多軸聯動機床來完成,對于曲面特別是復雜曲面,如葉片,模具的加工,甚至需要五軸聯動機床來完成加工。加工中心對自由曲面的連續銑削加工,有行切法、環切法、層切法、等高加工等幾種方法。行切法具有編程簡單和切削效率高等特點,但是由于刀具在行切平面內運動,切曲面的曲率不同和定位等原因,會導致行間的殘留高度相差較大,因此常用于粗加工。層切法加工是在等高面上切除加工余量,其實質是一種兩軸半的分層處理加工方法,在層切法加工過程中,走刀軌跡被限制在二維平面內,方便了刀具軌跡的優化,空刀現象大大減少,切削效率高,因此,層切法是一種高效的粗加工方法。
2.2步長的確定
加工步長是構成曲面刀具軌跡的一個重要參數,它的確定是刀具軌跡生成的關鍵因素,加工步長小,則刀具軌跡上的刀位數據密度大,零件程序增加,加工效率減慢。
2.3行距的確定
2.4切削用量的確定
切削用量主要包括主軸的轉速和加工步長,對于不同的加工方法,需要運用不同的切削用量,因此,需要合理的選擇切削用量,其原則是,粗加工時,一般是以提高加工效率為主,但也需要考慮經濟性和加工成本。半精加工和精加工時,在保證加工質量的前提下,兼顧切削效率、經濟性、加工成本等。總之,切削用量是在結合機床參數性能和刀具的材料和切削能力等綜合條件下進行合理的選擇和設定。
2.5加工余量的確定
加工余量的大小,對于零件的加工質量和生產效率及經濟性均有較大的影響,余量過小,會因零件不可避免的安裝誤差而導致工件加工余量欠缺,導致生產出廢品。若加工余量過大,不僅增加材料,動力、刀具和加工時間的消耗而也提高了成本。
3.曲面加工實例
3.1曲面造型
如圖3-1所示待加工曲面,由于零件的特殊要求。此曲面為兩條不同正弦曲線之間形成的混合曲面,形狀要求較高,因此對加工和造型編程都有較高的要求。在造型的時候借用cimatron的曲線外掛通過如下公式生成上下兩條曲線〔公式如下:下封閉曲線x=4*sin(u)、y=4*cos(u)、z=1*sin(u*5)、Umin=353.755、Umax
3.2曲面加工
為了更好的加工出此曲面,可采用五軸航空銑的銑削策略進行加工。盡管在cimatron加工方式中還有其他的策略可以用來加工次曲面,但是在這里采用五軸航空銑可以產生更好的加工刀路軌跡,在選擇限制加工曲面的時候選擇兩曲線之間的仿形銑,這樣可以用較短的時間產生較好的加工效果。通過cimatron軟件計算產生圖3-2的刀路軌跡。
4.結束語
曲面零件一種很常見的零件,由于其形狀的特殊性,對表面質量的要求較高,因此在加工時需制定好加工工藝,在日常的加工過程中通常會借助計算機CAD/CAM軟件進行造型,編程及幫助完成設計零件的工藝路線。大大減輕了編程的繁瑣,也提高了曲面的加工質量。文章結合簡單曲面實例的加工,總結了一些曲面零件的加工方法方案。
參考文獻:
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篇5
關鍵詞:模擬教學法;數控;實訓;應用
模擬教學法融情景教學、實踐教學、案例教學等教學模式的優點于一身,是符合培養職業能力教育思路的一種現代教學模式。
目前,國內高職院校常常由于缺乏訓練設備、場地、材料和資金,或者實訓現場與生產實際環境差別大等客觀問題,使學生很難得到在真實工作崗位實習的體驗。模擬教學以“假”代“真”,為學生提供仿真的實踐環境,使學生能夠在生產組織、工藝程序、現場技術等方面得到訓練,讓學生在模擬的工作崗位上扮演職業角色,達到走上工作崗位后的“零適應期”目標。
一、模擬教學法概述
(一)模擬教學法的內涵
模擬法指的是按照時間發展順序,在模型的輔助下,按照事情發展的邏輯順序及其依存關系和相互作用來接觸和感受真實的工作過程。
模擬教學法采用仿真模型來取代原型。仿真模型被有目的地簡化,并按照時間發展順序,塑造出原型的基本特征和功能關系。仿真模塊可以是真實物質的功能模型,如飛機模擬器、汽車駕駛模擬器等;也可以是抽象的功能模型,如軟件模型。
(二)模擬教學法的實施步驟
1.準備。熟悉現實的問題和解決問題所需的知識以及真實系統的功能模型(模擬器)。
2.計劃。對預計取得的結果,相關聯系及發展提出假設;對模擬試驗和運行作計劃,例如數量、模擬時間長度;弄懂每個實驗,例如輸入值、初始條件和測試條件。
3.實施。設置初始狀態,開始,觀察并結束模擬運行,執行必要的行動,作決策,保存模擬結果和模擬流程的信息。
4.評價/匯報。評價收集到的信息,對結果進行提取總結和介紹;相互比較系列實驗的結果。決定進一步的實驗,得出結論,將結果存檔,匯報結果。
5.反饋。將結果與一開始提出的假設進行比較,對個人知識增長進行反思,有以下方面:(1)專業知識和相互關系。(2)解決問題的操作方法。(3)必需的時間和時間計劃。
二、模擬教學法在數控實訓中的應用
在數控實訓教學中,涉及刀、夾具選擇,切削用量的確定,工序的安排,程序的編制,對刀等內容,如果直接讓學生在數控機床上加工,以上有一項不合理或操作失誤就有可能造成打刀、損壞機床及人身安全等問題。在數控實訓中應用模擬教學法,既可以使學生達到實物操作訓練的目的,又可以大大減少昂貴的設備投入并降低危險。
(一)確定實訓內容及教學目標
1.實訓內容:通過在仿真軟件下模擬如圖1所示凸臺零件的數控加工操作過程。
2.教學目標:(1)學習FUNAC 0iM數控系統的使用;(2)熟悉數控加工中心操作面板、加工操作過程;(3)通過讓學生在仿真軟件環境下,模擬凸臺零件的加工過程,使學生掌握銑削零件的加工過程,包括工藝的安排、程序的編制與調試、機床的正確操作、工件的裝夾、對刀等;(4)提高學生的動手能力和操作技能;(5)提高學生獨立解決問題的能力;(6)提高學生合作能力。
(二)教學條件
計算機房,數控仿真軟件,仿真軟件學習視頻,數控仿真軟件操作說明書。
(三)具體實施過程
第一步,準備階段。
教師:準備零件圖,斯沃數控仿真軟件,斯沃數控仿真軟件學習視頻,斯沃數控仿真軟件操作說明書,教學安排計劃(表1),表中時間僅供參考。
