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【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(jù)數(shù)控技術專業(yè)調(diào)研編制《數(shù)控專業(yè)人才培養(yǎng)方案》,結合數(shù)控技術專業(yè)技能抽考標準,找準數(shù)控編程與操作課程的位置。
1.課程定位
數(shù)控編程與操作課程是集中對機械制圖、數(shù)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(shù)控技術專業(yè)的核心專業(yè)課程。
2.培養(yǎng)目標
熟悉機床數(shù)控系統(tǒng)功能,掌握數(shù)控加工工藝與數(shù)控編程指令,并能正確應用所學指令編寫數(shù)控加工程序,熟練數(shù)控機床的操作,能夠按圖紙要求加工出所需零件。
對應就業(yè)崗位:工藝員與程序員、數(shù)控車床操作工、數(shù)控銑床操作工、數(shù)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(shù)控車削加工為主要任務,完成數(shù)控車床的基本操作;簡單軸類零件的加工;復合循環(huán)指令的編程及其加工;內(nèi)孔的車削編程及其加工;切槽加工;螺紋零件加工;數(shù)控車削加工質(zhì)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(shù)控銑削加工為主要任務,完成數(shù)控銑床的基本操作;槽的數(shù)控銑削加工;外輪廓的數(shù)控銑削加工;孔的加工;數(shù)控銑削加工質(zhì)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(fā)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(chǎn)安排其數(shù)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(fā)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(chǎn)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(chǎn)生的原因,以提高生產(chǎn)效率,保證學習質(zhì)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(jù)學生的職業(yè)素養(yǎng)、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(jù)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(huán)指令
教學目的:數(shù)控車床操作規(guī)范要求及安全文明生產(chǎn)要求;車削復合循環(huán)指令G71/G70的程序編制與應用;調(diào)頭加工平端面保證總長;游標卡尺、千分尺的使用及零件質(zhì)量檢測方法。
教學重點:外圓數(shù)控車削加工指令 G71/G70;零件的質(zhì)量檢測。
教學難點:調(diào)頭加工保證總長;零件的質(zhì)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(shù)控車復合循環(huán)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(nèi)每位同學獨立完成零件的加工。
四 課程總結
數(shù)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(tǒng)理論教學加實訓的模式相比較,成果顯著。具體表現(xiàn):(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(xiàn)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(xiàn)場演示相結合,將難度系數(shù)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(xié)作精神。
關鍵詞: 數(shù)控技術 應用專業(yè) 實訓 四個階段
目前,我國制造業(yè)對既掌握數(shù)控技術又熟練數(shù)控編程、加工操作的中等職業(yè)畢業(yè)生需求越來越大,由于數(shù)控技術發(fā)展日新月異,教學內(nèi)容與生產(chǎn)技術水平總是存在著滯后。教學經(jīng)費投入的不足,限制了實驗、實訓設備及數(shù)控應用軟件的投入與更新。為了滿足社會對數(shù)控技術應用型人才的需求,更為滿足我校畢業(yè)生的需要,我們對現(xiàn)有的教學計劃進行了相應的調(diào)整:我校數(shù)控技術應用專業(yè)學制為三年,前兩年在校學習理論知識、到校實訓中心接受實驗、實訓,在理論學習期間,特開設了《車工工藝學》、《數(shù)控加工技術》、《數(shù)控編程與設備》、《公差測量與技術》、《機械制圖》等十幾門專業(yè)課和專業(yè)基礎課,使學生的知識結構更趨于合理,為實訓作了很好的鋪墊,夯實了基礎。后一年到企業(yè)頂崗實習,為更好地向企業(yè)輸送合格的數(shù)控人才,把實訓分四個階段,以鞏固和深化理論知識,提高和完善操作技能。
