職業(yè)院校如何開展基于生產(chǎn)任務(wù)的數(shù)控實(shí)訓(xùn)課

◆閃雙鳳

0 引言

目前職業(yè)院校數(shù)控專業(yè)畢業(yè)生數(shù)量較多，但他們的技能和職業(yè)素養(yǎng)卻達(dá)不到企業(yè)要求。之所以出現(xiàn)這種狀況，除了學(xué)生自身原因和學(xué)校實(shí)習(xí)設(shè)備不足外，學(xué)校的實(shí)訓(xùn)課教學(xué)模式不合理也是重要原因。數(shù)控專業(yè)的實(shí)訓(xùn)課與企業(yè)不接軌，一是教師不能及時(shí)更新觀念，教學(xué)模式陳舊，不能及時(shí)學(xué)習(xí)當(dāng)代企業(yè)需要的數(shù)控新技術(shù)和新工藝，導(dǎo)致不知企業(yè)需要什么技能的員工，或者自己就不具備這些企業(yè)所需的技能；二是學(xué)生缺乏真實(shí)在企業(yè)實(shí)操加工的職業(yè)體驗(yàn)，導(dǎo)致在學(xué)校所練的技能和職業(yè)素養(yǎng)達(dá)不到企業(yè)的要求。如何讓學(xué)生在數(shù)控實(shí)訓(xùn)課中加強(qiáng)企業(yè)急需的專業(yè)技能訓(xùn)練，提高綜合素養(yǎng)，滿足企業(yè)需求，已經(jīng)成為職業(yè)院校數(shù)控實(shí)訓(xùn)課亟待解決的問(wèn)題。

如果在數(shù)控實(shí)訓(xùn)課中以企業(yè)生產(chǎn)任務(wù)的形式進(jìn)行教學(xué)，以任務(wù)書中加工產(chǎn)品為線索來(lái)巧妙設(shè)計(jì)，基于真實(shí)企業(yè)生產(chǎn)情景，通過(guò)生產(chǎn)任務(wù)的發(fā)放、實(shí)施、檢測(cè)、展示、總結(jié)五個(gè)環(huán)節(jié)完成整個(gè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)過(guò)程，那么學(xué)生會(huì)提前感受到工廠的競(jìng)爭(zhēng)氛圍，積極提高技能水平和職業(yè)素養(yǎng)。本文通過(guò)一次實(shí)訓(xùn)教學(xué)案例來(lái)詳細(xì)介紹基于生產(chǎn)任務(wù)的數(shù)控實(shí)訓(xùn)課的實(shí)施過(guò)程，同時(shí)通過(guò)在實(shí)訓(xùn)課中對(duì)學(xué)生加工產(chǎn)品進(jìn)行自評(píng)、互評(píng)、教師點(diǎn)評(píng)，讓學(xué)生分享自己的成功經(jīng)驗(yàn)和實(shí)操加工中的不足之處，以提高學(xué)習(xí)積極性和技能水平。

1 發(fā)放生產(chǎn)任務(wù)

發(fā)放生產(chǎn)任務(wù)采用任務(wù)書的形式，通過(guò)課堂派、雨課堂、藍(lán)墨云、微信、釘釘?shù)炔煌W(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)發(fā)放，通過(guò)設(shè)置大量的互動(dòng)式環(huán)節(jié)來(lái)加強(qiáng)與學(xué)生的溝通。讓學(xué)生認(rèn)真分析加工圖紙，引導(dǎo)學(xué)生重點(diǎn)對(duì)零件的加工內(nèi)容和精度進(jìn)行分析。加工內(nèi)容包括：什么形狀的內(nèi)外輪廓，切槽的寬度和深度，螺紋是普通螺紋還是梯形螺紋。精度分析包括：尺寸公差范圍，形位公差和表面粗糙度要求等。通過(guò)這種方式來(lái)鞏固強(qiáng)化學(xué)生的識(shí)圖能力和分析計(jì)算能力。同時(shí)，在零件裝夾、加工順序及進(jìn)給路線、刀具夾具選擇、程序編制等方面讓學(xué)生各抒己見(jiàn)、暢所欲言、有問(wèn)有答，共同學(xué)習(xí)進(jìn)步。

