“线上线下”金工实习探讨

陆淼

摘要：金工实习是教学计划中重要的实践环节。通过实训，使学生接触生产实际，初步了解机械生产工艺的基本知识，并通过各工种的实际训练，培养基本工艺操作技能，增强实践观念，为实训后续课程和今后工作奠定良好的基础。

关键词：金工实习;油气储运工程;新模式

中图分类号：TU244.3                                     文献标识码：A                                文章編号：1674-957X（2021）11-0241-03

0  引言

金工实习，是我校为学生认识各类机械操作开设的一门必修课。对于油气储运工程2018级学生而言，金工实习应安排在2020年夏季学期，由于疫情学生未能返校而延迟至秋季学期于清华大学开展，又因疫情防控未能如愿开展。考虑到储运专业其后有油田实习及管道实习，不能顺利完成金工实习对其后实习安排、学生合理进行考研、升学规划有很大影响。经过我校储运系温凯副教授、王雨墨副教授等人的安排，确定了“线上线下”金工实习的新模式，使我们在大三上学期末顺利完成了该实习。

金工实习，是应国家教育部门对实践教学的要求，高等院校根据教育与生产劳动相结合，理论联系实际的原则，加强实践教学环节，积极引导学生接触社会，接触生产，向实践学习。学生参加实习是理论学习与劳动实践相结合的重要方式，是提高人才培养质量[1]的重要环节，同时为后继课程打好基础。

1  实习介绍

“线上线下”金工实习分为两部分：“线下”是软件学习，学生利用Solidworks软件进行零件设计，弥补不能动手实操的实习缺陷。同时以小组为单位进行合作利用软件进行零件的装配，完成实物设计;“线上”是视频学习，由河北工业大学工程实训中心指导老师通过腾讯会议为我们讲授金工实习知识点，并采用现场直播操作机床进行操作展示。

相比于实地实习，“线上线下”实习有其利弊，学生免去了舟车劳顿，避免了学生“扎堆”，能让每个人听的清晰、看的清楚，但缺乏实操的氛围，不能亲自动手操作，这是一大遗憾，通过Solidworks进行设计，弥补了此次实习不能动手操作的遗憾。

每天实习任务完成，需要完成书写相应实习日志，并做好总结。

2  实习成绩评定及“线下”、“线上”学习内容

实习日志占总成绩10%，“线下”团队Solidworks软件零件设计占总成绩20%，“线上”学习占总成绩70%（其中考勤占10%，课后作业占20%，期中检测占20%，期末考试占50%）。Solidworks是一款功能强大的绘图软件，选择该软件的原因有两个：一是该软件入门较简单;二是学生有一定CAD绘图基础，但没有接触过该软件，通过四天集训可进行深入学习。

油气储运专业学生在此前学习过机械制图，对立体空间、多种剖面结构有清晰的认识，利用软件建模功能，可以自己DIY各种零件，利用软件的装配体功能可进行零件的组装，并可多方位展现。在“线下学习”过程中，最重要的是要在很短时间内熟悉软件操作，能够将自己的想法通过建模展示。先经过老师指导软件基本使用操作，熟悉三维模型的建立，熟练进行草图绘制，根据需要转换实体引用、拉伸凸台、旋转凸台、抽壳等操作。线下学习以小组完成的Solidworks零件模型作为评分依据。

线上学习以河北工业大学工程实训中心老师直播授课进行知识点学习，同时辅以机床操作直播，让学生“云”端身临实习环境、了解操作过程。线上金工实习日程安排表如表1所示。

3  金工实习课程学习情况

对我校学生而言，金工实习是专业必修课程的重要组成部分，课程教学目的是帮助学生初步建立起现代机械制造工程的概念，提高学生对规模制企业认识，为提高个人工程素质打下了良好的基础。机械是一切工业的基础，金工实习对提高学生的工程实践能力发挥重要作用，工程技术人才的素质集中表现在人才的创造能力、设计能力等，这些能力实质就是解决实际问题所需要的能力，工程技术人才能力的培养，不能依靠灌输知识，而应该依靠工程设计和制造实践。

课程的主要任务是了解机械制造的一般过程（如图1），熟悉机械零件的常用加工方法及其主要设备的工作原理和典型结构，熟悉工、夹、量具的使用及安全操作技术，了解机械制造工艺知识和一些新工艺、新技术在机械制造中的应用，初步建立起现代制造工程的概念;初步具有对简单零件选择加工方法和进行工艺分析的能力，在重要工种上应有独立完成简单零件加工制造的实践能力;在劳动观念、理论联系实际和科学作风等工程技术人员应具有的基本素质方面受到培养和锻炼;通过金工实习，使学生初步建立起市场与信息、质量与效益、安全与环保以及可持续发展等现代工程意识，培养工程技术人员应具有的基本素质和动手能力[2]。

