高校數控實訓教學改革探究

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高校數控實訓教學改革探究

摘要:應用型本科院校主要是培養技能型、應用型、復合型人才的,所以實踐教學是非常重要的環節,而《金工實習》這門課具有非常強的實踐性,在對學生的培養中起著非常重要的作用。本文主要對這門課中的數控實訓項目在教學中出現的問題進行分析探討,針對各種問題提出了相應的改革措施。

關鍵詞:金工實習;改革措施;數控實訓

0引言

金工實習是應用型本科院校機電學院各專業學生的一門比較重要的實踐課程。主要包含了鑄造、鍛造、鉗工、車工、焊工、銑工等傳統的加工方法,還有比較先進的制造技術數控加工。通過學習,可以使學生掌握各種設備的使用方法以及各類零件的機械加工工藝。對培養應用型人才具有及其重要的作用。而數控技術更是重中之重。

1數控實訓教學中存在的問題

本校機電工程學院有足夠的實習場所和實習設備,除了傳統的車床、銑床、刨床、電焊機、鉗工操作臺等,近幾年還投入了大量的資金購買了不少數控機床,其中數控車床30臺,三軸、四軸、五軸加工中心共六臺,還有數控線切割等。機床總數雖然不少,但是也有很多的問題。

1.1課程安排不夠合理,課時較少。以機械設計制造及其自動化專業為例,金工實共80個課時,分四個項目,包括數控實訓、焊工實訓、鉗工實訓和車工實訓,每個項目只有20個課時。這么短的時間也只能學習數控車床的基本操作,基本沒時間學習數控加工中心的知識。而且數控編程與操作這門課是在金工實習之后才開設的,理論與實踐無法結合起來,顯然不能達到培養應用型人才的要求。

1.2學生的理論知識不足,教師教學經驗欠缺。在進行金工實習之前,學生沒有學習相應的理論知識,對機床對數控編程都是一竅不通的。數控實訓時,在20個課時之內,老師既要講授實踐知識,又要講授數控編程的理論知識和其它的一些相關知識,增加了教學難度。而負責實踐教學的老師,實踐能力較強,理論知識相對有點不足,上課基本都是先滿堂講解理論編程知識,而學生由于沒有基礎知識,接受能力較差,而且學生也很少有作筆記的習慣,聽過以后幾乎就忘記了,白白浪費了時間。而數控機床屬于機電一體化的先進設備,操作也相對繁瑣,需要熟悉各個按鍵的功能、參數的作用、以及刀具的選擇安裝方法,最后輸入程序,對刀進行加工。在對數控機床操作的過程中,不可控因素較多,對學生來說具有很大的危險性。這些都是難以在較短的時間里掌握的。

1.3數控機床的運用不合理。學生在金工實習數控實訓時,由于課時較少,指導教師一般只教學生數控車床方面的知識,而數控加工中心的知識一帶而過,基本不進行數控加工中心機床的操作練習。而整個金工實習中,也沒有安排普通銑床的實訓,所以這樣下來,學生僅僅懂得一點車削知識,而銑削知識則是一竅不通。而銑削在現實中,是應用的非常廣泛的,普通零件的加工、手機外殼等電子產品的加工、各種模具的制造、以及飛機葉輪等復雜零件的加工,都離不開數控加工中心。所以,僅僅學習數控車床知識是遠遠不夠的。

2數控實訓教學改革的措施及方法

針對我校數控實訓教學方面出現的問題,必須進行相應的改革。本文從多方面進行探討,提出了幾點有效的改革措施。

2.1首先要調整課程安排,增加課時量。學好一門技能,需要理論和實踐相結合,只學一樣肯定是不行的。由于數控加工對理論知識的要求較高,包括機械制圖、數控編程與操作、機械加工工藝、互換性與測量等知識。所以在進行數控實訓之前,一定要先把這些課上了,讓學生有良好的基礎,尤其是數控編程,之前都是放在數控實訓之后再學的,顯然是不合理的,既增加了實踐教學的難度,又沒有教學效果,只是白白浪費了學生的寶貴時間。課時還需要增加,20個課時比較少,這么短的時間內,很難既完成數控車床的學習,又完成數控加工中心的學習。需要至少安排兩周的時間,數控車和加工中心的操作分別用一周的時間來學習。

2.2加強教師的培訓,增強教師間的交流。目前教學的特點是,各位老師都是按照自己的方法獨自上課,缺乏相互間的交流,理論老師和實驗教師不能就相關的課程進行交流商討,很難保證教學質量。比如代數控編程的理論老師和代數控實訓的實驗老師,需要在一起多多交流,互相學習,在理論教學中適當的講些實踐知識,而實驗老師在實踐教學中也要講些理論知識,理論實踐相結合,才能教好學生。社會在發展,科技在進步,作為老師也要時刻不斷的學習,學習新的知識,新的教學方法。利用暑假或者寒假的時間,去相關企業進行掛職鍛煉,增強自身的實踐能力,或者去參加新技術的培訓,學習新的技術,提高操作能力。尤其是五軸加工中心,目前教師隊伍中還沒有人能夠進行熟練操作,需要利用假期時間去培訓學習。由于五軸加工的復雜性,編程一般都需要借助CAD/CAM軟件進行自動編程,比如UG、mastercam、CAXA等自動編程軟件。這就要求教師既要學習機床的基本操作知識,還要學習一些軟件。要想把學生教會教好,首先指導老師自己要熟練掌握相關的知識技能。

