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根據(jù)課程的定位和專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo),緊扣當(dāng)?shù)啬贤萍纪顿Y集團、南通柴油機廠等大中型企業(yè)對數(shù)控機床裝調(diào)與維修等工作崗位要求,按照“行動導(dǎo)向理論”和將工作流程課程化的改革方向制定課程改革思路,確定了本課程設(shè)計的職業(yè)定位、職業(yè)能力和工作過程等三個前提。其中職業(yè)能力為基于數(shù)控設(shè)備裝配與調(diào)試、維護維修職業(yè)的能力。工作過程為基于數(shù)控設(shè)備裝配調(diào)試、維護維修典型崗位工作任務(wù)的課程內(nèi)容設(shè)置。從軟件和硬件兩大方面對課程進行建設(shè)。軟件建設(shè)方面主要是加強課程小組執(zhí)教水平和能力建設(shè),通過教學(xué)理念培訓(xùn)、到企業(yè)進行技能培訓(xùn)等方式提高教師隊伍水平,同時讓企業(yè)工程技術(shù)人員擔(dān)任課程實施小組的成員,共同進行課程設(shè)計、組織、實施課程教學(xué),聯(lián)合開發(fā)項目化教材、實訓(xùn)報告與指導(dǎo)書和課程網(wǎng)站建設(shè)等;硬件建設(shè)方面主要是進行課程實訓(xùn)條件建設(shè),包括校內(nèi)數(shù)控機床裝配、調(diào)試實訓(xùn)室建設(shè)與完善以及校外實訓(xùn)基地建設(shè)。
二、項目化教學(xué)內(nèi)容的安排
教學(xué)內(nèi)容結(jié)合實際崗位需求與國家職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn),以FANUC系統(tǒng)的數(shù)控車床和加工中心為對象,以“裝配、調(diào)試、檢測、維修”為主線,以技能訓(xùn)練為中心,以具體的工作任務(wù)為載體,采用項目化的方式將五大項目十六項任務(wù)有機的統(tǒng)一結(jié)合起來。任務(wù)的設(shè)計依據(jù)由簡單到復(fù)雜,由單一技能到綜合技能原則。在每項任務(wù)中設(shè)置了學(xué)習(xí)目標(biāo),任務(wù)分析,必備知識,課后思考與任務(wù),知識拓展等環(huán)節(jié)。編寫了項目化教學(xué)教材以及對應(yīng)的教案、課件、實驗指導(dǎo)書和實訓(xùn)報告,并進行課程網(wǎng)站建設(shè),提供給學(xué)生自主學(xué)習(xí)與交流互動的平臺
三、項目化教學(xué)實施
項目化的整個教學(xué)過程中,教師起的作用是資訊的提供者、學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和指導(dǎo)者,始終要以學(xué)生為主體。每個任務(wù)都按“任務(wù)告知、任務(wù)的引入、分析討論、知識講解、行動演示、分組訓(xùn)練、交流評估”七個步驟順序執(zhí)行。每個任務(wù)開始前,教師給學(xué)生下發(fā)工作單,告知學(xué)生任務(wù)的目標(biāo)和要求,學(xué)生在課后根據(jù)工作單完成執(zhí)行任務(wù)前的準(zhǔn)備工作。教師引入相關(guān)任務(wù)并進行學(xué)生分組討論后,教師分析任務(wù)并對相關(guān)知識進行講解。學(xué)生通過觀摩教師的操作示范,以小組為單位,通過角色扮演,共同完成指定的任務(wù),并予以說明和展示。最后教師要對各小組完成任務(wù)的情況進行點評,并進行總結(jié)。每項任務(wù)考核過程中,除了具備任務(wù)完成的效果與質(zhì)量的考核項,還設(shè)置了考核學(xué)生軟技能的項目,旨在通過考核,引導(dǎo)學(xué)生形成安全操作規(guī)范意識,學(xué)會應(yīng)用知識,鍛煉學(xué)生的團結(jié)協(xié)作能力,培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)。
四、項目化教學(xué)手段
1.采用引導(dǎo)方式教學(xué)
傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué),學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高,學(xué)習(xí)能力受到抑制,影響學(xué)習(xí)效果。教學(xué)的主體是學(xué)生,要給學(xué)生營造解決某個項目任務(wù)的氛圍與情境,引導(dǎo)學(xué)生思考引起機床某個故障可能的因素有哪些,再引導(dǎo)對其中的部分因素是否能排除等,最終使得學(xué)生找到故障的原因并解決。