实习基本内容：铣削技术、钳工技术、车削加工技术、铸造技术、数控机床技术、线切割、焊接技术、3D打印技术、激光加工技术。实习过程是让学生体验机械制造宏观过程。

3.1 实习铣工介绍

铣削是指在铣床上利用旋转的多齿刀对移动的工件进行切削加工的方法。其中，刀具的旋转运动为主运动，工件的连续移动为进给运动，加工采用刀具为旋转的多齿刀，特点是多个刀齿参与切削，使得每个刀齿可以间歇切削和轮流冷却，刀具冷却效果好，耐用度高。

铣削加工生产率高，加工范围广，具有较高的加工精度。铣削加工范围有面类（水平面、斜面和垂直面）;各种沟槽及台阶;成型面等。铣床类别有卧式铣床;立式铣床;龙门铣床等。典型的铣床型号如XQ6225，其中X：为类别代号铣床类;Q：为通用特性代号轻型;6：为组别代号卧式铣床组;2：为系别代号万能回转头铣床;25：为主要参数代号工作台最大宽度的十分之一，即250mm。

铣床附件有：平口虎钳、分度头、回转工作台、万能立铣头。

铣削加工顺序是在实习中的重点，正确顺序为：当第一个面加工完成，选择其作为基准面，再铣削其余平面时，要先将已加工好的基准面紧贴平口虎钳的固定端，先加工与其相邻两个面，最后加工基准面的对面。在安装工件时应注意好基准面的位置。

3.2 实习钳工介绍

钳工主要是利用虎钳、各种手用工具和一些机械工具来完成某些零件的加工、机器或部件的装配和调试以及各类机械的维护与修理等工作等等，被称作“万能的钳工”。钳工常用设备钳工工作台、虎钳、台钻，其基本操作有零件测量、划线、錾削、锯削、锉削、钻孔、攻丝及套扣等。它具有所用的工具简单，加工样式灵活，操作方便，适应面广等特点。

根据图样的尺寸要求，用划线工具在毛胚或半成品工件上划出待加工部位的轮廓线或作出基准的點、线的操作称为划线。通过划线，操作人员可以确定加工面的加工位置及加工余量、发现不合格的毛胚从而及时处理。

划线分为平面划线和立体划线两种。立体划线是平面划线的复合，是在工件或毛坯的几个表面（工件的长、宽、高三个方向）上划线。直接划线工具有划针、划规、划卡、划针盘和样冲。划针要依靠钢尺或直尺等导线工具而移动，划线时要尽量做到一次划成，以使线条清晰、准确;划规是划圆或划弧线、等分线段及量取尺寸等操作所使用的工具，用法与圆规相同;划卡也称为单脚划规，用来确定轴和孔的中心位置;划针盘主要用于立体划线和工件位置的校正。

锯削也是钳工的重点，它是用手锯对材料或工件进行分割的一种切削加工，工作范围包括：分割各种材料或半成品、锯掉工件上多余的部分、以及在工件上开槽。锯削加工时所用的工具为手锯，它主要由锯弓和锯条组成。锯弓用来安装并张紧锯条，分为固定式和可调式。固定式锯弓只能安装一锯条;而可调锯弓通过调节安装距离，可以安装几种长度规格的锯条。锯条的锯齿排列呈左右错开状，称之为锯路，作用是防止在锯削时锯条夹在锯缝中，同时减少锯削时的阻力以便于排屑。不同的锯齿适用于不同的环境，其中粗齿锯条用于加工软材料或厚材料;中等硬度的材料选用中齿锯条;硬材料或薄材料锯削时一般选用细齿锯条。特别应当注意的是手锯向前推时进行切削，而在向后返回时不起切削作用，因此安装锯条时一定要保证齿尖的方向朝前。

用锉刀对工件表面进行切削，使其达到零件图所要求的形状、尺寸和表面粗糙度的加工方法称为锉削。锉削加工简便，工件范围广，多用于錾削、锯削之后。可对工件上的平面、曲面、内外圆弧、沟槽以及其他复杂表面进行加工。锉刀是锉削的主要工具，常用碳素工具钢T12、T13制成，并经热处理淬硬。它由锉刀面、锉刀边、锉刀舌、锉刀尾、木柄等部分组成。锉刀按用途来分，可分为普通锉、特种锉和整形锉三类。普通锉刀按其截面形状可分为平锉、方锉、圆锉、半圆锉及三角锉五种。

