高職機械加工設備與刀具課程設計探討

【摘 要】闡述機械加工設備與刀具課程的定位與培養目標，以及課程設計的理念與思路，對該課程教學內容和教學實施過程進行設計。

【關鍵詞】高職 機械加工設備與刀具 課程設計

【中圖分類號】G【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2013）01C-0061-02

一、課程定位與培養目標

機械加工設備與刀具是高職機械設計與制造專業的一門專業核心課。它是將金屬切削原理與刀具和金屬切削機床兩門課整合壓縮而成的一門新課程。目前，切削加工是機械制造業中的主要加工方法，它是零件獲得要求的尺寸精度與表面質量的最基本的加工方法。切削機床和刀具是加工系統中對零件加工的質量、效率、成本影響最顯著的因素。只有掌握切削規律，重視機床和刀具的正確使用、保養維護和計算投入，才能達到優質、高產、低消耗的生產目的，才能提高產品的市場競爭力。這一企業目標也是機械加工設備與刀具課程教學的目標。機械加工設備與刀具課程設計應依據其定位與培養目標來進行。

二、課程設計理念與思路

（一）充分利用“校企共建”優勢

以柳州職業技術學院為例來說明。柳州市是廣西最大的工業城市，有工程機械、通用機械、汽車制造業、造紙、化工、冶金、制藥等行業。因此，柳州職業技術學院可依據“立足柳州、服務基層、面向全國，與市場需求和勞動就業緊密結合，培養適應生產、建設、管理和服務一線需要的高技能人才”的辦學定位，通過對行業企業開展大量的社會調研，由歐維姆機械股份有限公司、柳工集團、東風柳汽等行業和企業專家確定的專業典型工作任務及能力要求、機械制造行業的特點來明確機械加工設備與刀具課程培養目標。由職教專家與教師根據學生的認知規律序化教學內容，研討教學方法和考核方式。

（二）合理利用自身教學資源

因機械加工設備與刀具實踐性較強，課程設計時考慮同機械設計與制造專業課程中的零件車削加工、銑削加工和磨削加工等實訓課程有機結合，與實訓教師在本校實訓車間共同合作完成項目教學任務，從而貫徹理論與實踐相結合、學習內容與職業崗位要求相結合、“從做中學”的原則，突出實踐導向，按照應用知識的方式來進行教學。

（三）注重教學設計系統化

課程在內容安排上，注意從感性到理性，從現象到本質，從局部到整體，符合人的一般認知規律。在教學方法上突出任務引領和行動導向，促進學生多元智能發展，強調職業能力培養，使學生樹立良好的職業意識，掌握正確的學習和工作方法，為其職業能力進一步發展奠定良好的基礎。

三、課程教學內容的設計

將“切削的基本知識及規律”和“各類金屬切削機床及刀具”兩大部分課程教學內容設計為8個學習情境：

第一個學習情境：“切削的基本知識”。該情境的教學是與零件車削加工實訓課程中的“車削基本技能訓練——手動機動試車外圓、端面”項目一起實施的一體化教學。在實訓車間學生動手操作，仔細觀察，教師進行操作指導并結合多媒體演示，完成切削運動與切削用量、刀具幾何參數、切削層與切削方式的教學任務。要求學生通過此任務的完成，能夠理解切削的基本概念及意義，會識別車刀角度，熟練繪制車刀圖，掌握車刀角度正確刃磨的方法。

第二個學習情境：“金屬切削過程的基本規律”。該情境教學包含在零件車削加工實訓課程的“車削基本技能訓練——車光軸（端面、外圓、倒角并調頭接刀）”項目中。該情境教學中，學生分組以45號鋼進行操作訓練，教師講解及指導，按照“資訊、計劃、決策、實施、檢查、評估”六步工作過程進行，學生觀察分析切削層的變形、切削力、切削熱、刀具磨損與壽命。要求學生通過此教學，能夠正確操作CA6140機床，熟悉金屬在三個變形區的變形過程，會熟練應用斷屑方法、合理利用與控制積屑瘤，會合理控制加工硬化，會采取措施減小切削力和降低切削溫度等。

第三個學習情境：“切削基本理論的應用”。該情境教學包含在零件車削加工實訓課程的“車削基本技能訓練——車臺階軸”項目中。該情境教學中，學生以小組為單位，分別以A3、45鋼工件材料的軸類零件加工為項目載體，通過教師的指導、自身的認真操作觀察，掌握材料切削加工性的評判指標和難加工材料的加工對策，會合理選擇切削液與切削用量提高加工表面質量。

