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关键词:技能比赛;中职院校;技能水平;数控铣
【中图分类号】G 【文献标识码】B 【文章编号】1008-1216(2016)09C-0015-01
中职院校为社会培养优秀技术型人才,技能比赛是考察学生专业技能的重要方式,所以中职院校的师生通常会参加较多的技能比赛,比如数控铣、数控车床等。技能比赛能培养学生的专业技能,为此,本文从数控铣技能比赛的角度探讨中职学生的技能培养。
一、比赛知识学习
中职学生技能比赛培训首先是对教师的选择,技能训练队的教师必须有过硬的专业知识,有实际操作经验,只有教练技能水平较高,才能带出优秀的人才。在技能培训过程中,教师之间应多进行讨论,一个人的知识是有限的,大家共同讨论才有更大的力量,能及时发现训练过程中存在的问题,为之后的训练做好计划。
选择好培训教师后,就可以开展基础知识的学习,学生基础知识是参加技能比赛的基本前提。学生不仅对数控铣的了解不多,缺乏基础,而且数控铣学习难度较大,这一阶段不仅要学习数控铣的结构、原理、刀具、零件类型以及量具等知识,还要学习编程和零件加工工艺分析及制定,学习量较大。严格按照技能比赛的要求对学生进行基础知识培训,能够使学生掌握基础知识,为之后的学习和比赛打下坚实的基础。其次是巩固提高阶段,教师在对学生进行技能比赛培训时,不仅要让学生掌握基础知识,还要让学生不断巩固提高,增加知识的难度。这一阶段不仅要巩固数控铣的基础知识,还要增加学生对编程软件的熟练使用并加强加工工艺的分析等方面的学习。
二、比赛技能训练
首先是编程软件的训练。计算机编程是技能训练过程中最重要的部分,重点培训学生对双曲线、椭圆、斜面、抛物线、凸台、三角函数线以及曲面等图形的编程,引导学生集中时间解决单个元素,增强学生对部位编程的理解。现在市级以上的比赛都已经使用软件编程,与变量编程相比,软件编程相对较简单。随着编程软件的不断改进,软件编程存在计算误差,加工效率等方面有了很大提高。所以,在技能培训过程中除了注重学生软件编程技术的训练,最主要的还是提高学生的工艺分析能力。
其次,是综合训练。综合训练是在学生的基础知识和软件编程都达到一定水平后,对学生进行的技能训练,主要是将编程中的各种元素融入基础知识和各种图形加工工艺进行训练,根据图纸分析工艺完成零部件加工。通过对学生进行综合训练能够及时发现学生学习过程中存在的问题,提高学生的动手操作能力和识图能力。
最后,开展模拟训练。为提高中职学生的专业技能,教师可以根据学生的学习情况,适当地进行模拟训练。比如,可以选择往届数控铣比赛的图纸,让学生按照图纸的要求在规定时间内完成工件或者采用跨省份PK的对抗训练方式使学生能够熟悉数控铣比赛的规则和比赛的方式,增强学生的专业素质和心理素质。另外,教师可以总结往届数控铣比赛题目的特征,与数控铣的发展趋势相结合,制作新的图纸对学生进行综合考评。
三、比赛工具选择
俗话说“磨刀不误砍柴工”,比赛工具的选择对比赛的影响也是比较大的。所以在对中职学生进行培训时,应指导学生认真按照技能比赛要求选择训练工具,包括刀具、量具以及附件等。比如,刀具的选择,不同类型的刀具有不同的作用,硬质合金涂层刀具的速度相对是较好的,与高速钢相比,速度快了三倍以上。量具关系到精准度,所以在选择量具时应尽可能选择标准的量具,不仅可以减少测量的时间,还可以保障零件的精度。
四、比赛时间控制
数控铣比赛都是有时间规定的,通常要求学生在五个小时内完成两件产品。也就是说学生要在五个小时内完成夹具安装、审图、编程、加工等多道程序,如果学生不能将各步骤时间控制好很有可能无法在规定时间内完成作品。所以,学生应合理安排各程序的操作时间,保证比赛时能有足够的时间完成操作。
我们根据各步骤的具体情况,做了如下安排:夹具安装调试和审图控制在20分钟左右,编程和传输半小时左右,主件和配件加工分别为100分钟和90分钟,修毛刺10分钟,用半小时完成配合加工,剩下的10分钟可以用来检验或预防其突发状况。就数控铣比赛的实际情况来看,很少有学生能在规定时间内完成全部工件,所以在平时的技能训练中,要严格按照比赛要求控制各步骤的时间,提高学生完成工件的速度。
总而言之,中职学生技能培训不是一蹴而就的,它是一个系统的过程,需要学生在不断训练中提高专业技能。中职院校采用技能比赛模式对学生进行培训,不仅可以有效提高中职学生的专业技能,促进中职学生未来事业的发展,还可以为社会培养更多的技术型和应用型人才。