學生:(1)分組:共30人,3人/組;(2)與銑削加工相關的工藝知識,包括毛坯的選擇、裝夾方式的確定、加工工序的劃分、刀具的選擇等內容;(3)通過學習視頻和操作說明書,了解仿真軟件的基本功能、操作界面、操作步驟等內容。
第二步,計劃階段(分組進行)。
學生按組做好行動計劃,包括分析零件圖、分析工藝、編制加工程序與調試、模擬加工等各環節的進度安排,并對實施過程中可能出現的問題和結果做出預測。
第三步,實施階段。
學生:(1)分析零件圖,編制工藝過程卡(按組進行)。在編制工藝過程中,對于加工設備及刀具的選用,可以在小組內引入頭腦風暴教學法,同時教師準備相關的電子和打印文本,使學生對各種加工設備及刀具有更深入和全面的了解,在選用時可以得心應手。(2)確定走刀路線,編制加工程序(按組進行);在此過程中可以采用頭腦風暴法,設計不同的加工方案,最后確定最優的加工方案。(3)啟動、登錄數控仿真軟件,在仿真軟件中模擬操作機床:開機、松開急停按鈕、返回參考點、打開程序保護、輸入程序、裝夾毛坯、裝夾刀具、對刀、輸入刀具補償參數、模擬凸臺零件的實際加工(獨立進行)。
此過程中,學生通過仿真軟件學習視頻及操作說明書和已編制的加工工藝和加工程序完成。
第四步,評價/匯報。
學生:(1)以小組為單位,組內總結操作過程中出現的問題及解決方法,匯總正確的操作步驟及程序代碼。(2)各組出一個代表,描述和演示模擬過程。
教師:聽取報告并討論結果,介紹正確的模擬操作過程。
第五步,評價反饋。
學生:對個人知識進行反思,如切削用量與加工時間,加工精度的聯系;操作中出現的問題及解決方法。
教師:預計實際操作中可能出現的意料之外的情況。
第六步,最終評價。
成績組成:(1)仿真軟件的實際操作;(2)結果匯報;(3)總結報告。
(四)教學評價
通過引入模擬教學法,學生利用斯沃數控仿真軟件模擬FANUC、SIEMENS等系統的編程和加工功能,可手動編程或讀入CAM數控加工程序,能在很短時間內掌握凸臺零件的加工操作過程,同時教師通過網絡教學,可隨時獲得學生當前的操作信息。
三、模擬教學法應用分析
(一)模擬教學法應用范圍
在職業教育領域引入模擬教學法,適用于以下兩個方面:一是在實習教學中,某些專業(如汽車檢測、故障排除、機械加工等)要進入生產現場,而現場環境復雜,既不安全,又不利于學生訓練,且一些設備價格昂貴,不適宜學生實際操作,初學者難免操作失誤而帶來損失;第二是為了使有些專業的學生在接受技能訓練或者學習相關知識點時,能夠置身于未來從事職業的社會系統中,可以把繁雜的文字敘述、規定、要求等融入模擬情境教學訓練中,促使學生的理解與掌握,感悟未來職業崗位的氛圍,激發學生的學習興趣和積極性,產生良好的教學效果。
(二)模擬教學法的特點
1.模擬教學法的優點
(1)可以模仿復制出危險、昂貴、復雜的情景,來達到學習、測試和實驗的目的;(2)可以組織安排個人獨立工作和團隊合作;(3)可以通過觀察和實驗來加深對動力系統和加工過程中復雜的相互作用的理解;4)可以檢測個人能力和技能;5)可以實現個人探究性的學習;6)一個仿真模型可用于多種不同的學習目標和問題情境。
2.模擬教學法的缺點
(1)必須擁有仿真模型(模擬器),并且該設備可供教學使用;(2)模擬器的研發與制造成本很高,需要時間和資源。
(三)應用模擬教學法的注意事項
1.用正確的理論作指導
運用模擬教學法要求有必要的理論支撐,即學生在進行模擬之前要掌握一定的理論知識。同時,在模擬過程中教師要對模糊不清的理論知識給予及時地解釋,以保證模擬效果。
2.充分發揮教師的“導演”作用
教師要充分發揮“導演”作用,必須抓好四“導”:一要領導,整個活動自始至終要親自抓,要領導有方;二要指導,要給學生政治思想、心理素質、人際關系等方面的指導;三要疏導,有些模擬活動涉及上上下下、方方面面,教師要善于疏導;四要引導,或給學生“說戲”,或給學生“示范”,有導有演,循循善誘。
3.充分發揮學生的“演員”作用
要千方百計調動學生的積極性,使他們充分準備(包括知識、思想、心理等方面的準備),大膽參與,投入角色,“假戲真做”,機變靈活,努力創新。
4.科學地設計模擬教學方案
模擬教學方案是模擬教學的行動綱領,它應具有:(1)規范性:要符合政策法規的規定,要符合生活的真實,要有活動過程的規范。(2)完整性:要有完整的過程。(3)連貫性:各個環節應銜接自然、緊密。(4)代表性:要重點抓好代表性的環節。(5)多樣性:可設計多種方案,包括全過程的或某些環節的。(6)應變性:要預測情況的可變性,準備應變措施。(7)系統性:要把每門課程的模擬教學活動統籌規劃,統一安排,使其成為一個科學系統。
5.突出學生能力訓練
在一切模擬活動中,要突出“訓練”;在一切學生訓練中要突出“能力”訓練。要把學生推到“第一線”,推到“前臺”,不斷地反復地訓練。整個模擬教學活動都要以學生能力訓練為中心,都要為學生能力訓練服務。
6.注重學生訓練實效
模擬活動不要追求表面上的轟轟烈烈、熱熱鬧鬧,擺花架子,走過場,搞形式,而要注重實效,使學生真正受到教益,學到本領,提高素質。每次模擬活動后要做好總結工作,肯定成績,吸取教訓。
實踐證明,在數控實訓中應用模擬教學法,既可以使學生達到實物操作訓練的目的,又可以大大減少昂貴的設備投入并降低危險。
參考文獻:
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篇6
【關鍵詞】數控銑-立式加工中心,綜合實訓,項目,設計
《數控實訓》課程學科是高等院校數控技術專業的主要實踐課程之一,因此要求不斷創新教學內容或改進教學手段。這樣的創新與改進的主要目的是培養能夠盡快適應社會工作的專業數控人才,這類教學創新設計方案已經在實驗室有了一定的成果,但是目前的實訓卻沒有取得較突出的成績。數控人才應該以全國數控大賽的標準為基準,以企業的人才技能需求為導向,并采取教考分離的模式,從而達到有效提高教學效果的目的。
一、設計綜合實訓項目的必要性
