机械加工生产性实训项目开发.docx

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机械加工生产性实训项目开发

机械加工生产性实训项目开发

目前高职院校的产学合作模式有很多，很多院校都作了很好的探索，都有自己的特点，如“订单式”、“学工交替模式”、“校企双向介入模式”、“结合地方经济全面合作模式”等。

浙江省台州市是全国制造业的重要基地，随着现代制造业的迅猛发展，对高技能人才提出了越来越高的要求。

如何结合当地产业行业特点开发工学结合项目对高技能人才培养具有重要的现实意义。

一、一般高职院校学生岗位能力培养方式及问题分析

一般的中高职院校的数控专业培养学生的岗位能力主要通过以下两种方式：

1、校内实习、实训

一般校内实习、实训基本上是单一工种的操作训练，培养的是操作工。

即便是数控车、数控铣、加工中心实训，培养的也是现代的蓝领，适合做车间的数控机床操作工，虽然市场需求较大，但由于知识较单一，容易学会，市场的供给也大，工资待遇不会太高。

2、校外生产实习、认识实习

校外企业生产实习、认识实习，由于实习企业的行业产品及所属典型零件结构复杂、技术要求高，加工工艺路线长，使用的设备及工装夹具多，要说明这些问题，需要大量的原理和结构图。

而企业一般不会提供完整的工艺资料。

在没有图纸和资料的情况下，无论是实习指导教师或工厂的工程技术人员，都难于在现场对学生进行表述。

另外企业首先要完成的是生产任务，而不是怎么样培养学生，所以学生实习效果受到很大的影响，一般只是对生产工艺过程有个大概的了解，无法真正理解和掌握生产工艺。

二、机械加工生产性实训项目开发模式

1、产学合作模式的提出

根据多年的实践，我校数控专业探索出一条符合当地经济及产业特点的产学合作模式，即“以校内生产性实训基地为依托的基于典型零件的工学结合项目开发模式”。

该模式的主要特点是：

首先我们在校内建立生产性实训基地，实训基地承接多个市场化的典型零件，再以各种典型零件为工作对象开发三大类项目，第一类项目主要通过校内生产车间的顶岗实习来完成。

第二、三类项目通过工学结合课程来完成。

我们以“校内生产车间顶岗实习＋工作过程系统化课程”的形式训练培养学生的职业岗位技能及综合职业能力。

2、项目的分类开发

1）已在校内生产实训基地投入批量生产，制造工艺已定型的典型零件。

这类零件学校或企业已准备好了工装、工艺。

学生全程参与各个生产环节，在生产过程中学习机械加工工艺为什么要这样制定，程序为什么这样编制，夹具为何要这样设计等。

第一类项目主要让学生现场体验各个工作岗位，经历一个产品完整的工艺过程，学习工艺制订规范、产品加工规范、车间生产现场管理规范。

2）企业已正式投入生产的典型零件，我们开发成学习项目供学生全程学习。

包括工艺方案设计、检验方案策划、工装制作、零件加工试制等。

学生的工艺方案与企业现有的工艺方案进行对比评价。

第二类项目是学生在完成第一类项目的基础上，自己开始动手设计工艺方案和检验方案，方案完成后与标准方案进行分析比较后改进提高。

3）校内生产车间承接试制的新产品。

学生在教师指导下分组完成新产品试制，每组学生要完成工艺方案设计、检验方案策划、工装制作、零件加工试制等。

第三类项目在第一类项目经验的基础上完成一个新产品试制的各个工艺环节，第二、三类项目可以并列进行。

第一类项目主要通过校内生产车间的顶岗实习来完成，学生可以体验各个工作岗位、学习工艺规范制订、学习产品加工规范及生产现场管理规范。

第二类项目开发成工作过程系统化课程的自主项目，学生可以学习工艺方案设计、检验方案策划、工装制作、零件加工试制等。

第三类项目开发成工作过程系统化课程的拓展项目，该类项目无标准工艺方案，学生可以熟悉新产品开发流程，重点培养学生的创造性和创新性。

通过三大类项目的完成，把学生培养成生产车间一线高技能技术人才。

项目分类见表1。

表1项目分类表

项目分类

实施途径

零件图片