第一階段:普車實訓。
這一階段是學習數(shù)控車床不能逾越的過程,學生在普通車床上實習、練習刃磨車刀,熟練操作車床,從加工端面、外圓、內(nèi)孔、切槽開始,逐漸接觸到螺紋各部分的尺寸計算和加工,特形面的加工,在這一過程中深刻理解刀具幾何角度對切削加工精度和表面粗糙度的影響,進一步認識切削三要素Vc、ap、F在加工中的相互關系及其對工件質(zhì)量的影響,掌握車床的調(diào)整方法,掌握切削的有關計算、了解常用工具、量具的結構,熟悉掌握其使用方法,合理地選擇工件的定位基準,安排加工工藝過程。同時還須讓學生知道只有完成這一階段的實訓任務,將來才有可能在數(shù)控車床上所編制的加工程序更為合理和實用。
第二階段:仿真實訓。
第一階段的實訓后,對學生進行技能考試,操作達到要求的學生到計算機進行數(shù)控仿真軟件的練習,同時也能促進未選中的學生努力練習,激發(fā)他們的學習興趣和競爭意識。首先讓學生熟悉仿真機床的操作面板和錄入面板明確每個按鍵的功能,建立工件坐標系的方法,如何選擇刀具幾何角度設置刀偏及刀補,詳細地講解每個過程。
在編程車削倒角時,可用兩種方式:(1)把車刀刀位點指定在倒角起點處,再G01車削;(2)把車刀定位在倒角的右邊延長線上,然后G01車削而成。同時讓學生比較哪種方式更為簡單和實用。
在普通螺紋加工中,讓學生分別使用G92、G76螺紋循環(huán)指令來編程加工螺紋,在實訓中讓學生了解根據(jù)導程的大小和螺紋的精度高低選擇不同的加工指令更為合適。G92直進式切削和G76斜進式切削。由于切削刀具進刀方式的不同,這兩種加工方法有所區(qū)別,各自的編程方法也不同,造成加工誤差也不同,工件加工后螺紋段的加工精度也有所不同。G92螺紋切削循環(huán)采用直進式進刀方式進行螺紋切削,螺紋中徑誤差較大,但牙形精度較高,一般多用于小螺距高精度螺紋的加工;加工程序較長,在加工中要經(jīng)常測量。G76螺紋切削循環(huán)采用斜進式進刀方式進行螺紋切削,牙形精度較差,但工藝性比較合理,編程效率較高,一般適用于大螺距低精度螺紋的加工。在螺紋精度要求不高的情況下,此加工方法更為簡捷方便。所以,學生要掌握各自的加工特點及適用范圍,并根據(jù)工件的加工特點與工件要求的精度正確靈活地選用這些切削循環(huán)指令,然后編制加工程序,并自動加工。
第三階段:數(shù)控加工。
在數(shù)控仿真軟件加工出合格工件的同學先到數(shù)控車床上進行編程加工。由于仿真軟件和數(shù)控車床是同一個界面,學生短時間內(nèi)可熟練操縱機床,但需注意以下幾點。
(1)要根據(jù)工件的材質(zhì),所用刀具的幾何角度來選擇不同的切削參數(shù)。經(jīng)過普車的實訓,這將不是難題。
(2)學生編制的程序要先經(jīng)過圖形模擬加工,程序正確后再進行對刀加工。
(3)在首件加工中合理使用程序暫定M00指令,在精加工前對工件進行測量,看是否需調(diào)整刀具補償,最后加工出合格的工件。
(4)重點突出典型零件的工藝分析,裝卡方法的選擇、程序編制,調(diào)整加工和檢驗,如果有缺陷,應找出原因并修正。遵循由易到難、由簡單到復雜、由單項到綜合這一過程,重視在實踐教學中培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。
對學生加工的工件,按小組進行互評。學生都有好勝心理,會對對方的工件一絲不茍地檢查,不放過任何一個細節(jié)。最后教師根據(jù)實際情況給出綜合性的評價,或者讓學生保存自己滿意的作品,激發(fā)學生的興趣。學生的學習效果非常明顯。
如此,學生能全面了解數(shù)控加工的全過程,深刻理解加工原理、機床工作過程、編程方法及制訂工藝的原則,能夠對數(shù)控機床加工中出現(xiàn)的常見故障予以解決,對將來從來數(shù)控工作上手快,操作規(guī)范,具備解決問題的能力。
第四階段:總結提高。
老師和同學共同探討實訓經(jīng)驗及實踐教學中遇到的問題。由于實訓內(nèi)容較多,機床種類全,學生在短時間內(nèi)既要掌握機床的操作,又要對復雜零件進行合理的工藝安排和準確地編程加工,現(xiàn)場講解具有局限性。將工藝分析及基本編程內(nèi)容制成課件,能方便學生掌握和復習,多年來的實踐證明這是行之有效的方法,優(yōu)化實訓的效果。數(shù)控實訓教學過程:普車加工―仿真數(shù)控軟件―數(shù)控機床加工,這幾步走的教學方案能最大限度地發(fā)揮教學資源的使用性和經(jīng)濟性,盡可能避免事故的發(fā)生,縮短機床的人均占有時間,提高機床的利用率和使用壽命,如果能結合實際生產(chǎn),其教學效果將更顯著。
參考文獻:
[1]程仲文.數(shù)控實訓項目研究與改革.蘭州工業(yè)大學,2007.