數控設備中的數控銑――立式加工中心機床具有功能多、自動化程度高的特點,是目前相對先進的一種加工設備。這類設備的控制系統存在結構比較復雜、編程指令繁多的缺點,這樣就導致在學生的學習過程中面臨許多問題,如需要單項操作練習的項目較多、實訓周期較長、學習難度較大。并且操作實訓中還會面臨各單項實訓操作項目之間有機銜接,多項功能統一編程、整合應用的難點。在各大開設該專業的高等院校中,雖然設立了相應的數控實訓基地,但是缺乏生產條件、工藝設備不完善、練習材料匱乏等客觀原因的存在,從而學生在實訓過程的效果不佳。目前,一些高等院校開始采用校企合作的形式為學生提供了新的實訓方式,這類實訓雖然在一定程度上彌補了校內模式的缺陷,但是卻讓學生在這樣的生產性較強的企業中手足無措,因為他們還沒有經過一定的基本技能的訓練,就直接面對陌生的零件,這樣就使整個實訓流于形式而達不到實訓的目的。這也要求有新的實訓模式的誕生,只有符合數控職業教育要求的實訓方法才可以減少這些弊端,同時兼顧教學大綱要求及實習經費不足的現實狀況。因此,我們應該以校內實訓為基礎,綜合設計試切件,項目教學應該重視實際應用,在實訓過程中需要進行有效的引導以取得實訓的預期效果。
二、綜合實訓項目設計
根據數控銑―立式加工中心機床的運行模式及操作要求,設計一種結構件可以最大限度的涵蓋其各項加工能力,作為學生在機床操作實訓中的試切件。我們在數控實訓中仍然遵循由易到難、由單一功能到多功能的認知規律,首先通過對數控銑―立式加工中心機床的單項功能進行訓練,再在能夠熟練單項功能的基礎上來進行加工試切件的完整程序控制。如我們可以設計集方形、圓形、菱形、幢孔為一體的一個試切件,將這類復雜設備的加工工藝、編程與測試等環節通過試切件加工過程有機結合起來以完成零件的加工;最后借鑒發達國家相對完善的標準來進行檢測分析。
三、綜合實訓項目設計
(一)設備及參數
一項設計的完成是離不開相應的設備的,那么我們在進行數控實訓項目設計中也是如此,在本文的實訓設計中我們采用如表1的設備。
(二)綜合實訓教學計劃
所謂兵馬未動,糧秣先行就是讓我們在開始行動之前,必須設計好我們的作戰方案,要有充分的準備。那么對我們數控銑―立式加工中心機床的實訓也是這樣,需要以相應的方案為先導,然后在方案的設計過程中不斷改進與完善,以取得預期的實訓效果。本文所設計的流程如下:
1.操作入門及安全教育
2.數控加工工藝設計
3.數控編程設計
4.程序輸入與試運行
5.試切件加工操作
6.精度測量基礎知識
7.工件加工精度測量
8.綜合實訓報告
在實訓的第一階段,我們要學會數控銑一立式加工中心機床開機、維護、保養及操作規程,掌握手動方式;在數控編程階段要完成銑削方形―圓形―菱形―瞳孔等工序設定,具有局部循環運行程序、刀庫自動運行程序等項目;在試切件加工操作階段,要進行試切件與夾具定位后做毛坯粗加工;局部循環運行加工菱形,觀察加工過程與編程符合程度;局部循環運行加工圓形,觀察加工過程與編程符合程度;局部循環運行加工正方形;觀察加工過程記錄參數變化;局部循環運行幢中心孔;程序控制加工其余八個均布孔,觀察幢孔結束時幢刀與加工表面間的位置是否正確。在最后一個階段,我們必須對操作實訓進行總結,對試切件檢測結果比較分析,以此來加強對理論知識的掌握。
四、結論。通過綜合試切件在實際操作中的應用,主要有如下兩個方面的感悟:一是如果對數控銑―立式加工中心機床的掌握達不到多項功能、綜合運用的整體把握,就等于沒有掌握該設備的正確操作。第二,如果不對加工后的試切件進行精度檢測,就無法了解數控銑一立式加工中心機床的工作精度。實踐表明,只有在扎實的基礎知識體系的基礎上展開系統的實訓才是有價值的,也只有系統的實際訓練,學生所學的知識才是有 價值的。開發設計綜合實訓項目的目的就是為了滿足操作實訓綜合練習的需要,達到提高數控專業學生操作技能的目的,合理使用實訓經費而設的,針對這方面的設計應該較多,但是本文希望能給各位同仁一些參考。
參考文獻:
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篇7
關鍵詞:實踐教學;教學改革;柔性制造系統
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)47-0179-02
一、引言
實踐教學是高等教育的重要環節,是實現人才培養目標的有效途徑和重要保證。隨著社會的進步和發展,對人才的需求也發生了很大的變化,給實踐教學帶來一些新的問題和新的挑戰。我校機械電子工程專業的培養目標中強調了機電結合的高級工程技術人才,為了培養“厚基礎、寬口徑、高素質、強能力”的創新型工程技術人才,適應現代社會的要求,就必須要優化實踐教學內容,推進實踐教學方法和實踐教學體制改革。而營造培養高素質創新工程技術人才的實踐教學環境,提供合適的實踐訓練平臺是達到培養目標的重要保障。為此,我校2012年在共建基金支持下成立了柔性制造實驗室,通過柔性制造系統對實際工業自動化生產中的模擬運行,讓學生了解和掌握現代機電系統運行控制技術,培養學生的實踐能力和創新能力。本文圍繞該柔性制造系統在我校機械電子工程專業實踐培養上的應用,就我校在教學改革上的措施進行論述。
二、柔性制造系統
柔性自動生產線是將微電子學、計算機信息技術、控制技術、機械制造和系統工程有機地結合起來,是一種技術復雜、高度自動化系統,柔性制造技術更是當前機械制造業適應市場動態需求及產品不斷迅速更新的主要手段,是先進制造技術的基礎。
通過該系統,能使學生可通過實驗了解柔性制造自動化生產實訓系統的基本組成和基本原理,能為學生提供一個開放性的,創新性的和可參與性的實驗平臺,讓學生全面掌握機電氣一體化與物流技術的應用開發和集成技術,能夠幫助學生從系統整體角度去認識系統各組成部分,從而掌握柔性制造相關系統的組成、功能及控制原理。促進學生在機械設計制造、電氣自動化、數字控制技術、機器人技術、計算機技術、傳感器技術、生產線技術等方面的學習,并對數控加工、電機驅動及控制技術、PLC控制系統的設計與應用、機器人控制技術、高級語言編程等技能得到實際的訓練,激發學生的學習興趣,使學生在光機電氣一體化系統的設計、裝配、調試能力等方面均能得到綜合提高。系統組成如圖1所示,共分為總控系統、自動化立體庫及碼垛機、自動化輸送線系統單元、CCD形狀顏色尺寸檢測單元、上下料搬運機器人單元、數控加工單元、串聯機器人裝配與分揀單元、視覺導引搬運AGV幾個單元部分。系統模擬某自動化加工、分揀、自動裝配及自動出入庫完整制造過程。立體庫由兩排貨架及中間的碼垛機構成,實現毛坯及成品部件的存儲;傳送線負責從立體庫取件、傳送工件到到各工作單元及傳送入庫;通過圖像識別功能,對工件進行形狀與顏色識別,通過信息識別,六自由度行走搬運機器人可選擇把工件放入相應的數控加工設備(車削加工中心或銑削加工中心)當中。加工完畢,通過CCD視覺裝置進行高度與直徑等尺寸識別。并為下一工序做好準備。