2.重視學(xué)生的動手實踐操作能力
該課程的前續(xù)課程有數(shù)控機床及應(yīng)用等課程,學(xué)生雖然對數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)與運行原理有了一定的認識與了解,但動手能力還很欠缺。因此,可提供一些專門供拆裝的機床機械結(jié)構(gòu),如主軸,工作臺,絲桿等,讓學(xué)生在實驗時間和實訓(xùn)周動手拆裝體驗,掌握機械結(jié)構(gòu)裝調(diào)維修中的關(guān)鍵與注意環(huán)節(jié)。
3.采用仿真軟件教學(xué)
讓學(xué)生親自實踐機床設(shè)備的維護是必不可少的,但受到實驗室開放時間,場地等情況的制約,時刻動手實踐真實設(shè)備也不現(xiàn)實。為了解決這一問題并使理論課堂教學(xué)內(nèi)容直觀、生動形象,在課程教學(xué)中引入仿真軟件,在軟件仿真環(huán)境中執(zhí)行數(shù)控機床裝配、調(diào)試、維修中的各項工作任務(wù),既提高了學(xué)生參與的積極性,更便于教學(xué)互動。另外學(xué)生在課后可隨時隨地使用仿真軟件練習(xí),更有利于學(xué)生數(shù)控機床維修理論與實踐知識的掌握。
4.采用團隊學(xué)習(xí)法
以小組為單位共同協(xié)作完成任務(wù)。在接到工作單后,學(xué)生發(fā)揮各自的認知能力,相互幫助、分工合作,通過搜集資料,小組討論、進行執(zhí)行任務(wù)前的工作準(zhǔn)備,并制定初步的解決方案和行動步驟。
5.采用角色扮演
學(xué)生扮演維修人員,教師扮演維修主管人員或設(shè)備使用人員下達或提交維修任務(wù),學(xué)生根據(jù)工作單進行技術(shù)準(zhǔn)備,進入設(shè)置好故障的模擬現(xiàn)場,觀察和確認故障現(xiàn)象,分析故障原因,制定維修方案,此時教師轉(zhuǎn)換為技術(shù)支持者,審核維修方案,學(xué)生按照批準(zhǔn)的維修方案查找故障原因、排除故障、清理現(xiàn)場,最后填寫維修工作記錄。
五、實訓(xùn)基地的建設(shè)
實訓(xùn)基地為課程項目化順利實施提供了有力的保障。本課程使用的校內(nèi)實訓(xùn)室主要有數(shù)控實訓(xùn)中心、數(shù)控機床維修實驗室和CAD/CAM仿真機房等。數(shù)控實訓(xùn)中心具有多臺XH714加工中心,XK5032數(shù)控銑床、線切割機床和高速數(shù)控雕刻機等。數(shù)控機床維修實訓(xùn)室提供了多臺供拆裝的CK6132數(shù)控車床,多臺西門子802C數(shù)控車床維修綜合實驗臺、發(fā)那科0i-M數(shù)控銑床維修綜合實驗臺和西門子802Dsl加工中心維修綜合實驗臺等。CAD/CAM仿真機房的計算機安裝了數(shù)控機床維修仿真軟件。校外實訓(xùn)基地南通科技投資集團股份有限公司等主要產(chǎn)品有搖臂立臥式加工中心、數(shù)控銑床、數(shù)控車床和龍門加工中心等。這些產(chǎn)品涵蓋了課程教學(xué)所需的數(shù)控機床典型機械部件裝調(diào)和維修、數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)的裝調(diào)和維修、數(shù)控機床整機調(diào)試和數(shù)控機床常見故障診斷和恢復(fù)等內(nèi)容,為課程的實踐教學(xué)提供了真實的工程實踐場所。
合作學(xué)習(xí)法(cooperative learning)是一種結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化的教學(xué)策略,由2~6名能力各異的學(xué)生組成一個小組,經(jīng)合作和互助的方式從事學(xué)習(xí)活動,共同完成小組的學(xué)習(xí)目標(biāo),在促進每個人的學(xué)習(xí)水平的前提下,提高整體成績,并獲取小組獎勵。合作學(xué)習(xí)的目的不僅是培養(yǎng)學(xué)生主動求知的能力,而且還能提高學(xué)生合作過程中的人際交流能力。這種思想來源于杜威集體活動和集體項目(group projects)的觀點,以及他在“民主和教育”中提出的理論,即學(xué)生應(yīng)當(dāng)在一起學(xué)習(xí)公民和社會責(zé)任。通過新的教學(xué)方法的實施,激發(fā)了學(xué)生在主動中學(xué)習(xí),在合作中學(xué)習(xí),在競爭中學(xué)習(xí)的意識,收到了良好的教學(xué)效果?,F(xiàn)將該教學(xué)模式總結(jié)如下。