基于“校内生产车间已批量生产，工艺定型的典型零件”开发的项目。

校内生产车间顶岗实习

基于“企业已投产，学校未批量生产的典型零件”开发的项目

工作过程系统化课程

基于“校内生产车间承接试制的新产品”开发的项目

工作过程系统化课程

3、校内生产车间顶岗实习项目

顶岗实习在校内实习工厂进行，产品是钱江摩托车发动机曲轴箱等具备典型数控加工工艺特点的典型零件。

首先学生进入的是一个真实的企业生产环境中，能够系统的参与到各道生产工序中。

不仅实际动手操作了各类设备，更重要的是学会了工装夹具的设计制造、每道工序的工艺制定、生产全过程的工艺编排、产品的检测和质量控制等。

学生们可以接触到生产第一线的图纸和工艺资料。

而我们的指导教师由于全程参与了工厂前期的各项准备工作及工艺文件的制定、产品的调试等工作，对该产品的各道工艺有个系统的了解，这样更有利于指导该产品的实训。

经过本次顶岗实习，学生们可以较系统的理解和掌握摩托车发动机曲轴箱等产品的生产工艺。

所以我们本次顶岗实习培养的不是一名操作工，而是一名能解决车间各项生产工艺问题的车间工程师（工艺师），此类人才非常的短缺，可以称为企业里的银领，所以在培训手段上要有别于一般的实习实训。

第一类项目主要通过校内生产车间的顶岗实习来完成，校内顶岗实习目前已按下述方式开展实施。

校内生产车间承接的业务是市场化的产品，需保证产品质量和交付期，同时需保证学生的参与度。

为此，我们选择产品时主要考虑交付期要求不高、业务期较长（如长年业务量饱和）的生产业务。

另外，目前生产车间有8名师傅，其中两名是有15年工作经验的高级技师，加工经验丰富，其中6名是留校的毕业生，毕业前就已跟着老师做过两年以上产品，已具有高级工或技师职业资格。

学生顶岗实习时由师傅带着做，一名师傅管着2、3个工位，每个工位安排两名学生。

同时加强生产过程质量管理，一名学生加工，另一名学生每件检测，师傅也亲自检测，以此保证产品质量。

从目前的实施情况看，生产效率略低于企业正常生产，废品率也略高于企业正常生产，但符合企业质量目标要求，少量超出部分可以作为教学损耗。

校内顶岗实习完成的产品（零件）如表2所示。

表2顶岗实习产品一览表

序号

合作企业

合作产品

时间

数量

（万）

备注

1

台州浩宇机械有限公司

钱江大洋100摩托车发动机曲轴箱

2007-2008

3

批量

2

浙江安露集团

AL168F发电机高箱盖

2009-2010

批量

AL168F-1发电机箱体

2009-2010

批量

清洗机泵头

2009-2010

批量

高压清洗机铜泵头

2011

批量

1千瓦数码发电机箱体、箱盖

2千瓦数码发电机箱体

2010-2011

1

批量

3

浙江金浪动力有限公司

摩托车发动机齿轮室盖（二冲程）、

摩托车发动机齿轮室盖（四冲程）

2009-2011

批量

摩托车发动机变速箱箱体

2009-2010

批量

摩托车碟刹

2011

1

批量

4工作过程系统化课程项目

第二、三类项目通过工学结合课程《加工中心工艺编制与实施》来完成，该课程评为2010省级精品课程。

设计思路

《加工中心工艺编制与实施》直接针对的职业岗位是：

“加工中心工艺员”。

面向的次要岗位是：

“设计处或工艺处技术人员”、“数控车间技术负责人”、“数控车间班组长或车间主任（技术+管理）”。

学生通过前期对制图、材料、刀具、编程、加工工艺、维修等专业课知识的学习及数车、数铣实训，测绘、维修、材料实验等单项技能的训练，为本课程的学习打好了基础。

但“加工中心工艺编制与实施”这一典型工作项目仅靠学生已有的分科知识和单一技能是无法完成的。

我们按照制造企业承接加工中心业务的生产实施过程，一个典型零件就是一个项目，再把该项目的实施细分为6个典型工作任务的完成，在真实的企业环境中，学生对6个典型工作任务的完成过程就是职业能力三要素职业素养、专业能力、综合能力的锻炼及形成过程，进而形成前三个职业岗位所需的综合工作能力结构。