該柔性制造系統可聯機/單機兩種運行模式,方便學生進行PLC控制、生產線控制、機器人控制及數控機床應用實訓。
三、柔性制造系統在機械電子工程專業實踐能力培養中的應用
1.課程實驗實訓。利用該柔性制造系統的各組成單元,對原有相關課程中的實驗內容進行了調整整合,增加了綜合性實驗環節內容設計,根據教師授課情況,結合學生特點進行選取。主要服務的課程包括:機電傳動與控制(步進電機、伺服電機控制)、PLC控制技術(立體庫碼垛機控制、傳送線控制)、機器人技術(分揀機械手、搬運機械手)、機床數控技術(數控加工單元)、傳感與測試技術(傳送線、CCD等單元)、機電一體化技術。
2.實習實訓環節。根據專業特點及實習實訓要求,對原有實習實訓環節進行了改革。將原第七學期三周的實習環節分割成幾個模塊,其中一個模塊是2.5天的柔性制造系統實習實訓模塊,每次二十余人分成多個小組進行該模塊的實習實訓。對學生獲得的專業知識和專業技能進行的一次全面考核和綜合檢驗。按照機械電子工程專業設置的要求,通過柔性制造系統平臺開展的集中實踐教學環節,讓學生完成的主要任務為:氣路、電路或控制回路的構成的模擬設計及運行調試;根據工作要求對PLC控制程序進行修改或編寫,模擬實際的控制過程;對人為設定的故障(電氣及PLC故障)進行故障診斷及排除練習,提高學生解決實際問題的能力;模擬系統的各單元之間可以通過I/O進行通訊,將多個加工單元連接構成系統。通過這個教學環節,讓學生自己動手來搭建實際機電一體化設備,以此來提高學生解決實際工程問題的能力。實習的內容:①柔性制造系統基礎知識教學。主要講授柔性制造系統技術的一些基本概念,讓學生對柔性制造系統有全面的了解和認識。②立體庫系統設計。通過對立體庫實際操作,了解立體庫工作過程;以立體庫結構設計及PLC控制為主要教學內容,了解并掌握立體庫結構設計技術,學生能夠完成單元格的設計出圖。了解立體庫控制要求,采用PLC實現取、送工件的控制設計。③搬運線設計。以搬運線為教學對象,使學生了解掌握生產線工作原理及操作方法,了解生產線基本結構及控制方法,了解典型分揀、傳送、檢測環節的設計方法及操作。④AGV尋跡車設計。了解尋跡車基本結構組成和功能;了解AGV尋跡車車體結構設計方法,了解尋跡車控制原理和操作。⑤機械手。了解工業機器人基本原理,了解和掌握工業機器人機構及基本結構設計知識,掌握工業機器人操作知識,了解和掌握機器人控制原理,掌握機器人編程控制,利用測繪技術實現實物的測繪建模使學生在掃描和建模。⑥數控機床編程操作。以典型車、銑零件為對象,讓學生能夠通過動手實踐將其數控加工程序編制出來,并在數控車及數控銑削加工中心完成各自零件的裝夾、對刀及加工仿真操作。
本實習重點強化動手能力的訓練,鼓勵學生在對柔性制造系統全面了解和認識的基礎上,獨立完成系統的運行和各分系統的設計操作。
四、結論
柔性制造實驗教學系統的建成與投入使用,豐富提高了我校機械電子工程專業在開放性實驗室的實驗教學和實訓的能力。以此平臺為基礎,在授課教師及實驗教師的共同努力下,有針對性地開展相關實驗、實訓項目,使學生可以更好地掌握機械、電子、電氣、液壓、自動控制、數控等專業知識,并以實際設備為對象,建立機電一體化設備調試、運行、維護等相關能力,有效地對應本專業培養目標要求。經過學習和訓練,學生的綜合素質得到提高并激發了部分學生的專業學習興趣和科技創新興趣,為今后的能力培養和就業發展打下了基礎。
通過一年多時間的應用,實驗、實訓等項目內容在不斷充實完善,在其間也發現了一些問題,例如包括對指導教師的能力要求、系統運行耗材費用控制等將在今后工作中逐步完善。
參考文獻:
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篇8
【關鍵詞】計算機仿真技術 應用型本科 數控仿真系統 數控技術
【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】 A
【文章編號】0450-9889(2015)06C-0077-02
應用型人才主要是在一定的理論規范指導下,從事非學術研究性工作,其任務是將抽象的理論符號轉換成具體操作構思或產品構型,將知識應用于實踐。也就是說,應用型本科的教育是保證培養的人才具有一定的理論知識,主要是能夠將所學習的理論知識應用于實踐。應用型人才的核心是“用”,本質是學以致用,“用”的基礎是掌握知識與能力,“用”的對象是社會實踐,“用”的目的是滿足社會需求,推動社會進步。
數控技術類課程是應用型本科機械設計制造及其自動化、機電一體化專業、數控技術專業的主干課程,在數控技術類課程的教學過程中一般采用理論和實際結合的方式進行。理論部分主要講解數控加工工藝、數控加工刀具、數控編程基礎等;實際操作部分主要是結合理論知識進行實際機床的操作和典型零件的加工。傳統的理論部分教學主要通過教師PPT演示,在演示過程中插入文字、動畫、圖片對理論知識進行講解,傳統的實踐環節教學主要通過老師帶領學生到實訓車間,通過具體演示零件的加工來完成。隨著計算機技術的發展,數控仿真技術逐漸融入到數控技術的教學和應用中,成為數控技術教學的重要輔助手段。根據桂林航天工業學院在實際教學過程中傳統教學方式方法和數控仿真技術輔助教學的實際情況做如下分析總結。
一、師資投入