[2]劉蔡保.數(shù)控機床編程與操作.化學工業(yè)出版社,2009.
[關鍵詞]:一體化教學 雙線梯形螺紋絲桿 綜合職業(yè)能力
近年來,傳統(tǒng)教學方式已經(jīng)不能滿足社會對高技能人才的高標準需求。全國各職業(yè)院校都在進行著一體化教學改革,大部分是將專業(yè)理論課與實訓課簡單的拼湊在一起,缺乏自己的內(nèi)涵和創(chuàng)新。本文以車削雙線梯形螺紋絲桿為例,從學習目標、學習過程和學習評價等三方面探討如何實施一體化教學改革。
一、學習目標的一體化
學習目標實例:閱讀生產(chǎn)任務單,按照加工數(shù)量等要求,明確工時,領取生產(chǎn)任務;能列舉多個多線梯形螺紋絲桿的應用場合;根據(jù)實物測繪圖樣,查閱相關資料并進行計算,制定零件的加工工藝(繪制工藝草圖);能通過小組合作進行更深入的市場調(diào)查,填寫市場調(diào)查表,并能進行簡單的成本核算,填寫成本核算對比表(如購買成品與加工制造的成本對比、采用不同加工方法的成本對比等),選擇合理方案;能根據(jù)加工要求正確刃磨多線外梯形螺紋車刀;能根據(jù)線數(shù)的不同正確選擇多線螺紋分線方法;能測量外梯形螺紋并進行數(shù)據(jù)記錄處理;能深入了解不同作用、不同材料絲桿的一些特殊熱處理方法;能按車間5S管理和產(chǎn)品工藝流程的要求,正確放置絲桿零件并進行質(zhì)量檢驗和確認;能按車間要求,規(guī)范填寫交接班記錄表;能主動獲取有效信息,展示工作成果,對學習與工作進行反思總結,并能與他人開展良好合作,進行有效的溝通。
設計目的:現(xiàn)階段各學校的一體化教學改革,都局限于將理論課與實習課進行簡單的合并,為了一體化而“一體化”,沒有考慮到一體化的真正目的是以培養(yǎng)學生的綜合職業(yè)能力(即專業(yè)能力、社會能力和方法能力)為目標。在實訓課堂上,除了要培養(yǎng)學生車削雙線梯形螺紋絲桿的專業(yè)能力以外,還將社會能力和方法能力也作為學習的重點(如資料的查閱、工藝的制定、工作中與他人的合作等)。
二、教學過程的一體化
工作情境描述實例:本校醫(yī)務室的一批醫(yī)療床絲桿出現(xiàn)損壞,為節(jié)約成本,學院決定利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件自行加工一批醫(yī)療床絲桿,數(shù)量為30件,工期為2周,包工包料,零件尺寸見圖樣,由本班承擔完成加工任務。
設計目的:為了更好的提高學生的學習興趣,盡量要根據(jù)學校現(xiàn)有條件確定學習任務,這里以學校醫(yī)療床的絲桿損壞這個可以真實模擬的任務為情境,讓學生感覺到自己在做的事(學習車削雙線梯形螺紋絲桿)是件有意義的事,而不是那種無聊的重復的操作練習。
學習過程描述實例:學生在教師指導下,從學院設備資產(chǎn)處領取醫(yī)療床絲桿制作任務書及資金,簽字確認;根據(jù)實物進行測繪,制定適合本校現(xiàn)有條件的工藝規(guī)程文件,并結合交接班記錄,制定各崗位加工計劃;各小組通過市場調(diào)查,進行成本核算,確定購買材料的種類以及三家以上商家的產(chǎn)品價格對照,確定并購買材料;準備工量夾具及車床,按車床安全操作規(guī)程,裝夾刀具和工件;合理選擇切削用量和切削液,按工藝和圖樣要求切削加工工件及對工件進行熱處理等,加工過程中要適時檢測并進行質(zhì)量分析確保產(chǎn)品質(zhì)量;加工完畢后規(guī)范存放零件,送檢并簽字確認;按照規(guī)范清理場地、歸置物品、保養(yǎng)設備并填寫保養(yǎng)記錄,下班前填寫交接班記錄;制作PPT或VCR展示產(chǎn)品制作學習過程,小組互評、成果匯報,教師總結點評。
設計目的:學者加芬科爾曾說過:“每一種職業(yè)歸根結底都只能在實踐中才能學會,這與職業(yè)的種類無關,數(shù)學家如此,卡車司機也是如此。”因此,在設計學習過程的時候,要將大的任務分成若干個小的工作載體,在工作情境中遵循“收集資料――計劃――決策――實施――檢測――評估“的工作步驟,從學習伊始就培養(yǎng)學生獨立學習、計劃、實施和檢查的能力,并學會用這些方法獨立解決學習中(乃至今后的職業(yè)生涯中)遇到的問題。
