校企合作驅(qū)動(dòng)下的數(shù)控教學(xué)改革實(shí)踐

黃直欽

摘要：隨著“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略計(jì)劃的提出，制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)步伐進(jìn)一步加快，數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域的運(yùn)用也越來越廣泛，高素質(zhì)數(shù)控人才成為了就業(yè)市場(chǎng)的“香餑餑”。中職學(xué)校要積極尋求企業(yè)合作，不斷拓展校企合作渠道，利用企業(yè)先進(jìn)數(shù)控設(shè)備開展實(shí)訓(xùn)教學(xué)，邀請(qǐng)企業(yè)師傅參與校內(nèi)外教學(xué)，把最新的數(shù)控機(jī)床、銑床以及編程技術(shù)等融入專業(yè)課教學(xué)中，讓學(xué)生熟練操作五軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床，提升學(xué)生崗位勝任能力。

Abstract： With the "Made in China 2025" strategic plan proposed， the pace of manufacturing industry transformation and upgrading further accelerated， CNC technology in the field of machinery manufacturing is more and more widely used， high-quality CNC talent has become the job market "xiangbobo". Secondary vocational schools should actively seek enterprise cooperation， and constantly expand the channels of cooperation between colleges and training teaching conducted by enterprise advanced numerical control equipment， and invited master enterprises to participate in face-to-face teaching， put the latest CNC machine， milling machine and programming technology into specialized courses teaching， let the students familiar with five-axis linkage machining and composite machine， improve students post competence.

關(guān)鍵詞：中職學(xué)校;數(shù)控專業(yè);校企合作;教學(xué)改革

Key words： secondary vocational school;CNC major;school-enterprise cooperation;the teaching reform

中圖分類號(hào)：G424? ? ? ?   ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）23-0252-02

0? 引言

數(shù)控技術(shù)是機(jī)械制造行業(yè)的核心力量，數(shù)控機(jī)床則是企業(yè)最常用的數(shù)控設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)精密零部件加工，采用數(shù)控編程程序來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，對(duì)零部件進(jìn)行切削、打磨，提升機(jī)械零部件加工效率。中職學(xué)校要積極推進(jìn)校企合作，聯(lián)合企業(yè)培育工匠型數(shù)控人才，結(jié)合企業(yè)數(shù)控機(jī)床崗位技能優(yōu)化實(shí)訓(xùn)教學(xué);邀請(qǐng)企業(yè)數(shù)控機(jī)床工、銑床工等參與教學(xué)，讓學(xué)生跟隨企業(yè)師傅學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床操作技能;結(jié)合學(xué)校和企業(yè)資金、優(yōu)秀師資力量打造實(shí)訓(xùn)基地，一方面是利用企業(yè)先進(jìn)的數(shù)控設(shè)備開展實(shí)訓(xùn)教學(xué)，另一方面則是做好數(shù)控專業(yè)教學(xué)和崗位技能對(duì)接，提升學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力;聚焦學(xué)生崗位技能訓(xùn)練，實(shí)施項(xiàng)目化教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生自主進(jìn)行機(jī)械繪圖、數(shù)控機(jī)床編程和機(jī)床操作，提升中職數(shù)控專業(yè)學(xué)生崗位勝任能力。

1? 新時(shí)期數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

1.1 五軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展? 隨著機(jī)械制造工藝不斷提升，對(duì)零部件加工精度要求越來越高，這加快了數(shù)控機(jī)床的更新?lián)Q代，由三軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床升級(jí)為五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床。五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床可以對(duì)三維曲面零件進(jìn)行加工，它的刀具可以切削各種幾何形狀零部件，加工過的零件平面比較光滑，工作效率也比較高，但是這種數(shù)控機(jī)床編程難度比較大。為了解決這一難題，技術(shù)人員研發(fā)了復(fù)合型機(jī)床，增加了電主軸，簡(jiǎn)化五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床操作流程，降低編程難度，滿足不同類型機(jī)械零部件加工要求。

