機械制造類專業零件加工訓練項目的設計

【摘 要】對零件加工訓練項目進行合理設計，把一些常見的零件加工與車、銑、磨、焊、鉗幾個工種的實訓聯系起來，有效地提高實訓材料的利用率，使學生系統地了解機械零件一般的加工工藝過程，掌握獲得加工精度和裝配精度的方法，提高教學效果。

【關鍵詞】機械制造類專業 零件加工 實訓 項目

【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2014）02C-0181-02

一、目前實訓教學設計的弊端

職業院校機械制造類專業各工種傳統的實訓教學設計一般模式是：按學習內容，由簡單到復雜、由單項基礎訓練到綜合訓練的循序漸進訓練方法。近幾年職業院校經過一系列的教學改革活動，提出工學結合一體化教學，取得一些成果。工學結合一體化學習情境的設計，就是要使學生懂得首位工作崗位所需的工作對象、工作內容、工作手段、勞動組織、工作環節、工作過程，提升學生的社會能力和方法能力，融綜合素質培養于學習過程。然而，目前多數學院的實訓項目設計還是局限于各工種的單一訓練，還是處于各自為陣的封閉式教學狀態。其弊端體現如下。

（一）各工種的單一訓練不利于學生對機械零件整個工藝過程的學習

各工種單一的單項基礎訓練到綜合訓練，只按本工種學習項目來設計工件的結構，從簡單結構到復合結構，循序漸進一一訓練的教學方法，沒有考慮其他后續工種的實訓。因此，項目訓練只體現了本工種的加工工藝，不能體現一個真實機械零件的整個加工工藝過程，學生對零件的整個加工工藝過程認知和實踐受到局限，不利于學生的機械制造工藝水平的提高。

（二）封閉式教學不利于提高學生對工裝夾具的合理選用意識和設計能力

各工種的實訓教學只注重學生本工種的操作技能提高，只針對本工種各項基本功訓練來設計訓練載體以及加工精度，忽略與其他工種的聯系，不能把一個機械零件的整個加工過程和裝配關系進行系統分析。比如：車工加工軸類零件，只按本工種加工技術要求設計零件形狀與尺寸及公差，而忽略軸上其它各種加工的結構要素設計，學生只知道本工序的尺寸控制；銑工為了完成鍵槽的銑削訓練課題，隨便找根車工廢棄的軸，在上面銑鍵槽，雖然制定了尺寸精度，但沒有與其相互配合的齒輪或其他套類零件來檢驗，能否滿足形位公差方面的技術要求也就不得而知。而真正的傳動軸，軸上裝配有其他套類零件，齒輪和軸通過鍵、鍵槽傳遞扭矩，裝配精度要通過尺寸、形位公差要求來保證，需要車、銑、磨、鉗各工序的加工過程來保證其加工精度。因此，各自為陣的封閉式教學，學生不了解零件的各工序加工精度的相互關系，不利于學生系統地了解機械零件的傳動關系和裝配關系，不利于學生掌握機械傳動機構精度獲得方法，以致影響提高學生對工裝夾具的合理選用意識和設計能力。

（三）各工種的訓練項目不相關聯造成材料的浪費

由于各工種實訓的各自為陣，設計的訓練項目不相關聯，以非生產性的工件進行訓練，加工以后經檢測評分，就當做廢料處理，例如：車工進行套零件加工項目訓練，先用圓鋼下一批坯料，從鉆孔→車通孔→車臺階孔，訓練后就當廢料處理。銑工進行齒輪的輪齒銑削加工項目訓練，先用圓鋼下一批坯料，由車工加工出齒輪坯→車工另找材料加工一根定位心軸→銑工用心軸安裝齒輪坯銑削齒部，因為是非生產零件，這批齒輪即當廢料處理。如果車工訓練的零件能轉到銑工、磨工等工種訓練用，可避免某些材料浪費。因此，工種間的訓練項目不相關聯造成較大的實訓材料消耗。

二、零件加工訓練項目的合理設計

（一）盡可能選擇生產零件作為訓練載體，符合產學結合原則

各工種在實訓項目設計時，盡可能聯系生產實際，選擇生產零件加工為訓練載體，實行產學結合，減少非零件加工的純練習的材料消耗。如車工進行軸類零件加工項目訓練，假設：第一種是純消耗練習，一名學生車一根45鋼的軸所用材料為1公斤，價格約4.5元/公斤，消耗為4.5元。第二種是承接企業的來料加工實行產學結合，同樣加工一根軸，首先省去購買材料費4.5元，其次，完成加工后，企業付給加工費為1.5元。兩種情況對比，二者均實現了項目訓練，但第一種情況是負4.5元，而第二種情況是少支出4.5元并加1.5元，二者相差為6元。

在產學結合方面，柳州職業技術學院在實訓教學過程完成多種零件的加工。如車工實訓結合銷軸、拉桿、傘齒輪軸、擋圈、管接頭等零件的批量生產，以及各種單件小批量的零件加工。銑工、數控銑/數控加工中心、磨工實訓對傘齒輪軸、齒輪、發動機蓋板、齒輪箱、閥座等生產零件加工，既減少大量的純練習的材料消耗，每年還有上百萬元的利潤收入。