另外,在學習雙線梯形螺紋絲桿加工的過程中,還涉及到很多的相關專業(yè)知識,在這里也需進行一體化的處理,要以培養(yǎng)應用型人才為目的,將涉及到的知識都進行教學處理,例如,在以前的學習中沒能完全掌握理解的,可以在這里重點講解或引導;這次的車削雙線梯形螺紋絲桿沒能掌握或理解的知識,也可以在下一個任務中繼續(xù)通過實際應用去掌握,真正做到“學以致用、學以夠用、學以能用”。
三、評價的一體化
評價要求實例:任務書及資金的領取,資金是否規(guī)范;測繪方法是否正確,有無不規(guī)范操作,圖樣繪制的正確性,有無原則性錯誤;能否根據(jù)本校現(xiàn)有條件制定合適的雙線螺紋絲桿工藝規(guī)程文件;市場調(diào)查、成本核算過程中與人溝通的能力、與小組合作的能力及節(jié)約資源能力;車床操作的熟練程度,準備是否充分,加工過程中應對產(chǎn)品質(zhì)量問題的分析與解決能力;5S的執(zhí)行情況,交接班記錄是否規(guī)范;自我總結能力,批評與自我批評、贊揚與自我贊揚是否能做到實事求是;成果匯報與展示能力。
設計目的:對學習效果的評價是反饋教學效果的最直接方式,是促進學生不斷提高學習興趣與學習效果的有效措施,主要通過形成性評價和終結性評價來實現(xiàn)。形成性評價包括學習過程、資料收集等,終結性評價包括綜合知識、專業(yè)能力等。在車削雙線梯形螺紋絲桿的教學中,不能等到零件結束了才進行簡單的尺寸測量,要在每一個小的工作載體結束時評價,如有必要在過程中就可有針對性的進行評價,做到按時和切實評價。師生之間、同學之間也可進行評價,在增進師生間的感情與信任的同時,也可就實訓時遇到的共同問題進行探討。
本文以車削雙線梯形螺紋絲桿為例,推薦了一個大方向上的一體化教學模式,這種教學模式在現(xiàn)階段還存在著會有這樣或那樣的問題,但其優(yōu)點是使學生具備了較高的綜合素質(zhì),能夠運用科學的方法解決真實的工作情境中出現(xiàn)的問題,使其具備從事一個(或若干相近)職業(yè)所必需的本領,實現(xiàn)了個人職業(yè)成長和個性發(fā)展,促進了個人的職業(yè)生涯發(fā)展。
參考文獻:
[1]Allan C.Ornstein.Teaching and Schooling in America.Pearson Education,2003.
關鍵詞:數(shù)控車床 中級工 考證通過率 對策
國家數(shù)控技術類相關職業(yè)工種的技能鑒定考試分為理論知識考試與實訓操作考試兩部分。考生必須在這兩個模塊的考試中都合格才算通過鑒定考試,符合領取技能等級證書的要求。在準備實訓操作考試時,大部分考生針對現(xiàn)有題庫進行強化訓練,以提高技能操作水平,達到考試要求。由于該部分考試通過率一般比較高,所以筆者對此不再詳細討論。
目前,各鑒定機構多采用無紙化網(wǎng)上考試的方式進行理論考試,大多數(shù)學校將現(xiàn)有的復習資料、題目整理成冊,發(fā)給學生,學生以死記硬背的方式進行復習,應對理論考試。隨著行業(yè)的發(fā)展,理論考試題目的難度不斷加大,并且定期更改題庫內(nèi)容。考生按原有的復習方式進行學習已經(jīng)不能適應題庫的新變化。在每次更新題庫內(nèi)容后的初次考試中,都會出現(xiàn)較大面積通過率低的現(xiàn)象。針對這一問題,筆者從自身教學經(jīng)驗出發(fā),結合考試大綱的內(nèi)容,進行以下探討。
一、題庫更新后初次考試通過率低的原因分析
1.教學內(nèi)容
