職業院校如何開展基于生產任務的數控實訓課

◆閃雙鳳

0 引言

目前職業院校數控專業畢業生數量較多，但他們的技能和職業素養卻達不到企業要求。之所以出現這種狀況，除了學生自身原因和學校實習設備不足外，學校的實訓課教學模式不合理也是重要原因。數控專業的實訓課與企業不接軌，一是教師不能及時更新觀念，教學模式陳舊，不能及時學習當代企業需要的數控新技術和新工藝，導致不知企業需要什么技能的員工，或者自己就不具備這些企業所需的技能；二是學生缺乏真實在企業實操加工的職業體驗，導致在學校所練的技能和職業素養達不到企業的要求。如何讓學生在數控實訓課中加強企業急需的專業技能訓練，提高綜合素養，滿足企業需求，已經成為職業院校數控實訓課亟待解決的問題。

如果在數控實訓課中以企業生產任務的形式進行教學，以任務書中加工產品為線索來巧妙設計，基于真實企業生產情景，通過生產任務的發放、實施、檢測、展示、總結五個環節完成整個實訓教學過程，那么學生會提前感受到工廠的競爭氛圍，積極提高技能水平和職業素養。本文通過一次實訓教學案例來詳細介紹基于生產任務的數控實訓課的實施過程，同時通過在實訓課中對學生加工產品進行自評、互評、教師點評，讓學生分享自己的成功經驗和實操加工中的不足之處，以提高學習積極性和技能水平。

1 發放生產任務

發放生產任務采用任務書的形式，通過課堂派、雨課堂、藍墨云、微信、釘釘等不同網絡學習平臺發放，通過設置大量的互動式環節來加強與學生的溝通。讓學生認真分析加工圖紙，引導學生重點對零件的加工內容和精度進行分析。加工內容包括：什么形狀的內外輪廓，切槽的寬度和深度，螺紋是普通螺紋還是梯形螺紋。精度分析包括：尺寸公差范圍，形位公差和表面粗糙度要求等。通過這種方式來鞏固強化學生的識圖能力和分析計算能力。同時，在零件裝夾、加工順序及進給路線、刀具夾具選擇、程序編制等方面讓學生各抒己見、暢所欲言、有問有答，共同學習進步。

在本次實訓案例中就有一名學生直接視頻講解了程序的編程過程，他用自己的語言來講解，效果非常好。同時，教師在平臺上一定要起到引領作用，不能在平臺上發完任務書后就放任不管。比如可以通過提一些問題，故意設置一些錯誤讓學生改錯等方法，讓學生積極討論。

任務書中對數控機床安全操作規程要重點強調，任何時刻都不能忽視安全教育。本次案例中就在任務書的首頁放置數控車床操作安全規程（見圖1），在實操開機前讓學生先讀一遍操作安全規程，教師要提前檢查學生的工作服、帽是否規范，為學生提前準備好防護眼鏡等。同時，教師在學生每次實習實訓前要對車床檢查一遍，重點檢查各部件機構、各按鈕、油標油量等是否正常，還要讓學生熟記開機關機順序，以及開機后的操作步驟、換刀時的注意事項等，一定要確保整個實習實訓過程安全。

圖1 數控加工任務書

任務書中加工工件產品要結合當代企業的生產模式，有針對性地對各種指令進行重點訓練，要有所側重，盡量尋找一些典型產品來加工。任務情景的描述要符合企業實際，比如產品的用途、毛坯材料、尺寸、產品數量等。工件圖紙繪制要清晰，尺寸數字和精度設置要合理，粗糙度設置要能滿足要求。

在任務書中設置好數控加工刀具卡片、工藝卡片和程序單，讓學生自己填寫，填寫過程中可以利用互聯網等多媒體平臺及時與教師溝通，選擇合適的刀具和加工路線，編制正確的程序。教師在學生擬定加工工藝方案時可以引導學生查閱工具手冊和技術資料，也可以通過網絡平臺把一些刀具選擇手冊、切削用量手冊等提前發放給大家，讓學生參考制定。

任務書的最后要體現任務評價，在任務書中設置自檢、互檢和教師檢測，綜合評價工件是否合格，判定每組學生的合格率。

2 實施生產任務

在本次教學案例中，學校有10臺數控車床，學生有40人。學生四人一組，每人都要加工出產品。四人的企業生產角色分別是操作員一人、程序員一人、檢測員兩人。操作員實際操作選擇裝夾刀具、工件，找正，對刀，設置合適的對刀參數，實操加工產品；程序員輸入編輯程序，模擬演示程序來驗證程序是否正確等；檢測員的任務是選擇合適的測量工具，測量產品尺寸精度、形位公差是否在公差范圍內和表面粗糙度是否合格等。

每人定位好自己的角色，下次更換角色再次加工。每組加工出四個屬于自己的工件，最后通過自評、學生互評、教師綜合評定來判定合格率。不同的模擬角色讓學生學會怎樣與他人合作，增強團隊意識，知道自己在哪個角色中是弱項。比如有的學生測量外輪廓直徑時選擇游標卡尺，他的測量精度與使用千分尺的同學相比就差很多。問他為什么選擇游標卡尺而不選擇千分尺，他回答不會讀千分尺上面的尺寸。課后這名學生主動向教師和其他同學請教千分尺的測量方法與讀數技巧，下次數控實訓時發現他已能熟練運用千分尺。

