低碳經(jīng)濟(jì)背景下技工院校數(shù)控實(shí)訓(xùn)方案設(shè)計(jì)

盧培文 楊德慧

（贛州技師學(xué)院 江西 贛州 341000)

低碳經(jīng)濟(jì)背景下技工院校數(shù)控實(shí)訓(xùn)方案設(shè)計(jì)

盧培文 楊德慧

（贛州技師學(xué)院 江西 贛州 341000)

以贛州技師學(xué)院為例，設(shè)計(jì)低碳經(jīng)濟(jì)背景下的數(shù)控實(shí)訓(xùn)方案，在現(xiàn)有實(shí)訓(xùn)條件下，既達(dá)到了培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，又合理地使用了數(shù)控設(shè)備、有效地利用了資源、降低了能源的消耗和減少了對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。

低碳經(jīng)濟(jì)；技工院校；數(shù)控；實(shí)訓(xùn)；設(shè)計(jì)

數(shù)控實(shí)訓(xùn)現(xiàn)狀

數(shù)控實(shí)訓(xùn)是技工院校機(jī)械和數(shù)控專(zhuān)業(yè)教學(xué)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，在學(xué)生實(shí)踐的同時(shí)，可培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。但目前許多技工院校自身的數(shù)控實(shí)訓(xùn)硬件條件不足，而學(xué)生在社會(huì)上參加數(shù)控實(shí)訓(xùn)的困難很大，教學(xué)效果受到很大影響。

以贛州技師學(xué)院為例。為了滿足數(shù)控實(shí)訓(xùn)要求，讓學(xué)生有更好的學(xué)習(xí)和實(shí)踐的機(jī)會(huì)，學(xué)院爭(zhēng)取了中央財(cái)政支持，投資400萬(wàn)元人民幣，于2008年8月建成了數(shù)控實(shí)訓(xùn)基地。該實(shí)訓(xùn)基地選購(gòu)沈陽(yáng)機(jī)床廠生產(chǎn)的數(shù)控車(chē)床21臺(tái)，選用華中數(shù)控系統(tǒng)；寶雞機(jī)床廠生產(chǎn)的加工中心7臺(tái)，選用FANUC Oi MC系統(tǒng)；加上原有的數(shù)控車(chē)床6臺(tái)，加工中心2臺(tái)，共有近40臺(tái)數(shù)控設(shè)備。這些設(shè)備的添置，大大改善了數(shù)控實(shí)訓(xùn)條件，對(duì)技術(shù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)起到了至關(guān)重要的作用。但新問(wèn)題也隨之而來(lái)，例如，實(shí)訓(xùn)材料一直使用45#鋼材，刀具為硬質(zhì)合金焊接車(chē)刀和高速鋼銑刀，數(shù)控車(chē)床采用乳化液冷卻，加工中心采用油冷卻，這些油輔材料基本為消耗品，原來(lái)僅有8臺(tái)設(shè)備的時(shí)候，這些材料已經(jīng)是學(xué)院的一筆較大開(kāi)支，現(xiàn)在設(shè)備增加了近4倍，相應(yīng)的油輔材料損耗也會(huì)增加更多。在資源和能源消耗巨大、實(shí)訓(xùn)成本不斷攀升的情況下，為了合理使用數(shù)控設(shè)備、利用資源、降低能源消耗和減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，數(shù)控實(shí)訓(xùn)的改革勢(shì)在必行。對(duì)此，本文結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，介紹如何在低碳經(jīng)濟(jì)背景下開(kāi)展數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)。

實(shí)訓(xùn)教學(xué)方案設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)教學(xué)流程 在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上，我們把技工院校數(shù)控加工專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)定位為培養(yǎng)數(shù)控加工操作工和數(shù)控工藝員，需要使學(xué)生掌握各種數(shù)控設(shè)備的工作原理及其操作方法。為此，我們改革傳統(tǒng)數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式，以創(chuàng)新設(shè)計(jì)為根本、數(shù)控加工為重點(diǎn)、CAD/CAM為主線，按照加強(qiáng)基礎(chǔ)、注重實(shí)踐的教學(xué)改革思路進(jìn)行數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)方案設(shè)計(jì)。在數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，增加了《CAD/CAM原理與應(yīng)用》、《數(shù)控仿真教學(xué)軟件應(yīng)用》課程，并且把CAD/CAM和數(shù)控仿真軟件及數(shù)控機(jī)床操作有機(jī)地結(jié)合起來(lái)（如圖1所示），摒棄單純的數(shù)控機(jī)床操作，加強(qiáng)過(guò)程訓(xùn)練，注重學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng)。通過(guò)增加數(shù)控仿真教學(xué)環(huán)節(jié)，使實(shí)訓(xùn)教學(xué)工作在虛擬加工的軟件環(huán)境和真實(shí)的生產(chǎn)設(shè)備上一同進(jìn)行，既合理使用了資源，又增強(qiáng)了實(shí)訓(xùn)效果。