教學內(nèi)容更新的速度跟不上考試題庫內(nèi)容更新的速度。當前大多數(shù)學校數(shù)控車床類職業(yè)資格考試培訓、教學所使用的教材是人社部指導教材。其中的內(nèi)容基本能滿足學生實訓操作的要求,但不符合經(jīng)常變換的理論試題考核要求。例如中國勞動社會保障出版社出版的《數(shù)控車床編程與操作――廣數(shù)GSK980TD車床數(shù)控系統(tǒng)》因對實訓操作的指導性強,被廣泛使用,但目前單一地使用這類教材已不能滿足數(shù)控車中級考證理論部分的考核要求。在最新的廣州市技能鑒定數(shù)控車床中級證題庫中,不單對機械加工基礎知識提出考核要求,還對電工電子技術、液壓和氣壓技術等方面的知識提出了考核要求,這部分內(nèi)容占約20%的比例。考核的知識內(nèi)容范圍越來越廣,一兩本專業(yè)書籍是難以應對考試的。正是由于教學的內(nèi)容與考試的內(nèi)容不完全匹配,降低了通過率。
2.教學方式方法
(1)依賴題庫。在題庫更新之前,教師的教學過度依賴原有考試題庫,收窄了學生學習的視野。
(2)教學觀念落后。部分教師的教學觀念陳舊、方法死板,不會使用以學生為中心的教學方法,學生的學習積極性沒有得到有效的調(diào)動。教師教學采用“一刀切”的方式,不能做到因材施教,個別基礎薄弱、學習困難的學生很難跟上教師的教學進度。
(3)缺乏系統(tǒng)教育。個別學校的課程安排不夠合理,專業(yè)核心課程與專業(yè)基礎課程沒形成良好的對接關系,電類課程無法與機械加工類課程接軌形成合理的專業(yè)課程體系,致使學生在理論考試中無法正確完成數(shù)控車床這一科目以外的試題。
3.學生
職業(yè)院校學生的主要學習特點是動手能力相對較強,理論知識理解能力相對較弱。學生在學習方面可能出現(xiàn)的問題主要有:學習積極性不高,學習方法不科學,學習計劃不合理甚至缺失等。學生課后的學習時間往往也得不到很好的規(guī)劃,學習內(nèi)容缺乏合理安排,使他們無法信心百倍地應對理論考試。
二、提高數(shù)控車床中級工考證通過率的對策研究
數(shù)控車床中級工證書對機械加工類專業(yè)學生而言,具有重要的作用。提高數(shù)控車床中級工考試通過率具有重要的意義,現(xiàn)從以下五個方面進行對策研究。
1.分析職業(yè)資格標準
任課教師應分析國家職業(yè)資格標準,認真研讀數(shù)控車床中級工要求,從技能要求和知識要求方面進行全面的剖析。從圖樣分析到工藝制定,從程序編制到加工操作,從機床操作到簡單維護,教師對每一個環(huán)節(jié)都要考慮如何將技能點和知識點更好地結合起來,以學習項目或學習任務列表的形式呈現(xiàn)出來。教師還要把握好資格標準,以其為根據(jù),開展教學內(nèi)容的設計并實施,以應對理論考試題庫的更新,達到以不變應萬變的效果。
2.合理設計教學內(nèi)容
首先,會同專業(yè)骨干教師,結合國家職業(yè)資格標準要求,把握專業(yè)知識動態(tài),運用“行動導向”的理念,重新設計出體現(xiàn)理論與操作一體化的《數(shù)控車床中級工證考試輔導課程標準(或教學大綱)》。其次,根據(jù)新修訂的課程標準,明確課程各學習單元的學習目標,從學習者角度出發(fā),設計出體現(xiàn)學生認知規(guī)律、符合綜合職業(yè)能力發(fā)展要求的教學內(nèi)容,具體學習任務名稱見表1內(nèi)容。
表1 數(shù)控車床中級工考證輔導學習任務名稱列表
序號 學習任務名稱 主要功能
學習任務1 光軸零件的車削加工 數(shù)控車床認識
學習任務2 階梯軸零件的車削加工 基礎知識與基本技能學習
學習任務3 溝槽軸件的車削加工 基礎知識與基本技能學習
學習任務4 螺紋軸零件的車削加工 基礎知識與基本技能學習
學習任務5 圓弧曲面結構軸件的車削加工 基礎知識與基本技能學習
學習任務6 軸套零件的車削加工 基礎知識與基本技能學習
學習任務7 綜合件的車削加工 知識與技能綜合運用
在教學實施內(nèi)容的設計方面,可參照數(shù)控車床中級工考證輔導課程第2個學習任務的授課內(nèi)容。
學習任務2 階梯軸零件的車削加工
(1)學習目標:
能讀懂技術圖樣和信息源,編制加工工藝;