桂林航天工業學院現有機械類學生中學習數控類課程的約2000人,相關教師18人,按照教學計劃的安排,每周約有700名學生參加288學時的數控理論和實踐教學活動,平均到每位相關教師約每周16學時的教學,參加每位教師課程的學習人數約40人。在教師每周8學時理論部分教學中,采用40名學生的課堂教學,按照傳統的PPT課件插入文字、動畫、圖片進行演示性教學幾乎沒有實際的困難,但教學效果往往欠佳;但每周約8學時實踐教學,按照傳統模式進行就比較困難,每2~4位同學一臺機床,1位教師進行指導幾乎無法實現;一次課兩個學時90分鐘,實際操作前利用1~2臺數控機床講解約20分鐘,約40個學生圍在周圍觀看,很多學生會無法看清楚,而且剩下的時間每臺機床分配不到2分鐘時間,難度和效果可想而知。同時,由于機床的生產廠家和型號非常多,如果只是針對某種機床或者某些型號進行講解,很難讓學生適應實際企業生產中眾多的機床廠家和機床型號。即使是桂林航天工業學院這樣的全國性質的數控實訓中心,雖然各種機床有60臺,總價值達到3000多萬元,仍然只能選擇非常有限的幾個廠家和型號的機床??傮w上來講,受到場地、經濟的制約,不可能讓學生全面地操作實際生產中眾多廠家、型號、操作系統的機床。
如果采用計算機仿真技術進行教學,在理論部分和實踐部分可以完全相結合,并且由于采用虛擬仿真方式,可以調用任何廠家、型號和操作系統的機床,讓學生在結合理論知識編程的過程中,輸入不同的數控機床,體驗和理解由于數控機床的不同引起的編程格式、編程代碼的差異,以適應實際生產過程中的型號、廠家和數控系統的差異,充分達到應用型本科主要實際操作應用的能力。例如在桂林航天工業學院教學中使用的南京斯沃數控仿真系統,開機時的數控系統選擇界面包括了FAUNC、SINUMERIK、EZmotion、華中數控、北京凱恩帝、大連大森、南京華興等70種;同時在選擇FANUC 0i-M操作系統后,可以選擇的機床操作面板包括漢川機床、南通機床、南京二機、濟南機床、友嘉機床、托普機床、Duoleng、北京機床、大連機床、南京邁順、縱橫國際、南京東恒杰必克、臺中精機、沈陽機床、韓國Doosan、巴西Romi、韓國WIA等28家中外機床廠家的操作面板。以不同的操作系統選擇不同機床企業的操作面板,可供選用的機床幾乎覆蓋整個加工行業所使用的各種數控機床。
二、教學安全
對于教學安全主要是針對實踐操作部分,機床作為機械結構,一旦出現事故,輕則機器損壞,重則出現傷亡事件,這樣的事件已經給了我們血的教訓。例如,某高校機械專業學生在企業實習期間由于操作失誤,直接導致手臂被機械結構嚴重損傷,最終不得不截肢。如何避免機械事故發生是學生在實踐操作部分最需要注意的問題,因此很多學校非常強調安全問題。
傳統教學中,由于學生在上機床實際操作之前并沒有對機床的運動情況有很清楚的了解,很容易導致事故的發生,因此很多院校在進行數控實訓操作的時候,多是恐懼危險的發生而走走形式,真正實際進行操作,并能夠加工出零件的比較少,除非是學校為了讓學生參加比賽而培訓數量比較少的學生,難以達到教學計劃中關于實踐教學部分的實際要求。而采用計算機仿真技術的數控教學,可以在實際操作之前充分了解數控機床面板的操作和數控機床的運動運行規律,某種意義上說就是真正的數控機床操作的演習,為實習實訓部分做好充分的準備工作,即使在仿真中出現操作錯誤或者操作失誤,既不會導致機床的損壞,更不會導致人員的傷亡。
三、教學效果和效率
數控程序編寫是數控類課程的主要教學內容之一,如何正確地編寫數控程序也是數控類課程的重要任務。在傳統課堂上,教師主要利用PPT課間插入動畫、圖片、文字等內容進行講解,雖然利用了一些多媒體資源,但是并沒有充分發揮多媒體最大的功用。在講解過程中往往比較枯燥乏味,難以更加形象具體地表述數控代碼控制刀具、機床主軸的運動情況。特別是對于一些比較復雜的循環指令只是通過這樣的講解方式往往很難準確地表達。雖然目前有些教師可以采用一些三維軟件、動畫軟件制作一些比較詳細的動畫,但是這種動畫往往就是固定設置好的動作,缺乏參數的變化,不能通過修改參數來觀察刀具運動的變化。
目前大多數計算機數控仿真數控系統都是模擬實際的數控機床操作,幾乎完全和實際的數控機床操作相同。教師在授課過程中可以編寫實際的數控程序,再輸入到數控仿真系統中進行驗證,在驗證的過程中,可以隨時改變數控程序中的參數,來講解數控指令中參數控制刀具的運動規律,也可以改變數控程序中的程序指令,來講解不同指令刀具的運行軌跡;這樣就可以更加清楚形象地講解數控編程中的各種程序指令和指令中各個參數的含義。在斯沃數控仿真系統模擬加工零件過程中,在操作界面的左側顯示編寫的數控程序,仿真操作過程中根據刀具的運行軌跡,自動跳轉相應的程序段,幫助學生理解程序中控制對象的運行情況,并且利用不同的顏色來展示不同刀具的運動軌跡,在直觀地展示運動軌跡的同時也可以隨時更改數控程序或程序中的參數來獲取不同的軌跡。
四、數控工藝部分體現
在實際的加工過程中,數控工藝主要體現在刀具、裝夾、進給量、主軸轉速、背吃刀量、加工工序等。由于這部分內容比較抽象,需要根據實際加工的材料、技術要求、零件現狀等具體情況進行講解。傳統授課方式只是通過語言的描述、圖片的展示來完成內容的講解,學生很難理解。
在采用數控仿真系統進行教學過程中,可以根據加工零件結構的不同,按照工序要求講解各種刀具的結構、刀具的尺寸參數;并且幾乎不受任何限制,在斯沃數控仿真系統的數控車刀包括了14種車刀刀桿、各種形狀的刀刃,并可以根據加工需求輸入刀桿、刀刃的參數和材料,也可以根據實際機床的結構選擇四方刀架、八方刀架、十六方刀架,或者選擇前置刀架和后置刀架,滿足數控車床在加工各種零件的需求;在數控加工中心包括15種各種類型的刀具,同樣可以根據需求輸入刀桿、刀刃的參數和材料,選擇各種形式的刀庫,滿足數控銑削和加工中心加工各類零件的需求。
同時也可以根據零件的結構特征選擇適合的裝夾方式,也可以設計自己的專用夾具以滿足不同工藝裝夾的需求,使學生可以根據裝夾的情況,正確理解程序編寫過程中避開裝夾,防止車削或者銑削到夾具的零件,滿足工藝講解過程中關于工件裝夾的要求。斯沃數控仿真系統為數控銑床和加工中心工件提供了三種可選擇的裝夾方式,包括直接裝夾、工藝板裝夾和平口鉗裝夾,以滿足不同零件加工關于裝夾的要求,數控車床根據板料或管料的需求提供外圓裝夾方式和內孔裝夾方式,以滿足車削零件加工的需求。