一、對象與方法
1.對象
在2009級機電一體化五年制高級班隨機抽取1個班作為實驗對象。該班共有學(xué)生46名,全部為男生,年齡在17~19歲。
2.方法
選用中國勞動社會保障出版社出版的《電力拖動控制線路與技能訓(xùn)練》教材第三單元的課題五“X62W萬能銑床電氣控制線路檢修”進行本教學(xué)實驗。經(jīng)過教材內(nèi)容分析,強調(diào)理論與實踐并重,將學(xué)時重新分配:教師講授部分所占學(xué)時適當(dāng)刪減,增補實訓(xùn)實踐學(xué)時。通過設(shè)置典型故障,由學(xué)生分組合作展現(xiàn)本組學(xué)習(xí)成果,以合作學(xué)習(xí)法教學(xué),并及時以現(xiàn)場測驗和問卷調(diào)查了解教學(xué)效果。
(1)課前準(zhǔn)備。①分組。將學(xué)生進行異質(zhì)分組,每組6人,每組都由6位能力各異的學(xué)生組成,并指定綜合能力最強的同學(xué)為小組長,負責(zé)組織小組成員討論學(xué)習(xí)計劃、分解學(xué)習(xí)任務(wù)等。②布置任務(wù)。教師在授課前要求各組完成兩個任務(wù):一是充分收集銑床資料,了解銑床的主要結(jié)構(gòu)和運動形式,觀察操作的銑床,記錄操作規(guī)程??衫镁W(wǎng)絡(luò)、學(xué)校圖書館、學(xué)校機加工中心、學(xué)校數(shù)控協(xié)會等資源獲取以上信息。二是根據(jù)工作任務(wù),繪制銑床各主令電器元件的安裝位置圖和銑床配電盤電器元件的布置圖,觀察操作手柄處于不同位置時,行程開關(guān)的工作狀態(tài)及運動部件的工作情況。
(2)實施。①課前檢查。正式上課前,檢查各組課前任務(wù)的完成情況,并給予評分。②組間共享與學(xué)習(xí)目標(biāo)呈現(xiàn)。將各組收集的材料展示、篩選、點評,對材料收集不全的部分老師給予補充,引導(dǎo)全體同學(xué)進一步熟悉機床的結(jié)構(gòu)及運動控制。教師播放事先準(zhǔn)備好的有關(guān)銑床內(nèi)部結(jié)構(gòu)及銑床操作的視頻,深入學(xué)習(xí)機床的機械傳動機構(gòu)、液壓控制回路,分析機械、電氣、液壓聯(lián)合控制部分工作原理。在此基礎(chǔ)上,呈現(xiàn)本課題的學(xué)習(xí)目標(biāo):檢修X62W萬能銑床電氣控制線路。③集中授課。以教師講授為主,重點講解工業(yè)機械電氣設(shè)備維修的一般要求及一般方法,并在實訓(xùn)柜上人為設(shè)置故障點,由教師示范檢修,邊分析邊檢查,直至故障排除。④合作學(xué)習(xí)。由組長在本組實訓(xùn)柜上設(shè)置故障點。故障點公開,由易到難,故障點個數(shù)不斷增加。在各組長組織下,全組成員共同合作,學(xué)習(xí)如何從故障現(xiàn)象著手進行分析,如何采用正確的檢查步驟和檢修方法進行檢修。⑤學(xué)習(xí)效果檢驗。由教師在各組實訓(xùn)柜上一次設(shè)置2~3個故障點,要求采用正確的檢查排除方法,在規(guī)定時間內(nèi)查出并排除故障。⑥學(xué)習(xí)成果匯報及評價。組長代表本組向教師及其他組同學(xué)展示檢修記錄,匯報本組故障排除過程及方法。各組員談收獲,講體會,說心得,臺下的同學(xué)可提出建議,提出優(yōu)秀建議的同學(xué)所在組可獲加分獎勵。匯報完畢后,由老師及其他組組長組成的“評委團”對該組的學(xué)習(xí)成果進行評價打分。表現(xiàn)優(yōu)秀的小組,組員平時成績給予加分。⑦歸納總結(jié)。最后,由教師針對各組學(xué)習(xí)情況、存在的問題做總結(jié),歸納機床電氣設(shè)備檢修的一般要求和常用方法。
二、效果調(diào)查
教學(xué)評議以問卷調(diào)查方式在課后進行。給實驗班學(xué)生每人發(fā)放一份教學(xué)評議表,了解學(xué)生對該教學(xué)方法的評價。發(fā)放46份,回收46份,有效問卷回收率100%。統(tǒng)計結(jié)果見下表。
三、總結(jié)與分析
1.教學(xué)效果
【關(guān)鍵詞】數(shù)控機床;維修教學(xué);實習(xí);社會實踐
中圖分類號:TG519.1