第四個學習情境：“金屬切削機床基礎知識”。該情境教學以實訓車間的教學設備為載體，學生分組，在教師指導下完成機床典型零部件的拆裝，教師則結合多媒體演示。要求學生通過此教學，會分析主軸箱的傳動系統，能繪制傳動系統圖，了解液壓、電氣控制系統，會計算主軸的轉速級數，掌握常用變速方法。

第五個學習情境：“車床與車刀”。該情境教學是在零件車削加工實訓課程的“車削基本技能訓練——車簡單軸”項目中。該情境教學中，學生分組操作加工，通過教師指導，熟悉CA6140型臥式車床的傳動系統及主要結構特點，會工件及刀具在車床上的正確安裝，掌握各類車刀的結構特點及應用范圍，能通過車削加工得到工件正確的加工表面及尺寸精度。

第六個學習情境：“銑床、磨床、鉆床和鏜床等機床及其刀具”。該情境教學在銑削加工和磨削加工實訓課程的“基本技能訓練——銑平面、磨平面”項目中。該情境教學中，學生在教師指導下進行操作訓練，熟悉銑床的結構，銑刀的種類、材料、幾何角度及應用，掌握銑削加工的操作方法；能據磨床結構特點正確使用及維護保養；能據加工要求正確選擇使用砂輪。另外，結合實訓車間鉆削等設備，教師示范并指導，學生分組動手訓練、觀察，掌握標準麻花鉆的刃磨及修磨方法，會對鉆孔質量進行分析，熟知各類鉆床的傳動系統及應用，知道鏜床、刨床、拉床等機床及刀具的使用要求及范圍。

第七個學習情境：“齒輪加工機床與刀具”。該情境教學以實訓車間的設備結合多媒體演示，要求學生掌握齒形加工原理，會根據技術要求正確選擇齒形加工方法，會對Y3150E型滾齒機運動進行調整計算及工作調整，會根據要求計算調整插齒機，能根據齒輪刀具結構特點合理使用與刃磨。

第八個學習情境：“數控加工設備及刀具”。該情境教學以多媒體結合實訓車間的設備，要求學生知道數控車床及刀具的結構特點與選用、刀具的快換和預調/檢測，熟知電火花、線切割機床類別、特點、結構及操作要點。

四、課程教學實施過程的設計

（一）總體思路

基于企業優質、高效、低消耗的機械加工生產理念，通過理論與實踐的有機結合，讓學生學會觀察、分析、研究和解決金屬切削加工中的實際問題；能根據零件加工特點正確選用、維護機床設備和刀具。圖1為機械加工設備與刀具課程教學整體組織圖。

（二）教學方法設計

教學上，靈活運用任務驅動、項目教學、六步教學法、案例分析、操作示范、小組學習等教學方法，注重發揮學生的主體意識，讓學生在教學活動中成為主角，實行互動式教學，做到教、學、做結合，理論與實踐一體化。

（三）教學評價設計

教學評價采用課程總成績=平時表現（10%）+作業/項目（50%）+期末理論筆試（40%）的形式。平時表現主要考核出勤、紀律、態度、團隊協作方面；作業/項目重點考核學生動手操作以及團隊合作完成項目的能力（考核結果可從項目作業、匯報，工藝問題實際解決中獲得）；期末理論筆試，即在規定的時間內完成切削的基礎知識和金屬切削機床基礎知識理論考核。

五、結語

機械加工設備與刀具通過理論與實踐有機結合教學方式的實施，使各科教學緊密相連，不脫節和重復，教學更加直觀。學生在學習過程中增強了感性認識能力和動手能力，提高了觀察、發現、分析和解決問題的能力，鍛煉了與人交流和合作的工作能力。在后繼實習和預就業實習中，現場解決實際生產中工藝問題的能力得到提高，深受企業好評。

隨著汽車等制造業的迅速發展，企業對人才的能力要求日益嚴格，因此，高職教育改革必須緊跟步伐，如不斷創新高職機械加工設備與刀具課程的設計等。高職教師也應不斷增強自身素質和提高教學能力，探索、完善高職教育。

【參考文獻】

[1]胡黃卿.金屬切削原理與機床[M].北京：化學工業出版社，2009

[2]何玉龍.高職院校職業技能課程設置優化的探索[J].教育發展研究，2007（2）

[3]張君.金屬切削機床[M].西安：西北工業大學出版社，2010

【基金項目】廣西高等學校科研項目（201204LX578）

【作者簡介】陳 新（1971- ），女，廣西貴港人，柳州職業技術學院機電工程系講師，碩士，研究方向：機械設計與制造。

（責編 吳 筱）