校企合作驅動下的數控教學改革實踐

黃直欽

摘要：隨著“中國制造2025”戰略計劃的提出，制造業轉型升級步伐進一步加快，數控技術在機械制造領域的運用也越來越廣泛，高素質數控人才成為了就業市場的“香餑餑”。中職學校要積極尋求企業合作，不斷拓展校企合作渠道，利用企業先進數控設備開展實訓教學，邀請企業師傅參與校內外教學，把最新的數控機床、銑床以及編程技術等融入專業課教學中，讓學生熟練操作五軸聯動加工和復合加工機床，提升學生崗位勝任能力。

Abstract： With the "Made in China 2025" strategic plan proposed， the pace of manufacturing industry transformation and upgrading further accelerated， CNC technology in the field of machinery manufacturing is more and more widely used， high-quality CNC talent has become the job market "xiangbobo". Secondary vocational schools should actively seek enterprise cooperation， and constantly expand the channels of cooperation between colleges and training teaching conducted by enterprise advanced numerical control equipment， and invited master enterprises to participate in face-to-face teaching， put the latest CNC machine， milling machine and programming technology into specialized courses teaching， let the students familiar with five-axis linkage machining and composite machine， improve students post competence.

關鍵詞：中職學校;數控專業;校企合作;教學改革

Key words： secondary vocational school;CNC major;school-enterprise cooperation;the teaching reform

中圖分類號：G424? ? ? ?   ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）23-0252-02

0? 引言

數控技術是機械制造行業的核心力量，數控機床則是企業最常用的數控設備，可以實現精密零部件加工，采用數控編程程序來實現自動化操作，對零部件進行切削、打磨，提升機械零部件加工效率。中職學校要積極推進校企合作，聯合企業培育工匠型數控人才，結合企業數控機床崗位技能優化實訓教學;邀請企業數控機床工、銑床工等參與教學，讓學生跟隨企業師傅學習數控機床操作技能;結合學校和企業資金、優秀師資力量打造實訓基地，一方面是利用企業先進的數控設備開展實訓教學，另一方面則是做好數控專業教學和崗位技能對接，提升學生就業競爭力;聚焦學生崗位技能訓練，實施項目化教學，引導學生自主進行機械繪圖、數控機床編程和機床操作，提升中職數控專業學生崗位勝任能力。

1? 新時期數控技術發展趨勢

1.1 五軸聯動加工和復合加工機床快速發展? 隨著機械制造工藝不斷提升，對零部件加工精度要求越來越高，這加快了數控機床的更新換代，由三軸聯動機床升級為五軸聯動機床。五軸聯動機床可以對三維曲面零件進行加工，它的刀具可以切削各種幾何形狀零部件，加工過的零件平面比較光滑，工作效率也比較高，但是這種數控機床編程難度比較大。為了解決這一難題，技術人員研發了復合型機床，增加了電主軸，簡化五軸聯動機床操作流程，降低編程難度，滿足不同類型機械零部件加工要求。

1.2 高柔性化和高集成化發展? 單元柔性化和系統柔性化是數控加工領域新趨勢，很多機械加工企業開始在數控機床上增加一些設備，例如增加可以自動換刀的機械手，這樣不僅可以提升換刀速度，還可以保證機床工安全，還可以在機床上增設第二主軸和交換工作臺，滿足曲面、齒輪和精密零部件等不同類型零件加工要求，以便適應不同規格零部件加工要求。此外，數控機床還在逐步向高集成化發展，逐漸向FMC、FMS、FTL、FML和工段車間獨立制造島、分布式網絡集成制造系統的方向發展，提升數控機床加工精度和工作效率。