1.2 高柔性化和高集成化發(fā)展? 單元柔性化和系統(tǒng)柔性化是數(shù)控加工領(lǐng)域新趨勢(shì)，很多機(jī)械加工企業(yè)開始在數(shù)控機(jī)床上增加一些設(shè)備，例如增加可以自動(dòng)換刀的機(jī)械手，這樣不僅可以提升換刀速度，還可以保證機(jī)床工安全，還可以在機(jī)床上增設(shè)第二主軸和交換工作臺(tái)，滿足曲面、齒輪和精密零部件等不同類型零件加工要求，以便適應(yīng)不同規(guī)格零部件加工要求。此外，數(shù)控機(jī)床還在逐步向高集成化發(fā)展，逐漸向FMC、FMS、FTL、FML和工段車間獨(dú)立制造島、分布式網(wǎng)絡(luò)集成制造系統(tǒng)的方向發(fā)展，提升數(shù)控機(jī)床加工精度和工作效率。

1.3 數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)系統(tǒng)智能化? ?隨著“中國(guó)智造”理念的提出，我國(guó)機(jī)械加工行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了超精密加工階段，擺脫粗放型加工方式。隨著機(jī)械制造市場(chǎng)變化、機(jī)械設(shè)備用戶個(gè)性化要求增多，對(duì)數(shù)控機(jī)床柔性、自動(dòng)化程度要求越來越高，很多數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠家開始研發(fā)智能化系統(tǒng)，對(duì)傳統(tǒng)編程技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新和完善。技術(shù)人員要不斷優(yōu)化車床自適應(yīng)控制，讓機(jī)床可以自動(dòng)選定模型，提前在數(shù)控機(jī)床操控面板中導(dǎo)入編程代碼，增加智能診斷和智能監(jiān)控功能，自動(dòng)對(duì)機(jī)床進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)床存在的故障隱患，降低維修成本，保障數(shù)控機(jī)床安全運(yùn)行。

2? 校企合作背景下中職數(shù)控專業(yè)教學(xué)現(xiàn)狀分析

2.1 數(shù)控實(shí)訓(xùn)設(shè)備數(shù)量和型號(hào)無法滿足教學(xué)需求? 數(shù)控設(shè)備造價(jià)比較昂貴，一臺(tái)數(shù)控機(jī)床的價(jià)格就高達(dá)幾十萬，中職學(xué)校辦學(xué)資金有限，很難承擔(dān)數(shù)控機(jī)床高額費(fèi)用，很多學(xué)校只有幾臺(tái)數(shù)控機(jī)床、數(shù)控機(jī)床型號(hào)比較老，導(dǎo)致教材上很多內(nèi)容無法展開，學(xué)生獨(dú)立操作練習(xí)時(shí)間少。例如教材上講解五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的操作和編程技術(shù)，但是學(xué)校只有三軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，學(xué)生無法進(jìn)行實(shí)操練習(xí)，影響了數(shù)控專業(yè)教學(xué)質(zhì)量。

2.2 企業(yè)師傅對(duì)數(shù)控設(shè)備操作技能講解不太深入? 一些學(xué)校會(huì)邀請(qǐng)企業(yè)數(shù)控機(jī)床工、鏜床工和裝配鉗工等工種參與實(shí)訓(xùn)教學(xué)，但是企業(yè)師傅對(duì)不同類型數(shù)控設(shè)備操作技能講解比較少。例如企業(yè)師傅在講解數(shù)控機(jī)床鉆孔加工時(shí)，只是講解了編程程序，忽略了講解對(duì)刀、機(jī)床操作流程，鉆頭也需要對(duì)刀，鉆頭的中心線要和車床主軸的中心在一條直線上，先用鉆頭輕輕觸碰零點(diǎn)，再用鉆頭外緣碰一下外圓，還要校準(zhǔn)鉆頭垂直度，鉆孔時(shí)鉆速不要過快，最好是鉆一點(diǎn)退一點(diǎn)，然后再繼續(xù)鉆，這樣可以盡快排出鐵屑，放置折斷鉆頭，如果鉆孔深度比較深，鉆頭溫度上升，可以加一些冷卻液，保證加工人員作業(yè)安全。

