機械加工技術(shù)中的信息化技術(shù)運用

郭兵

摘要：隨著我國信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，越來越多的信息技術(shù)被應(yīng)用到教育當(dāng)中，提升了教育的質(zhì)量和效率。在機械加工專業(yè)課程當(dāng)中，信息技術(shù)也可以彌補傳統(tǒng)教學(xué)模式中的不足，使學(xué)生可以更為輕松和直觀地學(xué)習(xí)專業(yè)知識，鍛煉專業(yè)技能，從而能夠更快地成長為機械加工專業(yè)技術(shù)人才。在信息技術(shù)和機械加工專業(yè)課程的融合過程中，教師應(yīng)針對其中存在的問題進行分析解決，從而完全發(fā)揮出信息技術(shù)的教育價值。本文對機械加工專業(yè)教學(xué)中信息化技術(shù)的應(yīng)用進行了深入研究，并提出了一些策略。

Abstract： With the rapid development of China's information industry， more and more information technology has been applied to education， improving the quality and efficiency of education. In the course of machining specialty， information technology can also make up for the deficiency of the traditional teaching mode， so that students can learn professional knowledge and exercise professional skills more easily and intuitively， so that they can grow into professional technical personnel of machining more quickly. In the course of the integration of information technology and machining specialty， teachers should analyze and solve the existing problems， so as to give full play to the educational value of information technology. This paper makes a deep study on the application of information technology in the teaching of machining specialty， and puts forward some strategies.

關(guān)鍵詞：機械加工;信息化技術(shù);運用

Key words： machining;information technology;using

中圖分類號：TG659? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）12-0243-02

0? 引言

學(xué)校為社會培養(yǎng)了大量的機械加工人才，為我國制造業(yè)的發(fā)展作出了貢獻，但隨著時代的發(fā)展，傳統(tǒng)教學(xué)模式已經(jīng)無法滿足市場和企業(yè)的需求，只有對機械加工技術(shù)理解更深、職業(yè)素質(zhì)更高、個人能力更強的畢業(yè)生才能從就業(yè)市場當(dāng)中脫穎而出，成為市場和企業(yè)滿意的高層次人才。機械加工專業(yè)課程兼顧了理論性和實踐性，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中往往會感到枯燥和難懂，從而逐漸會對課程失去學(xué)習(xí)興趣。而信息技術(shù)的應(yīng)用豐富了教學(xué)形式，給予了學(xué)生學(xué)習(xí)上的新鮮感，可以讓學(xué)生通過視頻、VR技術(shù)等信息技術(shù)更加直觀地理解所學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生能夠更快更好地學(xué)會專業(yè)知識和技能。教學(xué)以學(xué)生就業(yè)為核心目標(biāo)，學(xué)生只有更加透徹地理解理論知識，熟練地掌握專業(yè)技能，才能在就業(yè)中取得主動權(quán)，成為企業(yè)和市場競相聘請的專業(yè)人才。信息技術(shù)的應(yīng)用也應(yīng)為學(xué)生就業(yè)而服務(wù)，促進學(xué)生的全面發(fā)展，使其能夠得到快速的成長，并在工作當(dāng)中充分發(fā)揮自己的能力，從而實現(xiàn)自己的個人理想和人生價值。

1? 利用多媒體技術(shù)，直觀展示教學(xué)內(nèi)容

多媒體技術(shù)在各教育階段的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍，可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中最大程度地集中注意力。多媒體技術(shù)帶來的信息呈現(xiàn)方式也十分多樣化，可以讓學(xué)生動態(tài)直觀地觀看機械加工流程，分析其中的難點和重點。中職機械加工專業(yè)課程理論知識繁多，很多概念和術(shù)語需要通過一定的教學(xué)手段才能讓學(xué)生理解，并且實踐性較強，需要學(xué)生實踐練習(xí)加工方法和技藝，這都需要提供給學(xué)生更加直觀形象的教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)方式。而多媒體技術(shù)則提供了這方面的便利，能夠通過視頻、圖片等多種形式呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生更加快速地理解專業(yè)知識和技能，從而實現(xiàn)自我提升。在教授機械加工知識時，需要讓學(xué)生了解常用機械零件的基礎(chǔ)知識，使學(xué)生明白零件設(shè)計的目的和要求。在傳統(tǒng)教學(xué)模式當(dāng)中，教師只能通過口述向?qū)W生講解相關(guān)知識，但多媒體技術(shù)的應(yīng)用可以化抽象為具象，從而讓學(xué)生對機械加工理論知識形成系統(tǒng)的認(rèn)知。

