机械制造类专业零件加工训练项目的设计

【摘 要】对零件加工训练项目进行合理设计，把一些常见的零件加工与车、铣、磨、焊、钳几个工种的实训联系起来，有效地提高实训材料的利用率，使学生系统地了解机械零件一般的加工工艺过程，掌握获得加工精度和装配精度的方法，提高教学效果。

【关键词】机械制造类专业 零件加工 实训 项目

【中图分类号】 G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2014）02C-0181-02

一、目前实训教学设计的弊端

职业院校机械制造类专业各工种传统的实训教学设计一般模式是：按学习内容，由简单到复杂、由单项基础训练到综合训练的循序渐进训练方法。近几年职业院校经过一系列的教学改革活动，提出工学结合一体化教学，取得一些成果。工学结合一体化学习情境的设计，就是要使学生懂得首位工作岗位所需的工作对象、工作内容、工作手段、劳动组织、工作环节、工作过程，提升学生的社会能力和方法能力，融综合素质培养于学习过程。然而，目前多数学院的实训项目设计还是局限于各工种的单一训练，还是处于各自为阵的封闭式教学状态。其弊端体现如下。

（一）各工种的单一训练不利于学生对机械零件整个工艺过程的学习

各工种单一的单项基础训练到综合训练，只按本工种学习项目来设计工件的结构，从简单结构到复合结构，循序渐进一一训练的教学方法，没有考虑其他后续工种的实训。因此，项目训练只体现了本工种的加工工艺，不能体现一个真实机械零件的整个加工工艺过程，学生对零件的整个加工工艺过程认知和实践受到局限，不利于学生的机械制造工艺水平的提高。

（二）封闭式教学不利于提高学生对工装夹具的合理选用意识和设计能力

各工种的实训教学只注重学生本工种的操作技能提高，只针对本工种各项基本功训练来设计训练载体以及加工精度，忽略与其他工种的联系，不能把一个机械零件的整个加工过程和装配关系进行系统分析。比如：车工加工轴类零件，只按本工种加工技术要求设计零件形状与尺寸及公差，而忽略轴上其它各种加工的结构要素设计，学生只知道本工序的尺寸控制；铣工为了完成键槽的铣削训练课题，随便找根车工废弃的轴，在上面铣键槽，虽然制定了尺寸精度，但没有与其相互配合的齿轮或其他套类零件来检验，能否满足形位公差方面的技术要求也就不得而知。而真正的传动轴，轴上装配有其他套类零件，齿轮和轴通过键、键槽传递扭矩，装配精度要通过尺寸、形位公差要求来保证，需要车、铣、磨、钳各工序的加工过程来保证其加工精度。因此，各自为阵的封闭式教学，学生不了解零件的各工序加工精度的相互关系，不利于学生系统地了解机械零件的传动关系和装配关系，不利于学生掌握机械传动机构精度获得方法，以致影响提高学生对工装夹具的合理选用意识和设计能力。

（三）各工种的训练项目不相关联造成材料的浪费

由于各工种实训的各自为阵，设计的训练项目不相关联，以非生产性的工件进行训练，加工以后经检测评分，就当做废料处理，例如：车工进行套零件加工项目训练，先用圆钢下一批坯料，从钻孔→车通孔→车台阶孔，训练后就当废料处理。铣工进行齿轮的轮齿铣削加工项目训练，先用圆钢下一批坯料，由车工加工出齿轮坯→车工另找材料加工一根定位心轴→铣工用心轴安装齿轮坯铣削齿部，因为是非生产零件，这批齿轮即当废料处理。如果车工训练的零件能转到铣工、磨工等工种训练用，可避免某些材料浪费。因此，工种间的训练项目不相关联造成较大的实训材料消耗。

二、零件加工训练项目的合理设计

（一）尽可能选择生产零件作为训练载体，符合产学结合原则

各工种在实训项目设计时，尽可能联系生产实际，选择生产零件加工为训练载体，实行产学结合，减少非零件加工的纯练习的材料消耗。如车工进行轴类零件加工项目训练，假设：第一种是纯消耗练习，一名学生车一根45钢的轴所用材料为1公斤，价格约4.5元/公斤，消耗为4.5元。第二种是承接企业的来料加工实行产学结合，同样加工一根轴，首先省去购买材料费4.5元，其次，完成加工后，企业付给加工费为1.5元。两种情况对比，二者均实现了项目训练，但第一种情况是负4.5元，而第二种情况是少支出4.5元并加1.5元，二者相差为6元。

在产学结合方面，柳州职业技术学院在实训教学过程完成多种零件的加工。如车工实训结合销轴、拉杆、伞齿轮轴、挡圈、管接头等零件的批量生产，以及各种单件小批量的零件加工。铣工、数控铣/数控加工中心、磨工实训对伞齿轮轴、齿轮、发动机盖板、齿轮箱、阀座等生产零件加工，既减少大量的纯练习的材料消耗，每年还有上百万元的利润收入。