應用G00、G01、G90以及M、F、S、T等指令代碼編寫出合理加工程序;
能使用機床自身刀具路徑模擬功能,檢驗程序的正確性;
能正確選擇、安裝刀具;
能在數(shù)控車床上設置工作零偏;
能在程序運行中進行單段模式與自動模式的切換;
操作數(shù)控車床,加工出圖樣要求的零件;
根據(jù)檢測結果,填寫質(zhì)量報告單,分析原因,提出改進意見;
能修正加工工藝過程;
編寫小組工作過程的總結報告。
(2)學習內(nèi)容:
零件圖樣分析;
工量夾具的確定;
加工流程確定;
技術文件的填寫(零件圖工藝信息分析卡、程序清單、零件加工工藝規(guī)程卡);
數(shù)控程序結構認識(程序結構三部分);
G00、G01、G90功能以及M功能指令;
加工程序編寫(M、F、S、T代碼);
在機床上進行刀具路徑模擬,檢驗程序;
在機床上的程序編輯(程序號檢索、字的插入、修改、刪除等);
程序錄入與調(diào)試;
工件零偏的設置(試切對刀、單步進給控制、MDI模式、G50);
零件加工(單段、自動運行模式);
質(zhì)量檢驗與反饋。
3.師生制訂教學計劃
合理的學科教學計劃是由師生共同參與制訂和實施的。教師在數(shù)控車床中級工考證輔導課程開始之初,便要公布本門課程教學計劃的初稿,并主導計劃的討論、調(diào)整,最終師生共同商量定稿。然后,教師要求學生在數(shù)控車床中級工考證課程教學計劃的基礎上,完成個人的體現(xiàn)學習內(nèi)容、學習時間段、學習地點的學科學習計劃。學生因參與課程教學計劃的制訂,又制訂了自己的學習計劃,所以十分清楚學習任務的重點,這有利于學生增強自身學習的緊迫感,激發(fā)學習的主動性。
4.解決學習中的關鍵問題
要高效地進行數(shù)控車床中級工考證輔導,提高證書通過率,必須要解決以下幾個問題。
(1)解決交叉科學知識復習問題。目前理論考核的內(nèi)容不單針對數(shù)控車床操作的知識,還對電工電子、液壓氣壓、鉗工工藝等交叉學科的知識進行考核。任課教師需要聯(lián)合相關學科教師,盡量結合數(shù)控車床工種相關知識,編撰出該類知識的復習資料,形成相對系統(tǒng)的知識體系,滿足學生的學習需求,解決學生復習資料缺乏的問題。
(2)解決理論與實踐的結合問題。職業(yè)院校學生理論知識學習能力相對較弱,而動手能力較強,教師若能將考試的理論知識結合學生的實訓操作過程進行講解,則將會達到事半功倍的效果。特別是手工編程的指令知識、工件裝夾過程所涉及的“六點定位”等相關知識,必須結合實訓操作,才能方便學生理解。
(3)解決基礎薄弱學生的學習問題。針對班級中基礎薄弱的學生,教師要堅持因材施教的原則,進行分層教學。在課堂教學中,教師先進行知識的統(tǒng)一講解,而對于個別因基礎較弱無法在課堂上完全掌握知識的學生,教師需要再進行集中輔導,直到這部分學生基本掌握為止。
5.定期進行模擬測試
在制訂了合理的教學計劃的基礎上,在教學實施的后期,教師還需要根據(jù)學生學習的情況進行定期的理論知識網(wǎng)上模擬測試。在測試的過程當中,教師要發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。例如考試時間的把控、考試答題習慣、考試讀題細致程度、無紙化網(wǎng)上考試環(huán)境的適應、考試“失分重災區(qū)”等問題,都會在多次模擬考試中出現(xiàn),在每一次模擬考總結之后得到改進。并且通過模擬考試,教師可以清楚地知道學生當前對知識的掌握程度,并由此調(diào)整教學進度或教學策略,決定模擬測試的頻率。這也可作為教師對個別學生進行有針對性的學習輔導的依據(jù)。
三、小結
我們針對數(shù)控車床中級工考證中理論考試通過率低的現(xiàn)象進行分析,從國家職業(yè)資格標準出發(fā),從考試題庫動態(tài)變化的角度進行考慮,設計從容易到困難、從簡單到復雜的教學內(nèi)容,制訂科學的學習計劃,解決學生學習的關鍵問題,定期進行模擬考試訓練,使學生輕松應對理論無紙化考試,有效提高考試通過率,經(jīng)過實踐,取得了實效。2013年6月,筆者所任教的11數(shù)控高職3班24名學生報考數(shù)控車床中級工證書考試,最終全部通過考試。