例如，在教授加工表面幾何特征的形成和影響因素，以及物理力學(xué)性能的變化和影響因素等加工表面的內(nèi)容時，筆者就使用到了多媒體技術(shù)，利用視頻和三維立體軟件，將各種因素詳細(xì)展示出來，主要因素包括：

①幾何因素：刀具的形狀、幾何形狀、刀尖圓弧半徑、主偏角、負(fù)偏角、進給量等等，這都會造成加工表面的變化。②物理因素：實際切削過程中，刀具的刃口圓角和后刀面的擠壓與摩擦，會使材料發(fā)生變形，從而導(dǎo)致表面更加粗糙，在加工塑性材料而形成帶狀切屑時，在前刀面也會容易形成積屑瘤。③工藝因素：切削加工（切削速度、背吃刀量、進給量等）;磨削加工（磨削用量、砂輪等）。

在學(xué)生熟練掌握以上知識的基礎(chǔ)上，再進行模擬教學(xué)，使學(xué)生理解相關(guān)概念，以及計算方法，從而熟練掌握加工表面的特征、變化和影響因素。

2? 利用線上教學(xué)平臺，營造輕松學(xué)習(xí)氛圍

中職機械加工專業(yè)課程繁多，學(xué)生需要同時學(xué)習(xí)多門課程，時間短，任務(wù)重，這對學(xué)生而言具有較大的學(xué)習(xí)壓力。因此教師也可以充分利用課下時間開展教學(xué)，比如每周增設(shè)兩節(jié)線上教學(xué)課，讓學(xué)生在線學(xué)習(xí)專業(yè)知識。這不光豐富了教學(xué)形式，還讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中有自己的獨立空間，這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中才會進行主動思考。如今線上教學(xué)平臺眾多，比如釘釘、超星學(xué)習(xí)通、藍(lán)墨云班課等等，教師可以選取合適的教學(xué)平臺，向?qū)W生征求教學(xué)意見，選取學(xué)生感興趣或感到疑惑的內(nèi)容，在約定好教學(xué)時間后進行專門教學(xué)。線上教學(xué)的功能性并不比線下教學(xué)差，并且還有自己獨特的優(yōu)勢，可以使教師和學(xué)生都有各自的獨立空間，學(xué)生在接受教學(xué)時也會像課堂上那樣被動，而是能夠主動提出想法和問題。這樣也會增加師生之間的互動，并營造出輕松活潑的學(xué)習(xí)氛圍，使學(xué)生更加專注于學(xué)習(xí)當(dāng)中。

例如，在教授車削工藝時，筆者來到機械加工工廠，向?qū)W生線上直播整個車削過程，并請一線師傅對流程和方法進行針對性講解，筆者再進行補充，主要講解內(nèi)容包括：

①車削時間：生產(chǎn)給定數(shù)量的零件所需的時間，包括初始設(shè)置時間和每個零件的循環(huán)時間。初始設(shè)置時間由以下時間組成：設(shè)置車床，計劃工具移動（無論是手動執(zhí)行還是通過機器執(zhí)行）以及將固定裝置安裝到車床中的時間。循環(huán)時間可以分為以下四個時間點：加載/卸載時間，將工件加載到車床中并將其固定到夾具上所需的時間，以及卸載完成的零件所需的時間。