1.3 數控機床生產系統智能化? ?隨著“中國智造”理念的提出，我國機械加工行業已經進入了超精密加工階段，擺脫粗放型加工方式。隨著機械制造市場變化、機械設備用戶個性化要求增多，對數控機床柔性、自動化程度要求越來越高，很多數控機床生產廠家開始研發智能化系統，對傳統編程技術進行創新和完善。技術人員要不斷優化車床自適應控制，讓機床可以自動選定模型，提前在數控機床操控面板中導入編程代碼，增加智能診斷和智能監控功能，自動對機床進行檢測，及時發現機床存在的故障隱患，降低維修成本，保障數控機床安全運行。

2? 校企合作背景下中職數控專業教學現狀分析

2.1 數控實訓設備數量和型號無法滿足教學需求? 數控設備造價比較昂貴，一臺數控機床的價格就高達幾十萬，中職學校辦學資金有限，很難承擔數控機床高額費用，很多學校只有幾臺數控機床、數控機床型號比較老，導致教材上很多內容無法展開，學生獨立操作練習時間少。例如教材上講解五軸聯動機床的操作和編程技術，但是學校只有三軸聯動機床，學生無法進行實操練習，影響了數控專業教學質量。

2.2 企業師傅對數控設備操作技能講解不太深入? 一些學校會邀請企業數控機床工、鏜床工和裝配鉗工等工種參與實訓教學，但是企業師傅對不同類型數控設備操作技能講解比較少。例如企業師傅在講解數控機床鉆孔加工時，只是講解了編程程序，忽略了講解對刀、機床操作流程，鉆頭也需要對刀，鉆頭的中心線要和車床主軸的中心在一條直線上，先用鉆頭輕輕觸碰零點，再用鉆頭外緣碰一下外圓，還要校準鉆頭垂直度，鉆孔時鉆速不要過快，最好是鉆一點退一點，然后再繼續鉆，這樣可以盡快排出鐵屑，放置折斷鉆頭，如果鉆孔深度比較深，鉆頭溫度上升，可以加一些冷卻液，保證加工人員作業安全。

3? 校企合作驅動下的中職數控教學改革策略

3.1 立足數控技術發展背景，開發全新實訓課程? 中職學校要全面了解數控行業發展趨勢，聯合企業研發數控專業實訓課程，把最新型號的數控機床、數控銑床和數控鏜床等融入實訓教學中。例如教師可以企業數控機床工聯合開發課程素材，一方面是了解企業最新型號的數控設備，編寫詳細的數控設備操作技術課程，另一方面則是要拍攝企業師傅數控設備操作視頻，豐富實訓課程教學方法。例如教師可以和企業師傅聯合介紹數控機床編程流程，總結出：分析工藝—劃出走刀路線—建立坐標系標注坐標—按格式寫程序，為學生介紹絕對值編程（用X，Z表示），機床直徑方向（X方向）為直徑編程，X向的脈沖當量應該取Z向的一半，采用固定循環方式來簡化編程過程。此外，教師還可以講解數控銑床和鏜床操作，數控鏜床主要用來打孔，可以自動換刀，鉆孔是一般用每轉進給，滑枕伸縮距離比較長，可以固定零部件，加工表面精度比較高，可以對體積比較大的香體類零件進行鉆孔。數控銑床主要用來對零件平面、內外輪廓、孔、螺紋進行加工，運用兩軸聯動來進行平面加工，運用三軸或多軸聯動來加工零件曲面，讓學生提前掌握這些數控設備操作技能。

