基于企業(yè)產(chǎn)品的數(shù)控加工工藝課程設(shè)計教改實(shí)踐
精工加工工藝課程設(shè)計是提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)金屬切削刀 具、工裝夾具、工藝知識、工藝規(guī)劃、工程材料及熱處理等知識 技能實(shí)際解決機(jī)械零件加工的綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)，讓學(xué)生對企業(yè)生產(chǎn) 有個初步認(rèn)識，促進(jìn)學(xué)生對零件生產(chǎn)工藝知識體系的理解，初步 掌握精工加工工藝的方法理論與加工實(shí)現(xiàn)，有效培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械 零件精工工藝編制能力。精工加工工藝課程設(shè)計各高校多年來延 續(xù)的做法是把書本上教學(xué)化的零件作為任務(wù)進(jìn)行課程設(shè)計，這種 教學(xué)化的零件往往本地企業(yè)沒有生產(chǎn)，不能組織學(xué)生參觀實(shí)施現(xiàn) 場教學(xué)；或者零件的技術(shù)表達(dá)不夠完整影響到工藝編排的設(shè)計； 或者零件的工藝設(shè)計任務(wù)已經(jīng)非常成熟，相關(guān)資源、教材、零件圖、 工藝文件等資料數(shù)量眾多，來源廣泛。傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)課程 工藝設(shè)計是以傳統(tǒng)機(jī)床為載體的，不能體現(xiàn)精工加工工藝特點(diǎn)， 而以往的精工加工工藝課程設(shè)計任務(wù)又太過局部，僅僅是對精工 車削或精工銑削或加工中心進(jìn)行單一工種的精加工工藝訓(xùn)練。為 改變上述情況帶來的諸多弊端，精工加工工藝課題小組對課程設(shè) 計的內(nèi)容和形式嘗試了教學(xué)改革、課程改革，目的是在真正意義 上實(shí)現(xiàn)學(xué)校傳授內(nèi)容與企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的零距離對接，課題組規(guī)定 課程設(shè)計任務(wù)必須來源于企業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械零件，加強(qiáng)零件裝配關(guān) 系分析、零件結(jié)構(gòu)工藝分析、企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)設(shè)備現(xiàn)狀及調(diào)度分析、 工藝流程方案設(shè)計、工藝參數(shù)及刀具的確定等方面的訓(xùn)練以及創(chuàng) 新能力的培養(yǎng)。一、課程設(shè)計教學(xué)內(nèi)容的改革0. 課程設(shè)計任務(wù)的改變一般而言，課程設(shè)計課題應(yīng)具有普遍性和實(shí)踐性，所謂普遍 性是指能夠充分反映課程的理論教學(xué)內(nèi)容，即通過課題的完成能 夠?qū)⒄n程大部分知識加以應(yīng)用；實(shí)踐性是指課題的選擇要符合生 產(chǎn)實(shí)際及要盡可能與專業(yè)相結(jié)合，也就是設(shè)計課題必須來源于本 專業(yè)的企業(yè)真實(shí)生產(chǎn)產(chǎn)品。本次教改變化******的就是課程設(shè)計任 務(wù)的變化，課題組選定的設(shè)計任務(wù)已不再延續(xù)書本上的教學(xué)化零 件，而是根據(jù)溫州地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展特色搜索行業(yè)方向及相關(guān)零件， 并現(xiàn)場參觀企業(yè)生產(chǎn)，考察零件加工工藝流程。