特種加工工程技能訓練教學研究與實踐

王 鋒 王 祺

（1.重慶科技學院 機械與動力工程學院工程訓練中心，重慶 401331；2.深圳航空有限公司維修部，廣東 深圳 518128）

工程教育實踐教學作為我國高等教育的重要組成部分，是增強學生的工程實踐能力，提高綜合素質，培養創新精神和創新能力的重要手段，也是學生在本科學習期間不可或缺的重要教學環節。從我國的國情出發，在理工科高等院校中大力加強工程實踐教學基地建設、推進工程教育實踐教學改革是近10 多年來國內高等教育改革與發展中受人們密切關注的一件大事。全國許多高等院校在這方面都十分重視，并進行了卓有成效的改革和深入的研究與實踐。其投入之多、規模之大、學生受益面之廣都是前所未有的。特種加工工程技能訓練是我校實踐教學的一個重要環節，由于我校實訓人數、批次較多，而設備相對不足，所以，為了取得較好的工程技能訓練效果，必須對現有教學目的、教學方式、教學手段等系列進行教學研究和改革，滿足我校實踐教學需求，力爭達到最佳教學效果。

1 當前特種加工工程技能訓練教學存在的問題

當前特種加工工程技能訓練教學并沒有完全按照生產合格零件要求為導向，且隨意性比較大，因此，學生在裝夾、對正方面不太注意，加工零件合不合格無所謂，脫離了企業生產工藝程序，也給學生造成錯覺，勢必影響以后的職業生涯。理論教學和現場教學存在重復性，造成時間的浪費。[1]零件圖沒有標注公差，造成加工零件考核評價困難。學生操作步驟未程序化，出現多個學生操作機床。分組時每組人數過多，現場操作較混亂。

2 特種加工工程技能訓練教學研究與實踐

鑒于特種加工工程技能訓練教學存在一些問題，需對教學安排做一些調整。我校特種加工設備有DK7740 電火花線切割快走絲、激光切刻機、3D 打印機、電火花成型機等，主要特種加工工程技能訓練還是電火花線切割機床為主。

2.1 工程技能訓練之前的安全教育

每一批學生來工程訓練之前都做了整體的安全教育，但特種加工設備需針對性做安全教育，時間占用不會太多，大約只需要幾分鐘。首先，在進行訓練之前，到設備現場按照工廠生產規范進行安全教育，初步要求學生了解設備操作系統相關的損傷類型，繼而提出設備的操作規范。如：（1）激光切刻機在調整激光強弱時，手不能放進激光區；線切割機床對刀時，手也不能放進加工區，避免造成傷害；（2）設備加工過程中，不要把身體部位伸進機床加工區和移動部位；（3）不要在設備加工狀態下動裝夾具或其他管接頭、電線纜等；（4）線切割滾筒運絲過程中，不要用手觸摸，以免造成切傷；（5）設備出現異常時，應立即停機，不要在運行中進行檢查；（6）設備操作時只允許1 人操作，絕對不允許2 人同時操作；（7）設備自動加工完成并發出報警聲后，才允許取出加工零件。

經過安全教育，不但能夠保證學生在工程技能訓練過程中的人身安全和設備安全，也能夠使學生盡快進入角色，融入生產實際，具備適應工廠生產要求的能力。

2.2 特種加工的理論教學

我校學生特種加工技能工程訓練批次較多，每批次人數大概25-32 人，課時一般為4 課時、8 課時、12 課時，設備（線切割機床）正常運轉能保證5 臺。為了保證學生盡可能上機床操作，理論課時教學一般控制在1/4-1/5 總課時內，主要讓學生了解特種加工的概念及特點（特別是與傳統設備加工的區別），電火花線切割機床加工原理及優缺點，理論講解要簡潔明了，不能繁瑣太細，機床結構、操作講解放在現場教學當中，避免重復教學。

2.3 線切割機床現場教學

由于學生人數較多且車間噪聲大，為了保證現場教學效果，必須對學生進行分組，每組安排一個組長。現場噪聲大又加上學生多，老師講解難以保證每個學生都能聽清楚、聽懂，所以安排每組組長站在第一排圍機床一圈，其他同學依次往后排，這樣組長首先聽得清楚，也容易弄懂理解每一步的操作步驟，對機床加工原理和要點也易掌握。分組練習的時候，組長首先操作加工，完成后指導和幫助其他同學。這樣效率更高效果更佳，使更多學生有機會在實訓期間內上機床操作練習。

我校的線切割機床是快走絲，由于工作不穩定，經常出現電腦啟動不了或加工當中出現卡頓或停止狀態，所以經過改造后分成三大部分：（1）電腦部分，主要完成畫圖或圖形設計、加工軌跡生成（加工走刀方向、補償方向、加工起點、回刀點、切入點）、3B 代碼生成和傳輸代碼到控制器等操作；（2）機床控制部分，主要以單片機控制為主體的控制步進驅動系統，完成對機床的控制驅動操作；（3）機床工作部分（包括機床主體、陰極（鉬絲）與陽極（工作臺）、運絲機構系統、X 軸與Y 軸機構系統等）。