【关键词】中等职业学校;数控专业;人才培养;课程体系;双师型教师
近年来,很多中等职业学校都开设数控专业,中职校是培养数控加工一线操作、技能型人才的重要基地。数控技术也叫计算机数控技术(Computerized Numerical Control 简称:CNC),它是采用计算机实现数字程序控制的技术。数控技术是制造业信息化的重要组成部分,是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础。但是,中等职业学校在对数控技术人才的培养还缺乏办学经验,特别是数控实践性教学环节的建设方面还未形成完善的体系,如何进行数控技术应用专业教学改革是中职校急需解决的问题。
一、数控技术应用专业的现状分析
1.课程体系设置和教材内容不能满足企业需求
数控专业课程体系设置近几年虽年年有所改进,但教材内容仍落后于生产技能,学生所学到的知识技能与企业的要求尚存在差距。例如,数控机床编程与加工课程的教学形式还较传统,由于部分学校因实训条件所限,仍以理论讲授为主,从而教学效果较差。在实践技能培训方面,只是把数控实训重点放在数控机床简单操作上,围绕各级各类专业技能考证进行实训,而对数控加工工艺、产品设计、数控软件编程等专业技术能力训练不够。现有数控技术教材内容,形态单一,实践性差,缺少企业参与,从而远远脱离企业生产实际情况。
2.数控实训设备数量和型号不能满足教学需求
随着社会对数控人才需求增长的拉动,学校建立了开放式数控实训中心,但是设备数量和型号与劳动技能鉴定中心考证还没有完全接轨。值得注意的是,为了与企业尽可能保持一致,以达到实训效果,学校在实训硬件选型逐步趋向全部采用适合生产用数控机床、加工中心,而且实训中心往往以加工设备配备进口数控系统为主,由于每台数控设备非常昂贵,学校购置的设备数量有限,无法满足整班制教学安排,从而学生的独立动手实际操作机会减少,难以实现教学目标,实训技能效果也相对较差。
3.数控专业师资数量紧缺且难以达到双师型要求
数控专业是一个多学科交叉(主要包括机械、电子、计算机等学科)且飞速发展的专业,许多方面还在不断完善中,现担任数控专业课的教师大多是从机械方面相关专业经过短期培训转行过来的,同时具备相当的理论知识和丰富的实践经验的数控专业师资严重不足。比如说教师A讲授数控铣床基础知识与编程,教师B讲授数控铣床操作,教师间协调配合可能无法衔接,两者共同切入点很难具体掌握,实训技能质量就会打折扣。这就需要“双师型”教师才能担当此任,胜任“双师型”教师应具备多方面能力:如数控编程教学能力,实操教学能力,仿真加工教学能力,校本教材开发能力等。因此,“双师型”教师队伍的培养也成为数控专业发展的最大“瓶颈”,严重制约着现代数控技术人才培养水平的提高。
二、数控技术应用专业教学改革的重要途径
1.明确人才培养模式
以紧密结合地方经济发展为导向,建立完善运行保障机制,进一步深化校企合作,完善产教结合、工学结合人才培养模式。中等职业教育旨在培养“实践型、应用型”技术人才,使学在掌握专业基本理论、基本技能的同时又具备动手能力。我校数控专业主要定位于“产教结合、工学结合”两种人才培养模式。产教结合模式:自2009年,学校与上海轩诺机电设备有限公司建立校企战略合作,形成了“产教结合”模式。在学校数控公共实训中心建立了“上海轩诺机电设备有限公司产品研发中心”,把企业的产品融入教学过程,做到“四个结合”,分别为车间与教室结合、学生与学徒结合、教师与师傅结合、理论与实践结合。工学结合模式:自2010年,学校与上海日野发动机有限公司签约,形成了我校“工学结合”的模式。学生一周在校专业学习,一周在企业岗位实习,工学交替进行。
2.完善课程体系改革
以课程建设为引领,以实训中心建设为基础,建设校内“教学工厂”,改革实训教学模式,落实生产性实训,加强专业技能训练,全面提升实践教学能力,提高学生综合素质。以教学内容和方法改革为重点,构建基于工作过程的理实一体化课程体系。如:《数控编程与加工》等专业核心课程教学中,实施“理实一体化”教学模式。通过学习数控编程、仿真加工、机床操作,掌握“数控铣床”、“数控车床”操作技能,掌握数控编程基础知识和仿真加工操作。从而让学生更能适应企业对专业人才的需求,满足复合型人才的要求,强化数控知识和专业技能,并进一步提高数控机床的利用率,提高数控班学生数控中级考证通过率。在《现代制造技术》等专业拓展性课程教学中,实施“任务引领、做学一体”。根据学习任务不同分成“现代测量”模块,“电加工”模块,“加工中心”模块等。任务从设计、实施到完成必须要能够有一个完整的成品出来,作为任务的成果。形成以技能训练为主体的做学一体教学模块。让学生在“做中学、学中做”便于学生熟练掌握相关技能和知识。通过教学内容上渗透新科学、新技术、新工艺,教学过程由教室向生产延伸等,可以培养出一批能熟练运用新技术、新工艺,能适应社会和市场需求的高素质数控操作人才。