《數(shù)控機床維修》是數(shù)控機床應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)課,主要介紹CNC機床的安裝工藝、機械調(diào)試及驗收、CNC機床的機械結(jié)構(gòu)特點、典型CNC系統(tǒng)的原理、參數(shù)設(shè)置、PLC編程及接口、伺服及主軸的調(diào)整、數(shù)控機床常見故障的查找與維修方法等內(nèi)容。通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生熟悉數(shù)控機床故障診斷與維修技術(shù),掌握數(shù)控機床日常維護、保養(yǎng)和故障排除方法。
數(shù)控機床一般由CNC裝置、輸入/輸出裝置、伺服驅(qū)動系統(tǒng)、機床電器邏輯控制裝置、機床床身等組成,數(shù)控機床的各部分之間有著密切的聯(lián)系。數(shù)控機床本身的復(fù)雜性使其故障具有復(fù)雜性和特殊性。有些故障的現(xiàn)象是機械方面的,有些故障的現(xiàn)象是電氣方面的,有些故障是由電氣方面和機械方面共同引起的。學(xué)生平時接觸較少或者根本沒有接觸過,因此普遍感覺深奧難懂,容易產(chǎn)生畏難、抵觸的情緒,如何上好該門課呢?針對這種情況,本文對技工院校數(shù)控機床維修課的教學(xué)做些探索。
教師教和學(xué)生學(xué)的這種教學(xué)模式早已成為教師的教學(xué)習(xí)慣。職業(yè)技術(shù)教育對教師素質(zhì)提出更高的要求,其中最重要的一條就是要增強動手實踐能力,突出職教特色。在數(shù)控機床維修課教學(xué)中,要做到這一點,主要有三條途徑:
一、培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣
學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的高低,和老師的課堂教學(xué)藝術(shù)是分不開的。
課堂教學(xué)中要努力營造一個好的學(xué)習(xí)環(huán)境,經(jīng)常找一些我們實際生活中的例子來證明書本中的理論,使學(xué)生產(chǎn)生求知欲,調(diào)動其學(xué)習(xí)的積極性。比如,在講數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修時,伺服系統(tǒng)的工作原理很難理解,我就引導(dǎo)學(xué)生們回憶小時候玩的遙控汽車,汽車在自己手中遙控器的控制下,不斷地前進、后退,有時候又不小心撞到障礙物,甚至陷入爛泥地里出不來。這時候汽車可能就會出問題,那問題會出現(xiàn)在哪里呢?這樣一來,同學(xué)們就開始擴展思維。有的提出是它的小馬達功率太小,有的提出它的小馬達容易壞,還有的提出遙控器的信號不太靈敏等等。不斷地引導(dǎo)學(xué)生將遙控汽車的故障和數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的故障聯(lián)系起來。同學(xué)們的興趣產(chǎn)生了,課本上的死理論就變活了。以此來活躍課堂氣氛,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,引發(fā)求知欲望,實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。
二、注重實習(xí)教學(xué)
理論教學(xué)和實習(xí)教學(xué)是相輔相成的,二者缺一不可。理論教學(xué)是實習(xí)教學(xué)的基礎(chǔ),實習(xí)教學(xué)是理論教學(xué)的深化。利用實習(xí)課進一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,是教好數(shù)控機床維修課程的重要手段。對于技校生而言,應(yīng)該更加注重實習(xí)教學(xué)。實習(xí)教學(xué)是培養(yǎng)綜合能力的最佳途徑,只要思想上重視,物質(zhì)上保障,工作中認真,就能搞好實習(xí)教學(xué)。