（二）选择的生产零件要与项目训练内容紧密联系

选择的生产零件既要满足企业生产要求，又要与项目训练内容紧密联系，符合学生项目训练提高技能要求。如学院为企业加工的部分零件，伞齿轮轴，机械加工包含了车工、铣工两个工种的工序。车工有车端面、钻中心孔，车外圆台阶、车螺纹、车锥体；铣工有铣花键、滚齿；磨工磨削外圆，发动机盖板，机械加工含有铣工铣定位面、数控加工大小孔、磨工磨削平面等，并有三坐标检测工作。这些零件是机械加工基础训练较为合适的载体，既能达到项目训练目的，又产生经济效益，重要的是学生的操作技能更适应企业生产要求，是提高教学效果的有效手段之一。

值得注意的是，选择生产零件时，避免单一考虑经济效益而忽略学生技能训练。如长期让学生加工简单而单一的零件，学校取得了经济效益，但学生的实训时间全部用于简单零件加工，培养出来的学生成为技能低下的熟练工，违背了培养高技能人才的宗旨。

（三）各工种训练项目相衔接，使机械制造工艺过程的理论知识应用于实践

设计训练项目时，各实训工种应共同研讨，拟定一些多工种的训练项目相衔接的载体，并按加工工序的顺序安排项目实训，使学生在实训过程系统地把零件制造工艺过程理论知识应用于实践。

比如：小型减速器就是组件加工的载体，图1所示为高速轴零件装配示意图。把轴、隔套、齿轮、端盖、透盖、带轮、螺母的加工贯穿于车、铣、磨、钳等工种的实训中，可根据工艺过程合理安排实训内容。箱体可利用边角料和废弃的套零件通过焊工焊接、铣工（数控铣）加工、钳工加工成型，也可采用铸件，由铣工（数控铣）、钳工加工成型。车工实训完成轴、隔套、齿轮、端盖、透盖、带轮、螺母的车削工序的加工，把轴类零件、套类零件的车削加工课题训练融入其中；铣工实训完成箱体铣削加工，及轴、齿轮、带轮的键槽与齿部的加工，基本涵盖了铣工基础训练内容；磨工实训完成轴的轴承位、齿轮内孔及端面的磨削加工，满足磨削基础训练要求；钳工实训完成端盖、透盖钻孔及最后组装成减速器总成，是训练课题的重要内容之一。学生通过几个工种的实训，了解减速器主要零件的生产过程，对一个零件的多工序加工工艺及该零件与其它零件的装配关系有较全面的认知，有利于对机械制造工艺知识的掌握和操作技能提高。

图1 减速器高速轴装配示意图

各工种的训练项目衔接设计得当是关键，例如：轴的加工，经过下料→车工车削加工各外圆→铣工铣键槽→磨工磨削轴承位；齿轮加工由车加工外圆内孔与端面→拉键槽→磨工磨削内孔→铣工铣齿部；轴与齿轮的配合要求以及加工中保证配合精度应注意的问题、精度的检测方法等技术均在加工训练中得到应用。使学生了解机械零件的加工工艺过程，了解零件在机构中的装配关系，加工精度对装配精度、工作精度的影响，如何保证零件的加工精度等。更重要的是：学生把自己加工的零件组装成一个机构（总成），会使学生形成一种成就感，从而激发学生进一步学习钻研的兴趣。同时一个零件可用于几个工种的不同项目实训，克服了各工种各自为阵单独训练的耗材严重弊端。

三、实训项目的合理设计带来的实惠

实训项目的合理设计，使实训教学与专业理论知识系统地结合，提高学生学习兴趣，提高教学效果。尤其产学结合的项目训练，使教学与生产紧密联系，学生的能力更符合企业生产要求，实现职业教育与企业人才需求趋向零距离对接。实训项目的合理设计及产学结合的开展，减少实训材料的经费开支，并创造经济效益，实现以产养学的办学理念。柳州职业技术学院机电工程系产学结合的实训教学模式，以生产零件为训练载体，取得较好教学成果与经济效益。

多年来，柳州职业技术学院机电工程系用工程机械零部件、汽车配件等企业的零件加工为训练载体，实行产学结合的教学模式，有三方面的好处。一是使学生把理论知识用于产品加工实践中，加工出合格产品，树立了成就感，产生进一步学习的欲望。二是学生参与零件批量生产，有利于操作熟练程度的提高，培养生产质量与效率意识、生产环境的管理与维护意识、职业素养等，更贴近企业对高技能人才的要求。三是产学结合的实施，为学院节省了大量用于训练的钢料，每年对外加工产值过千万元，实现了以产养学的自我造血功能，并为柳州市多家企业提供了生产服务，产生了多重的效益。

综上所述，机械制造类专业实训教学训练项目合理设计，是提高材料的利用率和提高教学效果，提高学院在企业的认可度的关键问题，是职业院校发展值得研究的课题。

【参考文献】

[1]史云霞，卞雪松，施振华.基于工学结合的机械零件加工课程开发与设计[J].南通纺织职业技术学院学报，2011（3）

【作者简介】韦富基（1958— ），男，柳州职业技术学院副教授，研究方向：机电技术教育。

（责编 丁 梦）