綜上所述,利用數控仿真系統于應用型本科的數控技術類課程的教學中可以適應不同專業方向關于數控知識技能的學習,在減少師資投入的情況下學生可以盡可能多地了解和模擬操作時間生產中眾多廠家、型號和操作系統的機床,以適應未來走向工作崗位進行數控編程或者操作機床的需求;同時從教師實際教學的角度,在理論教學方面,可以結合數控仿真軟件,實時地通過仿真操作來幫助學生理解數控編程和數控工藝的基本知識,同時也可以模擬不同機床的實際操作,大大減少事故率,保證教學過程以及學生參加工作后實際操作機床的危險。經過桂林航天工業學院多名教師近年來采用傳統教學方式和計算機仿真技術相結合的方式進行教學證明,學生在學習數控技能的時候,一方面學習興趣大大提高,學習數控技術的激情比簡單枯燥的傳統課堂教學具有明顯的差異,另一個方面學生學習的效果也明顯提升,實際掌握數控知識和數控操作的能力明顯提高。
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篇9
關鍵詞:高職教育;實踐教學;行動導向;三位一體
高職學院實踐教學是影響其人才培養質量和市場接納的重要問題,德國行動導向教學體系是高職院校實踐教學重要指導理論。行動導向強調在行動中學習的理念,要求以學生為中心、以實踐為中心、以能力培養為中心來構建教學體系。[1]
一、高職實踐教學體系框架
高職實踐教學體系構建應當根據行動導向基本思想,以學生職業能力為核心,校內與校外相結合,學校與企業相結合,理論與實踐并進,形成由低到高、層層遞進的單項實習、專項實習和綜合實習“三位一體”的實踐教學體系。
我們以模具專業為例說明這一實踐教學體系框架。高等職業教育模具設計制造專業培養的人才,將來主要從事模具類產品的造型設計、模具設計、自動數控編程和模具加工制造等,培養模具設計制造和生產管理能力是實踐教學體系建構的基本著眼點?;诖?,我們構建基于模具工作過程的單項實習、專項實習和綜合實習“三位一體”、層層遞進的實踐教學體系,其中單項實習目的在于形成職業基礎能力,專項實習目的在于培養職業拓展能力,綜合實習目的在于提升職業生產能力,三個層次的實踐緊緊圍繞學生職業能力這一核心(見下圖)。
(一)單項實習
1.基礎實習模塊(第一、二學期)。主要有機加工實訓、金屬切削設備拆裝實訓、計算機操作實訓、工程制圖測繪、計算機繪圖、零件檢測、模具鉗工等實訓。這一層次技能訓練目的是使學生對機械加工設備、機械加工方法有一個基本認識,為專業理論課程的學習打下基礎,為后述的專業專項訓練及綜合技能訓練打下基礎。同時每個技能實訓項目針對不同專業、不同層次的學生,設計有基本功訓練模塊和趣味課題訓練模塊。例如,模具鉗工技能實訓分為二個模塊:基本功訓練模塊,主要培養學生零件手工加工技術的基本能力;趣味課題訓練模塊(劃規、榔頭的制作等),進一步強化學生手工加工技術的專項技能,學生也可自由選擇,自己設計加工方案,自主完成加工工作。
2.提高實習模塊(第三學期)。主要有沖壓模具設計、模具零件工藝編制、塑料模具設計、模具拆裝、中級技能培訓、CAD/CAM實訓、數控銑削實訓等。教學項目針對的是從事該崗位工作所需的知識、能力等的訓練,一系列教學項目的實施,確保學生達到今后從業要求的知識和能力標準。
例如,針對模具CAD/CAM工作崗位,我們根據CAD/CAM等應用軟件在模具設計與制造中的工作過程要求,設計了難度由淺入深、循序漸進的沖壓模具、塑料模具、壓鑄模具等若干個訓練項目(如平墊圈模具、花瓶模具、眼鏡模具、皂盒、照相機殼、汽車輪箍等)。教學環節的實施完全遵守其工作過程。學生經過上述若干個項目的訓練,基本能達到該崗位從業的要求。
這一層次技能訓練,要求實踐教學內容與職業資格證書相結合,規范學習內容和標準,使學生在掌握專業專項技能的同時,達到中級工水平。
(二)專項實習
1.校內專項實習模塊(第四學期)。模具設計與制造專項實習的總體操作流程如下:學生分組下達設計任務書產品工藝性分析確定設計方案CAD模具設計小組內擇優選取加工模具模具零件工藝編制模具零件制造模具裝配試模、調試試制產品。
為了保證實訓質量,學校應當成立一個由多名教師組成的模具設計與制造專項實訓指導小組,實訓時間為12周(課內6周,課外6周)。
模具設計與制造專項實訓具體實施步驟及內容:
(1)模具設計與備料。學生報名選擇塑料?;蚶錄_模設計與制造,根據報名情況分組并選擇設計指導教師。設計指導教師布置設計題目,學生根據自身情況選題,每人完成一副模具的設計。備料包括標準模架與模板的定做或非標準模板和標準件的購買。
(2)工藝編制與模具加工。在教師指導下,每組學生選擇最優化、最合理的設計圖紙,編寫具有可操作性的加工工藝,分工合作,完成模具加工任務。
(3)模具裝配、試模、調試。學校聘請企業的模具鉗工師傅進行指導,學生全程參與,進行模具裝配、試模,產品質量檢測,工藝的改進嘗試與模具結構的修正。
(4)總結、答辯。指導教師組織學生分析問題,交流座談,了解學生實訓中存在的問題,協助制訂解決問題的方案,使學生互相學習,共同進步。學生在實訓中完成并提交:小組共同提供加工模具資料一套,包括裝配圖、零件圖、工藝卡、模具成品;組員每人上交各自設計資料,包括裝配圖、非標件零件圖、設計說明書、各自負責編制的工藝卡與零件圖、模具制造總結。實訓答辯分兩步進行,一是小組模具制造答辯,二是個人模具設計單獨答辯。
2.校外輪崗實習模塊(第五學期)。輪崗實習是在企業中進行。學生在真實的職業環境中進行訓練,由企業工程技術人員和工人進行指導,受到橫向拓寬、縱向延伸的專業訓練。這種模式既指有兩批學生交替參與,又指不同崗位的交替參與。
指導教師由從事本專業工作的、具有中級以上職稱的教師或工程技術人員承擔,并且由校內指導教師和校外指導教師搭配組建。指導教師應當根據被指導學生不同的實習單位、崗位及要求,會同實習單位確定具體實習內容并擬訂實習計劃,具體指導學生實習。
頂崗實習的考核由校內外指導教師共同完成,并以實習單位的考核為主。
3.職業技能大賽模塊(第四、五學期)。職業技能大賽是切磋技藝、交流技術、展示技能、提升自我的一個平臺。技能大賽檢驗了學生的技能水平,檢驗了學校的師資力量,同時也檢驗了學校的課程建設和管理水平,是一場從學生到學校、到地區的全方位檢驗。
