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数控技术作为制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础,是制造业提高产品质量和生产效率的重要手段,数控技术的应用水平更是体现综合国力的重要标志。随着WTO的日益深入,我国制造业企业已开始广泛使用先进的数控技术,而掌握数控技术的机电复合人才奇缺。2003年,国家数控系统工程技术研究中心的一项调研结果显示,仅数控机床的操作工就短缺60多万人。我国目前的数控人才不仅表现在数量上的短缺,而且质量、知识结构也不能完全满足企业要求。而培养高素质的数控人才是高等职业教育义不容辞的责任。近几年来,各类各层次职业学校的毕业生陆续走进市场,受到企业的欢迎。就目前数控技术的用人单位来说,还是希望实践动手能力强的学生。当然培养一个熟练的数控技术人员在学校是较难达到要求的,一是学制较短,既要系统地学习普通理论和专业理论知识,又要学习专业的技能;二是实习、实训设备不足。但是作为职业技术教育学校来说,自己的毕业生要适应市场的需要,必须全力打造拼搏,培养高素质的数控人才以适应企业的需要。
数控技术应用专业的高级职业技术人才的工作对象是计算机控制下的数控机床的编程操作、测试、维修及技术改造。就课程体系来说,牵涉到电子、计算机、控制、机械、软件等知识内容;实践体系,包括各类课程的实验、课程设计以及实习、实训、毕业设计等环节。本人侧重谈谈数控技术应用专业的实践性教学环节,这是培养学生基本技能和培养学生分析问题、解决问题能力的重要手段,必须高度重视并切实加强这个环节。
一、 实验
实验是巩固和验证所学理论,开发智能,培养学生动手能力、分析和解决问题能力的重要环节。各门课程的实验课既要制定详细的实验指导书和实验报告,由学生独立完成;也要有选择性地让学生自己设计实验。在实验过程中,以学生为主,培养学生测量、观察、记录、处理实验数据,分析实验结果,撰写实验报告的能力。电工与工业电学、材料及工艺学、公差配合与技术测量、机原与机零、液压与气动、可编程控制技术、传感技术、自动控制技术等课程开设教学大纲所要求的实验项目。
二、 课程设计
课程设计是学生学好某门课后,运用所学课程的基本理论和基本技能及相关前修课程的有关知识,在教师指导下,进行结构或工艺设计综合训练在实践性教学环节。尽管课程设计是模拟性设计,但对培养学生综合运用知识的能力及学生具有方案论证、工程计算、结构设计、资料运用、图样表达、独立工作等能力有一个突飞猛进的提高。主要应安排制图测绘、机械零件课程设计、机械零件加工艺过程的编制、数控编程及其实施等。
三、 普通实习
数控技术应用专业属近机械类专业,所以有关机械类专业的实习必须进行。实习主要是使学生建立工艺过程的整体概念,并获得专业生产知识,培养操作技能。在实习指导教师的讲解指导下,培养学生包括钳工、铸造、热处理、机械加工、电气控制装配调试的动手能力。1.钳工实习内容:入门、划线、錾削、锯削、锉削、钻孔、锪孔、扩孔和铰孔、攻丝、套扣、矫正、弯曲和铆接、刮削与研磨、锉配等。2.车工实习内容:入门、车外圆、端面、台阶、钻中心孔、钻孔、切槽、切断、镗孔、切内沟槽、攻丝、套扣和滚花、车圆锥面、车螺纹等。3.铣工实习内容:入门、铣平面、垂直面、科面、台阶面、铣槽与切断、铣等分零件、钻孔、铣螺纹、施槽、铣齿轮等。4.车铣综合实习内容:按照图纸编制加工工艺卡片,完成零件的加工,达到零件的技术要求。5.电装实习内容:识别电路图、识别元器件、安装、焊接、调试。6.参观实习:本校无法安排的工种,带领学生到实习基地参观,以增加学生的感性认识,有利于对理论的进一步理解。
四、 专业实训
随着计算机、微电子、信息、自动控制、精密检测及机械制造技术的高速发展,加速了数控机床的发展。目前数据机床正朝着高工序集中度、高精度、高复合化和高可靠性的方向发展。我们数控技术应用专业的高职学生与一般机械专业不同的地方,就是一方面对数控机床及编程的理论有所了解,另一方面一定要能操作、使用、维修先进的数控机床,掌握这方面的知识和技能。
1. 计算机基本知识实训熟悉并能掌握微机操作系统、中文文字处理软件word2003、能方便地与计算机进行人机对话。
2. AutoCAD实训通过大量实例的实习,熟练掌握基础图形绘制命令、常用的编辑命令、文本、图层管理、块和属性的应用,尺寸公差的标准,以及绘制相贯线、截交线、零件线、装配图、轴测图,掌握三维造型命令的应用,建造三维零件图。