3? 校企合作驅(qū)動(dòng)下的中職數(shù)控教學(xué)改革策略

3.1 立足數(shù)控技術(shù)發(fā)展背景，開發(fā)全新實(shí)訓(xùn)課程? 中職學(xué)校要全面了解數(shù)控行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，聯(lián)合企業(yè)研發(fā)數(shù)控專業(yè)實(shí)訓(xùn)課程，把最新型號(hào)的數(shù)控機(jī)床、數(shù)控銑床和數(shù)控鏜床等融入實(shí)訓(xùn)教學(xué)中。例如教師可以企業(yè)數(shù)控機(jī)床工聯(lián)合開發(fā)課程素材，一方面是了解企業(yè)最新型號(hào)的數(shù)控設(shè)備，編寫詳細(xì)的數(shù)控設(shè)備操作技術(shù)課程，另一方面則是要拍攝企業(yè)師傅數(shù)控設(shè)備操作視頻，豐富實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)方法。例如教師可以和企業(yè)師傅聯(lián)合介紹數(shù)控機(jī)床編程流程，總結(jié)出：分析工藝—?jiǎng)澇鲎叩堵肪€—建立坐標(biāo)系標(biāo)注坐標(biāo)—按格式寫程序，為學(xué)生介紹絕對(duì)值編程（用X，Z表示），機(jī)床直徑方向（X方向）為直徑編程，X向的脈沖當(dāng)量應(yīng)該取Z向的一半，采用固定循環(huán)方式來簡(jiǎn)化編程過程。此外，教師還可以講解數(shù)控銑床和鏜床操作，數(shù)控鏜床主要用來打孔，可以自動(dòng)換刀，鉆孔是一般用每轉(zhuǎn)進(jìn)給，滑枕伸縮距離比較長(zhǎng)，可以固定零部件，加工表面精度比較高，可以對(duì)體積比較大的香體類零件進(jìn)行鉆孔。數(shù)控銑床主要用來對(duì)零件平面、內(nèi)外輪廓、孔、螺紋進(jìn)行加工，運(yùn)用兩軸聯(lián)動(dòng)來進(jìn)行平面加工，運(yùn)用三軸或多軸聯(lián)動(dòng)來加工零件曲面，讓學(xué)生提前掌握這些數(shù)控設(shè)備操作技能。

3.2 邀請(qǐng)企業(yè)師傅參與教學(xué)，講解數(shù)控崗位技能? 編程是數(shù)控機(jī)床操作難點(diǎn)，學(xué)校要邀請(qǐng)企業(yè)師傅參與教學(xué)，凸顯崗位技能培訓(xùn)，提升中職數(shù)控專業(yè)學(xué)生崗位核心能力。企業(yè)師傅可以講解數(shù)控機(jī)床操作和編程技巧，結(jié)合具體的零部件加工案例來講解編程過程，幫助學(xué)生理解和掌握數(shù)控機(jī)床編程技術(shù)。例如企業(yè)師傅可以講解M30X1.5的螺絲編程代碼，這一類型螺絲通常都是使用G92編程，編程代碼如圖1所示，該指令可切削圓柱螺紋和圓錐螺紋，刀具從循環(huán)點(diǎn)開始按梯形循環(huán)，最后回到循環(huán)起點(diǎn)。企業(yè)師傅要提醒學(xué)生根據(jù)螺絲尺寸來調(diào)整走刀尺寸，尤其是加工螺距較大、牙型較深的螺紋時(shí)，通常采用多次走刀、分層切割的方式進(jìn)行加工，這樣切削出來的螺紋比較平滑，比較標(biāo)準(zhǔn)。此外，企業(yè)師傅還可以演示數(shù)控機(jī)床操作流程，先要點(diǎn)擊控制面板上的回到原點(diǎn)按鈕，再按啟動(dòng)按鈕，把加工工件放在工作臺(tái)上，小的工件可以用膠水黏，大的工件要把底部磨平再用壓板壓著，設(shè)置好坐標(biāo)系，用刀具外圍觸碰工件四周，完成坐標(biāo)設(shè)置，并把坐標(biāo)值輸入控制面板，緊接著進(jìn)行Z軸對(duì)刀，用刀棒在工作臺(tái)對(duì)刀，讀好數(shù)值之后輸入Z軸數(shù)值，最后進(jìn)入加工程序面板，設(shè)置好加工速度，完成操作流程。