在第四、五學期,要根據國家有關部門組織的職業技能大賽,選拔優秀學生積極參加。先在所有學生中開展大賽培訓,培訓要以職業崗位中的工作過程為導向,將工作任務轉化為教學任務,以企業真實工作情境或任務為載體,使學生通過激烈的競爭提高自身操作技能。然后通過層層選拔,實現知識學習、技能訓練、職業技能大賽的有機結合。
(三)綜合實習
1.畢業設計模塊(第六學期)。畢業設計是高等教育的最后一個重要學習環節,是專業課程學習的深化與升華過程。通過畢業設計,進一步培養學生綜合運用所學知識獨立分析和解決實際設計問題的能力,為適應實際工作和今后發展打好堅實的基礎。
畢業設計選題要在第五學期完成,選題要來自實際,應用性、綜合性要強。畢業設計采用基于生產過程的設計模式:產品分析—模具設計—模具制造—模具裝配—試模、調試—試制產品,讓學生把自己設計的圖紙真正變成模具,并用模具加工出合格的產品,使畢業設計真正成為學生實際工作前的一次全過程模擬,縮短學校培養與企業需求的差距。
2.頂崗實習模塊(第六學期)。學生完成單項技能實訓、專項實訓和輪崗實習后,進行頂崗生產實踐。選擇專業對口、生產技術先進和管理水平較高的企業為實訓基地,使學生獲得完整的企業生產過程和組織管理的綜合訓練。
校外實習基地是實習教學的主戰場,在校外實習基地建設和運行過程中,學校的專家和企業的工程技術人員共同合作,學校和企業互惠互利。企業的崗位完全以學生為主運作,他們接受的是實際工作過程的訓練,學生的身份就是員工,享受企業員工的工資等福利。培養計劃以企業為主制定,真正體現在實踐中學、在實踐中做,充分體現企業對高職人才的要求。實施這種教學模式,在增加學習內容的同時,相應減少了一些課程的理論學時,使學生的學習內容更接近實際,更有實效,把學校的教學過程與企業的工作過程有機地結合起來,為實現高職教育進一步適應市場需求提供了保證。
二、高職實踐教學體系保障
(一)優化培養方案和課程體系
人才培養方案由學院與企業共同研討、協商制定。制定培養方案時既要遵從“認識-實踐-理論-再實踐-再認識-提高”不間斷的認知規律,更要充分尊重企業的生產規律,保證企業正常的生產不間斷,實施校內學習與企業認識實習、輪崗實習、生產性實習、頂崗實習的工學交替,形成不間斷的校內學習與企業實習循環機制。
培養方案中前三學期基本完成專業應知、應會基礎知識與理論和基本技能的教學和培訓,確保前三學期打下高職職業基礎,形成本專業基本技能(中級);第四、五學期根據學生個性及職業發展規劃,導入專業新技術、新工藝知識及高級技能訓練及面向企業的定向培訓(輪崗實習),使學生的專業知識和專業技能得到進一步拓展和提高,進一步增強學生就業能力,提高專業計劃的靈活性,強化專業特色;第六學期進行崗位適應性訓練(頂崗實習),養成崗位要求的職業素質。
培養方案壓縮理論教學,突出實踐教學,理論教學與實踐教學比例不低于1∶1。原則上定為兩周理論、兩周實習交替進行。實踐教學環節圍繞培養學生“設計能力”與“制造能力”兩條主線展開:設計能力有制圖測繪、AUTOCAD實訓、CAD/CAM實訓、機械設計課程設計;制造能力有金工實習、模具拆裝的認識實習、機械加工實習、數控加工專業實訓。
(二)加強校內外實訓基地建設
以工作過程為導向的人才培養模式,只靠學校單方來實施存在很大的難度,也難以達到預期的效果,與企業的實際生產過程結合構建校企結合的校內外實習基地,是最佳的途徑。
高校首先要增加投入,加強校內實訓基地建設。在實訓基地建設中,一是要充分利用好現有的實驗實訓設備,要做好設備的整合工作,老設備可用于學生認識、拆裝等教學環節。二是要在國內外調研基礎上,購置新設備,購置的新設備要有前瞻性、先進性,還要和社會生產發展相適應,新設備不應以驗證性為主,而應該具備工藝性、設計性和生產加工性等教學功能。模具專業生產性實訓基地宜設置理論教學區、模擬操作區、操作訓練區和產品生產區,形成既是車間又是教室的實習基地格局,實現教、學、做合一,兼有教學、培訓、技能鑒定、生產及技術服務等多種功能。三是設法與企業聯合,創建校辦企業,達到資源共享、企業和學校共贏的目的,使學生通過實訓或實習得到工廠化生產的鍛煉,學到更貼近就業崗位需求的實踐技能。四是建立穩定的校外實習基地,為學生提供現場企業環境進行實際加工。
(三)雙師型教師隊伍的構建
1.制定激勵措施,是促進“雙師型”師資隊伍建設的重要保障。首先,學校要把“雙師型”師資建設納入學校教育發展總體規劃,建立繼續教育的培訓機制,根據教師的年齡、學歷、經歷制定出具體的培訓計劃。其次,學校要建立“雙師型”教師評價考核體系,設立“雙師型”教師津貼等激勵機制,促使更多教師成長為“雙師型”教師。
2.校企合作是構建雙師型教師隊伍的有效途徑。校企合作教育是根據行業和企業發展需要,以就業為導向,由學校和企業共同承擔專業教育的人才培養模式。校企合作教育對于建設“雙師型”專業教師隊伍意義重大。通過合作,學校專業教師可以向企業提供智力和人力的支持,在專業技術人才使用方面建立共享機制;專業教師直接參與企業生產、科研、營銷、服務等活動,及時掌握企業最新技術,增強了生產實踐和科研能力,同時又能把生產實踐問題緊密納入教學過程中;企業負責學生頂崗生產安排及指導教師選派,也培養了企業專業技術人員的工作能力,同時,高素質的企業專業技術人員可選聘為專業兼職教師。通過校企合作,企業成為“雙師型”教師培養的重要場所,同時也成為專業兼職教師的聘任源地。
3.建立一支較為穩定的兼職教師隊伍,是建設“雙師型”教師隊伍的必要手段。職業院校的教師隊伍建設,不僅僅是從學校到學校,而更應當從企事業到學校。從其他行業一線引進工程師、技術能手、能工巧匠等充實教師隊伍,不僅有豐富的實踐經驗,有一技之長,更從企業帶來了新理念,指導職業院校的辦學方向;同時對于從企業引進的教師本人而言也是一次質的飛躍,教學相長,理論和實踐相印證,也能彌補實踐中的不足,自己的理論和實踐也得到了升華。
篇10
[關鍵詞]項目教學法 數控加工工藝 教學改革