3.加强数控实训中心建设
根据数控专业教学要求以及校企合作开展需求,数控实训中心以生产型的小型数控机床为主,主要可以选择数控铣床、数控车床及加工中心机床。在实训中心建设中,应优先满足教学与培训要求,合理配置数控加工实训设备,根据学校人才培养方向确定主要设备类型,数控系统应选择具有一定代表性的市场主流数控系统。我校数控专业是上海市职业教育开放实训中心首批立项建设单位。数控开放实训中心投入建设资金2500多万,实训室建设按照《上海市中等职业学校重点实验室、实训室装备标准》进行建设,设有数控车床、数控铣床、数控加工中心、数控编程与仿真加工、数控系统故障诊断与维修、数控电加工、三坐标测量等实训室。能满足数控初级、中级、高级工实训和技能考核需要,同时又具备向数控技师培训拓展的基本条件。适应多层次数控技术人才的培养与职业技能鉴定。既满足专业教学、技能培训需求,又兼顾校企合作把企业产品加工引入专业技能教学的要求,学校通过数控技术应用开放实训中心建设,增强了办学能力,提升了专业教学水平,提高了学生专业技能。
4.加强“双师型”师资队伍培养
教学质量的关键在于教师,而建设一支数量足够、质量保证的“双师型”教师队伍是提高中等职业学校数控专业教学质量的基础。要突破“双师型”教师短缺的“瓶颈”可以通过以下策略来解决:(1)从制度上政策上向双师倾斜:学校要制定有利于“双师型”教师队伍建设的有关规定和激励措施,对取得“双师型”资格教师给予补贴,在职称评定、职位晋升、评优等方面优先考虑,从而对“双师型”教师起到促进和激励作用。(2)选送专业教师参加院校专业培训:制定教师培训方案,鼓励专业教师参加高校专业进修和技能培训,从而提高专业素养。(3)鼓励教师参加职业技能鉴定:教师通过参加职业资格考证,取得高级工以上技能等级证书,专技职称上评上讲师以后就可成为“双师型”教师。(4)企业挂职顶岗锻炼:学校组织专业课教师到企业挂职实践,以积累行业工作经验,弥补专业实践能力的不足。一方面了解企业的真实需求,形成新的职教理念,另一方面了解现代制造企业的运作模式,以及生产一线技术管理、质量管理的基本理论和方法。我校有计划将专业教师分批送出去学习和培训,近三年已有多位专业教师赴德国学习数控技术和职业教育。目前我校数控专业教师共9人,其中具有高级专业技术职称2人,数控技师5人,80%符合“双师型”教师要求。另外学校也聘请具有该专业丰富实践经验的专业技术人员担任兼职实训指导教师,经过多年的努力,数控专业形成了一支结构合理、技术水平高的专兼职双师型教学团队。
三.数控技术应用专业教学改革三点建议
1.把企业先进的生产管理理念引入学校
在专业实训教学过程中,引入企业生产管理机制。如“5S”管理制度(整理、整顿、清洁、清扫、素养)。“5S”实训现场管理制度就是通过规范现场、现物,营造一目了然的工作环境,培养学生良好的工作习惯,其最终目的是提升学生的职业品质。把“5S”实训现场管理的理念融入教学过程,在培养学生技能的同时,更注重培养学生的职业精神和职业素养。
2.把企业适合教学的加工产品引入技能教学
通过对企业产品的筛选,将适合学校机床加工、符合学生专业技能培训要求的产品引入学校进行生产。通过实践证明,只要加强教学与生产的组织管理,把实训教学与加工产品有机结合的教学模式切实可行,工学结合办学模式降低了实训原材料消耗,缩短学生实训与生产的距离,提高专业实训教学质量,形成校企合作、产教结合的人才培养模式的长效机制。
3.校外实训基地的建设
校外实训基地是中职学校实训教学体系的重要组成部分,是中职学生与职业技术岗位“零距离”接触,为学生提供包括基本技能和综合能力训练的实践环境。既培养学生团队协作精神、群体沟通技巧、组织管理能力等综合素质,又培养学生解决生产实际问题的技术及管理能力。(1)校外实训基地是对校内实训基地设备、场所和功能缺陷的有效补充。由于学生在校外实训基地接受的是一种直接在生产和实际工作的现场培训,所以十分有利于他们掌握岗位技能、提高实践能力、了解岗位的社会属性。(2)提高学生就业竞争力,缩短工作适应期。学生通过在生产、建设、管理、服务第一线的校外实训基地的工学交替、顶岗实习,可以接受现代企业氛围的熏陶,熟悉相关行业先进的设备、技术和生产工艺,尽快掌握相应岗位所需的基本技能与专业技术,取得实际工作经验。总之,在真实的工作环境中,按照规范的职业标准开展项目实训,能提高学生就业竞争力,缩短他们的工作适应期。