參考文獻:
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關鍵詞:循環(huán)軌跡 編程節(jié)點
中圖分類號:TG519.1 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2012)12-0167-02
1、概況
在機械加工業(yè)當中,車削加工所占的比重和應用頻率較大。在現(xiàn)行使用的數(shù)控車床系統(tǒng)當中,以FANUC 0i和GSK 980TD的應用最為廣泛。筆者在民營本科獨立學院從事工程訓練中心數(shù)控車削實訓教學工作多年,對上述二數(shù)控車削系統(tǒng)的指令的教學及其技巧有一定的心得和總結。
2、代碼的講解
一般地,本科二年級學生參加機械加工實訓前,未具備機械原理和零件、機械制造等專業(yè)基礎知識,而絕大部分學生也沒有在機械制造企業(yè)實踐的經(jīng)歷,因此,數(shù)控車削的編程和加工實訓教學的首要難點是車床的機床結構、機床坐標系的引入、概念的解釋,此部分內(nèi)容配以帶視頻的多媒體教學方式,能給予學生非常直觀、清晰的理解和掌握。再以發(fā)展,對數(shù)控車削的零件的編程的教學就成為了本工種的重點和難點了。筆者在教學中,先就基本的插補指令G01(直線插補)、G02、G03(順、逆時針圓弧插補)以及快速定位指令G00進行敘述、解釋、舉例,加上學生練習編程的環(huán)節(jié),作為數(shù)控車削編程的入門內(nèi)容。接著,最大的編程教學的難點就落在了循環(huán)指令G71和G73的教學。這項難點內(nèi)容也占據(jù)了教學時間較多的部分。
先來看此二指令的編程格式:
G71為軸向粗車循環(huán)指令的代碼和格式,G73為封閉循環(huán)指令的代碼和格式[1]。
從閱讀教材的編程格式入手后,可把定義、特點告知學生。工科的學生一般可通過單調(diào)性、復合性的函數(shù)性質(zhì)方法來表征圖形X軸方向直徑尺寸的變化特點來區(qū)分開此二程序各自所適用的應用范圍。在引入例題前,有必要把刀具軌跡說明一下。
由于刀具運行的軌跡對加工的過程起了決定性的作用,因此,正確引導學生理解好刀具運行的軌跡,既能加深對此二指令的理解,更能深化對加工過程的控制的學習和操作,更是使學生加深對本工種設備的理解,特別是數(shù)控車床工件繞主軸高速回轉的特性,旋轉體的對稱性,雙方互為基礎、互相依存。G71代碼的執(zhí)行,如圖1。我們引導學生看懂軌跡圖,不要求他們把代碼參數(shù)的意義全程解釋,而是通過直觀的圖示,理解本代碼的走刀特點,從而學會運用到指令的選取當中。同理,G73代碼的執(zhí)行,如圖2。明顯地,如后文的圖3、圖4的例題,學生能清晰地通過理解上述走刀的特點來學會對應不同的圖形來正確選取循環(huán)指令了。
3、例題的選取
3.1 G71教學例題
先看G71的例題,如圖3我們會先引導學生讀懂圖紙和分析圖紙。一般地,我們會列出一個表格,如表1,要求學生把節(jié)點坐標在直徑坐標體系下的坐標從圖紙閱讀并計算出來,注意強調(diào)直徑坐標體系,或者插入說明直徑坐標系與半徑坐標系的區(qū)別。有了正確的數(shù)據(jù)表格,學生就不難從X數(shù)值的單調(diào)遞增的規(guī)律里面得出使用G71指令控制走刀了。而具體的參數(shù)的講解以及設定,也需要根據(jù)不同程度的學生進行指點。循環(huán)指令首行參數(shù)U取的數(shù)值,需特別說明其為半徑方向的數(shù)值:切深,再次強調(diào)默認單位為毫米;R為退刀的距離,單位同樣為毫米,學生較容易理解;馬上地,我們會講解指令的次行的參數(shù)U和W,先和學生強調(diào)雖兩行均有字母代碼U,但必須注意區(qū)分開其不同的參數(shù)意義,此處的U為X軸方向的精加工切削余量(半徑方向)[2],W為Z軸方向的精加工切削余量,由于我們所選取的工件的最右端為平直端面,學生在對刀操作中已完全加工好,故此W參數(shù)在程序中可略去,作為常識性問題給學生講解即可,重點是理解好此處參數(shù)U及其數(shù)值的選取。