關于機械類專業銑工實習的改革與實踐

高育森， 張 翔， 蔡美美， 陳向文， 程國偵

（福建農林大學機電工程學院， 福建 福州 350002）

銑工實習是金工實習教學的重要內容之一，是理論在實踐中應用的產物。學生在實習時不僅能提高操作技能，還可以鞏固所學的機械制圖、機械加工工藝等相關的機械理論知識[1]。

1 機械類專業銑工實習的現狀

近幾年，福建農林大學機電工程學院對機械類和非機械類的銑工實習內容大體相同，基本上以掌握銑床的基本操作為主，了解銑床的基本結構和銑床的一些簡單加工工藝流程為輔；以傳統的教學方式為主：老師講，學生聽，操作簡單的平面加工。用這種模式實踐于銑工實習中，造成學生跟著老師的思路一步一步去做，缺乏加工工藝路線的創新性[2]。該模式沒有針對機械類與非機械類專業的特性制定相應的教學計劃。比如機械設計、車輛工程與化學工程與工藝、制藥工程等非機械專業實習的零件、加工工序是相同的。然而機械類銑工實習不僅要了解機械制造加工的一般過程，還要熟悉機械零件的常用加工方法及其所用主要設備的工作原理及典型結構，工、夾、量具的使用以及安全操作技術，了解機械制造工藝知識的應用。隨著IEET工程認證的熱潮不斷升溫，機械類專業的實習周期慢慢加長，對機械類專業設計一個符合其專業特性的銑工實習內容成了當前迫切的問題。

2 教學改革的基本目的和路徑

2.1 教學改革的基本目的

為了使機械類學生能夠選擇簡單零件的加工方法，提高學生工藝分析的能力，加深對工、夾、量具的使用以及安全操作技術的認識，針對銑工進行了教學改革，要想使教學改革達到這個效果，就要改變傳統的教學方式，由先前的以師傅為主的教學模式轉變成由學生為主體、學生跟著師傅一步一步操作向學生自行思考、自行操作轉變。

2.2 教學改革的路徑

具體采用對比的方式來檢驗這次改革的成效性，選取一定的人數并分成兩大組，首先，對兩組同時進行銑床結構、用途的介紹，并把簡單的銑削平面作為練習，此步的目的是讓學生對銑床結構、加工原理及工件的夾緊有一個簡單的認識。其次，分別對兩組進行不同教學方案的銑槽實習，一組是獨立思考并進行槽加工，由師傅對所加工出來的槽進行評價與指導。一組跟著師傅一步一步操作加工。通過不同的教學方案進行試驗，得出兩組方案的試驗結果，為下一步做準備。此步驟的目的是讓學生對工件的加工方法、加工工藝有一定的認識，培養學生對工件加工工藝的分析能力。再次，讓兩組對相同尺寸的槽（與上步不一樣）進行加工，并對兩組所加工的工件進行分析。通過對比兩組的槽，選出槽尺寸較好的一組。最后，對參加此次試驗的學生進行問卷調查，選出學生較滿意的一種教學改革方案，并運用于實踐。

3 教學改革實踐

以17級機械設計制造及其自動化專業為改革專業，將學生分成A、B兩大組，再把每個大組分成由2～3人組成的多個小組進行改革實踐。

3.1 銑削加工長方體工件

第一節課給A、B兩組共同介紹銑床的結構、功能，及常用的夾具、刀具、量具等，并一起銑削平面，加工的零件如圖1所示。

圖1 四邊形加工件（mm）

3.1.1 主要操作

1）裝好刀具，測量毛坯尺寸，計算好進給量；

2）確定工件的裝夾方式、加工面及基準面的選擇。

3.1.2 試驗小結

長方體工件的銑削要求主要有工件的尺寸誤差、平面度、垂直度及平行度。要更好地達到這些要求，其根本是解決工件的夾緊問題。工件銑削的順序、銑削加工時所選擇的參考基準面都是其解決的關鍵。此次的銑削加工的基本操作是讓學生初步了解銑床的基本操作、工件在銑削時的工藝流程及銑削工件應注意的一些問題，為下面銑削內容的推進做準備。

3.2 槽銑削

A、B兩組同學在上述所銑削長方體的基礎上，選擇其中的一個面進行銑削槽，具體尺寸如圖2所示。

圖2 槽加工（mm）

分別對A、B兩組進行不同的實習教學，A組為自行思考、加工，最后對A組所加工的零件進行分析總結。B組為在師傅的帶領下，跟著師傅一步一步的完成工件的加工。

3.2.1 主要操作

1）銑刀的選擇。采用Φ6的鍵槽銑刀先做粗加工，再用Φ8的鍵槽銑刀作精加工。這樣的目的是為了精加工時減少銑削用量，從而減少銑刀的偏讓，提高槽的位置精度。

2）工件的裝夾方法。采用平口鉗夾緊，固定平口鉗時，要保證平口鉗的水平。夾緊工件時要保證加工面的水平及工件的夾緊[3]。

3）槽的檢驗。檢驗槽寬度時可用內徑千分尺來測量，由于此槽為封閉式槽，檢查深度時可用外徑千分尺進行測量。

3.2.2 試驗小結

A組學生加工出來的工件尺寸誤差大、槽底表面粗糙，主要表現為兩邊槽弧到側面的距離沒有達到要求尺寸，槽長度不足，槽的中心線不在工件的中心線上。其主要原因有以下幾點，一是對刀誤差，對刀現象過于明顯，導致一邊尺寸偏大；二是沒有先用小刀具進行粗加工導致位置精度誤差；三是選擇轉速太慢，進給速度大導致表面粗糙。B組學生基本能完成基本尺寸，但是還是存在著對刀的偏差。

3.3 槽銑削測試

對A、B兩組學生進行同樣的銑槽測試，測試工件選擇上個操作中沒有加工的一個面進行，此次試驗師傅不參與其中，學生自行討論操作。工件尺寸如圖3所示。

圖3 槽加工（mm）

試驗小結：A組學生加工出來的工件的尺寸誤差、表面粗糙度等比前一次改善很大，工件基本上能達到要求；B組學生所加工出來的工件比前一次的差，其原因分析有以下幾點，一是跟老師操作完之后，沒有進行總結，原先錯誤的操作還是存在；二是忘記上次加工步驟，有些細節被忽略；三是由于操作不熟練，對刀誤差大；四是忽略了讀數時手柄順時針與逆時針的空乘差。

3.4 問卷與總結

試驗結束后，對17級機械設計制造及其自動化的學生進行了問卷調查，調查結果為65.4%的學生選擇了A組學生的實習方案，他們認為這樣的實習模式比以前的有趣多了，學到的知識更為全面，通過自己思考加工出來的工件更有成就感；34.6%的學生選擇B組學生的實習方案，他們覺得跟著師傅一步一步的操作加工，比較簡單，不用考慮太多。

4 結語

本次教學改革在生產實習過程中引入遞進式的教學方法，針對機械設計制造及自動化專業的特點，在原來的基礎上增加了一項不同以往的教學內容，來提高機械專業在銑工實習的質量。通過改革實踐結果，調查得到A種方案受到更多學生的青睞，最后選擇A種方案為以后的教學方案。

[1]李慧燕，王強.銑工實訓引入任務驅動教學法的探索[J].山東商業職業技術學校學報，2013（2）：95-96.

[2]鐘永針.談談金工實習中銑工教學經驗[J].裝備制造技術，2013（10）：173-174.

[3]周炳章，吉廣鏡.簡明銑工手冊[M].上海：上海科學技術出版社，1988.