在實操加工中，程序編制得是否正確直接決定了工件是否合格，學生經常在程序的進刀點和退刀點設置上犯錯。編程時一定要強調在工藝上體現出倒角或者圓弧是沿延長線進刀、退刀這個難點，如果在程序中沒有體現這個工藝，在產品的進刀和退刀位置就會留下一個小圓弧凸臺痕跡，影響這個產品的加工質量。本次案例中體現出要沿斜線退刀的工藝難點，教師對退刀點的設置要重點強調，讓編程的學生理解。

在實操加工中，如何保證工件的尺寸精度和表面粗糙度，是本次實訓課的重點和難點。教師要詳細講解加工方法和技巧，并實際演示操作一遍。可以通過合理設置磨耗和更改尺寸的方法來保證工件的加工質量，具體操作過程是在操作員對刀后，在運行程序粗精加工之前，把粗精車的刀具磨耗調出來，在相應的X、Z值預設合適的磨耗值，并在程序編制過程中設置工藝性暫停指令，起動數控車床依次對工件進行輪廓的粗、半精加工，測量工件各部分的尺寸，減去精車余量后與零件圖中的尺寸中值進行比較，同值變大或變小，通過修改磨耗來解決；大小變化不同值時，修改加工程序中該部分的尺寸數字。與此同時，可以檢查工件的表面粗糙度，看是否達到要求，如達不到要求，修改切削用量如進給量或主軸轉速（或切削速度），最后精車一次，從而使工件的尺寸和表面粗糙度都達到圖樣要求。

教師在學生加工過程中巡回指導，一定要眼明手快，注意觀察學生的工卡量具是否放置到合適位置、車床周圍是否有障礙物、車床切削時是否關閉防護門等，幫助學生排除安全隱患。如果有緊急情況，在操作員按下緊急按鈕后要及時給學生解決問題。

3 檢測生產工件

在這個實操環節，教師要提前準備好需要的多種測量工具，比如游標卡尺、千分尺、深度尺、萬能角度尺、內徑百分表、內徑千分尺、螺紋環規等，讓學生自行選擇合適的工具來檢測產品的精度是否在公差范圍內。學生加工出的工件在自測和互測后交給教師，教師判定每組四個工件的及格率。在這個實施過程中，教師一定要鼓勵學得好的學生講解測量工具的正確測量方法。有的學生習慣測量工具在工件上時讀數，有的則習慣于拿下來讀數，哪個更合適呢？讓學生思考這個問題并討論。在本次案例中，有25名學生加工的工件滿足精度要求，有12名學生加工的工件精度不合格，有三名學生加工的工件表面粗糙度不符合要求。這15個工件不合格的原因要讓學生自己找，或讓其他學生幫著找，找到不足，吸取經驗教訓，在下次任務中改正。

4 展示優秀工件

檢測過之后一定要展示精度和表面粗糙度好的工件，因為職業院校的學生在文化課學習上經常受打擊，教師不太重視，缺乏自信心，所以他們更希望得到專業教師的鼓勵和表揚。因此，展示好的工件就是對學生的激勵，表揚學生無疑會給他們極大的鼓舞，增強學生的自信心，提高學生的興趣和積極性。在整個實訓中，學生經歷了分析工藝、確定刀具、制定工藝卡片、計算尺寸數字、編制程序、驗證程序、裝夾找正工件刀具、對刀操作、實操加工、檢測工件等全過程，親身體驗了生產過程的得與失、苦與樂、成功與失敗，技能得到鍛煉和提升。

本次實訓案例中滿足要求的有25個工件，首先要肯定這25名學生，但筆者只挑出10個精度、粗糙度比較好的工件進行展示，剩余的讓學生學會對比和分析，思考為什么自己加工的產品沒有選上，提醒他們下次加工時應注意的事項，鼓勵他們下一次要做得更好。

5 總結生產任務

總結生產任務能指導學生把加工過程聯系起來，形成知識技能結構，促進學生進一步消化，引領學生找到技能訓練的精華所在，也有利于實習實訓中突出重點、突破難點，幫助學生更深刻地理解所學的實操技能。本次實訓案例中通過學生自評互評和教師點評來結束本次實訓課，學生在自評中分享自己的經驗和不足。本次課中，有的學生說自己加工時看游標卡尺一直看不對，馬上就有學生站起來告訴他怎么正確測量和讀數；有的學生說磨耗設置是不是數字大一些更能通過半精加工保證精度，馬上又有學生說加大磨耗設置會使精加工尺寸變大，這樣就無法保證工件的表面粗糙度。學生的自評、互評和討論極大地提高了他們的學習積極性和技能水平。

總之，基于生產任務的數控實訓課教學模式在學校實施后，等同于將企業的生產模式請進來，讓生產任務與學生的實訓加工相融合，創建與企業相仿的生產情境，這樣在學校就培養了學生的數控操作能力和規范作業能力，提高了學生的技能和綜合素養。