教学内容的选取

4.2.1选择当地现代制造企业一线产品为项目载体，各典型零件制造工艺能充分体现加工中心的工艺特点。

本课程对接台州地方先进制造业，以就业为导向，针对职业岗位群的需要选择教学内容。

台州市是全国摩托车生产四大板块之一，也是中国最大的摩托车及配件生产出口基地，同时也是全国最的泵阀、电机生产基地。

据不完全统计台州市现有加工中心上万台，根据加工中心的加工特点，本课程分别选取了摩托车发动机齿轮室盖、曲轴箱、汽油发电机箱体及电机壳体、清洗机泵头等零件作为教学内容。

学习项目1教学载体：

金浪摩托车齿轮室盖（JL1PE40MB）

学习项目2教学载体：

安露汽油发电机高箱盖（AG-HA-3000）

学习项目3教学载体：

钱江大洋100摩托车发电机曲轴箱

学习项目4教学载体：

发电机AL168F-1箱体

学生自选项目：

上述典型零件都来自当前企业的生产一线，具备一定的测绘难度、工艺编制难度、加工实施难度，比较适合于高职学生。

加工中心上加工零件的特点是：

被加工零件经过一次装夹后，数控系统能控制机床按不同的工序自动选择和更换刀具；自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其它辅助功能，连续地对工件各加工面自动地进行钻孔、锪孔、铰孔、镗孔、攻螺纹、铣削等多工序加工。

由于加工中心能集中地、自动地完成多种工序，避免了人为的操作误差、减少了工件装夹、测量和机床的调整时间及工件周转、搬运和存放时间，大大提高了加工效率和加工精度。

相对于其它数控机床加工中心的主要特点体现在多刀和多轴加工，其工艺特点也体现在各类刀具的选用、加工次序的安排、多轴联动（3轴、4轴、5轴）编程技巧、专用工装的设计制作等。