（二）選擇的生產零件要與項目訓練內容緊密聯系

選擇的生產零件既要滿足企業生產要求，又要與項目訓練內容緊密聯系，符合學生項目訓練提高技能要求。如學院為企業加工的部分零件，傘齒輪軸，機械加工包含了車工、銑工兩個工種的工序。車工有車端面、鉆中心孔，車外圓臺階、車螺紋、車錐體；銑工有銑花鍵、滾齒；磨工磨削外圓，發動機蓋板，機械加工含有銑工銑定位面、數控加工大小孔、磨工磨削平面等，并有三坐標檢測工作。這些零件是機械加工基礎訓練較為合適的載體，既能達到項目訓練目的，又產生經濟效益，重要的是學生的操作技能更適應企業生產要求，是提高教學效果的有效手段之一。

值得注意的是，選擇生產零件時，避免單一考慮經濟效益而忽略學生技能訓練。如長期讓學生加工簡單而單一的零件，學校取得了經濟效益，但學生的實訓時間全部用于簡單零件加工，培養出來的學生成為技能低下的熟練工，違背了培養高技能人才的宗旨。

（三）各工種訓練項目相銜接，使機械制造工藝過程的理論知識應用于實踐

設計訓練項目時，各實訓工種應共同研討，擬定一些多工種的訓練項目相銜接的載體，并按加工工序的順序安排項目實訓，使學生在實訓過程系統地把零件制造工藝過程理論知識應用于實踐。

比如：小型減速器就是組件加工的載體，圖1所示為高速軸零件裝配示意圖。把軸、隔套、齒輪、端蓋、透蓋、帶輪、螺母的加工貫穿于車、銑、磨、鉗等工種的實訓中，可根據工藝過程合理安排實訓內容。箱體可利用邊角料和廢棄的套零件通過焊工焊接、銑工（數控銑）加工、鉗工加工成型，也可采用鑄件，由銑工（數控銑）、鉗工加工成型。車工實訓完成軸、隔套、齒輪、端蓋、透蓋、帶輪、螺母的車削工序的加工，把軸類零件、套類零件的車削加工課題訓練融入其中；銑工實訓完成箱體銑削加工，及軸、齒輪、帶輪的鍵槽與齒部的加工，基本涵蓋了銑工基礎訓練內容；磨工實訓完成軸的軸承位、齒輪內孔及端面的磨削加工，滿足磨削基礎訓練要求；鉗工實訓完成端蓋、透蓋鉆孔及最后組裝成減速器總成，是訓練課題的重要內容之一。學生通過幾個工種的實訓，了解減速器主要零件的生產過程，對一個零件的多工序加工工藝及該零件與其它零件的裝配關系有較全面的認知，有利于對機械制造工藝知識的掌握和操作技能提高。

圖1 減速器高速軸裝配示意圖

各工種的訓練項目銜接設計得當是關鍵，例如：軸的加工，經過下料→車工車削加工各外圓→銑工銑鍵槽→磨工磨削軸承位；齒輪加工由車加工外圓內孔與端面→拉鍵槽→磨工磨削內孔→銑工銑齒部；軸與齒輪的配合要求以及加工中保證配合精度應注意的問題、精度的檢測方法等技術均在加工訓練中得到應用。使學生了解機械零件的加工工藝過程，了解零件在機構中的裝配關系，加工精度對裝配精度、工作精度的影響，如何保證零件的加工精度等。更重要的是：學生把自己加工的零件組裝成一個機構（總成），會使學生形成一種成就感，從而激發學生進一步學習鉆研的興趣。同時一個零件可用于幾個工種的不同項目實訓，克服了各工種各自為陣單獨訓練的耗材嚴重弊端。

三、實訓項目的合理設計帶來的實惠

實訓項目的合理設計，使實訓教學與專業理論知識系統地結合，提高學生學習興趣，提高教學效果。尤其產學結合的項目訓練，使教學與生產緊密聯系，學生的能力更符合企業生產要求，實現職業教育與企業人才需求趨向零距離對接。實訓項目的合理設計及產學結合的開展，減少實訓材料的經費開支，并創造經濟效益，實現以產養學的辦學理念。柳州職業技術學院機電工程系產學結合的實訓教學模式，以生產零件為訓練載體，取得較好教學成果與經濟效益。

多年來，柳州職業技術學院機電工程系用工程機械零部件、汽車配件等企業的零件加工為訓練載體，實行產學結合的教學模式，有三方面的好處。一是使學生把理論知識用于產品加工實踐中，加工出合格產品，樹立了成就感，產生進一步學習的欲望。二是學生參與零件批量生產，有利于操作熟練程度的提高，培養生產質量與效率意識、生產環境的管理與維護意識、職業素養等，更貼近企業對高技能人才的要求。三是產學結合的實施，為學院節省了大量用于訓練的鋼料，每年對外加工產值過千萬元，實現了以產養學的自我造血功能，并為柳州市多家企業提供了生產服務，產生了多重的效益。

綜上所述，機械制造類專業實訓教學訓練項目合理設計，是提高材料的利用率和提高教學效果，提高學院在企業的認可度的關鍵問題，是職業院校發展值得研究的課題。

【參考文獻】

[1]史云霞，卞雪松，施振華.基于工學結合的機械零件加工課程開發與設計[J].南通紡織職業技術學院學報，2011（3）

【作者簡介】韋富基（1958— ），男，柳州職業技術學院副教授，研究方向：機電技術教育。

（責編 丁 夢）