數(shù)控機床維修的實習(xí)教學(xué)主要是讓學(xué)生掌握數(shù)控機床各部件及數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法和維修技術(shù)的【1】。在進入實習(xí)前,應(yīng)對學(xué)生進行安全知識教育與故障檢修規(guī)程的訓(xùn)練,讓學(xué)生養(yǎng)成良好的操作習(xí)慣,逐步引導(dǎo)他們了解可能發(fā)生事故的過程,安排他們干一些沒有危險性的工作,逐步習(xí)慣,漸漸進入角色,過渡到新的學(xué)習(xí)環(huán)境。在實際的操作中,心理障礙的產(chǎn)生嚴重影響教學(xué)質(zhì)量,換句換說,學(xué)生的興趣和心理因素是有很大關(guān)系的。技校生的心理素質(zhì)較差,思想情緒不穩(wěn)定,當(dāng)接觸實際機床線路時,看見錯綜復(fù)雜的線路容易灰心喪氣,常感到"心有余而力不足"。尤其是一些女生缺乏單獨操作能力,過分的安全需知使女生在解決實際問題的技能方面與男生相比顯得"先天不足"。培養(yǎng)學(xué)生面對困難不畏懼,強化心理素質(zhì)的訓(xùn)練是實習(xí)教學(xué)成功的前提條件之一。
學(xué)生的認識是從簡單到復(fù)雜逐步深化的漸進過程,在進行數(shù)控機床電氣線路故障排除前,學(xué)生已完成電力拖動控制線路安裝、調(diào)試的實習(xí)。對于綜合的數(shù)控機床線路,首先應(yīng)化整為零,逐步加深難度,進行綜合練習(xí)。同時,要肯定成績,鼓勵學(xué)生大膽動手,化消極因素為積極因素,變被動為主動,使學(xué)生樹立戰(zhàn)勝困難、戰(zhàn)勝自我的信心【2】。從學(xué)生的實際出發(fā),既考慮大部分學(xué)生的情況,又顧及個別學(xué)生的特點,在教學(xué)中要正確靈活地運用教學(xué)方法,以階段測驗為主,重復(fù)多次訓(xùn)練,引導(dǎo)學(xué)生掌握正確的排故方法。
實習(xí)結(jié)束,實習(xí)教師要結(jié)合當(dāng)天訓(xùn)練課題的完成情況,總結(jié)學(xué)生的操作練習(xí)情況,肯定成績、指出不足,分析原因,指出解決辦法。如在數(shù)控車床四方刀架的安裝、調(diào)試及驗收實習(xí)教學(xué)結(jié)束后,有的學(xué)生刀架已經(jīng)安裝完成了,卻出現(xiàn)了接通電源無法運轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,這時,要引導(dǎo)學(xué)生分析四方刀架通電后無法運轉(zhuǎn)的原因,并指出正確的解決方法。同時要對教學(xué)過程中學(xué)生的操作態(tài)度、實習(xí)效率、安全和文明生產(chǎn)的情況進行總結(jié),逐步提高學(xué)生的操作技能和生產(chǎn)經(jīng)驗,鞏固教學(xué)成果,促進教學(xué)質(zhì)量的全面提高。
三、加強實踐性教學(xué)
加強實踐教學(xué)是學(xué)生學(xué)好這門課程的重要手段之一。
企業(yè)對一線技術(shù)工人素質(zhì)需求趨向應(yīng)用型、實干型、復(fù)合型人才,這種人才表現(xiàn)為淡化文化、精化理論、強化技能;要求基礎(chǔ)知識扎實,技術(shù)理論先進,操作技能規(guī)范、熟練;動手能力強,應(yīng)用能動強,解決實際問題能力強【3】。
針對這些表現(xiàn)和要求,首先,教師可組織學(xué)生到有關(guān)工廠參觀,進行現(xiàn)場教學(xué)。其次,教師應(yīng)該鼓勵學(xué)生參加社會實踐,到生產(chǎn)實際中去鍛煉。使學(xué)生樹立實踐第一的觀點,學(xué)習(xí)工人師傅吃苦耐勞的精神,培養(yǎng)學(xué)生熱愛勞動、熱愛勞動人民、熱愛數(shù)控維修事業(yè)的精神,更加明確今后的學(xué)習(xí)態(tài)度和方向。從生產(chǎn)實際中發(fā)現(xiàn)問題,解決問題,總結(jié)實踐心得,提高自身素質(zhì),達到企業(yè)的錄用標(biāo)準(zhǔn)。比如說,學(xué)生們到工廠去,才會看到技術(shù)人員總在不斷地翻閱外文說明書等外文資料。這樣,學(xué)生們就會明白在校學(xué)習(xí)外語的重要性,尤其是專業(yè)外語,因為國內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)主要依靠進口,其配套的說明書、資料往往是外文資料。作為一個維修人員,最好能具備專業(yè)外語的閱讀能力。
教學(xué)方法是職業(yè)教育的重要內(nèi)容之一。教學(xué)有法,但無定法。關(guān)鍵是要正確處理好教與學(xué)、理論與實踐、知識與能力、課堂教學(xué)和實習(xí)教學(xué)等間的關(guān)系,做到以學(xué)生為中心,以能力為本位,以激勵賞識為手段,探索出適合學(xué)生實際的教學(xué)方法。
【參考文獻】
[1]王侃夫.數(shù)控機床故障診斷與維護[M].北京:機械工業(yè)出版社,2000.