4.2.2以现代制造企业“加工中心工艺员”岗位能力为标准确定教学目标和教学内容。

根据项目组对多家行业企业的“加工中心工艺员”职业岗位的调研结果及企业专家访谈结果分析，“加工中心工艺员”的职业行动步骤如下图所示：

“加工中心工艺员”的职业行动步骤

阅读零件图纸，分析技术要求

分析零件结构工艺性，查阅相关资料，根据企业现有生产条件、生产成本、生产纲领编制批量零件加工工艺及制订检验方案、检验规程

查阅资料，设计制作专用工装夹具（机械和气动）

选用、购置加工中心刀具或外协制作组合刀专用刀具

零件的编程、调试、加工、检测

根据首件质量检测结果及试运行的生产效率、生产成本分析结果及时调整制造工艺方案、检验方案

本项目组以上述各个职业行动步骤所需职业能力为依据制订了本课程的学习目标和主要学习内容，如表3所示。

表3“加工中心工艺编制与实施”课程学习目标、学习内容

课程名称

学习目标

学习内容

加工中心加工工艺编制与实施

能独立查阅与任务相关的工艺、刀具、材料、机床、产品相关技术资料；

掌握较复杂箱体类、盖类零件图样阅读及分析相关知识；

③掌握较复杂箱体类、盖类零件的机械加工工艺方案制订方法；

④掌握工艺卡、刀具卡、数控程序卡、检验规程等技术文件的基本格式及编制规范要求；

⑤掌握箱体类、盖类零件的数控编程知识；

⑥掌握千分尺、游标卡尺、深度尺、内径百分表使用方法及加工中心机外对刀仪使用方法；

⑦能根据零件图样及毛坯及企业生产条件设计加工工艺方案并编制工艺卡、刀具卡、数控程序卡、检验规程等数控加工技术文件；

⑧能正确选用加工中心刀具；

⑨能编程、调试、加工出合格零件；

⑩能正确检测零件；

知识内容：

常用工量具、量仪使用知识；

复杂零件加工的工艺知识；

③加工中心专用夹具设计知识；

④钻头、面铣刀、立铣刀、扩孔刀、铰刀、镗孔刀、倒角刀、丝锥、定制组合刀、专用刀具等各类刀具应用知识；

三轴、四轴机床加工编程知识；

工艺方案、工艺规程、检验方案、检验规程等的制订规范。

专业技能包括：

使用加工中心机外对刀仪测量刀具长度、直径；

设计制作加工中心专用气动夹具；

选用、购置、制作（或外协）各类加工中心刀具；

制订复杂零件加工中心加工工艺；

编程调试加工加工中心复杂零件的；

检验方案及规程制订执行；

数控车间生产现场管理。

典型零件确定以后，教学内容的确定就根据从加工工艺制订到加工实施这一工作过程，在零件图样分析、加工工艺制订、检验方案制订、加工调整实施、生产现场的组织管理等知识、方法、技能层面来组织。

本课程的教学内容是通过学习情景来反映的，学习情景是学习领域的具体化和细化，是案例化的主题学习单元，它将理论知识、实践技能、工作方法与实际应用环境结合在一起。

是教师引导学生主动学习的教学安排，学生在职业行动情景的反思中获取工作经验。

教学内容的组织与安排

4.3.1课程内容的设计组织

“加工中心工艺编制与实施”学习领域课程由4个学习情境组成，分别对应着一个项目，采用项目化教学方式，项目由简单到复杂，第四个项目为学生自选项目，用于开发前三个项目的5台加工中心的加工业务是常年稳定的，主要是出于学生掌握必备技能考虑。

用于开发项目四的几台加工中心的加工业务是变化的，主要是为了培养学生的开放性和创新能力。

每个项目的实施都是一个完整的工作过程，参考“加工中心工艺员”的6个职业行动步骤，每个项目的实施步骤细分成6个工作任务。

课程内容的设计如表4所示。

表4课程内容的设计

项目名称

任务名称

编号

课时

项目一：

摩托车齿轮室盖的加工工艺编制及实施

分析图纸及毛胚并选择加工内容

1-1

4

制订零件的机械加工工艺方案

1-2

2

加工中心刀具及刀片选用

1-3

4

制订加工工艺规程及检验规程

1-4

4

首件加工及检测

1-5

8

调整优化工艺方案及二次加工

1-6

8

项目二：

发电机箱盖的加工工艺编制及生产实施（一机多夹具）

分析图纸及毛胚并选择加工内容

2-1

4

制订零件的机械加工工艺方案

2-2

2

加工中心刀具及刀片选用

2-3

4

制订加工工艺规程及检验规程

2-4

4

首件加工及检测

2-5

8

调整优化工艺方案及二次加工

2-6

8

项目三：

发电机箱体的加工工艺编制及生产实施（四轴）

分析图纸及毛胚并选择加工内容

3-1

4

制订零件的机械加工工艺方案

3-2

2

加工中心刀具及刀片选用

3-3

4

制订加工工艺规程及检验规程

3-4

4

首件加工及检测

3-5

8

调整优化工艺方案及二次加工

3-6

8

学生自选项目

（任选一个）

摩托车发动机曲轴箱、清洗机小泵头、清洗机大泵头、摩托车发动机缸体、柱塞泵、清洗机机体

4.3.2职业能力训练项目的组织实施

每个项目的实施以学生为中心，参照“加工中心工艺员”的6个职业行动步骤，咨询、计划、决策、实施、检查、评估的六步法隐现在具体的实施步骤中。

下面以“摩托车齿轮室盖的加工工艺编制及实施”项目为例，见表5。

表5“摩托车齿轮室盖的加工工艺编制及实施”项目的组织实施

能力训练项目名称

任务名称

拟实现的能力目标

相关支撑知识

训练方式手段及步骤

结果

（可展示）

摩托车齿轮室盖的加工工艺编制及实施

1-1

分析图纸及毛胚并选择加工内容

能分析图纸及毛胚并选择加工中心加工内容

①机械制图基本知识②零件测绘基本知识③金属材料分类、常用牌号、金属材料机械加工性能

1、1、课前准备：

2、教师给每小组发放图纸、毛坯、测量工具

2、学生分组上台展示课外任务完成结果；（30分钟）

3、其它各组学生自由提问，教师提问记录；（15分钟）

3、教师在多媒体投影仪上对本次任务做重点要点提示（10分钟）；

4、每个学生分组讨论修改5个任务，教师做巡回指导（35分钟），并作记录。

5、每组学生派出代表上台阐述本组的任务完成结果（40分钟）

6、教师进行必要的提问、问答，并按考核标准逐项进行分数初步确定。

（25分钟）

7、教师对知识进行归纳（20分钟）

8、教师布置下一单元的课外任务（5分钟）

工作页中的以下内容：

①“图纸及毛胚分析单”；

②“毛坯主要加工部位测量卡”；

③“零件加工部位选择卡”