2.3虛實相結合,建立虛擬仿真實驗室。數控機床在實際的操作加工過程中,會出現各種各樣的狀況。首先要根據圖紙編制數控加工程序,選擇合適的切削用量,然后把程序輸入機床進行程序的校驗,再對刀進行試切加工。整個過程比較繁瑣,一步出錯就有可能出現事故,造成機床的損壞。而且在教學中一個實驗老師需要一次教二三十個學生,在機床操作演示的過程中,可能只有一部分學生能夠看清楚學會,所以在演示以后還要對不會的學生進行重復的指導,還要時刻觀察周圍學生的操作情況,費心費力,浪費時間。而在仿真實驗室里,每臺電腦上都裝有數控仿真軟件,通過學習,可以有效解決上述問題。在上機床操作之前,可以先在仿真軟件上學習數控機床的基本操作,比如程序的輸入、機床面板上各個按鍵的功能、對刀、程序的校驗等,和真實機床操作是一樣的。通過實驗室里多媒體教學演示,可以保證每位學生都能清楚的看到操作步驟,而同學們可以一邊聽老師講課,一邊跟著老師的操作步驟,在電腦上進行數控仿真學習。老師在講課的時候,利用錄屏軟件進行錄屏,講課結束后,把錄的內容發給同學們。這樣的話,即便是學生在上課時沒有聽懂,也可以課后自己看錄的講課內容進行自學。避免了老師的重復講解。尤其是在學習加工中心知識的時候,由于學校加工中心比較少,而實訓的人數比較多,需要輪流進行操作的練習,平均每個人操作機床的時間是很少的,很難熟練掌握。而利用數控仿真軟件,每個學生都可以同時進行機床操作的學習,直到能夠熟練掌握。學生也可以在自己的電腦上安裝數控仿真軟件,即便在不上課的情況下,也可以進行數控機床的操作學習,非常方便。能夠在仿真軟件上進行熟練操作以后,就可以在真實的機床上進行操作加工,虛實相結合,可以有效的提高教學質量,而且還可以減少事故的發生。

2.4豐富教學手段,加強實訓過程指導。傳統的教學方法是指導教師站在數控機床旁邊,學生圍一圈,教師對著機床進行講解,由于學生人多,就會造成后面的學生看不到聽不清的情況。而且由于數控機床操作步驟比較多,只講一遍的話,學生也很難完全記住。這就需要改變一下教學方法,在講解的時候可以分步進行,把每一步講解都錄成視頻。比如在對數控車床加工進行講解的時候,在編程完成以后,首先需要進行刀具的選擇和安裝,可以把每一種刀具的規格用法,及適用范圍都講清楚。然后把刀具安裝在車床刀架上,把注意事項講清楚。整個詳細的操作過程錄成視頻,發給全體學生,保證每個學生都能清楚的理解。數控機床操作面板知識和數控仿真類似,可以一次性把各個按鍵的功能講清楚,與仿真不同的可以重點講解,同樣整個過程錄成視頻。最后進行對刀的操作,車床刀具一般為外圓車刀、螺紋刀、切槽刀、內孔車刀等等,每一種刀具的對刀方法和仿真基本是一樣的。操作時,把用到的每一種刀具都進行一次對刀操作,一邊操作一邊講解,整個過程錄成視頻,發給每一個同學。在對加工中心進行教學的時候,這種教學方法更具有優勢,因為加工中心數量較少,學生較多,學生自己動手操作的時間較少,而通過看視頻,可以先了解操作方法,在進行實際動手操作的時候,就可以很容易的掌握。使用這樣的教學方法,即便有的學生上課時沒有跟上老師的思路,也可以重新看所錄的視頻,哪一步不懂的再看著視頻學習一下,就能很容易的學會,而這樣也減輕了老師的負擔,相同的知識點不需要重復的進行講解。這樣指導教師就有足夠的時間進行巡回指導,發現有操作不當的地方,可以及時進行制止和改正。在學生操作練習的過程中,指導教師要適當的進行提問,或者讓學生演示操作,以便及時了解學生的掌握情況,對不會的進行及時教導,保證每位學生都能學會。教師要把一些重要的操作步驟整理成電子文檔,比如對刀方法、編程的注意事項、各指令的用法、切削用量的選擇方法、安全操作規程等。然后通過QQ群發給同學們,這樣可以幫助他們更好的學習數控知識。

3結束語

金工實習中的數控實訓部分是機械類專業實踐教學的重要組成部分,是培養應用型人才的重要環節,必須好好利用現有的資源,增強教學質量,進行教學方法的改革是勢在必行的。

作者:梁鵬飛 許洋洋 郭穩穩 單位:鄭州工業應用技術學院

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