譚積明

[摘 ?要]隨著制造業(yè)的飛速發(fā)展，機械制造類企業(yè)對五軸加工技術(shù)人員需求量日益增大，然而培養(yǎng)技術(shù)人員的職業(yè)院校卻不能有效地開展五軸加工實訓(xùn)課程。文章通過建立并分析數(shù)控技術(shù)“S”曲線，結(jié)合五軸加工技術(shù)的特點，提出了開展五軸加工技術(shù)實訓(xùn)教學(xué)的必要性，并建立了新課程結(jié)構(gòu)以及考核評價方式，最后通過實施驗證，得出新課程結(jié)構(gòu)以及考核評價方式，能夠有效地實施到教學(xué)當中去，并解決五軸實訓(xùn)教學(xué)難于開展的問題，對職業(yè)院校開展此類課程具有一定的參考價值。

[關(guān)鍵詞]實訓(xùn)教學(xué);五軸加工;課程機構(gòu);過程考核;五軸教學(xué)

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）22-0202-01

1 引言

近幾年我國加工制造業(yè)得到了空前發(fā)展，數(shù)字制造技術(shù)的提升促使了我國相關(guān)制造技術(shù)的更新?lián)Q代，傳統(tǒng)加工設(shè)備的使用率在合理的范圍內(nèi)逐漸減少，同時先進數(shù)控裝備的使用率日益增加，然而為了滿足不斷提高的產(chǎn)品精度，速度，難度等要求，高端數(shù)控裝備的發(fā)展與使用已經(jīng)成為了制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢，五軸數(shù)控機床作為高端裝備的代表，受到了制造業(yè)的廣泛追捧，然而能夠操作五軸數(shù)控設(shè)備的技術(shù)工人卻出現(xiàn)了嚴重短缺，作為培養(yǎng)技術(shù)人員的職業(yè)院校，在五軸加工技術(shù)實訓(xùn)課程建設(shè)和開展方面的不科學(xué)，是造成技術(shù)工人短缺的主要原因，當然許多中高職院校的教育工作者亦發(fā)現(xiàn)了此類問題，并做出了相關(guān)改革和研究。

2 五軸加工技術(shù)與實訓(xùn)課程特點分析

2.1 五軸加工技術(shù)發(fā)展趨勢分析

隨著數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展，五軸加工中心的應(yīng)用越來越廣泛。其優(yōu)點在于使復(fù)雜零件的加工簡單化。并縮短了加工周期，提高了加工質(zhì)量[3]，因此五軸數(shù)控裝備的市場占有率正在逐年增加。我國為滿足日益增長的產(chǎn)業(yè)需求，亦不斷提升五軸加工技術(shù)及五軸制造裝備的研制水平，雖然大多企業(yè)仍采用進口技術(shù)和裝備，但國產(chǎn)五軸數(shù)控系統(tǒng)和五軸裝備的市場占有率也在逐年提升。表1為國內(nèi)主要機床生產(chǎn)企業(yè)1996年至2014年數(shù)控機床的產(chǎn)量。

由表1不難看出隨著加工制造業(yè)的發(fā)展和企業(yè)的生產(chǎn)需求，五軸加工中心在我國實現(xiàn)了從無到有的過程，截止2014年，國產(chǎn)五軸加工中心產(chǎn)銷量達723臺套，且不包含統(tǒng)計之外的其它國產(chǎn)機床生產(chǎn)廠家的產(chǎn)銷量。隨著企業(yè)對五軸制造裝備需求量的不斷提升，對五軸技術(shù)人員的需求亦隨之增加，職業(yè)院校是否需要開展五軸加工技術(shù)的相關(guān)課程已經(jīng)成為了研究和討論的重點。技術(shù)成熟度預(yù)測，能夠推測技術(shù)系統(tǒng)處于生命周期的哪個階段，以輔助確定研發(fā)策略。因此可用于預(yù)測五軸加工技術(shù)的未來發(fā)展。且技術(shù)的發(fā)展與相關(guān)技術(shù)的教育有直接聯(lián)系，因此可以通過技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，得出對應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域教育發(fā)展的情況。