四.结束语
如何以更好的教学方法和教学手段培养数控技能人才,是中等职业学校教育迫切需要探讨的问题。培养能够真正成为名副其实的理论知识过硬“实践型、应用型”技术人才,还需要借鉴发达国家办学理念、办学模式及办学经验。不断探索符合我国国情的中职教育的办学方法,并不断完善。作为中职校教师,我们必须致力于中职教育的专业教学改革,努力提高教学质量,为社会培养更多数控技术实用人才。
参考文献:
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关键词:虚拟现实;技能培训;虚拟培训;模式
中图分类号:TP3文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)31-
Explore the Training System Development Model Based on Virtual Reality Technology
GAO Ben-cai, LIU Guang-ran
(Tianjin University of Technology and Education, School of Information Technology and Engineering, Tianjin 300222, China)
Abstract: Compared to formerly any time,Nowadays,China all needs the high quality technical worker who grasps each skill. Compared with the developed country The Chinese mechanic population as well as the intermediate and senior mechanic's proportion has already a very big disparity, this does not tally extremely with the Chinese high speed development financial circumstance, The traditional mechanic education has not been able to complete the such huge education project. This article will discusses the new training pattern based on the virtual reality technology --- Virtual Training, Analyzes the sole superiority which the virtual reality technology has and pour it into the mechanic development as formidable propelling force, elaborated the virtual training system performance history and attempts to summarize the development pattern. Hoping this article can provide the model for the correlation personnel, provide the powerful talented person safeguard to maintains the high speed development for the Chinese economy.
Key words: virtual Reality; skills training; virtual training; mechanic