[中圖分類號]G712[文獻標識碼]A[文章編號]1009-5349(2010)05-0177-02
引言
《數控加工工藝》是高職數控技術專業及其他相關專業的一門主干課程,其內容是在傳統制造工藝的基礎上,結合數控加工工藝特點,應用計算機進行輔助設計、制造、工藝分析。使學生通過本課程的學習,逐步建立適應現代生產方式的工作規范,掌握數控加工技術,并具有良好的職業素質。根據高職學生的培養目標和現代企業對學生的要求,有必要對《數控加工工藝》這門課程進行教學模式改革,建立理論與實踐應用之間的橋梁,培養掌握數控技術的應用型、技能型人才,滿足市場對該類人才的需求。
一、課程教學內容建設
(一)課程內容與教學要求分析
本課程主要研究金屬切削的基礎理論和工夾具的設計基礎、各種典型零件車削、銑削、加工中心、線切割的加工工藝規程的制定。通過這些內容的學習,學生應該了解數控加工的基本理論及各種數控加工方法特點,掌握數控加工工藝的理論知識,了解典型零件數控加工的工藝技術,并能正確選用加工方法;具有編制、貫徹數控加工工藝規程和分析解決工藝技術問題的基本能力。
(二)能力目標
本課程主要培養學生對各種典型進行數控加工工藝過程分析的能力和制訂工藝規程的能力,能對典型零件數控加工工藝和質量、生產率、經濟性進行綜合分析。
二、課程教學模式設計
(一)整體設計
為了使課程達到新的職業教育標準,必須對課題進行整體設計。按照系統理論,一個系統的每一個單元都好,整體不一定好。對于一門課的教學更是如此,每一堂自身合理的課整體上未必是最優的。要從各單元聯系的角度對課程進行整體設計和整體優化。根據本課程的教學特點,我們為采用項目教學法,精心尋找了一些外企的圖紙,這些零件的加工,用到了各種加工工藝,用它們作為貫穿全課程的加工工藝分析項目,并將其分解為5個子任務,分別是制定加工工藝規程、車削加工工藝、銑削加工工藝、加工中心、線切割加工工藝,分別學習這些子任務,就能最終完成外企加工圖紙的大項目。
(二)具體教學模式
每一次課(2節)的教學,我們都采用多項目串行的教學模式,即課內學生討論,教師示范,完成項目1;學生分組模仿,分別完成項目2、3、4、5;學生交流,課內教師總結,課內教師提示,學生基本獨立完成較大的項目6;課內教師僅提出要求,學生課后思考項目7。例如車削加工工藝,我們選用圖紙1,學生根據已有的普通車床的操作經驗討論加工工藝路線,教師最終示范如何進行工序的劃分、加工順序的確定、進給路線的確定、夾具的選擇、刀具的選擇、切削用量的選擇等,并進行編程。然后將學生分成4組,分別給4張不同的圖紙,讓學生討論工藝路線,并按組交流。所制定的工藝路線考慮因素,如學校現有機床的特性等,其他組的學生評判其合理性,最后教師總結分析各組制定的工藝方案的優劣,在計算機上通過軟件進行模擬演示,驗證。在此基礎上提出新的項目,提示后由學生完成。同時教師進行巡視。感興趣的同學還可以用計算機在課后進行驗證。(因為我院的條件所限,條件允許的話,每個學生都在計算機或機床上進行驗證,結果會更好。)最后,針對下一次課的內容,教師給出新的任務,學生課后思考。
傳統的課堂是教師一言堂,課后學生依樣畫葫蘆,遇到實際工程問題,學生根本無法解決,進入企業還要重新培訓,造成學校教學和企業需求的脫節。新的教學模式,充分發揮了學生的主體作用,有助于調動學生的學習積極性;應用實際的圖紙分析,縮小了校企間的距離,提高了學生分析問題和解決問題的能力。對一些給出圖紙的企業,甚至能實現無縫對接。
三、教師隊伍建設
因為采用企業的圖紙,并要考慮實際機床等情況,所以對教師尤其是沒有企業實踐經歷的教師,提出了較高的要求,所以必須對教師進行培訓,提高教師的教學能力。
(一)雙師隊伍建設
高職教育的職業性和實踐性特點,決定了高職院校的專業教師不僅必須具備教師的基本能力和素質,還必須有豐富的現代新型知識和實踐能力,既能講課又能指導實訓操作,“課堂上是老師,車間里像師傅”。建設一支高素質的“雙師型”教師隊伍,是實現高職教育又好又快發展的關鍵。作為專業課的教師,尤其是講授數控加工工藝課程的教師,更應該有較強的專業技能,這樣才能因地制宜地對企業里出來的一些圖紙進行分析,從容應對課堂上學生提出的各種問題,準確把握整個課堂教學,尤其是課改后比較開放式的課堂教學模式。為了符合現代高職教育的要求,我們不斷自加壓力,如進行技師學習和工程師的認證,提高自己的動手能力和專業設計能力,努力通過學校的雙師認證,打造一支具有雙師素質的教師隊伍。
(二)校企合作
我們和企業聯系,協助企業進行新產品研發、市場調查與分析,加強了對生產一線上技術要求、工藝標準的直接了解,改善了教學思想、教學內容、教學設計滯后、不能把握現代專業技術發展脈搏的問題,提高人才培養的質量;同時,學院經常請企業的工程技術人員進行講座和交流,將豐富的生產技術和管理經驗,將生產實踐中的新技術、新成果、新工藝帶進學校,介紹給教師,通過這些環節,我們進一步提高了雙師素質,促進教師教學、科研水平的提高,也促進了和工程技術人員之間優勢互補。尤其是對沒有惟一答案的工藝分析,可以通過和企業工程師的研討,制定出更優化的方案。在講課時也經常介紹在某些企業的設備條件下,是如何制定工藝方案的,讓理論和實踐結合得更加緊密。
四、教學效果
通過課程改革與教師培訓,機械加工工藝課打破了以往專業課教學內容枯燥難懂、學生上課睡覺的局面,形成教師上課有內容可講,而且能結合實例,講解生動,學生樂于學習,課堂學習氛圍良好的局面。教學質量有所提高,深受學生的好評。同時,通過項目教學,能較好地培養學生的團結協作能力,也較好地鍛煉了學生的表達能力,改變學生上課不專心聽講、提問韜光養晦的習慣,培養他們敢于提出不同意見、樂于表現自己的勇氣,為他們今后在職場的發展打下良好的基礎。
五、小結
為了讓高職院校的學生更好地適應現代企業的需求,讓課堂所學能貼合企業的生產實際,高職教育的課程改革勢在必行。課堂教學的改革能提高教師的教學水平,激發學生的學習興趣,走出學非所用的困境。
【參考文獻】
[1]戴士弘.高職教改課程教學設計案例集[M].清華大學出版社,2007年.
[2]余國聯.汽車底盤項目化教學的實踐[J].機械職業教育,2010.1.