2.2 五軸加工技術(shù)實訓(xùn)課程特點

開展五軸相關(guān)課程，首先需要分析五軸加工技術(shù)的特點。五軸加工技術(shù)實踐性強，需要開展實訓(xùn)教學(xué)[5]。為更好地模擬實際工作環(huán)境，實訓(xùn)教學(xué)對硬件配置要求較高，然而開展高新技術(shù)領(lǐng)域的實訓(xùn)課程一般很難模擬實際工作環(huán)境，配置昂貴的實訓(xùn)設(shè)備。以五軸加工技術(shù)實訓(xùn)為例，進口小型五軸加工中心每臺在200萬左右，國產(chǎn)一般水平的五軸加工中心每臺在100萬左右。因此五軸加工技術(shù)實訓(xùn)課程具有設(shè)備昂貴，設(shè)備量少;不易實現(xiàn)大范圍實訓(xùn)教學(xué);課程難度大，不易掌握;課程涉及知識面廣，不易入門;設(shè)備操作和系統(tǒng)編程復(fù)雜，學(xué)習(xí)課時長;實訓(xùn)教學(xué)需要材料多，成本高等特點。

3 五軸技工技術(shù)課程內(nèi)容構(gòu)建

3.1 課程結(jié)構(gòu)建立

虛擬仿真技術(shù)是一種由計算機生成的一個以視覺感受為主，也包括聽覺、觸覺的綜合可感知的人工環(huán)境，提供給人們通過計算機對復(fù)雜設(shè)備進行可視化操作與交互的一種全新方式。虛擬仿真技術(shù)在許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，在實訓(xùn)教學(xué)中，由于五軸數(shù)控機床的體積大，購置成本、維護成本及運行成本都很高。與其它數(shù)控設(shè)備相比，危險程度高，一旦不能正確操作，輕則損壞刀具，刀柄。重則損壞機床，甚至發(fā)生人身事故。

3.2 考核評價方式

課程考核評價方式一直是教學(xué)研究的重點，隨著研究的不斷深入，實訓(xùn)教學(xué)的考核評價方式亦趨于多樣化，但與國外對比，我國的考核評價方式仍有很大的發(fā)展空間，英國國家職業(yè)資格證書考試與傳統(tǒng)考試有很大區(qū)別，它以多樣化的實際工作效果作為評定方式。澳大利亞對培訓(xùn)課程提出了最低的能力測試考核要求。多樣化考核評價方式的綜合運用，比采用單一試卷的考核方法，更能反映出學(xué)生的實際能力，因此參考國外職業(yè)教育考核評價方式，結(jié)合五軸加工技術(shù)的課程特點，建立新的考核評價方式。

4 五軸實訓(xùn)課程開展效果分析

為了檢驗上述課程內(nèi)容以及考核評價方式的有效性和可實施性，從我校機械制造工藝教育專業(yè)、機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)選出兩個實驗班進行實驗性教學(xué)對比，使兩個班對應(yīng)AB兩組，采用方差分析法對AB組的總成績進行F值檢驗從而得出AB兩個組哪一組教學(xué)效果較優(yōu)，A組采用新課程內(nèi)容和考核評價方式。

其中為條件假設(shè)，、為自由度，為對象個數(shù)，、為對象人數(shù)，、為方差估計值。

根據(jù)=1，=28，F(xiàn)查值表[8]，找到F（1，28）0.5=4.2，由于F=6.38>F（1，28）0.5=4.2，則假設(shè)不成立，即A、B兩組教學(xué)效果存在較大差異，A組教學(xué)效果優(yōu)于B組教學(xué)效果。結(jié)果表明采用新五軸加工技術(shù)課程以及考核評價方式的學(xué)生，教學(xué)效果更優(yōu)。

5 小結(jié)

文章通過分析五軸加工技術(shù)發(fā)展趨勢及五軸裝備在國內(nèi)的占有率，利用“S”曲線預(yù)測了五軸加工技術(shù)在我國職業(yè)教育領(lǐng)域的發(fā)展趨勢及開展五軸加工技術(shù)的必要性和重要性，最后結(jié)合五軸加工技術(shù)的特點，建立了五軸加工技術(shù)實訓(xùn)的課程結(jié)構(gòu)以及五軸加工技術(shù)的考核評價方式，并通過實驗教學(xué)驗證了課程結(jié)構(gòu)和考核評價方式的有效性，對同類院校開展五軸加工技術(shù)實訓(xùn)課程具有一定的指導(dǎo)意義。

參考文獻

[1]陳玉文，楊偉雪.五軸銑削加工在《模具數(shù)控加工》教學(xué)中的應(yīng)用[J].模具制造，2014，（3）：90-93

[2]董子源，沈春根，陳煒等.數(shù)控五軸加工葉輪的實驗教學(xué)探索[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2014，12（2）：99-103

[3]嚴慧萍.虛擬仿真在中職實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].福建師范大學(xué)，2014，5