圖1 數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)流程示意圖

設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)模式 傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)模式中的油輔、刀具材料使用是一個(gè)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，即購(gòu)買(mǎi)實(shí)訓(xùn)刀具材料→實(shí)訓(xùn)使用→廢棄。在此過(guò)程中，實(shí)訓(xùn)注重的是學(xué)生加工出來(lái)的零件形狀是否正確，尺寸是否合格，輕視了零件是否有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值及對(duì)零件加工成形過(guò)程中產(chǎn)生的各種廢棄物如何合理處理的問(wèn)題。隨著我院實(shí)訓(xùn)基地?cái)?shù)控設(shè)備的增加，實(shí)訓(xùn)教學(xué)班級(jí)的增多，原實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式產(chǎn)生的廢棄物也在增多。為此，我們提出低碳經(jīng)濟(jì)下閉式循環(huán)的綠色實(shí)訓(xùn)模式，就是在原來(lái)的實(shí)訓(xùn)循環(huán)模式中增加“回收”環(huán)節(jié)。與企業(yè)合作，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容緊扣工業(yè)發(fā)展的脈搏，根據(jù)企業(yè)的要求與發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的定位與篩選，實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)的課題為校企合作相關(guān)產(chǎn)品（如圖2所示），合格的產(chǎn)品直接提供給企業(yè)，不合格的產(chǎn)品及其他實(shí)訓(xùn)廢棄物進(jìn)行“恢復(fù)處理”，返回到實(shí)訓(xùn)中循環(huán)使用。

圖2 實(shí)訓(xùn)材料使用流程圖

建立“雙師型”教師隊(duì)伍 技工院校是培養(yǎng)技能人才的搖籃，建設(shè)一支“雙師型”師資隊(duì)伍顯得尤為必要，一支既能下車(chē)間、又能上講臺(tái)，既是能工巧匠、又是專(zhuān)家學(xué)者的 “雙師型”教師隊(duì)伍，是數(shù)控專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)改革的師資保證。

實(shí)訓(xùn)方案實(shí)施

圖3為我院數(shù)控實(shí)訓(xùn)改革中數(shù)控車(chē)工實(shí)訓(xùn)課題零件圖形，也是為企業(yè)加工的一芯軸零件。該芯軸零件外形規(guī)則，毛坯為鍛件，材料為35#鋼材。根據(jù)零件特征，零件外形采用數(shù)控車(chē)削加工成型（小端螺紋、小孔由企業(yè)加工）。根據(jù)我院設(shè)備情況和教學(xué)實(shí)際需要，該芯軸采用華中系統(tǒng)數(shù)控車(chē)床加工。

圖3 芯軸零件圖

第一階段為課堂理論教學(xué)。如圖4所示，針對(duì)該芯軸零件，講授數(shù)控加工工藝、數(shù)控編程知識(shí)以及裝夾零件相關(guān)的工裝夾具知識(shí)，在學(xué)生理解掌握后，再進(jìn)行下一階段的學(xué)習(xí)。第二階段為仿真教學(xué)。該階段在芯軸零件加工工藝、工裝夾具知識(shí)學(xué)習(xí)及加工程序編制完成的基礎(chǔ)上，在仿真軟件上進(jìn)行模擬加工，學(xué)生還可以通過(guò)仿真軟件預(yù)先熟悉機(jī)床面板情況，校驗(yàn)程序是否正確，仿真結(jié)果是否符合要求等。第三階段為學(xué)生機(jī)床操作加工。因?yàn)樵摿慵菫槠髽I(yè)生產(chǎn)的真實(shí)產(chǎn)品，保證零件的加工質(zhì)量至關(guān)重要，所以要時(shí)刻提醒學(xué)生要有質(zhì)量意識(shí)。

圖4 教學(xué)方案中完成任務(wù)的流程圖

通過(guò)實(shí)訓(xùn)方案改革，把原來(lái)4周全部在機(jī)床上操作，調(diào)整為2周數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)，2周在機(jī)床上完成產(chǎn)品加工。方案實(shí)施前后消耗的主要材料和能源消耗量對(duì)比如表1所示，練習(xí)用鋼材從全為消耗品轉(zhuǎn)為產(chǎn)品和部分消耗品，冷卻液、潤(rùn)滑油、電等的消耗量也大為減少，學(xué)生的產(chǎn)品意識(shí)和動(dòng)手能力得到更全面的培養(yǎng)。

表1 數(shù)控車(chē)工實(shí)訓(xùn)方案實(shí)施前后消耗主要材料和能源消耗量對(duì)比表（45人/班)

通過(guò)實(shí)訓(xùn)教學(xué)方案的改革，數(shù)控實(shí)訓(xùn)效果有了顯著的提高，實(shí)訓(xùn)成本也大大降低，數(shù)控設(shè)備被有效地利用起來(lái)，改變了原來(lái)實(shí)訓(xùn)中材料純粹消耗的狀況，使學(xué)生的產(chǎn)品意識(shí)、動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)得到了較好的培養(yǎng)。

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G712

：A

：1672-5727（2012）02-0123-02

盧培文（1980—)，贛州技師學(xué)院高級(jí)技師，江西省首席技師，研究方向?yàn)閿?shù)控加工技術(shù)。