在当今中国,技工教育受到全社会的高度重视,知识、技能和创造得到了充分的尊重和发挥,一个有利于技工教育发展的良好氛围正在形成。
随着经济全球化进程的加快,21世纪的中国已经成为全世界的制造中心,我国要想扮演好这个世界制造中心的角色,一大批高素质技术工人必不可少。现代产品的更新换代的周期已经完全的颠覆了一些人所能够承受时间概念高科技产品更是源源不断的推陈出新。传统的技工培训模式已经不能挑起这么艰巨的任务,亟待开发新的培训模式。
诸多难题阻碍着现代技工教育的发展,至今技工学校还没有走出一条适合中国国情的发展道路。我想基于虚拟现实技术的虚拟培训或许可以解决难题实现破冰,推动技工教育的良好的发展。
1 虚拟现实概念及特征
虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)是1989年美国的J.Lanier(后来曾是专做VR产品的VPL公司董事长)提出的,国内也有人译为“灵境”,国外与虚拟现实同类的术语,还有虚拟环境、人工现实及电脑空间等。
虚拟现实有三个突出的特征:沉浸性、交互性、构想性。
2 桌面虚拟现实与虚拟培训
桌面虚拟现实(Desktop Virtual Reality,DVR)主要是在个人计算机和低级别的工作站上进行环境仿真,依靠计算机的屏幕提供给用户一个虚拟的平台,运用虚拟现实的输入设备实现与虚拟世界场景之间的交互。
虚拟现实技术是利用计算机生成极为逼真的环境,通过生动的视觉、听觉、触觉等效果以及随参与者的动作而变化的场景使人获得身临其境的感觉。现阶段由于完全的虚拟现实系统价格昂贵目前只用于科学研究,其中基于虚拟现实技术的培训(简称虚拟培训)采用增强现实的虚拟现实系统(也称桌面虚拟现实)改变了原有的培训方式,为用户提供一个直观、友好的图形化培训环境,适应社会需求。使得用户在计算机提供的逼真的三维虚拟环境中熟练掌握某一装置或某一系统的操作使用方法。大大减少了技工培训中的各种资源的消耗提高了培训质量和培训效率,有助于实现对于危险作业或不具备试验条件的高级培训。
3 职业技能培训
职业技能培训是现代经济增长的不竭动力。著名经济学家舒尔茨在考察经济增长的主要原因时指出:对人力资本的投资是最重要的生产性投资,也是经济增长不竭的动力。根据人力资本理论,人力资本比物质、货币等资本要素具有更大的增值空间,因为作为“活资本”的人力资本,具有创新性、创造性,具有有效配置资源、调整企业发展战略等市场应变能力。因此,职业技能培训是人力资本投资的一个组成部分,而且职业技能培训是实现终身教育,建设学习型组织的主要教育形式,其良性发展能满足社会经济发展对高素质、技能型人才的需要,必然对GDP增长带来更高的贡献率。
4 虚拟培训系统的开发过程模式探究与设计实例
虚拟培训系统是利用虚拟现实技术生成的一类适于进行教育培训的虚拟环境,它可以是某一现实世界培训基地或设施的真实再现,也可以是虚拟构想的世界。受训人员通过与虚拟环境进行交互获得经验达到学习和培训的目的。
4.1 虚拟培训系统的开发模式
在中国知网上以虚拟培训系统开发模式为检索词分别以题名和全文项进行精确查找,查找结果都是没有相关的文献资料,通过阅读虚拟培训系统的相关论文资料后也没有发现关于虚拟培训系统开发模式的有关论述。通过阅读虚拟培训系统的相关文献,比较各种虚拟培训系统的开发过程,结合本人实际的设计经验总结归纳出虚拟培训系统开发模式。如图1所示。
虚拟培训系统的开发过程大致分为四个阶段:首先,对将要开发的课程进行系统分析,其中包括对学习内容的分析判断虚拟培训系统是不是内容表现的最佳选择。如果可行就要继续将学习内容进行必要的分解分成若干的模块和单元,这样有利于将复杂的任务简单化使整个任务比较容易的得以实现;另外要对学习任务进行分析即通过培训要求学习者掌握的知识经验的总和并为接下来的教学策略的选择提供支持,在这项工作中还需要明确学习者要掌握预期的知识经验需要学习的各种理论知识、动作要领、技能流程以及必须完成的操作练习。其次,同时进行3D图像建模与交互的设计与实现两个阶段的工作。这两个阶段也是系统开发的两条主线,在3D图像建模阶段依据前期的素材的准备运用3D建模工具开发虚拟学习环境。这个阶段是整个开发过程中工作量最繁重的一个阶段,需要开发人员熟练掌握3D建模工具,通过反复细致的设计修改才能开发出逼真的虚拟环境。要根据学习者的特征(不同群体适应不同的交互方式)依据相关的交互理论运用恰当的交互工具科学合理的进行设计与实现。交互的设计与实现阶段要特别的引起重视,因为大部分学习任务的完成都有赖于系统的交互功能,交互设计的好坏与最终的学习效果有着直接的联系。最后,是系统的合成与调试,这一阶段能够保证系统顺利的得以实现并应用在教学中。在该阶段中包括了将必要的教学策略、理论知识以及一些必要的文字说明嵌入到系统中使它真正成为一个用于教学的工具。在调试是比较繁杂的工作,需要我们有足够的耐心和精益求精的精神通过不断的发现问题解决问题使系统不断的得到完善保证系统发挥最大的作用。