在本次實(shí)訓(xùn)案例中就有一名學(xué)生直接視頻講解了程序的編程過(guò)程，他用自己的語(yǔ)言來(lái)講解，效果非常好。同時(shí)，教師在平臺(tái)上一定要起到引領(lǐng)作用，不能在平臺(tái)上發(fā)完任務(wù)書后就放任不管。比如可以通過(guò)提一些問(wèn)題，故意設(shè)置一些錯(cuò)誤讓學(xué)生改錯(cuò)等方法，讓學(xué)生積極討論。

任務(wù)書中對(duì)數(shù)控機(jī)床安全操作規(guī)程要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)，任何時(shí)刻都不能忽視安全教育。本次案例中就在任務(wù)書的首頁(yè)放置數(shù)控車床操作安全規(guī)程（見(jiàn)圖1），在實(shí)操開機(jī)前讓學(xué)生先讀一遍操作安全規(guī)程，教師要提前檢查學(xué)生的工作服、帽是否規(guī)范，為學(xué)生提前準(zhǔn)備好防護(hù)眼鏡等。同時(shí)，教師在學(xué)生每次實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)前要對(duì)車床檢查一遍，重點(diǎn)檢查各部件機(jī)構(gòu)、各按鈕、油標(biāo)油量等是否正常，還要讓學(xué)生熟記開機(jī)關(guān)機(jī)順序，以及開機(jī)后的操作步驟、換刀時(shí)的注意事項(xiàng)等，一定要確保整個(gè)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)過(guò)程安全。

圖1 數(shù)控加工任務(wù)書

任務(wù)書中加工工件產(chǎn)品要結(jié)合當(dāng)代企業(yè)的生產(chǎn)模式，有針對(duì)性地對(duì)各種指令進(jìn)行重點(diǎn)訓(xùn)練，要有所側(cè)重，盡量尋找一些典型產(chǎn)品來(lái)加工。任務(wù)情景的描述要符合企業(yè)實(shí)際，比如產(chǎn)品的用途、毛坯材料、尺寸、產(chǎn)品數(shù)量等。工件圖紙繪制要清晰，尺寸數(shù)字和精度設(shè)置要合理，粗糙度設(shè)置要能滿足要求。

在任務(wù)書中設(shè)置好數(shù)控加工刀具卡片、工藝卡片和程序單，讓學(xué)生自己填寫，填寫過(guò)程中可以利用互聯(lián)網(wǎng)等多媒體平臺(tái)及時(shí)與教師溝通，選擇合適的刀具和加工路線，編制正確的程序。教師在學(xué)生擬定加工工藝方案時(shí)可以引導(dǎo)學(xué)生查閱工具手冊(cè)和技術(shù)資料，也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)把一些刀具選擇手冊(cè)、切削用量手冊(cè)等提前發(fā)放給大家，讓學(xué)生參考制定。

任務(wù)書的最后要體現(xiàn)任務(wù)評(píng)價(jià)，在任務(wù)書中設(shè)置自檢、互檢和教師檢測(cè)，綜合評(píng)價(jià)工件是否合格，判定每組學(xué)生的合格率。

2 實(shí)施生產(chǎn)任務(wù)

在本次教學(xué)案例中，學(xué)校有10臺(tái)數(shù)控車床，學(xué)生有40人。學(xué)生四人一組，每人都要加工出產(chǎn)品。四人的企業(yè)生產(chǎn)角色分別是操作員一人、程序員一人、檢測(cè)員兩人。操作員實(shí)際操作選擇裝夾刀具、工件，找正，對(duì)刀，設(shè)置合適的對(duì)刀參數(shù)，實(shí)操加工產(chǎn)品；程序員輸入編輯程序，模擬演示程序來(lái)驗(yàn)證程序是否正確等；檢測(cè)員的任務(wù)是選擇合適的測(cè)量工具，測(cè)量產(chǎn)品尺寸精度、形位公差是否在公差范圍內(nèi)和表面粗糙度是否合格等。