車削加工參數(shù)：車削加工參數(shù)規(guī)定了刀具的速度和運動，可以根據(jù)工件材料、刀具尺寸等進行選擇。在某些操作中，工具將進給到工件中，而在另一些操作中，工件將進給到工具中。

②軸向切削深度：刀具在切削時沿工件軸線的深度進行，例如在端面加工中，較大的軸向切削深度將要求較低的進給速率，否則會導(dǎo)致刀具承受較高的載荷，并縮短刀具壽命。因此，通常是在刀具移動到每次切削的指定軸向切削深度時分多次切削。

工廠師傅的講解引起了學(xué)生很大的興趣，并且整個過程較為輕松活潑。在學(xué)生理解以上關(guān)于車削工藝基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，再讓學(xué)生提出問題，進行討論，從而進行更加全面和深入的思考，對車削工藝形成更加系統(tǒng)的認(rèn)知。

3? 利用微課和慕課，促使學(xué)生自主學(xué)習(xí)

自主學(xué)習(xí)是十分重要的學(xué)習(xí)方式之一，尤其是在如今技術(shù)和產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的時代，如果學(xué)生不會自主學(xué)習(xí)，就會很快落后于時代和技術(shù)的發(fā)展。而信息技術(shù)為學(xué)生實現(xiàn)自主學(xué)習(xí)提供了很多工具和資源，比如微課和慕課，學(xué)生可以將其充分利用起來，提升自己的專業(yè)知識水平和技能水平。微課視頻一般由教師制作，內(nèi)容大多緊緊圍繞教材，教師可以將教學(xué)內(nèi)容的重難點知識放入微課視頻當(dāng)中，學(xué)生在課下的任何時間地點都可以觀看學(xué)習(xí)，讓學(xué)生真正理解為止。慕課是當(dāng)下十分流行的學(xué)習(xí)平臺，我國也出現(xiàn)了很多慕課網(wǎng)站，教師可以向?qū)W生推薦相關(guān)網(wǎng)站，讓學(xué)生在網(wǎng)站上搜索機械加工的相關(guān)關(guān)鍵字，這樣學(xué)生就可以找到由名校名師開設(shè)的機械加工課程，然后學(xué)生就可以在網(wǎng)絡(luò)上進行自主學(xué)習(xí)。中職學(xué)校教師在專業(yè)能力和教學(xué)能力上或許有所不足，而慕課平臺則可以進行補足，學(xué)生在慕課平臺上可以接觸到不同的教師和教學(xué)內(nèi)容，學(xué)習(xí)更多的專業(yè)知識。

例如，在教授數(shù)控加工技術(shù)時，慕課平臺上有很多本科、高職院校所開設(shè)的數(shù)控技術(shù)線上課程，筆者就鼓勵學(xué)生報名學(xué)習(xí)，并向?qū)W生推薦了《數(shù)控機床簡介》這一課程，課程內(nèi)容主要包括：

①CNC機床刀具簡介：CNC機床在很大程度上可以容納各種刀具，從立銑刀到螺紋銑刀，每種機械加工都有固定的刀具，使CNC機床可以在工件上進行各種切割。②數(shù)控機床切削工具基礎(chǔ)：切削工具是一種用于從固體材料塊中去除部分材料的設(shè)備，它安裝在CNC機床的主軸上，該主軸按照計算機的說明將切削刀具引導(dǎo)到需要的位置。切削工具通過剪切變形過程，從工件上去除材料。鋒利的刀具高速旋轉(zhuǎn)，并從工件上切下許多細(xì)小的切屑，然后將其從工件上彈出。一些工具僅在一個點與工件接觸，而其他工具（例如立銑刀）則在多個點接觸材料。③切削工具材料：為了切穿實心工件，切削工具必須由比工件材料更硬的材料制成。而且由于CNC加工經(jīng)常用于將非常堅硬的材料制成零件，這就限制了可用切削刀具材料的數(shù)量。④刀具類型：立銑刀、粗銑刀、平面銑刀、飛刀、螺紋銑刀。