3.3 实习车工介绍

车削加工就是在车床上通过工件的旋转运动和刀具的直线进给运动，使刀具对工件表面进行切削，从而改变其形状和尺寸，达到图纸要求的一种加工方法。车削加工的加工范围钻中心孔、铰孔、攻丝、车外圆、镗孔、车端面、车锥面等。

车床重要部件是“三箱两杠两架”，即主轴变速箱、进给箱、溜板箱、丝杠、光杠、刀架、尾架。附件有三爪卡盘、卡盘扳手、刀架扳手、六角扳手、加力杆、回转顶尖等。

通过车削端面使其降低工件的粗糙度，提高平整程度，并去掉多余毛刺。车刀分为“三面”（即前刀面、主后刀面、副后刀面）、“两刃”（即主切削刃、副切削刃）、“一尖”（即刀尖）。通过车削外圆改变工件直径尺寸，并降低表面粗糙度。为了使装配稳定，利于退刀，在车削螺纹的时候需要切出退刀槽，这也是实际实习操作中重要的一点。

3.4 实习铸造介绍

将液态金属浇铸到与零件形状相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固后，获得零件或毛坯的方法，称为铸造（如图2）。它的实质是液态金属凝固成型。常用的铸造方法有砂型铸造和特种铸造两大类。

砂型铸造是以型砂为主要造型材料制备铸型的一种铸造方法，除常规的砂型重力铸造以外的铸造方法，都是特种铸造。

型砂用来形成铸件外形的造型材料，由原砂、黏结剂、附加物和水按一定比例配合，经过混制成为符合造型要求的混合物。要求型砂具有强度、耐火性、透气性、退让性、可塑性、流动性、溃散性等特性。

铸造实习为手工造型，常见的手工造型按模样的结构特征可分为整模造型、分模造型、挖砂造型、活块造型、假箱造型。浇注系统是为金属液流入型腔而开设于铸型中的一系列通道。浇注系统一般由外浇道、直浇道、横浇道和内浇道组成。

3.5 实习数控介绍

数字控制（NC）是指用数字化信息实现加工自动化的一种控制技术。数控机床（Numerical Control Tool）是用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的机床，或者说是装备了数控系统的机床。上世界70年代之前，数控装置是由数字的硬件逻辑电路实现的数控功能。1970年以后随着计算机技术的发展，出现了计算机数控。

计算机数控（简称CNC），是采用微处理器或专用微机的数控系统。计算机数控机床，采用微处理器或专用微机作为控制系统，由系统程序来实现对机床的运动及其加工过程进行控制的机床。

本次实训实操使用的是CK6136S车床，其数控系统采用的是日本FANUC，C：类别为车床类。型号中，C：车床;K：数控;6：组别普通;1：型别卧式;36：最大回转直径Φ360mm;S：重大改进顺序号。

在数控部分要熟悉数控车床的五大代码：准备功能G代码;辅助功能M代码;刀具功能T代码;主轴转速S代码;进给功能F代码。数控车床的编程指令由字母+数字组成。程序名称格式为：O+四位数字（0001-8999），如O2000。

刀具功能为T指令，如T0101，第一个01为刀号，第二个01为刀具补偿号。主轴转速为S指令，如S900M03，S900表示转数为900转/分钟，M03表示主轴正转。进给速度为F代码，在G98模式下，F100表示100毫米/分钟;在G99模式下，F0.05表示每转进给0.05毫米。

4  总结

本次金工实习发挥了网络优势，采用线下零件自主设计、线上金工实习知识点学习、操作直播的方式，高质量完成了储运专业金工实习。本次尝试打破了传统实地实习这一单一模式，采用讲解+现场直播的方式，让每个学生都能通过客户端收看并及时反馈，极大的激发了学生的学习积极性。在“互联网+”新的社会模式下，此种方式可以打破地域限制，让学生了解到更多知识，掌握金工实习重点、各种工种操作流程。但因无法实际操作，存在知识不能及时应用的弊端，在后期如有机会应积极开展实习操作，使学生上手来掌握操作。

参考文献：

[1]教育部关于深化职业教育教学改革全面提高人才培养质量的若干意见[J].中华人民共和国国务院公报，2015（34）：48-52.

[2]朱淑梅，王广勋，谢鸥，邢丁耒.高校金工实习存在的问题和改革措施[J].高教学刊，2016（17）：143-144.

[3]吴浩，王敏.高校金工实习改革探索[J].课程教育研究，2016（30）：35-36.