我們在實操練習中,使用30°外圓車刀進行工件形狀的加工,一般地,直接把經(jīng)驗數(shù)值U0.5給學生選取。參數(shù)P、Q是循環(huán)的程序首行和末行各自的段號,我們會把系統(tǒng)的一些屬性也在此講授給學生。例如GSK系統(tǒng)不會自動生成段號,而FANUC系統(tǒng)則默認從N0010逐行生成段號。F為切削速率,這在基本代碼的講解里已要求掌握,在此,也告知學生一些加工的常識和速度的選取的經(jīng)驗數(shù)值。余下需要練習的編程,都給予學生自由編寫、探討。
按上述的技巧的教學,既全面也易懂,學生能深入淺出地理解和運用,也踏出了自行編寫完整程序的重要的第一步。我們一改傳統(tǒng)的直接拿現(xiàn)成的程序段和圖形講解的方法,就是本著培養(yǎng)學生獨立思考、多作實踐的教學宗旨。
3.2 G73教學例題
再看G73的例題。此例題也作為學生操作對刀、錄入程序、自動加工的習作。由于已經(jīng)有之前G71的認識和練習的基礎,我們在此環(huán)節(jié)的講解強調(diào)二者的對比,包括適用范圍、程序的參數(shù)。
關于復合性的理解,需引導學生對全個加工路線(或者說是形體的幾何輪廓)作考慮,我們從上一個例子里面已經(jīng)比較深刻地認識了單調(diào)性,既可從加工路線的趨勢的變化規(guī)律讓學生看出,也可從上述表格的數(shù)值規(guī)律看出。故此,要求學生按上述列表的方法自行列出表格并按圖紙計算坐標。
在參數(shù)的說明上,由于G73指令首行的U、R的意義與G71的是完全不同的,因此需詳盡解釋。從刀具軌跡圖,我們可以看出U參數(shù)的意義,在粗車過程當中,X軸的總切削量為U參數(shù)后的數(shù)值。不過,在數(shù)值的選取上,學生是完全缺乏經(jīng)驗,我們在告知一般加工經(jīng)驗的數(shù)值范圍之余,也引導學生在實際加工過程中嘗試去修改自己選取過的數(shù)值,再觀察、對比不同數(shù)值的選取對加工過程的影響以及效果。參數(shù)R表示循環(huán)次數(shù)。在此,引導學生理解這兩個參數(shù)需要注意聯(lián)系、統(tǒng)一的思維,而不能單純地把兩個參數(shù)割裂開來。
G73余下參數(shù)與G71的意義均相同。當我們遇到圓弧組合較多的工件的輪廓的編程的時候,G73是使用頻率非常高的指令,這一點需給學生強調(diào)。同時,引導學生在加工的實操過程中去對比G71與G73走刀運行過程的異同。依此學生能結合對G73各參數(shù)的理解,自行編寫上述圖形的程序。同時,我們會再提供一個例子給學生自行編寫整個完整的加工程序作練習。
另外,當學生在編程、錄入程序、對刀、自動加工全過程的操作上面已經(jīng)較熟練的基礎上,我們在車間現(xiàn)場的指導上面,也可告知最新型的數(shù)控車削系統(tǒng)的編程上,已經(jīng)有G71能兼容有G73的功能,即使是復合性趨勢的圖形也可用G71運行,并且不會如G73運行過程中出現(xiàn)頭2次循環(huán)空刀頻率較多的現(xiàn)象。僅作了解性講述,不作課程要求。讓學生在熟練本課程要求的同時也對新型、前沿的技術有知曉。
4、結語
綜合而言,我們在數(shù)控車削編程的教學上,總結出強調(diào)形象性、準確性、聯(lián)系對比、講求脈絡的傳授技巧,通過典型、淺顯的例子來把較復雜的程序在有限時間內(nèi)使學生得到最充分、透徹的理解,并且能融會貫通地綜合運用在不同的車削工件的編程和加工上。這些技巧和方法,對指導學生數(shù)控編程、加工,以及對機械加工操作的創(chuàng)新性思維的發(fā)展,均起到重要的基礎性的作用。
參考文獻