課題組最終選定 了12個零件，數(shù)車及加工中心各6個，主要來自汽摩、包裝、印刷、 制藥等行業(yè)，有軸類零件、盤類零件、齒輪、凸輪、孔系零件、 槽系零件等，這些都是典型的機(jī)械零件，傳承了從機(jī)械制圖、機(jī) 械設(shè)計、機(jī)械制造課程的教學(xué)案例主線條，又是企業(yè)真實(shí)產(chǎn)品， 新項(xiàng)目貼近企業(yè)生產(chǎn)本質(zhì)。新的項(xiàng)目任務(wù)難度呈梯度狀，不同類 別的零件讓每組同學(xué)、每位同學(xué)承擔(dān)的工作任務(wù)不同，不同組別 的同學(xué)可以互相交流，互相討論，互相考核；新的項(xiàng)目任務(wù)零件 典型、工作量飽滿，工藝知識覆蓋面廣，能夠?qū)W(xué)生的作業(yè)思路 起到引導(dǎo)作用和創(chuàng)新要求，讓學(xué)生更深刻地認(rèn)識機(jī)械生產(chǎn)、精工 加工，對企業(yè)生產(chǎn)概念的形成起到催化作用。1. 工藝方案設(shè)計體現(xiàn)以生產(chǎn)為本各組學(xué)生通過頭腦風(fēng)暴法、分組討論法等提出機(jī)械零件多種 加工工藝流程，一一進(jìn)行比較，甚至到企業(yè)現(xiàn)場參觀，得到合理 的工藝流程及加工參數(shù)。這種做法把學(xué)生從唯書本的工藝?yán)碚摽?架中解放出來，讓學(xué)生在企業(yè)生產(chǎn)加工的實(shí)踐氛圍中漸漸形成問題解決方案，工藝設(shè)計方案充分體現(xiàn)了以生產(chǎn)為本。0. 課程設(shè)計形式的改變在課程設(shè)計教學(xué)形式上，學(xué)生以小組為單位完成一個機(jī)械零 件的加工工藝設(shè)計任務(wù)，零件工藝流程按照團(tuán)隊(duì)內(nèi)學(xué)生自己確定 的幾種工藝設(shè)計方案，通過到企業(yè)參觀生產(chǎn)現(xiàn)場或與企業(yè)工藝人 員交流最終確定合理的工藝流程，組內(nèi)成員每人做一道工序，上 下道工序間學(xué)生需要相互討論，團(tuán)隊(duì)整合就完成了零件主要工藝 技術(shù)文件。1. 切削刀具來源于刀具廠商本次教改******的一處創(chuàng)新及特點(diǎn)就是切削刀具的選擇與使 用，近20年來，切削技術(shù)得到了快速發(fā)展，形成了以刀具制造 商為主導(dǎo)的切削技術(shù)發(fā)展新模式，它們以先進(jìn)的裝備、強(qiáng)大的人 才隊(duì)伍、高額的科研投入和先進(jìn)的經(jīng)營理念對刀具工業(yè)進(jìn)行了脫 胎換骨的改造，大大加快了切削技術(shù)和刀具創(chuàng)新的速度，世界裝 備制造業(yè)的發(fā)展證明，正是近代刀具應(yīng)用技術(shù)的開發(fā)和運(yùn)用使切 削加工技術(shù)水平有了全面的、快速的提高。精工加工所用的精工 機(jī)床及其所用的以整體硬質(zhì)合金、可轉(zhuǎn)位刀具為代表的精工刀具 等相關(guān)技術(shù)一起構(gòu)成了金屬切削發(fā)展史上的一次重要變革，使加 工快速、準(zhǔn)確、可控程度高，創(chuàng)新的刀具制造技術(shù)和刀具應(yīng)用技 術(shù)層出不窮。本次教改所選用的刀具均來自山特維克、瓦爾特及 株洲鉆石刀具公司等，與企業(yè)的刀具選用方式一致，與市場接軌， 刀具卡如圖1所示。課程教學(xué)中或者作為課 后作業(yè)完成，比如切削工藝參數(shù)計算、零件裝配關(guān)系分析、零件 結(jié)構(gòu)工藝分析等，也就是說把課程設(shè)計和課程的講授融為一體， 讓學(xué)生帶著任務(wù)有針對性地學(xué)習(xí)。比如課程講授完刀具內(nèi)容后， 就安排學(xué)生做刀具選用訓(xùn)練；課程講授精工車削加工工藝后，就 安排學(xué)生討論什么樣的軸可以按部位順序加工，什么樣的軸一定 要按粗精順序加工；講授加工中心加工工藝后，就可以布置學(xué)生 進(jìn)行孔系零件、槽系零件的加工工藝討論，箱體孔的加工什么時 候必須保證端面與孔“一刀活”？