學(xué)生在學(xué)習(xí)過這門課程之后，筆者又組織學(xué)生一起討論該門課程的優(yōu)點和缺點，并就課程內(nèi)容進行了再次講解，從而使學(xué)生更加全面地掌握數(shù)控加工技術(shù)，并能夠在學(xué)習(xí)過程中提出問題、解決問題。

4? 利用VR技術(shù)，提升實訓(xùn)教學(xué)實效

VR技術(shù)在專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用尚不普遍，但絕對是未來現(xiàn)代教育技術(shù)的主要發(fā)展方向，在醫(yī)學(xué)教學(xué)當(dāng)中，已經(jīng)開始利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)開展手術(shù)實踐教學(xué)，不光可以節(jié)省教育資源，還可以提升學(xué)生的手術(shù)技術(shù)。在中職機械加工專業(yè)教學(xué)中也可以引入VR技術(shù)，讓學(xué)生以更加有趣的方式學(xué)習(xí)進行實踐練習(xí)，從而激發(fā)學(xué)生的主觀能動性，使學(xué)生享受到練習(xí)技術(shù)的快樂。實訓(xùn)基地為學(xué)生的實踐學(xué)習(xí)提供了很大的便利，但中職教育正處于快速發(fā)展當(dāng)中，學(xué)生的數(shù)量也越來越多，少量的實訓(xùn)資源很難滿足學(xué)生的需求，并且學(xué)生練習(xí)的時間較短，經(jīng)驗積累也不足夠，而且機械加工本身比較臟和累，中職學(xué)生年齡較小，對于個人形象十分看重，因此對實訓(xùn)教學(xué)抱有較大意見。VR技術(shù)則可以解決這些問題，使學(xué)生更好地進行實踐學(xué)習(xí)。VR技術(shù)的應(yīng)用極大程度提升實訓(xùn)教學(xué)的有效性，讓學(xué)生更快地掌握相關(guān)專業(yè)技能，并在練習(xí)的過程中積累出豐富的實踐經(jīng)驗。

例如在教授磨削加工技術(shù)時，筆者就利用VR技術(shù)讓學(xué)生體驗整個加工過程，使學(xué)生感受整個磨削過程，學(xué)生感受到的主要磨削方法如下：①外圓磨削方法：縱向磨削法、切入磨削法、分段磨削法、深切緩進磨削法。②內(nèi)圓磨削方法：切入磨削法、成形磨削法。③圓錐面磨削：轉(zhuǎn)動砂輪架磨外圓錐面、轉(zhuǎn)動工作臺磨內(nèi)圓錐面、轉(zhuǎn)動頭架磨內(nèi)圓錐面、轉(zhuǎn)動頭架磨內(nèi)圓錐面。

學(xué)生在虛擬環(huán)境中可以進行反復(fù)練習(xí)，并積累大量的實踐經(jīng)驗，從而掌握磨削加工的工藝流程和操作方法。

5? 結(jié)語

中職學(xué)校是培養(yǎng)技能型人才的主陣地，機械加工專業(yè)教學(xué)也應(yīng)跟上時代的發(fā)展步伐，通過在教學(xué)當(dāng)中應(yīng)用一系列的信息技術(shù)，有效提升了機械加工教學(xué)的實效性，使學(xué)生完全掌握了機械加工的專業(yè)知識和專業(yè)技能，增進了對于機械加工行業(yè)的理解，積累了大量的實踐經(jīng)驗，這樣學(xué)生在日后就業(yè)時將會更具競爭力，并且能夠為國家的經(jīng)濟發(fā)展和制造業(yè)升級作出應(yīng)有的貢獻。

參考文獻：

[1]代留軍.信息化背景下機械加工類課程的改革與探索研究[J].中國機械，2019（5）：17-18.

[2]黎勇基.信息化背景下機械加工類課程改革與探索[J].中學(xué)教學(xué)參考，2020（6）：94-95.

[3]曾玉英.中職《機械加工技術(shù)》的信息化運用[J].考試周刊，2017（48）：1.