3.2 邀請企業師傅參與教學，講解數控崗位技能? 編程是數控機床操作難點，學校要邀請企業師傅參與教學，凸顯崗位技能培訓，提升中職數控專業學生崗位核心能力。企業師傅可以講解數控機床操作和編程技巧，結合具體的零部件加工案例來講解編程過程，幫助學生理解和掌握數控機床編程技術。例如企業師傅可以講解M30X1.5的螺絲編程代碼，這一類型螺絲通常都是使用G92編程，編程代碼如圖1所示，該指令可切削圓柱螺紋和圓錐螺紋，刀具從循環點開始按梯形循環，最后回到循環起點。企業師傅要提醒學生根據螺絲尺寸來調整走刀尺寸，尤其是加工螺距較大、牙型較深的螺紋時，通常采用多次走刀、分層切割的方式進行加工，這樣切削出來的螺紋比較平滑，比較標準。此外，企業師傅還可以演示數控機床操作流程，先要點擊控制面板上的回到原點按鈕，再按啟動按鈕，把加工工件放在工作臺上，小的工件可以用膠水黏，大的工件要把底部磨平再用壓板壓著，設置好坐標系，用刀具外圍觸碰工件四周，完成坐標設置，并把坐標值輸入控制面板，緊接著進行Z軸對刀，用刀棒在工作臺對刀，讀好數值之后輸入Z軸數值，最后進入加工程序面板，設置好加工速度，完成操作流程。

3.3 校企聯合建立實訓基地，保障數控機床實訓教學? 中職學校要聯合機械類企業建設實訓基地，打造高水平的校內、校外實訓基地，真正實現數控專業教學、機械加工產業和企業用人需求的無縫銜接，保障數控專業實訓教學的順利開展。學?？梢誀幦C械類企業替換下來的數控設備，例如五軸聯動機床、數控銑床、數控鏜床等設備，在校內建立一個數控加工中心，這樣不僅可以節省學校辦學資金，還可以滿足數控崗位技能實訓教學需求，留給學生更多的數控設備操作練習時間，為數控專業實訓教學奠定堅實基礎，此外，學校還可以設立校外實訓基地，定期組織學生前往機械加工企業實訓，一方面讓學生跟隨企業師傅學習機械制圖與識圖、鉆孔、零部件打磨和切削等崗位技能，另一方面可以讓學生了解最新的機械加工工藝，了解精密零部件生產技術、工業機器人維修等新技術，開拓學生學習視野，也讓學生感受企業數控技術人員身上的工匠精神。中職學校要不斷拓展校企合作方式，合理利用企業數控設備、專業數控技術人員，邀請企業參與到實訓教學和人才培養工作中，為培養工匠型數控人才而努力。

3.4 精心設計項目化教學方案，提升學生實操能力? 中職數控專業教師要積極開展項目化教學，把教學內容轉化為數控加工項目，引導學生自主完成機械零部件尺寸測量、機械CAD繪圖、數控機床編程設計和數控加工等工作，讓學生提前適應數控崗位工作職能。例如教師可以設計雙聯齒輪加工項目，學生自由結組完成一個雙聯齒輪的制作，評選出加工最標準、平面最光滑的齒輪。各個小組的齒輪加工流程為毛坯熱處理、齒坯加工、齒形加工、齒端加工、齒面熱處理、精基準修正和齒形精加工等，各個小組可以自主設定齒輪尺寸和材料，學生需要運用銑刀先對齒輪進行倒圓處理，用銑刀高沿著工件圓弧方向進行擺動，每加工一個齒輪需要擺動一次，然后再把工件套在機床上的花鍵心軸上，把精車斷面保持平整，數控機床在切削齒坯時，要先加工粗車齒坯的外圓區域和斷面，留出1-2mm的余量切削好花鍵孔后，再次套上花鍵心軸開始進行精加工，參照齒輪圖紙上的齒距、齒輪尖端尺寸和薄厚度等，最后把齒輪面拋光，完成雙聯齒輪加工實訓項目。

4? 結語

中職學校要立足數控專業特點，為該專業量身定制校企合作方案，加快校內校外實訓基地建設，邀請企業專業數控師傅加入教學，把工匠精神融入數控專業實訓教學中。中職數控專業教師要利用企業先進數控機床、銑床和數控加工中心開展教學，讓學生掌握新型數控設備操作技能，把數控崗位技能、精加工工藝轉化為項目化教學方案，全面提升學生崗位勝任能力，培養中職數控專業學生一絲不茍、精益求精的職業素養，為學生爭取更多優質就業機會。

參考文獻：

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