彭志敏
(广东工业大学 实验教学部,广东 广州 510006)
机械制造工程训练是高等工科院校培养学生工程意识的实践性基础课,课程中提供了多种类型机床和相关加工的基本训练,将传统机械加工与现代数控制造相结合,使学生初步了解机械零件的制造过程。但随着先进设备的不断增加,对已有传统机械加工的重视有所下降,由于数控加工亦来源于传统的机械加工,所以对于普通机床,例如普通车床等的实习教学就更加需要突出重点使得学生扎实掌握基本技能,对加工工艺领会贯通灵活运用,通过教学模式的改进和提高在实践中不断提高学生的工程意识和创新精神。
普通车床是机械制造中使用最多、最为典型的设备之一,在当今的工业制造中还起着相当重要的作用。熟悉车床结构、熟练掌握基本加工技能、按照图纸加工出一定精度要求的零件,是实习的基本要求。
普通车床的加工实习是实践性很强的学习过程,要求学生将理论知识运用在生产实践中,以解决生产中的实际问题,做到理论联系实际。而对于没有任何加工经验的学生来说指导教师的言传身教,耐心细致的指导会对学生有很大的促进,同时严格按照规章制度进行实习是保障人身和设备安全的必然要求。
在普通车床的实习中,会按照零件的难易程度制定一些图纸要求学生加工。学生加工时通常只是考虑单个零件的加工过程,很少考虑加工工艺。刀具选择、装夹材料、零件各部位加工的前后顺序等等,都需要指导教师进行针对性的指导。
一个机械零件的加工过程包含了很多专业知识的支撑,合理的工艺是完成零件制造的基本条件。每一个零件的加工不应该视作一个单独的元素,机械装置中许多零件的组合使它们之间形成了一定的关系,工序与工艺的匹配都有助于最终达到设计要求,因此加强学生对加工工艺的理解有助于学生对零件加工中各种问题的领悟与思考,使其较快地掌握加工的规律和要求,从而提升工程意识,为今后的学习打下基础。
掌握基本操作和相应的工艺知识后,通过完成零件加工来检验学生对知识的理解。在普通车床实习加工的零件中,短而小的零件占了多数,由于操作不当使刀具与材料或卡盘发生碰撞,或着因进给速度设置不合理使刀具较快磨损或折断是较为常见的事故。在加工准备和加工过程中,指导教师更需要认真细致,对学生的每一个操作细节都要做出正确的判断,同时要鼓励学生勤思考、善总结、细观察、敢实践、共切磋,按照要求安全、正确、有收获地完成实习。
实习过程中教师是主体,学生的各项操作均在教师的指导和督促下进行,不同的学生对知识点的理解和对问题的处理能力不尽相同,这就要求指导教师在统一完成讲解的基础上有所侧重,对能力强的学生进行鼓励,让他们尽量尝试发挥所能,而不是只限定在现有的教学内容之中。对于还不能很好掌握基本操作的学生就要更加主动地询问,针对其难点再次进行讲解和示范而不能不管不问,使学生只是应付实习敷衍了事。对普遍存在的问题可以组织讨论,让学生在思考中寻找答案共同解决问题,从而提高学习效果。
实习就是学习和实践的过程,可以在指导过程中对相关知识点进行引申提高学生的知识面,例如在车床加工中,对于一般的短轴可以采用直接装夹车削的方式进行加工;而长轴则要采用一夹一顶的方式进行加工;对于精度高或要上磨床磨削的长轴则必须采用两顶尖方式装夹加工。对于孔的加工,按照不同精度要求可以进行钻、镗、铰等加工。通过知识点的引申扩大学生的知识面,提高处理和解决问题的能力。
工程训练是全校性的公共课,面对不同专业的学生,对于长学时的机械类专业学生应该在实习内容的设置和难度上有所侧重,尽量提供条件让他们多练多试,熟练掌握车床的操作和加工;而对于短学时的非机械类学生,则需要在实习内容上有所变动,不求难度而要求基本操作和加工的掌握,熟悉车床加工的一般过程。模块化的设置可以更好地应对实习中大流量,不同专业,不同教学要求的需要,灵活高效地完成教学工作。
普通车床加工的零件是机械零件中很有代表性的一类,通过这类零件的加工可以学习到车床加工的工艺知识和设备的操作技能,并将其在加工中灵活运用。学生在掌握了一定技能后,可以在课后或定期开设讲座以提升和巩固原有的知识。内容不局限于书本,联系生产实际将加工中出现的问题加以研究、讨论和解决,让学生加工有一定难度和精度要求的零件(配合件),如配孔、镗孔、车长轴,车螺纹等,通过不断的练习进一步提升学生的加工技能。
实验室开放对学生的学习和培养创新精神有着很重要的作用。实验室开放可以更高效地利用教学资源,也可以使学生将自己的设计创意进行实际检验,为他们提供了一个很好的技术试验平台。对于现阶段的学生来说,“挑战杯”和“机械设计创新大赛”都是学生积极参与的竞赛项目,尤其在机械类学生中有着很强的吸引力,学生通过自己设计自己加工,将每一个创意变成现实,对他们工程意思的培养有积极作用。
在此过程中,学生将自己所学的知识加以运用进行实际的零件加工,很多轴、盘、套类的零件的加工需要在车床上进行,实验室开放、教师的专业指导在这方面起着非常重要的作用,为学生完成其创意提供了重要的条件,这也是学校提高学生素质和创新能力的重要举措。
普通车床的实习是工程训练中很重要的一个环节,在这一环节中可使学生懂得和掌握很多机械加工的知识,提高他们的动手实践的能力。通过扎实的基础训练、良好的学习氛围、技能的不断提升,可使普通车床实习更加有特色,并且可以使学生在实践中不断提高工程意识和创新精神。