4.2 虚拟现实系统的设计实例
4.2.1 案例简介
数控机床是技工培训中的重要课程,由于数控技术较为复杂所以学习难度比较大,学员往往要用很长的时间来了解数控机床的工作原理之后才能够进入现场实际操练或是根本找不到相应的设备操练。我们设想开发这样一个虚拟训练系统使学员能够利用电脑实现理论与实践相结合,通过使用这么一个系统学员能够掌握数控技术的基本理论知识、数控机床的组成及工作原理、基本的操作练习。让学员在进入实训现场之前形成必要的知识经验的准备,增强训练的针对性提高培训效率。
4.2.2 设计构想
该虚拟训练系统首先呈现出的是数控技术的基础知识和数控机床的工作原理,此处用带有碰撞的行走动画来表现。围绕数控机床的工作程序来设计活动和交互,在给出零件的所有运动、尺寸、工艺参数等加工信息后学员被要求编制出零件加工的数控程序单。对于形状复杂的零件,学员可以在计算机上进行自动编程(APT)或CAD/CAM设计;编好的数控程序学员会被要求输入到数控装置的一种存储载体上,用动画形式抽象表现数控装置从内部存储器中取出或接受输入装置送来的一段或几段数控加工程序,经过数控装置的逻辑电路或系统软件进行编译、运算和逻辑处理,输出各种控制信息和指令给驱动装置,经功率放大后按照指令信息的要求驱动机床移动部件,以加工出符合图样要求的零件;再用动画显示位置检测装置将数控机床各坐标轴的实际位移量检测出来,经反馈系统输入到机床的数控装置之后,数控装置将反馈回来的实际位移量值与设定值进行比较,控制驱动装置按照指令设定值运动;学员在呈现的辅助控制操纵界面中按下按钮后随之会发生相应的变化比如刀具的转换、指令交换工件和机床部件的松开、夹紧等动作。在以上几个步骤中适时现实必要的文字补充材料以便于学员理解。
4.2.3 技术实现
本系统的开发工作主要集中在虚拟场景建模、虚拟动画的制作以及交互的设计与实现三个环节。
在建模方面,3DSMAX的建模功能是非常强大的完全能够满足桌面虚拟现实系统的建模需求。在虚拟动画的制作方面,可以用普通的动画制作软件如flash等。但是这样就存在一个不同格式文件相融合的问题,如果直接用3DSMAX制作的话相对来说会比较容易。在交互方面,较为简单的交互可以将MAX格式转换成VRML格式通过VRML内部的交互传感器来实现。在一些较为复杂的交互实现上编程语言更具优势,但是难度也是很大的。有很多交互我们根据学习任务要进行设计的但是实现起来难度很大,我们就要灵活掌握通过对能够实现的交互功能进行有限的组合达到预期的效果。在交互的设计实现过程中还要重点关注的一个问题就是有效的教学设计的使用。
5 结束语
全文主要探讨了虚拟现实技术应用于技工技能培训的新模式,介绍了虚拟培训系统的开发过程,至于具体的应用于技工教育的虚拟培训系统(软件)的设计和开发我们正在进行进一步的研究。
参考文献:
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关键词:数控车床 加工精度 装夹方法 加工工艺 加工工具 编程 技术水平
中图分类号:TG519 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)04(c)-0061-01
数控车床虽然在理论上具有高精度、高速度、高质量的系统性优势,但是在数控车床实际操作和生产环节中会受到内外因素的影响,产生数控车床加工精度不高的实际问题。常见的因素有:装夹方法错误、加工工艺不科学、加工刀具不合理、数控编程不严格、操作者技术水平不足,这些问题会直接影响到数控车床加工的质量与精度。在数控车床实际操作中,应该从常见的问题出发,以合理确定工件装夹方法、科学安排加工工艺、合理选择加工刀具、严格数控编程、提升数控车床操作者技术水平为途径,综合提升数控车床加工的规范性与科学性,形成数控车床加工的标准化和程序化操作,做到对数控车床加工精度的有效保障。
1 合理确定工件装夹方法