3. 数控编程实训(手工编程)数控编程实训应包括车床、铣床、线切割等程序的编制、输入、工件的装夹、运行加工、检验等。数控车床编程:①据零件图分析,确定加工工序;②确定刀具起始位置及对刀点的坐标;③加工程序的编制。数控铣床编程:①据零件图分析,确实工艺方案及加工路线,包括定位面的选择,装夹方法、工序顺序;②选择机床设备;③选择刀具;④确定切削用量;⑤确定工件坐标及对刀点;⑥编写程序。
4. 自动编程实训一般而言,对于简单或规则的表面加工编程只需手工编程,在操作面板上直接输入指令代码进行,只有在加工具有复杂曲面或具有不规则曲线轮廓的零件(如模具)时,才真正引入自动编程系统。目前应用最广的是图形交互式编程系统,其特点是速度快、精度高、直观性好、使用性好、使用简便,已成为国内外先进的CAD/CAM软件所采用的数控编程方法。目前常用的图形互换软件有Master CAM、NC3APSM、HZAPTII、MAPT等。在讲解自动编程系统以后,进行一次自动编程实训。编好所给零件图的程序,并能在数控机床上模拟加工。
五、 毕业实习与毕业设计
毕业实习与毕业设计是培养学生综合运用本专业所学习的全部理论知识和技能,独立分析和解决实际问题的能力。学生可带着课题或在找到工作后联系实际选择课题。在实习和设计的过程中,教师和学生可在网上传递,对学生存在的问题给予指导,要培养学生收集和运用资料的能力,大胆创新的能力,使学生顺利完成毕业设计。
六、 实践性教学环节的落实措施
实践性教学环节是根据《数控技术应用》专业的培养目标来制定的,计划确定了,就要落实,否则是一纸空文,达不到要求。为了落实实践性教学环节,必须采取下述措施:
1. 教师队伍的建设办好一个专业,专业教师是最重要的保障之一,要求具有较高的专业理论知识,又具有扎实的实践动手能力的双师型教师。尽管职业教育已开办了多年,但还有些教师重理论、轻实践,必须加强动手能力的训练;对实践经验较丰富的教师也可充实理论知识的实习。
2. 实践性教学文件的制定为了有计划实施实验、实习、实训、毕业设计等教学工作,必须制定上述内容的相关教学大纲、实施计划和指导书。这样才能做到有的放矢,除了时间保证时,更重要的是做什么,怎么做。
3. 实验、实习、实训设施的建设①实验室建设。金相实验室、材料实验室、机原机零实验室、公差实验室。机床实验室,液压实验室、可编程实验室、传感实验室、电子实验室等。②实习工厂建设。具有30台左右的普通机床(包括车床、铣床、磨床、钻床等)实习车间。③数控加工中心。具有数控铣床、数控车床、数控线切割机床。数控电火花加工机床等10台左右,且计算机房具有50台的微电脑及其设备,以利于学生在电脑上生成所需零件的程序。
综上所述,数控技术专业的实践性教学环节(包括实验、课程设计、普通实习、专业实训、毕业实习与毕业设计)的实施,必须有硬件设备的保证,必须有教师和学生的参与。只要政府和各类职业学校积极采取措施加大培养力度,投入人力、物力、财力,数控专业一定会越办越好。
数控技术应用专业的高级职业技术人才的工作对象是计算机控制下的数控机床的编程操作、测试、维修及技术改造。就课程体系来说,牵涉到电子、计算机、控制、机械、软件等知识内容;实践体系,包括各类课程的实验、课程设计以及实习、实训、毕业设计等环节。本人侧重谈谈数控技术应用专业的实践性教学环节,这是培养学生基本技能和培养学生分析问题、解决问题能力的重要手段,必须高度重视并切实加强这个环节。
一、 实验
实验是巩固和验证所学理论,开发智能,培养学生动手能力、分析和解决问题能力的重要环节。各门课程的实验课既要制定详细的实验指导书和实验报告,由学生独立完成;也要有选择性地让学生自己设计实验。在实验过程中,以学生为主,培养学生测量、观察、记录、处理实验数据,分析实验结果,撰写实验报告的能力。电工与工业电学、材料及工艺学、公差配合与技术测量、机原与机零、液压与气动、可编程控制技术、传感技术、自动控制技术等课程开设教学大纲所要求的实验项目。
二、 课程设计
课程设计是学生学好某门课后,运用所学课程的基本理论和基本技能及相关前修课程的有关知识,在教师指导下,进行结构或工艺设计综合训练在实践性教学环节。尽管课程设计是模拟性设计,但对培养学生综合运用知识的能力及学生具有方案论证、工程计算、结构设计、资料运用、图样表达、独立工作等能力有一个突飞猛进的提高。主要应安排制图测绘、机械零件课程设计、机械零件加工艺过程的编制、数控编程及其实施等。
三、 普通实习