每人定位好自己的角色，下次更換角色再次加工。每組加工出四個(gè)屬于自己的工件，最后通過(guò)自評(píng)、學(xué)生互評(píng)、教師綜合評(píng)定來(lái)判定合格率。不同的模擬角色讓學(xué)生學(xué)會(huì)怎樣與他人合作，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)，知道自己在哪個(gè)角色中是弱項(xiàng)。比如有的學(xué)生測(cè)量外輪廓直徑時(shí)選擇游標(biāo)卡尺，他的測(cè)量精度與使用千分尺的同學(xué)相比就差很多。問(wèn)他為什么選擇游標(biāo)卡尺而不選擇千分尺，他回答不會(huì)讀千分尺上面的尺寸。課后這名學(xué)生主動(dòng)向教師和其他同學(xué)請(qǐng)教千分尺的測(cè)量方法與讀數(shù)技巧，下次數(shù)控實(shí)訓(xùn)時(shí)發(fā)現(xiàn)他已能熟練運(yùn)用千分尺。

在實(shí)操加工中，程序編制得是否正確直接決定了工件是否合格，學(xué)生經(jīng)常在程序的進(jìn)刀點(diǎn)和退刀點(diǎn)設(shè)置上犯錯(cuò)。編程時(shí)一定要強(qiáng)調(diào)在工藝上體現(xiàn)出倒角或者圓弧是沿延長(zhǎng)線進(jìn)刀、退刀這個(gè)難點(diǎn)，如果在程序中沒(méi)有體現(xiàn)這個(gè)工藝，在產(chǎn)品的進(jìn)刀和退刀位置就會(huì)留下一個(gè)小圓弧凸臺(tái)痕跡，影響這個(gè)產(chǎn)品的加工質(zhì)量。本次案例中體現(xiàn)出要沿斜線退刀的工藝難點(diǎn)，教師對(duì)退刀點(diǎn)的設(shè)置要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)，讓編程的學(xué)生理解。

在實(shí)操加工中，如何保證工件的尺寸精度和表面粗糙度，是本次實(shí)訓(xùn)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)。教師要詳細(xì)講解加工方法和技巧，并實(shí)際演示操作一遍?？梢酝ㄟ^(guò)合理設(shè)置磨耗和更改尺寸的方法來(lái)保證工件的加工質(zhì)量，具體操作過(guò)程是在操作員對(duì)刀后，在運(yùn)行程序粗精加工之前，把粗精車的刀具磨耗調(diào)出來(lái)，在相應(yīng)的X、Z值預(yù)設(shè)合適的磨耗值，并在程序編制過(guò)程中設(shè)置工藝性暫停指令，起動(dòng)數(shù)控車床依次對(duì)工件進(jìn)行輪廓的粗、半精加工，測(cè)量工件各部分的尺寸，減去精車余量后與零件圖中的尺寸中值進(jìn)行比較，同值變大或變小，通過(guò)修改磨耗來(lái)解決；大小變化不同值時(shí)，修改加工程序中該部分的尺寸數(shù)字。與此同時(shí)，可以檢查工件的表面粗糙度，看是否達(dá)到要求，如達(dá)不到要求，修改切削用量如進(jìn)給量或主軸轉(zhuǎn)速（或切削速度），最后精車一次，從而使工件的尺寸和表面粗糙度都達(dá)到圖樣要求。

教師在學(xué)生加工過(guò)程中巡回指導(dǎo)，一定要眼明手快，注意觀察學(xué)生的工卡量具是否放置到合適位置、車床周圍是否有障礙物、車床切削時(shí)是否關(guān)閉防護(hù)門等，幫助學(xué)生排除安全隱患。如果有緊急情況，在操作員按下緊急按鈕后要及時(shí)給學(xué)生解決問(wèn)題。

3 檢測(cè)生產(chǎn)工件

在這個(gè)實(shí)操環(huán)節(jié)，教師要提前準(zhǔn)備好需要的多種測(cè)量工具，比如游標(biāo)卡尺、千分尺、深度尺、萬(wàn)能角度尺、內(nèi)徑百分表、內(nèi)徑千分尺、螺紋環(huán)規(guī)等，讓學(xué)生自行選擇合適的工具來(lái)檢測(cè)產(chǎn)品的精度是否在公差范圍內(nèi)。學(xué)生加工出的工件在自測(cè)和互測(cè)后交給教師，教師判定每組四個(gè)工件的及格率。在這個(gè)實(shí)施過(guò)程中，教師一定要鼓勵(lì)學(xué)得好的學(xué)生講解測(cè)量工具的正確測(cè)量方法。有的學(xué)生習(xí)慣測(cè)量工具在工件上時(shí)讀數(shù)，有的則習(xí)慣于拿下來(lái)讀數(shù)，哪個(gè)更合適呢？讓學(xué)生思考這個(gè)問(wèn)題并討論。在本次案例中，有25名學(xué)生加工的工件滿足精度要求，有12名學(xué)生加工的工件精度不合格，有三名學(xué)生加工的工件表面粗糙度不符合要求。這15個(gè)工件不合格的原因要讓學(xué)生自己找，或讓其他學(xué)生幫著找，找到不足，吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，在下次任務(wù)中改正。