數(shù)控技術(shù)在現(xiàn)代制造技術(shù)中的應(yīng)用,最具代表性的是數(shù)控機床,所以數(shù)控機床的實訓(xùn)應(yīng)是整個機械工程實訓(xùn)的重點內(nèi)容之一,數(shù)控機床的實訓(xùn)時間占訓(xùn)練時間的比例應(yīng)大一些。常見的數(shù)控機床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床和數(shù)控加工中心,這3種機床的數(shù)量多,具有代表性。對于一臺數(shù)控機床來說,包括4方面的內(nèi)容:制造、操作、編程和維修。實訓(xùn)的主要內(nèi)容以操作、編程和加工簡單的零件為主,增加學(xué)生的感性認識為主要目的。
1.1合理安排數(shù)控機床實訓(xùn)的時間由于機械工程實訓(xùn)總學(xué)時的限制,青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機械專業(yè)學(xué)生共實習(xí)4周。數(shù)控機床實訓(xùn)的內(nèi)容較多,在訓(xùn)練時間的安排上,數(shù)控車床2天、數(shù)控銑床和加工中心2天、其他數(shù)控機床1天,這樣既重點突出又全面。數(shù)控機床應(yīng)用了先進的數(shù)控技術(shù),和普通機床的實訓(xùn)相比,講解的時間會多一些。一般操作講解、黑板上指令講解的時間約占1/2,讓學(xué)生能較深刻地理解數(shù)控機床是如何加工零件的;學(xué)生操作機床加工零件的時間約占1/2,使學(xué)生有較充足的時間增強對數(shù)控機床加工零件的感性認識??傊?,實訓(xùn)的重點雖為實踐,數(shù)控機床訓(xùn)練的特點又決定了講解占了約一半的時間。
1.2合理安排數(shù)控機床實訓(xùn)的內(nèi)容和方法在數(shù)控機床實訓(xùn)中,操作、編程和加工零件是主要內(nèi)容。首先對照機床講解基本的操作;然后學(xué)習(xí)數(shù)控的編程知識;最后加工出零件。編程方法的講解,只能在黑板上講解組成程序的指令字、程序的格式等,然后編寫一個簡單的程序。數(shù)控機床的坐標(biāo)系是主要內(nèi)容之一,機械坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系(編程坐標(biāo)系)的概念,它們的作用是什么,必須結(jié)合編程才能講清楚。數(shù)控機床是按程序自動加工零件的,刀具沿程序指令的刀路運動切削工件,刀路的位置必須使用坐標(biāo)系描述。所以,首先講清各種坐標(biāo)系的概念,進而才能講清對刀等關(guān)鍵的概念,才能理解為什么在編程坐標(biāo)系下編寫的程序可以在機床上加工出零件等問題。數(shù)控機床的實訓(xùn)內(nèi)容應(yīng)與數(shù)控機床理論課的內(nèi)容相輔相成,各有側(cè)重,通過數(shù)控機床的實訓(xùn)為下一步學(xué)習(xí)數(shù)控機床理論課打下良好的基礎(chǔ)。數(shù)控機床實訓(xùn)應(yīng)以機床操作、編程、日常保養(yǎng)和安全使用為基本內(nèi)容,重點應(yīng)放在編程和操作上。通過基本編程知識和操作的學(xué)習(xí),學(xué)生可具備基本的編程和操作能力,為了提高學(xué)生的實訓(xùn)興趣和創(chuàng)新意識,可以讓學(xué)生自己設(shè)計一個簡單的零件,自己編程,經(jīng)指導(dǎo)教師檢查無誤后上機加工;或者編程加工一些有趣的零件。如:數(shù)控車床上可以加工仿真子彈、仿真酒瓶等;數(shù)控銑床上可以加工一些漢字,如“歡迎實習(xí)”等。
1.3手工編程和自動編程數(shù)控編程分手工編程和自動編程,形狀復(fù)雜的零件加工程序只能由計算機自動編程來完成。在實訓(xùn)內(nèi)容上,應(yīng)手工編程和計算機自動編程并重。手工編程是數(shù)控車床實習(xí)的基本內(nèi)容,通過手工編程加工簡單的小零件,是普遍采用的訓(xùn)練方法。但隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,CAD/CAM在機械加工中的廣泛應(yīng)用,計算機自動編程也應(yīng)是數(shù)控機床特別是數(shù)控銑床實習(xí)必講內(nèi)容之一。由于實訓(xùn)時間的限制,這部分的內(nèi)容較多。所以,可以精簡為由實習(xí)指導(dǎo)教師通過一個例子演示給學(xué)生看,邊演示邊講解,講明形狀復(fù)雜及包含曲面的零件或模具的加工必須用計算機自動編程的方法編程,然后加工成所需的零件或模具。自動編程是通過計算機軟件完成的,常用的具有計算機編程功能的軟件有:CAXA、UG、Cimatron、Pro/E等。