1-2

制订零件的机械加工工艺方案

能根据合同要求及企业车间生产条件制订零件的总体机械加工工艺方案

①机械加工工艺方案制订方法

②加工中心的规格型号及其机床参数

3、1、课前准备：

4、教师准备业务合同，学生准备“校内加工中心生产车间生产条件调查表”

5、2、每组学生上台展示自己的“校内加工中心生产车间生产条件调查表”

6、3、教师点评及展示“校内加工中心生产车间生产条件一览表”

7、4、学生上台展示自己的机械加工工艺方案，其他学生提问；

8、5、教师提问、点评；

9、6、教师给每小组提供一份其它项目的机械加工工艺方案，供小组成员参考；

10、7、学生各自独立修改原机械加工工艺方案；

11、8、小组谈论及推代表上台展示修改后的机械加工工艺方案；

12、9、其它学生提问、教师提问及记录。

工作页中的以下内容：

13、①“生产车间生产条件调查表”；

14、②“机械加工工艺方案”

1-3

加工中心刀具及刀片的选用

能根据零件特点选择刀具及刀片

①数控刀具的分类

②常见数控刀片的规格型号、使用场合

15、1、课前准备：

教师在一体化教室的刀架上陈列各类刀具，在书架上陈列国内外各家刀具厂家的刀具及刀片使用手册。

并给每小组发放图纸、毛坯、测量工具。

2、教师公布本教学单元的工作任务：

（3分钟）

完成每个加工部位的刀具选用，填写“零件加工部位刀具选择卡”的相关内容。

3、教师在多媒体投影仪上对本次任务做引导及要点提示（10分钟）

4、学生通过查阅刀具及刀片使用手册等资料，每人填写“零件加工部位刀具选择卡”。

（30分钟）

5、每组学生派出代表上台阐述本组的任务完成结果（30分钟），教师做记录。

7、教师进行必要的提问、问答，并按考核标准逐项进行分数初步确定。

（15分钟）

8、教师对知识进行归纳（20分钟）

9、教师布置下一单元的课外任务

工作页中的“零件加工部位刀具选择卡”。

1-4

制订加工工艺规程及检验规程

能根据零件图、产品的生产纲领、现有的生产条件、有关的工艺标注及设备资料编制加工工艺规程及检验规程。

①工艺方案制订方法及步骤；

②工艺规程制订方法及步骤；

③各类机械工艺文件填写方法

16、1、课前准备：

教师给每小组准备零件图及产品的生产纲领、现有的生产条件资料（设备清单、刀具清单、工人数量）

2、教师公布本教学单元的工作任务：

（5分钟）

①、拟定零件的机械加工工艺路线，包括选择定位基准、确定各表面各部位的加工方案、安排加工顺序等；

②、选择各工序所用的机床、夹具、刀具、量具和附具；

③、机械加工工序设计，包括确定各工步加工余量、确定工序尺寸及公差、确定切削用量等；

④、技术经济分析；

⑤、填写工作页里的工艺文件；

⑥、项目组组长负责审核小组各成员完成情况；

3、教师在多媒体投影仪上对本次任务做引导及要点提示（10分钟）

4、学生通过查阅各类资料，编制加工工艺规程及检验规程。

（45分钟）

5、每组学生派出代表上台阐述本组的任务完成结果（30分钟），教师做记录。

7、教师进行必要的提问、问答，并按考核标准逐项进行分数初步确定。

（15分钟）

8、教师对知识进行归纳（20分钟）

9、教师布置下一单元的课外任务

工作页中的“机械加工工艺过程卡”、“机械加工工序卡”、“刀具明细表”、“刀具组成卡”、“零件检验卡”