3.3 校企聯(lián)合建立實(shí)訓(xùn)基地，保障數(shù)控機(jī)床實(shí)訓(xùn)教學(xué)? 中職學(xué)校要聯(lián)合機(jī)械類企業(yè)建設(shè)實(shí)訓(xùn)基地，打造高水平的校內(nèi)、校外實(shí)訓(xùn)基地，真正實(shí)現(xiàn)數(shù)控專業(yè)教學(xué)、機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)和企業(yè)用人需求的無縫銜接，保障數(shù)控專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的順利開展。學(xué)?？梢誀?zhēng)取機(jī)械類企業(yè)替換下來的數(shù)控設(shè)備，例如五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床、數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床等設(shè)備，在校內(nèi)建立一個(gè)數(shù)控加工中心，這樣不僅可以節(jié)省學(xué)校辦學(xué)資金，還可以滿足數(shù)控崗位技能實(shí)訓(xùn)教學(xué)需求，留給學(xué)生更多的數(shù)控設(shè)備操作練習(xí)時(shí)間，為數(shù)控專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，此外，學(xué)校還可以設(shè)立校外實(shí)訓(xùn)基地，定期組織學(xué)生前往機(jī)械加工企業(yè)實(shí)訓(xùn)，一方面讓學(xué)生跟隨企業(yè)師傅學(xué)習(xí)機(jī)械制圖與識(shí)圖、鉆孔、零部件打磨和切削等崗位技能，另一方面可以讓學(xué)生了解最新的機(jī)械加工工藝，了解精密零部件生產(chǎn)技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人維修等新技術(shù)，開拓學(xué)生學(xué)習(xí)視野，也讓學(xué)生感受企業(yè)數(shù)控技術(shù)人員身上的工匠精神。中職學(xué)校要不斷拓展校企合作方式，合理利用企業(yè)數(shù)控設(shè)備、專業(yè)數(shù)控技術(shù)人員，邀請(qǐng)企業(yè)參與到實(shí)訓(xùn)教學(xué)和人才培養(yǎng)工作中，為培養(yǎng)工匠型數(shù)控人才而努力。

3.4 精心設(shè)計(jì)項(xiàng)目化教學(xué)方案，提升學(xué)生實(shí)操能力? 中職數(shù)控專業(yè)教師要積極開展項(xiàng)目化教學(xué)，把教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為數(shù)控加工項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生自主完成機(jī)械零部件尺寸測(cè)量、機(jī)械CAD繪圖、數(shù)控機(jī)床編程設(shè)計(jì)和數(shù)控加工等工作，讓學(xué)生提前適應(yīng)數(shù)控崗位工作職能。例如教師可以設(shè)計(jì)雙聯(lián)齒輪加工項(xiàng)目，學(xué)生自由結(jié)組完成一個(gè)雙聯(lián)齒輪的制作，評(píng)選出加工最標(biāo)準(zhǔn)、平面最光滑的齒輪。各個(gè)小組的齒輪加工流程為毛坯熱處理、齒坯加工、齒形加工、齒端加工、齒面熱處理、精基準(zhǔn)修正和齒形精加工等，各個(gè)小組可以自主設(shè)定齒輪尺寸和材料，學(xué)生需要運(yùn)用銑刀先對(duì)齒輪進(jìn)行倒圓處理，用銑刀高沿著工件圓弧方向進(jìn)行擺動(dòng)，每加工一個(gè)齒輪需要擺動(dòng)一次，然后再把工件套在機(jī)床上的花鍵心軸上，把精車斷面保持平整，數(shù)控機(jī)床在切削齒坯時(shí)，要先加工粗車齒坯的外圓區(qū)域和斷面，留出1-2mm的余量切削好花鍵孔后，再次套上花鍵心軸開始進(jìn)行精加工，參照齒輪圖紙上的齒距、齒輪尖端尺寸和薄厚度等，最后把齒輪面拋光，完成雙聯(lián)齒輪加工實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。

4? 結(jié)語

中職學(xué)校要立足數(shù)控專業(yè)特點(diǎn)，為該專業(yè)量身定制校企合作方案，加快校內(nèi)校外實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)，邀請(qǐng)企業(yè)專業(yè)數(shù)控師傅加入教學(xué)，把工匠精神融入數(shù)控專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中。中職數(shù)控專業(yè)教師要利用企業(yè)先進(jìn)數(shù)控機(jī)床、銑床和數(shù)控加工中心開展教學(xué)，讓學(xué)生掌握新型數(shù)控設(shè)備操作技能，把數(shù)控崗位技能、精加工工藝轉(zhuǎn)化為項(xiàng)目化教學(xué)方案，全面提升學(xué)生崗位勝任能力，培養(yǎng)中職數(shù)控專業(yè)學(xué)生一絲不茍、精益求精的職業(yè)素養(yǎng)，為學(xué)生爭(zhēng)取更多優(yōu)質(zhì)就業(yè)機(jī)會(huì)。

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