1.4數(shù)控機床仿真軟件的應(yīng)用機械工程實訓(xùn)場地往往有限,數(shù)控機床價格較貴,配備的數(shù)控機床的種類和數(shù)量有限,平均到每一名學(xué)生的上機操作時間較少。為了解決這個矛盾,可以安排一定的時間,讓學(xué)生在機房使用數(shù)控機床仿真軟件練習(xí)數(shù)控機床的操作、編程和加工仿真。也可以不做統(tǒng)一安排,讓學(xué)生課后根據(jù)自己的情況自由上機練習(xí)。數(shù)控機床實訓(xùn)的內(nèi)容多,時間相對較少,一定要制訂詳細可行的實訓(xùn)計劃,明確每天的訓(xùn)練任務(wù)、訓(xùn)練目的、訓(xùn)練方法和訓(xùn)練設(shè)備。這樣學(xué)生面對從未見過的設(shè)備就不會感到茫然,教師指導(dǎo)學(xué)生也會有條不紊,順利完成實訓(xùn)任務(wù)。
2演示教學(xué)法的應(yīng)用
2.1什么是演示教學(xué)法由于機械工程實訓(xùn)總學(xué)時的限制,學(xué)生不可能自己動手操作每一種機床,特別是一些比較危險、貴重和精密的設(shè)備,比如高壓水切割機床、三坐標(biāo)測量機以及電火花線切割、電火花成型等機床。為了解決這個矛盾,基于學(xué)校的實際情況,采用了演示教學(xué)的實訓(xùn)方法。所謂演示教學(xué)法即指導(dǎo)教師講解機床的加工原理、操作方法、編程方法,然后自己操作機床加工一個零件演示給學(xué)生看。通過演示教學(xué)的實訓(xùn)方法,解決了實訓(xùn)內(nèi)容多時間少、機床有限及教師有限的矛盾,還可以給學(xué)生打下進一步學(xué)習(xí)研究的基礎(chǔ)。
2.2以電火花線切割為例電火花線切割屬于特種加工,特種加工是利用電能、化學(xué)能、光能或聲能等能量對工程材料進行加工的工藝方法。在特種加工中,加工工具(廣義的刀具)、加工工件與傳統(tǒng)的機加工不同,一般不是采用機械力加工,在實習(xí)時學(xué)生首先會想到加工工具是怎樣加工工件的。所以實習(xí)指導(dǎo)教師在實習(xí)的開始,應(yīng)首先講明電火花線切割的加工原理。實習(xí)步驟如下:(1)指導(dǎo)教師啟動機床,用薄鋼板切割一個小五角星演示給學(xué)生看。學(xué)生發(fā)現(xiàn)一根很長的光滑的金屬鉬絲可以切割鋼板時,一定感到吃驚,想知道它的加工原理是什么。(2)在切割小五角星的過程中指導(dǎo)教師講解加工的原理,舉一個日常生活中簡單的電火花放電的例子:我們平時開關(guān)電器或插拔插頭時,會發(fā)現(xiàn)有時有電火花放電,嚴重時開關(guān)或插頭的導(dǎo)電部位有被燒的痕跡,甚至掉渣。電火花線切割的加工原理就是利用電火花放電產(chǎn)生的熱量使金屬被燒腐蝕而起到切割的作用。講完這個常見的現(xiàn)象后,再講電火花線切割的加工原理,學(xué)生就感到易于理解了。(3)指導(dǎo)教師再講解機床的操作方法。(4)簡單講解編程的方法,整個過程大約45min。
3多媒體技術(shù)在機械工程實訓(xùn)中的應(yīng)用
隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,計算機的多媒體技術(shù)和仿真技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于各行各業(yè)。機械工程實訓(xùn)是一種實踐教學(xué)活動,但是計算機的多媒體技術(shù)和仿真技術(shù)在機械工程實訓(xùn)中也能發(fā)揮重要的作用。由于實訓(xùn)的內(nèi)容不可能面面俱到,在學(xué)生實習(xí)完基本的內(nèi)容后,可利用多媒體技術(shù)補充和總結(jié),會起到良好的教學(xué)效果。
4結(jié)束語
摘要:本文分別介紹了機床維修、保養(yǎng)和實踐教學(xué)的方法,從點、線、面相結(jié)合的視角討論了將三者有機融合的思路,以期取得事半功倍、相得益彰的效果。
關(guān)鍵詞 :職業(yè)教育維修保養(yǎng)實踐教學(xué)
長期以來,職業(yè)教育中對機床的維修保養(yǎng)工作的重視程度有待提高,特別是將其與實踐教學(xué)相結(jié)合的程度尚不夠高。這樣無論是教師還是培養(yǎng)出來的學(xué)生,其綜合能力都是有欠缺的,如同一個跛子不得不依賴于拐杖走路一樣,不但對自身發(fā)展不利,而且不利于用人單位管理水平的提高。因此有必要改變機床維修保養(yǎng)與操作相對分離的現(xiàn)狀,扔掉拐杖、告別跛子!