4 展示優(yōu)秀工件

檢測(cè)過(guò)之后一定要展示精度和表面粗糙度好的工件，因?yàn)槁殬I(yè)院校的學(xué)生在文化課學(xué)習(xí)上經(jīng)常受打擊，教師不太重視，缺乏自信心，所以他們更希望得到專業(yè)教師的鼓勵(lì)和表?yè)P(yáng)。因此，展示好的工件就是對(duì)學(xué)生的激勵(lì)，表?yè)P(yáng)學(xué)生無(wú)疑會(huì)給他們極大的鼓舞，增強(qiáng)學(xué)生的自信心，提高學(xué)生的興趣和積極性。在整個(gè)實(shí)訓(xùn)中，學(xué)生經(jīng)歷了分析工藝、確定刀具、制定工藝卡片、計(jì)算尺寸數(shù)字、編制程序、驗(yàn)證程序、裝夾找正工件刀具、對(duì)刀操作、實(shí)操加工、檢測(cè)工件等全過(guò)程，親身體驗(yàn)了生產(chǎn)過(guò)程的得與失、苦與樂(lè)、成功與失敗，技能得到鍛煉和提升。

本次實(shí)訓(xùn)案例中滿足要求的有25個(gè)工件，首先要肯定這25名學(xué)生，但筆者只挑出10個(gè)精度、粗糙度比較好的工件進(jìn)行展示，剩余的讓學(xué)生學(xué)會(huì)對(duì)比和分析，思考為什么自己加工的產(chǎn)品沒(méi)有選上，提醒他們下次加工時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)，鼓勵(lì)他們下一次要做得更好。

5 總結(jié)生產(chǎn)任務(wù)

總結(jié)生產(chǎn)任務(wù)能指導(dǎo)學(xué)生把加工過(guò)程聯(lián)系起來(lái)，形成知識(shí)技能結(jié)構(gòu)，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步消化，引領(lǐng)學(xué)生找到技能訓(xùn)練的精華所在，也有利于實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)中突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)，幫助學(xué)生更深刻地理解所學(xué)的實(shí)操技能。本次實(shí)訓(xùn)案例中通過(guò)學(xué)生自評(píng)互評(píng)和教師點(diǎn)評(píng)來(lái)結(jié)束本次實(shí)訓(xùn)課，學(xué)生在自評(píng)中分享自己的經(jīng)驗(yàn)和不足。本次課中，有的學(xué)生說(shuō)自己加工時(shí)看游標(biāo)卡尺一直看不對(duì)，馬上就有學(xué)生站起來(lái)告訴他怎么正確測(cè)量和讀數(shù)；有的學(xué)生說(shuō)磨耗設(shè)置是不是數(shù)字大一些更能通過(guò)半精加工保證精度，馬上又有學(xué)生說(shuō)加大磨耗設(shè)置會(huì)使精加工尺寸變大，這樣就無(wú)法保證工件的表面粗糙度。學(xué)生的自評(píng)、互評(píng)和討論極大地提高了他們的學(xué)習(xí)積極性和技能水平。

總之，基于生產(chǎn)任務(wù)的數(shù)控實(shí)訓(xùn)課教學(xué)模式在學(xué)校實(shí)施后，等同于將企業(yè)的生產(chǎn)模式請(qǐng)進(jìn)來(lái)，讓生產(chǎn)任務(wù)與學(xué)生的實(shí)訓(xùn)加工相融合，創(chuàng)建與企業(yè)相仿的生產(chǎn)情境，這樣在學(xué)校就培養(yǎng)了學(xué)生的數(shù)控操作能力和規(guī)范作業(yè)能力，提高了學(xué)生的技能和綜合素養(yǎng)。