《数控加工》课程的教学改革尝试

摘要:在机械CAD/CAM专业《数控加工》课程教学中,采用数控加工仿真软件进行辅助教学,将自动编程与手工编程两者相结合,尝试课程教学与职业技能鉴定相结合,推行“双证书”制度等,本文论述了这一系列的教学改革,并以实践证明,这一系列教学改革对提高课程教学质量有明显的效果。

关键词:《数控加工》;CAD/CAM专业;课程改革

中图分类号:G715文献标识码:A文章编号:1672-5727(2010)06-0089-02

数控加工技术是对传统制造业进行升级的新兴技术,是实现CAD/CAM、FMS以及智能制造等现代制造的关键。进入21世纪以来,数控加工原理、数控编程与加工在机械制造业中应用越来越广泛,使机械制造不断提高精度和效率,同时也对技术人员提出了更高的要求。机械CAD/CAM专业是培养生产第一线的CAD/CAM技术专业人才的主要源泉,我院已创办机械CAD/CAM专业数年,在此过程中,不断地探索如何使学生在学习机械CAD/CAM专业的主干课程《数控加工》课程时,既能增强对CAD/CAM原理的理解,又能增强动手能力的培养,为此,进行了《数控加工》课程的教学改革,并取得了显著成效。

使用数控加工仿真软件进行辅助教学

《数控加工》是计算机辅助设计与制造专业的主干专业课。它的前导课程有:《金属工艺学》、《机械制造工艺》、《公差与配合》、《液压与气动》、《机械CAD/CAM原理》等,后续课程有《MasterCAM自动编程》、《Pro/E基础》等。《数控加工》课程教学分三阶段进行:第一阶段主要介绍数控机床的结构与原理;第二阶段介绍数控加工工艺与编程;第三阶段进行数控加工实训。数控机床结构与原理的学习有助于学生了解什么是数控、数控机床的特点、与普通机床的区别,这些知识对数控加工工艺与编程的学习起着承前启后的作用,是操作数控机床必需的理论基础,而数控加工实训能加深学生对数控原理和数控机床结构的了解。

《数控加工》课程实践性强,对于缺少实际加工经验的学生而言,内容会显得枯燥,为了达到教学目的,我们进行了一系列的探索和改革。首先是对《数控加工》中所涉及的工艺与编程方面的教学内容进行教学改革:(1)在教材原有的只介绍数控车床编程与加工的基础上增加了数控铣床的编程与加工。(2)对课程内容进行了扩充,我们介绍了广州数控与FANUC两个不同的数控系统及其操作,还对数控加工工艺、数控刀具的选择、加工切削用量的选用、数控加工工艺路线的安排等进行了重点强化,使学生学好、掌握好重点的实战知识。(3)适度介绍了一些MasterCAM自动编程的知识,以提高学生的学习兴趣,增强今后的工作信心。

在教学中,融教、学、做于一体,形式灵活。如采用多媒体教学,动画演示,或到车间现场教学,边讲边做,学生印象深刻。在入门教学时,采用数控仿真软件,学生学习完一些编程与操作的内容后,可以在仿真软件上进行仿真操作,非常直观,使得学生能够很快理解教学内容,学习兴趣显著提升。课程教学中期,播放数控加工的视频,弥补高档数控设备的不足,开拓学生视野。在讲解循环加工指令时,制作动画帮助学生理解刀具的移动路径。在课程教学的整个过程,使用加工仿真软件进行辅助教学,让学生在计算机仿真操作中,熟悉数控编程指令的正确运用,避免出现加工事故。

数控实训是一个非常重要的教学环节,是对理论的检验。实训过程中,在严格保证安全生产的前提下,对数控机床操作实训提出一系列的教学要求,主要表现在增加学生磨削刀具的实训。学生懂得了刀具对于加工的重要性,通过刃磨刀具,学生巩固了以前学过的《金属工艺学》内容,加深了对刀具的几个角度的理论认识。通过一条龙的训练,学生能从容面对数控车床操作中级工的职业资格考试,通过省技能鉴定考核,由省选派考评员监考,随机抽取考题,先经上机理论考试,再经上机仿加工,再到数控机床上进行实际加工,学生应准备刀具坯料。教师、学生高度重视,职业资格证书考核检验了学生的数控操作水平,同时也检验了我院的教学质量。