数控机床加工过程中装夹方法直接决定工件的位置、刀具的行程,因此,要合理选择数控机床工件装夹的方法。要合理确定工件的定位基准,选择有效的安装和夹紧方式,控制错误装夹的次数,以组合家居的方式来提升工件装夹的准确性和稳定性。在选择装夹方法时一般应该采用三爪自定心卡盘直接装夹,对于结构特殊和要求特殊的工件,要结合零件设计图纸合理选择装夹方法,避免因装夹方法不当而造成的加工精度不合格问题发生。
2 科学安排加工工艺
要做好工艺性分析与工艺处理工作,这是数控加工的前期准备工作,也是确保加工精度的重要措施,如果在数控机床加工性出现工艺性分析不全面,工艺处理不当,将可能造成数控加工的错误,直接影响加工的顺利进行,甚至出现废品。因此数控加工的编程人员首先要把数控加工的工艺问题考虑周全,才进行程序编制。合理进行数控车削的工艺处理,是提高零件的加工质量和生产效率的关键。因此应根据零件图纸对零件进行工艺分析,明确加工内容和技术要求,确定加工方式和加工路线,选择合适刀具及切削用量等参数。
3 合理选择加工刀具
刀具的选择、刃磨、安装正确直接会影响到数控机床的使用性能,同时也会对加工工件的精度带来直接影响。根据工艺系统刚性、具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑,采用不同的刀具和切削用量,对不同的表面进行加工,有利于提高零件的加工质量。粗车时,要选强度高、使用寿命长的刀具,以便满足粗车时大背吃刀量、大进给的要求。精车时,要选精度高、寿命长、切削性能好的刀具,以保证加工精度的要求。另外,刀具材料的选择也是非常重要的一环,刀具材料在切削中一方面受到高压、高温和剧烈的摩擦作用,要求其硬度高、耐磨性和耐热性好;另一方面又要受到压力、冲击和振动,要求其强度和韧性足够。
4 严格规范数控机床的编程过程
4.1 确定数控机床的编程顺序
在数控机床编程中要建立规范的顺序,使数控机床刀具的行走做到科学规范,进而做到对数控机床功能的合理利用,确保数控机床加工出高精度的产品。此外在数控机床编程中要结合产品设计图样,以此来确保数控加工过程在高效率和高精度的范围之中,进而提升数控机床加工的总体质量。
4.2 规范处理数控机床编程的关键步骤
一方面,要建立零件的数字化模型,数控机床操作者应该根据零件设计图,以线框、特征和实体建模的方式建立起数控机床可以识别的零件几何模型,使零件得到数字化,将设计完整地在程序下得到全面体现。另一方面,要确定零件加工的方案,在方案制定的过程中应该结合零件和产品的特点,明确零件质量要求的重点,确定零件加工的方法,以此来提升数控机床加工的精度。例如:对不同曲面的加工要确定投影方法还是放射方法,通过方案的比较形成对数控机床加工精度的保证。此外,要确定数控机床加工参数,应该根据数控机床的性能,结合零件设计图纸,重点确定工件材料、刀具形状、加工顺序、行走路线等重要参数,做到对数控机床加工精度的保障。
5 提升数控车床操作者技术水平
操作者是数控车床加工的具体执行人,也是加工技巧应用的直接使用者,操作者技术水平、加工经验对数控车床加工精度有着直接的影响。应该有计划地展开对数控车床操作者的技术、技能培训工作,对机床使用技巧、工具选择方式、切削参数控制、加工工艺选用进行全面地培训,做到对数控车床加工工作整体的强化,以做到对数控车床加工精度的有效保障。要结合数控车床的编程工作展开操作者的计算机语言培训,通过编程水平的提升强化操作者应用能力,做到对数控车床加工精度的进一步保障。在培训操作者的过程中还要重视职业道德建设,要将责任心作为重要的方面加以建设,通过树立职业道德和培养责任心,使技术的应用和技能的使用达到一个更高的水平,充分发挥数控车床的效率、精度优势,为数控车床加工质量的整体提升打下思想、技术和技巧的基础。
6 结语
合理确定工件装夹方法、科学安排加工工艺、合理选择加工刀具、严格数控编程、提升数控车床操作者技术水平等措施是提升数控车床加工精度的有效保障,但是在实际的数控车床加工过程中操作者和技术人员还应该有清晰的认识,要看到数控车床加工工作的多样性和复杂性,要展开对数控车床加工工作的进一步分析,形成数控车床加工的规范和体系,更好地指导数控车床加工实际操作,真正确保数控车床加工的精度。
参考文献
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[3] 唐蔡华,冯广智.车床加工精度控制的创新方法探讨[J].信息系统工程,2011(12).