数控技术应用专业属近机械类专业,所以有关机械类专业的实习必须进行。实习主要是使学生建立工艺过程的整体概念,并获得专业生产知识,培养操作技能。在实习指导教师的讲解指导下,培养学生包括钳工、铸造、热处理、机械加工、电气控制装配调试的动手能力。1.钳工实习内容:入门、划线、錾削、锯削、锉削、钻孔、锪孔、扩孔和铰孔、攻丝、套扣、矫正、弯曲和铆接、刮削与研磨、锉配等。2.车工实习内容:入门、车外圆、端面、台阶、钻中心孔、钻孔、切槽、切断、镗孔、切内沟槽、攻丝、套扣和滚花、车圆锥面、车螺纹等。3.铣工实习内容:入门、铣平面、垂直面、科面、台阶面、铣槽与切断、铣等分零件、钻孔、铣螺纹、施槽、铣齿轮等。4.车铣综合实习内容:按照图纸编制加工工艺卡片,完成零件的加工,达到零件的技术要求。5.电装实习内容:识别电路图、识别元器件、安装、焊接、调试。6.参观实习:本校无法安排的工种,带领学生到实习基地参观,以增加学生的感性认识,有利于对理论的进一步理解。
四、 专业实训
随着计算机、微电子、信息、自动控制、精密检测及机械制造技术的高速发展,加速了数控机床的发展。目前数据机床正朝着高工序集中度、高精度、高复合化和高可靠性的方向发展。我们数控技术应用专业的高职学生与一般机械专业不同的地方,就是一方面对数控机床及编程的理论有所了解,另一方面一定要能操作、使用、维修先进的数控机床,掌握这方面的知识和技能。
1. 计算机基本知识实训熟悉并能掌握微机操作系统、中文文字处理软件word2003、能方便地与计算机进行人机对话。
2. AutoCAD实训通过大量实例的实习,熟练掌握基础图形绘制命令、常用的编辑命令、文本、图层管理、块和属性的应用,尺寸公差的标准,以及绘制相贯线、截交线、零件线、装配图、轴测图,掌握三维造型命令的应用,建造三维零件图。
3. 数控编程实训(手工编程)数控编程实训应包括车床、铣床、线切割等程序的编制、输入、工件的装夹、运行加工、检验等。数控车床编程:①据零件图分析,确定加工工序;②确定刀具起始位置及对刀点的坐标;③加工程序的编制。数控铣床编程:①据零件图分析,确实工艺方案及加工路线,包括定位面的选择,装夹方法、工序顺序;②选择机床设备;③选择刀具;④确定切削用量;⑤确定工件坐标及对刀点;⑥编写程序。
4. 自动编程实训一般而言,对于简单或规则的表面加工编程只需手工编程,在操作面板上直接输入指令代码进行,只有在加工具有复杂曲面或具有不规则曲线轮廓的零件(如模具)时,才真正引入自动编程系统。目前应用最广的是图形交互式编程系统,其特点是速度快、精度高、直观性好、使用性好、使用简便,已成为国内外先进的CAD/CAM软件所采用的数控编程方法。目前常用的图形互换软件有Master CAM、NC3APSM、HZAPTII、MAPT等。在讲解自动编程系统以后,进行一次自动编程实训。编好所给零件图的程序,并能在数控机床上模拟加工。
五、 毕业实习与毕业设计
毕业实习与毕业设计是培养学生综合运用本专业所学习的全部理论知识和技能,独立分析和解决实际问题的能力。学生可带着课题或在找到工作后联系实际选择课题。在实习和设计的过程中,教师和学生可在网上传递,对学生存在的问题给予指导,要培养学生收集和运用资料的能力,大胆创新的能力,使学生顺利完成毕业设计。
六、 实践性教学环节的落实措施
实践性教学环节是根据《数控技术应用》专业的培养目标来制定的,计划确定了,就要落实,否则是一纸空文,达不到要求。为了落实实践性教学环节,必须采取下述措施:
1. 教师队伍的建设办好一个专业,专业教师是最重要的保障之一,要求具有较高的专业理论知识,又具有扎实的实践动手能力的双师型教师。尽管职业教育已开办了多年,但还有些教师重理论、轻实践,必须加强动手能力的训练;对实践经验较丰富的教师也可充实理论知识的实习。
2. 实践性教学文件的制定为了有计划实施实验、实习、实训、毕业设计等教学工作,必须制定上述内容的相关教学大纲、实施计划和指导书。这样才能做到有的放矢,除了时间保证时,更重要的是做什么,怎么做。
3. 实验、实习、实训设施的建设①实验室建设。金相实验室、材料实验室、机原机零实验室、公差实验室。机床实验室,液压实验室、可编程实验室、传感实验室、电子实验室等。②实习工厂建设。具有30台左右的普通机床(包括车床、铣床、磨床、钻床等)实习车间。③数控加工中心。具有数控铣床、数控车床、数控线切割机床。数控电火花加工机床等10台左右,且计算机房具有50台的微电脑及其设备,以利于学生在电脑上生成所需零件的程序。
综上所述,数控技术专业的实践性教学环节(包括实验、课程设计、普通实习、专业实训、毕业实习与毕业设计)的实施,必须有硬件设备的保证,必须有教师和学生的参与。只要政府和各类职业学校积极采取措施加大培养力度,投入人力、物力、财力,数控专业一定会越办越好。