一、維修、保養(yǎng)與實踐教學(xué)相結(jié)合的意義
1.有利于保證基本教學(xué)
機床處于良好的狀態(tài)是實踐教學(xué)的基本保證。為此許多單位雖然投入了許多人力和財力,但是多數(shù)單位的工作流程是將二者分開,不但形成了資源上的浪費,而且容易造成二者脫節(jié)的現(xiàn)象,從而影響教學(xué)。
2.有利于機床的保護和學(xué)生的安全
如果操作和維修保養(yǎng)嚴重分離,則操作者對機床結(jié)構(gòu)和性能掌握程度不夠,容易出現(xiàn)一些對機床嚴重破壞的極端情況。特別是對于一些新上手的學(xué)生,一旦操作失誤對機床的破壞較嚴重,維修起來十分麻煩。更重要的是,如果出現(xiàn)人身安全事故,后果則不堪設(shè)想。
3.有利于提高師生素質(zhì)和能力
教師,如果既懂理論、懂操作而且懂維修和保養(yǎng),在良好教學(xué)方法的配合下,其綜合素質(zhì)和能力一定大有提高。學(xué)生,如果對維修和保養(yǎng)的知識和能力欠缺,無論是暫時的,還是長遠的,都是不利的。
4.有利于用人單位的發(fā)展
如果學(xué)生具備了相應(yīng)的知識和技能,則用人單位可以將操作、維修和保養(yǎng)有機結(jié)合起來,從而降低成本、提高效率、消除隱患。
5.有利于學(xué)校自身的發(fā)展
如果教學(xué)得到了保證,教師和學(xué)生的水平和能力都能夠提高,用人單位滿意,這樣就形成了良性循環(huán),對于學(xué)校的健康發(fā)展無疑是有百利而無一害的。
二、三者分別操作的方法
1.故障診斷與維修的方法
總體來說,應(yīng)把握先簡后精、先機械后電氣、先外部后內(nèi)部、先一般后特殊、先簡單后復(fù)雜的原則。主要方法有:
(1)直觀法,是指維修人員可以觀察聲、味、光等異?,F(xiàn)象,將故障范圍一步步縮小,直至鎖定故障范圍。
(2)功能測試法,機床故障出現(xiàn)之后,如果不能鎖定故障范圍,維修人員可以通過手動方法,對其主要功能系統(tǒng)進行測試,然后按照自身的技術(shù)水平和維修知識來分析和排除機床故障。
(3)交換法,主要是用無故障的零部件替代可能的故障出現(xiàn)部位,從而將故障范圍縮小并排除,備件更換需要在斷電情況下進行。
2.機床保養(yǎng)的方法
主要可分為兩大類:
(1)預(yù)防性維護保養(yǎng),主要是平時的保養(yǎng)和定期的保養(yǎng),以降低故障發(fā)生的概率,從而將機床的使用性能發(fā)揮到最大。因此應(yīng)建立保養(yǎng)計劃,確定保養(yǎng)內(nèi)容和保養(yǎng)周期,針對機床加工對象和性能建立操作規(guī)章和維修檔案,做好檢查和總結(jié)。
(2)針對性保養(yǎng),根據(jù)機床的特點和歷史使用情況,有針對性地對機床各個系統(tǒng)進行保養(yǎng)。具體執(zhí)行時可針對個別零件,但最好是按系統(tǒng)進行保養(yǎng),常見的有:電氣系統(tǒng)保養(yǎng)、系統(tǒng)保養(yǎng)、液壓系統(tǒng)保養(yǎng)等。
3.實踐教學(xué)的方法
根據(jù)教學(xué)實踐,采用模塊化教學(xué)為主的方法。具體來說,將車工模塊分為安全教育、車削基本知識、車外圓柱面、車內(nèi)圓柱面、車內(nèi)外圓錐、表面修飾和車成形面、螺紋加工、車偏心工件、復(fù)雜工件的車削和車床的調(diào)整及故障排除等模塊。車工教研室根據(jù)教學(xué)大綱制訂教學(xué)計劃,將與實訓(xùn)課題有關(guān)的理論知識合理地融入到各個模塊中去,使教學(xué)內(nèi)容規(guī)范、實用、夠用、靈活和必需,使各模塊銜接有序,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,做到學(xué)生容易理解,老師容易講解、容易實施。
三、三者結(jié)合的方法
可以通過點、線、面的視角,將以上三者有機地結(jié)合起來,進而取得相得益彰的效果。具體來說,以每個教學(xué)模塊為落腳點,以各個模塊的順序完成為主線,以機床的維修與保養(yǎng)的知識和技能為知識面,將其操作融入到教學(xué)主線的各個環(huán)節(jié)中,提高學(xué)生對機床性能的全面了知,提高三者銜接程度。
四、小結(jié)
將機床的維修、保養(yǎng)工作與實踐教學(xué)相結(jié)合的意義是明顯的,對于學(xué)校、用人單位、教師、學(xué)生都能起到良性循環(huán)的促進作用。雖然,從不同的角度看三者各有不同的操作方法,但如果能從點、線、面的視角將三者有機地融合,則應(yīng)取得事半功倍、相得益彰的效果。