三、 教學(xué)改革成果與不足課題小組按照精工加工工藝課程標(biāo)準(zhǔn)、精工加工工藝課程教 學(xué)整體設(shè)計的要求，本著過程、結(jié)果并重的思路，從工藝設(shè)計流程、 工藝卡、工序卡、刀具卡、設(shè)計說明書、答辯等環(huán)節(jié)對課程設(shè)計進(jìn)行了全過程指導(dǎo)、考核，一點(diǎn)一點(diǎn)地讓學(xué)生形成零件加工、企 業(yè)生產(chǎn)的概念，使得教改項(xiàng)目取得了三項(xiàng)創(chuàng)新及成果，當(dāng)然也找 到了三處不足。1. 三項(xiàng)創(chuàng)新及成果(1) 本教改項(xiàng)目來源于企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品，課程設(shè)計任務(wù)可以 到企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場參觀學(xué)習(xí)，可以把學(xué)生的工藝方案與企業(yè)用的工 藝方案比較，找出兩者差異的原因，讓學(xué)生舉一反三，有拓展變 化和創(chuàng)新提高的空間。課程設(shè)計結(jié)束后，每個學(xué)生都以文件袋的 形式擁有了一套工藝文件（設(shè)計任務(wù)書、零件圖、工藝卡、工序卡、 刀具卡、設(shè)計說明書），全組整合后就形成了一個零件的工藝技 術(shù)文件，全班整合后就形成了典型機(jī)械零件的精工加工工藝技術(shù) 文件，使學(xué)生對工程圖、工藝文件在生產(chǎn)中的作用有了進(jìn)一步的 認(rèn)識。(2) 本教改項(xiàng)目選用了典型的機(jī)械零件，傳承了從機(jī)械制圖、 機(jī)械設(shè)計、機(jī)械制造課程的教學(xué)案例主線條，又是企業(yè)真實(shí)產(chǎn)品， 新項(xiàng)目貼近企業(yè)生產(chǎn)本質(zhì)。(3) 本教改項(xiàng)目在切削刀具的選用上直接來源于刀具廠商， 均來自山特維克、瓦爾特及株洲鉆石刀具公司等，課程設(shè)計刀具 卡與企業(yè)的刀具選擇一致，與市場接軌。2. 三處不足(1) 通過頭腦風(fēng)暴法、討論研究法，學(xué)生對零件精工加工 確實(shí)提出了多種工藝設(shè)計方案，但最后各組都選擇了企業(yè)生產(chǎn)用 的工藝流程，但沒有真正理解到企業(yè)工藝方案是受到企業(yè)生產(chǎn)、 營銷、設(shè)備現(xiàn)狀及設(shè)備調(diào)度的綜合制約因素的影響。(2) 雖然本次教改考核強(qiáng)調(diào)過程、結(jié)果并重，但教師對過 程考核的把握程度有差異，對學(xué)生個體在課程設(shè)計過程中努力的 程度把握有差異，所以過程考核的收效不太明顯，在實(shí)踐環(huán)節(jié)中 如何對學(xué)生進(jìn)行全過程追蹤考核還有待思考、加強(qiáng)、落到實(shí)處。(3) 學(xué)生完成的工藝技術(shù)文件（工藝卡、工序卡、刀具卡、 設(shè)計說明書）總體而言質(zhì)量不是很高，與企業(yè)生產(chǎn)的工藝技術(shù)要 求尚有不小的差距，如何在課程學(xué)習(xí)內(nèi)外提升學(xué)生的工藝設(shè)計方 案質(zhì)量是下一步亟待解決的難題。鑒于上述，課題組在后續(xù)的教學(xué)環(huán)節(jié)中還要對本次教學(xué)改革 持續(xù)改進(jìn)，努力完善，一方面******程度地把學(xué)生的收獲空間上升 到******，一方面課題項(xiàng)目工藝方案能讓企業(yè)初步認(rèn)可接受，這樣 校企雙贏。課題組擬將教改項(xiàng)目推廣擴(kuò)大，讓更多的學(xué)生參與到 精工工藝設(shè)計教學(xué)改革中來，讓更多的學(xué)生從企業(yè)生產(chǎn)中真正認(rèn) 識到機(jī)械生產(chǎn)、零件加工，從中得到鍛煉。