1-5

首件加工及检测

根据上文编制的加工工艺规程完成首件的调试加工，并在生产中根据检验规程进行过程检验。

①加工中心程序编制方法；

②加工中心机外对刀仪使用方法；

1、③千分尺、游标卡尺、深度尺、内径百分表使用方法。

1、课前准备：

完成加工中心、对刀仪、检测设备的准备工作。

2、教师公布本教学单元的工作任务：

（5分钟）

①、熟悉加工中心基本操作；

②、熟悉对刀仪的使用并完成本工序各把刀具的尺寸测量；

③、编写程序；

④、完成首件加工并检测加工精度；

⑤、优化加工参数；

⑥、项目组组长根据业务需求量安排生产进度，并在生产过程中安排自检和互检；

3、教师在多媒体投影仪上对本次任务做引导及要点提示（10分钟）

4、教师示范操作首件加工及检测。

（30分钟）

5、学生分组完成首件加工及检测，教师指导并作记录（110分钟）

8、教师对每组完成的零件检测并点评（30分钟）

9、教师布置下一单元的课外任务

齿轮室盖零件

1-6

调整优化工艺方案及二次加工

能分析零件的加工误差原因，并对工艺方案进行重新调整；能按照调整后的工艺方案完成零件的再次加工

2、①零件的加工误差分析方法；

17、1、课前准备：

教师给每小组准备零件图及产品的生产纲领、现有的生产条件资料（设备清单、刀具清单、工人数量）

2、各小组学生讨论分析零件的加工误差原因，并对工艺方案进行重新调整（45分钟）

3、每组学生派出代表上台阐述本小组的调整方案（30分钟），教师做记录。

4、教师进行必要的提问、问答。

（15分钟）

5、学生分组按照调整后的工艺方案完成零件的再次加工（60分钟）

6、教师对每组完成的零件检测并点评（30分钟）

齿轮室盖零件

项目的组织实施主要在加工中心生产性实训车间和一体化教室进行：

图1分小组查阅资料

图2小组内部讨论工艺方案

图3各组学生生产零件

图4完成的摩托车曲轴箱零件

图5学生完成的清洗机泵头

图6学生完成的摩托车齿轮室盖零件

考核方案设计（成绩构成：

能力考核、知识考核、素质考核、过程考核、结果考核）

改变传统的评价方式，根据项目化课程的教学要求，采用过程评价与目标评价相结合，定性评价与定量评价相结合，充分关注学生的个性差异，发挥评价的激励怍用，保护学生的自尊心，激发学生的自信心。

充分肯定学生的多元思维和创造性的实践活动以及在小组活动中的积极态度，并进行正确评价和引导。

各项目及子任务考核评分权重见表6所示。

每项子任务的考核都包括过程考核、结果考核。

表6考核评分权重表

序号

项目名称

任务编号

任务名称

权重%

备注

1

摩托车齿轮室盖的加工工艺编制及实施

1-1

分析图纸及毛胚并选择加工内容

2

2

1-2

制订零件的机械加工工艺方案

2

3

1-3

加工中心刀具及刀片选用

2

4

1-4

制订加工工艺规程及检验规程

2

5

1-5

首件加工及检测

3

6

1-6

调整优化工艺方案及二次加工

5

7

发电机箱盖的加工工艺编制及生产实施（一机多夹具）

2-1

分析图纸及毛胚并选择加工内容

2

8

2-2

制订零件的机械加工工艺方案

2

9

2-3

加工中心刀具及刀片选用

2

10

2-4

制订加工工艺规程及检验规程

2

11

2-5

首件加工及检测

3

12

2-6

调整优化工艺方案及二次加工

5

13

发电机箱体的加工工艺编制及生产实施（四轴）

3-1

分析图纸及毛胚并选择加工内容

2

14

3-2

制订零件的机械加工工艺方案

2

15

3-3

加工中心刀具及刀片选用

2

16

3-4

制订加工工艺规程及检验规程

2

17

3-5

首件加工及检测

3

18

3-6

调整优化工艺方案及二次加工

5

19

学生自选项目

（任选一个）

4-1

分析图纸及毛胚并选择加工内容

2

20

4-2

制订零件的机械