关键词:数控专业 培养目标 教学内容 教学方法 评价机制
我院是国家级数控培训基地之一,如何利用数控基地,提高学生数控技能,使学生在企业中拿到更高工资,使家长愿意送子女到我院就读,这是我院不断思索和追求的目标,也是我院今后办学的方向。根据办学方向,企业需求,确定数控专业的培养目标,并根据培养目标,在数控专业教学改革中,从教学内容、教学方法、教学评价机制方面做了一些有益的探索与实践,使选择本专业的学生,以成功者的心态步入社会。
一、依据企业需求确定培养目标
要发展职业教育,要办好职业院校,明确定位是学校发展的前提,职业院校数控专业应该为地方培养优秀的数控技术人才,如果职业院校毕业生每月能拿到3000元、4000元,家长自然就会十分愿意地送子女到职业院校就读。企业凭什么给职业院校学生高工资,前提是我们培养的学生有过硬的本领。据《关于数控人才需求与数控职业教育教学改革的调研报告》中指出,当前企业对数控技术人才有三个层次需求,蓝领层、灰领层和金领层。我院以学生为主体,以企业需求为依据,以就业为导向,把培养目标定位在“蓝领层”。
二、根据职业实践能力改革教学内容
根据《中等职业技术学校数控技术应用专业领域技能型紧缺人才培养培训指导方案》指导思想,在培养培训中应体现以综合素质为基础,以能力为本位,把提高学生的职业能力放在突出的位置,加强实践性教学环节,使学生成为企业生产服务一线迫切需要的高素质劳动者,因此设置课程的教学内容,应围绕学生职业实践能力。
(一)专业基础课服务职业实践能力
我院数控专业仍沿用机械专业的一些传统课程名称,如《机械制图》、《公差配合与技术测量》、《机械基础》、《金属材料与热处理》、《机制工艺》、《车工实习》、《数控车床编程与操作》等专业基础课,但这些课程的外延与内涵都发生变化。因此学校让各教研组和备课组共同探讨所教学科的教学大纲和教学内容。根据职业院校生文化成绩相对较差的特点,理论教学以“必需、够用”为度,突出“适用性”和“针对性”,允许对某些偏难偏深或者陈旧内容进行大胆删除,而增加一些数控技能培养所需的实用性知识。
(二)文化基础课渗透职业实践能力
在文化课程中,要渗透岗位职业能力的要求。比如,学生毕业后如果口才好、写作能力强,能把车间生产过程,企业存在的问题以及解决方案,能以调研报告的形式写出来,在企业里就会受到重用,容易得到提拔。因此围绕专业岗位需要,将语言口头表达能力与应用文写作能力作为语文重点教学内容;对于数学课则着重学习对数控编程中的数学处理知识,如灵活应用三角函数数学知识,确定各表面上点的坐标等;对于英语课中加入数控专业知识,培养学生阅读机床上英文指令如JOG、MENU、OFSEF、AUTO等指令,培养学生阅读数控机床说明书的能力。
(三)数控技能操作课体现职业实践能力
目前许多数控教材给定加工程序不完整和不全面,只给出了“轮廓”加工程序,工艺分析不分粗车、精车工序,没有介绍如何达到数控技术要求,况且许多教材中实训工件加工直径超过40mm,那些课题的程序无法在本基地的数控机床上运行。根据数控教材中存在的缺陷,可通过校企合作或课程整合,及时调整课程设置和教学内容,在“必需”和“够用”的原则下,开发数控校本课程,体现数控专业领域的新知识、新技术、新工艺和新方法,在实习过程中向企业靠拢。如数控实训部分课题可选自永康企业生产实际,通过一系列有针对性的技能训练,使学生在扎实掌握专业基本知识和技能基础上,及时了解掌握本专业领域最新技术发展及相关技能,实现专业教学基础性与先进性的统一,从而为学生直接顶岗,在企业中获得高收入创造条件。
三、针对课程特点改革教学方法
职业院校学生,生源复杂,学生程度参差不齐,要调动学生学习积极性,提高学生自学能力,养成良好学习习惯,这是提高教学质量必须解决的课题。根据数控技能操作这门课和课程特点,利用国家级数控培训基地,提高学生数控操作能力,对传统的教学方法进行改革。
我院对数控技能培训采用项目教学法,项目教学法是师生通过共同实施一个完整项目而进行教学活动。在教学中,采用数控校本课程,由“双师型”教学执教,把每个练习项目根据数控技能要求分解成许多小知识点,让学生在学数控操作中学会对刀、车削循环程序的上机调试及自编工艺、自编程序、自选刀具并在机床上将零件加工出来。通过项目教学法,给学生提供体验完整工作过程的学习机会,经历确定任务――制定工作计划――实施计划――进行质量控制与检测――评估反馈整个过程,提高学生理解和掌握车削对刀、车削循环程序编写的知识与技能。
四、结合职教特点改革评价机制