自动编程与手工编程

两者紧密结合提高教学质量

数控编程的方法有手工编程和软件自动编程两种,手工编程可用于形状相对简单的二维加工,软件自动编程主要用于复杂的三维曲面加工。手工编程是学生必须掌握的基本技能。通过手工编程能加深对数控系统特性的理解,最大限度地发挥数控设备的功能。手工编程也是运用软件自动编程的基本功。数控车床中级操作工资格考试以及全国数控技能竞赛的考核内容之一就是手工编程,手工编程培养学生的创新能力,引导学生思考如何利用数控系统的功能,主动探索手工编程原理、技巧,锻炼学生运用宏程序的能力。在掌握手工编程的基础上,学生就能灵活运用CAD/CAM软件,更高层次地理解加工原理。实践表明,有的学生掌握了数控编程的能力后,对现广泛使用的工程软件PRO/E、UG、MasterCAM、Cimatron等能很快入门并掌握。如汕头地区澄海的玩具业非常发达,多使用PRO/E软件进行造型,加工多使用MasterCAM软件,这两种软件的数据交换非常方便。在《数控加工》编程实训中,我们尝试这一项目的任务驱动、项目导向教学法,如我们设计让学生对某一产品使用PRO/E软件进行造型,然后,应用MasterCAM软件进行自动编程,这有利于提高学生的综合职业素质。

我们深深体会到:在教学中,既要教会学生掌握传统的手工编程来打基础,还要着重自动编程系统的具体应用,以便学生在今后的工作中能得心应手。学习数控自动编程系统时应按照计算机集成制造系统的思想,结合生产过程的各个环节,与各种计算机辅助软件联系起来,通过数控加工程序的编制,加深机床加工功能及其对应指令的理解。此外,刀具方面的知识也不容忽视,如刀具的形状、尺寸、材料等,这样才有助于正确选用刀具尺寸、材质以及刀具补偿值的理解和编程处理。

课程教学与职业技能鉴定相结合,

推行“双证书”制度

在实际教学中,应按照数控加工技术领域和职业岗位的需求优化专业结构,更新相关教学内容,将行业发展前沿的新软件,有关数控加工新技术、新工艺纳入教学内容。同时将职业技能标准的各项要求分解融入到课程体系中,使之更符合行业、企业的实际需要。较具体的做法体现在推行“双证书”制度上。

职业技能鉴定须对被鉴定者所具备的理论知识与技能水平做一个分级鉴别和认证。在设计《数控加工》课程教学的内容时,我们尽量满足数控加工职业技能鉴定的要求,同时保持教学内容如软件升级能与时俱进,也能符合职业岗位群对学生知识和技能的要求。通常安排为:课程理论教学与实训结束后,动员学生参加数控加工职业技能鉴定考试,获取职业资格证书。学生参加职业技能鉴定考试的通过率也能很好地检验《数控加工》课程教学的质量与学生学习的效果,从中可以发现问题,不断地提高教学质量。

在推行“双证书”过程中我们的体会有:“双证书”制度能否得到顺利实施,考评员队伍的建设是关键。任课教师应考取考评员资格,应了解相关的职业资格制度,熟悉相应的数控车、铣、加工中心操作,掌握相应等级的职业资格鉴定内容和要求。要把在学校从事的教学工作与到企业进行实践锻炼相结合起来。为此,应加强校企合作,积极寻求与企业的紧密合作,关注企业对技术工人的需求。汕头职业技术学院已与企业建立了紧密的合作关系,先后与澄海玩具行业、澄海相关培训机构创建并实施了多元化校企合作培养技能型人才的新模式,实现学生出了校门就能够工作。

改革效果

在2005年底,我院参加了广东省第一次数控机床操作考试的动员会议之后,我们就积极地进行课程改革思考,吸取省内外同层次院校本课程教学的经验,听取企业对数控人才的需求,通过调研,建立了具有较强的针对性、实用性、先进性并符合我院实际情况的专业教学体系,有的放矢地开展课程教学,积极参加技能鉴定考试。2005级机械CAD/CAM专业大部分学生报考了广东省数控车床工职业技能鉴定,通过率达到85%。达到了预期的目标。这些改革措施已应用于机电工程系数届学生的理论与实践教学中,效果很好,学生的学习兴趣明显提高,大多数能主动思考探索,提出了很多加工中的实际问题。毕业生也得到用人单位的好评。这些改革措施既解除了学校的困境,又使我校教学改革不断加快,跟上科学技术发展的步伐,同时提高了教学效率和教学质量,为企业提供了更多、更合适的人才。但是,在新形势下,今后如何进一步提高《数控加工》课程的教学质量,培养学生的应用能力以及创新能力,还需要我们付出长期的努力。

参考文献:

[1]黄桂琴.高职高专《数控编程与操作》教学改革的几点尝试[J].陕西教育(高教版),2009,(1).

[2]许桂珍.数控车床加工编程问题与探讨[J].机械管理开发,2009,(1).

[3]王颖,秦松祥.《数控编程与操作》项目化教学课程改革探讨[J].机械制造与自动化,2008,(6).

[4]缪晓红.数控加工技术课程的模块化教学研究[J].职业教育,2009,(1).

作者简介:

林旭群(1965—),男,广东潮阳人,汕头职业技术学院副教授,教务处副处长,研究方向为机械和教育学。

方迪成(1980—),男,湖南岳阳人,汕头职业技术学院助教,研究方向为机械。

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