首先學生必須了解和掌握機床實際的X 軸和Y 軸二位坐標，弄清楚-X 和+X 及-Y 和+Y 在機床的實際方向，不然安裝零件裝夾及起刀點和回刀點（一般重合），走刀方向出現重大失誤，加工時電極絲離被加工零件越來越遠等情況。然后講解，第一步：畫圖或圖形設計；第二步：確定加工軌跡生成；第三步：生成3B 代碼；第四步：傳輸3B 代碼；第五步：安裝和裝夾零件，這一步很重要如果裝夾不正，以及前面設定起刀點和切入點位置不對，就可能出現加工的五角星缺角或加工不出來，這一點必須給學生講解清楚，讓他們理解和領會；第六步：對刀；第七步：前面工作完成后啟動機床自動加工；最后聽到機床發出報警聲后取出零件進行檢測。

2.4 突出學生主體地位，發揮學生的主動性

長期以來，在特種加工工程技能訓練過程中，學生基本上處于被動狀態，一是學生動手準備實訓機會少，技能訓練的材料、裝夾具以及設計的圖都是老師準備或按老師的要求進行；二是學生動腦機會少，老師講解太多，學生的整個實訓過程只須按老師講的步驟和要求依葫蘆畫瓢照做，不利于發揮主觀能動性。即使操作熟練，也是重復老師講的內容而已，不利于學生主觀能動性的培養，也不利于以后工作創新意識調動。因此，老師要做以下幾方面的工作。

1.讓學生參與實訓工作。這項任務適合我校特種加工工程技能訓練12 課時的學生。如果特種加工工程技能訓練材料的選擇、裝夾具的選用以及圖形設計完全按照老師的規定要求操作，這樣的實訓過程應該說是不完整的。另外，學生也會覺得簡單、單調，甚至多重復幾次也覺得枯燥、乏味。因此，12 課時的學生前8 課時按照老師的規定動作來完成，如果時間允許可以多重復，熟練掌握整個操作過程，以及了解加工誤差造成的原因。后4 課時完全由學生自由發揮，老師出題目或學生自己出題目設計一個產品圖形，但老師要規定整個產品必須在規定的尺寸范圍之內，因為如果尺寸太大，一是耗材料，二是加工時間太長，課時也不允許。這樣從產品設計到畫圖、材料選用、裝夾具如何選使用、操作、誤差控制等，自己（個人或小組集體）獨立自主完成。由于讓學生獨立參與這些工作，學生的積極性能得到提高，同時增強了動手能力，有助于全面、系統地掌握操作和技能，為將來走向工作崗位培養獨立思考、創新思維的能力，為學生奠定堅實的基礎。

2.老師準確把握講授、示范、指導的尺度。部分老師上實訓課時，講授內容太多太細，學生無需動腦思考只需按部就班進行操作，導致知其然不知所以然，連產品誤差造成的原因多種因素都不會分析，造成技能訓練效果不佳。在技能訓練過程中，既要體現老師的主導作用，又要充分體現學生的主體作用，盡可能讓學生多動手操作、獨立操作、規范操作以及達到熟練操作，盡可能杜絕不動手的旁觀者。老師指導技能訓練要注意方法：重點指導、耐心檢查、注意糾錯，發現普遍性問題，要及時向全體學生講解，個別問題則單獨輔導。

3 特種加工工程技能訓練的考核與評價

由于我院特種加工工程技能訓練的課時少、學生人數又較多，訓練時間短難以保證每個學生有上機床操作的機會。因此，分組操作機床，以每組組長第一個上機床操作，其余同學在機床旁邊觀察思考或為組長提供一些必要的幫助，看每一步操作是否正確，如有錯誤提醒糾正，實際上第一件完成成果是每組成員集體智慧。然后進行檢驗是否達到合格尺寸標準，如有超差可以修改補償來進行修正，第一件完成后后面的同學繼續上機床操作加工，以此類推。

對學生的考核分為操作和實習報告，均采用百分制，為了提高學生的積極性和團隊精神，以工廠師傅加工合格零件為標準，超差等級進行評分，如果沒有時間只完成了一件，則以團隊進行評分，沒有親自操作的同學操作分低一點；如果每組完成多件分別評分，其余的同學沒有親自操作的以第一件標準進行評分。

綜合評價工科學生工程技能訓練，需結合工程認證的一些指標來評價一個學生。如“工程與社會”“溝通表達”“職業規范”“團隊合作”等，在學校培訓教育時間短，只要學生有這方面的意識，就為以后工作崗位打下堅實的基礎做了準備。

4 結語

結合我校特種加工工程技能訓練設備情況，課時又少，而且學生人數批次又多的情況下，為了滿足學生實訓實習最優化，通過實踐教學研究和探索，總結出理論教學和實踐操作機床課時的最優化，為了提高學生實訓的積極性，在操作考核方面進行了教學研究和實踐，滿足了我校目前的教學要求，并取得了一定應用效果。