彭志敏
(廣東工業大學 實驗教學部,廣東 廣州 510006)
機械制造工程訓練是高等工科院校培養學生工程意識的實踐性基礎課,課程中提供了多種類型機床和相關加工的基本訓練,將傳統機械加工與現代數控制造相結合,使學生初步了解機械零件的制造過程。但隨著先進設備的不斷增加,對已有傳統機械加工的重視有所下降,由于數控加工亦來源于傳統的機械加工,所以對于普通機床,例如普通車床等的實習教學就更加需要突出重點使得學生扎實掌握基本技能,對加工工藝領會貫通靈活運用,通過教學模式的改進和提高在實踐中不斷提高學生的工程意識和創新精神。
普通車床是機械制造中使用最多、最為典型的設備之一,在當今的工業制造中還起著相當重要的作用。熟悉車床結構、熟練掌握基本加工技能、按照圖紙加工出一定精度要求的零件,是實習的基本要求。
普通車床的加工實習是實踐性很強的學習過程,要求學生將理論知識運用在生產實踐中,以解決生產中的實際問題,做到理論聯系實際。而對于沒有任何加工經驗的學生來說指導教師的言傳身教,耐心細致的指導會對學生有很大的促進,同時嚴格按照規章制度進行實習是保障人身和設備安全的必然要求。
在普通車床的實習中,會按照零件的難易程度制定一些圖紙要求學生加工。學生加工時通常只是考慮單個零件的加工過程,很少考慮加工工藝。刀具選擇、裝夾材料、零件各部位加工的前后順序等等,都需要指導教師進行針對性的指導。
一個機械零件的加工過程包含了很多專業知識的支撐,合理的工藝是完成零件制造的基本條件。每一個零件的加工不應該視作一個單獨的元素,機械裝置中許多零件的組合使它們之間形成了一定的關系,工序與工藝的匹配都有助于最終達到設計要求,因此加強學生對加工工藝的理解有助于學生對零件加工中各種問題的領悟與思考,使其較快地掌握加工的規律和要求,從而提升工程意識,為今后的學習打下基礎。
掌握基本操作和相應的工藝知識后,通過完成零件加工來檢驗學生對知識的理解。在普通車床實習加工的零件中,短而小的零件占了多數,由于操作不當使刀具與材料或卡盤發生碰撞,或著因進給速度設置不合理使刀具較快磨損或折斷是較為常見的事故。在加工準備和加工過程中,指導教師更需要認真細致,對學生的每一個操作細節都要做出正確的判斷,同時要鼓勵學生勤思考、善總結、細觀察、敢實踐、共切磋,按照要求安全、正確、有收獲地完成實習。
實習過程中教師是主體,學生的各項操作均在教師的指導和督促下進行,不同的學生對知識點的理解和對問題的處理能力不盡相同,這就要求指導教師在統一完成講解的基礎上有所側重,對能力強的學生進行鼓勵,讓他們盡量嘗試發揮所能,而不是只限定在現有的教學內容之中。對于還不能很好掌握基本操作的學生就要更加主動地詢問,針對其難點再次進行講解和示范而不能不管不問,使學生只是應付實習敷衍了事。對普遍存在的問題可以組織討論,讓學生在思考中尋找答案共同解決問題,從而提高學習效果。
實習就是學習和實踐的過程,可以在指導過程中對相關知識點進行引申提高學生的知識面,例如在車床加工中,對于一般的短軸可以采用直接裝夾車削的方式進行加工;而長軸則要采用一夾一頂的方式進行加工;對于精度高或要上磨床磨削的長軸則必須采用兩頂尖方式裝夾加工。對于孔的加工,按照不同精度要求可以進行鉆、鏜、鉸等加工。通過知識點的引申擴大學生的知識面,提高處理和解決問題的能力。
工程訓練是全校性的公共課,面對不同專業的學生,對于長學時的機械類專業學生應該在實習內容的設置和難度上有所側重,盡量提供條件讓他們多練多試,熟練掌握車床的操作和加工;而對于短學時的非機械類學生,則需要在實習內容上有所變動,不求難度而要求基本操作和加工的掌握,熟悉車床加工的一般過程。模塊化的設置可以更好地應對實習中大流量,不同專業,不同教學要求的需要,靈活高效地完成教學工作。
普通車床加工的零件是機械零件中很有代表性的一類,通過這類零件的加工可以學習到車床加工的工藝知識和設備的操作技能,并將其在加工中靈活運用。學生在掌握了一定技能后,可以在課后或定期開設講座以提升和鞏固原有的知識。內容不局限于書本,聯系生產實際將加工中出現的問題加以研究、討論和解決,讓學生加工有一定難度和精度要求的零件(配合件),如配孔、鏜孔、車長軸,車螺紋等,通過不斷的練習進一步提升學生的加工技能。
實驗室開放對學生的學習和培養創新精神有著很重要的作用。實驗室開放可以更高效地利用教學資源,也可以使學生將自己的設計創意進行實際檢驗,為他們提供了一個很好的技術試驗平臺。對于現階段的學生來說,“挑戰杯”和“機械設計創新大賽”都是學生積極參與的競賽項目,尤其在機械類學生中有著很強的吸引力,學生通過自己設計自己加工,將每一個創意變成現實,對他們工程意思的培養有積極作用。
在此過程中,學生將自己所學的知識加以運用進行實際的零件加工,很多軸、盤、套類的零件的加工需要在車床上進行,實驗室開放、教師的專業指導在這方面起著非常重要的作用,為學生完成其創意提供了重要的條件,這也是學校提高學生素質和創新能力的重要舉措。
普通車床的實習是工程訓練中很重要的一個環節,在這一環節中可使學生懂得和掌握很多機械加工的知識,提高他們的動手實踐的能力。通過扎實的基礎訓練、良好的學習氛圍、技能的不斷提升,可使普通車床實習更加有特色,并且可以使學生在實踐中不斷提高工程意識和創新精神。