高育森， 張 翔， 蔡美美， 陳向文， 程國偵

（福建農(nóng)林大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院， 福建 福州 350002）

銑工實(shí)習(xí)是金工實(shí)習(xí)教學(xué)的重要內(nèi)容之一，是理論在實(shí)踐中應(yīng)用的產(chǎn)物。學(xué)生在實(shí)習(xí)時不僅能提高操作技能，還可以鞏固所學(xué)的機(jī)械制圖、機(jī)械加工工藝等相關(guān)的機(jī)械理論知識[1]。

1 機(jī)械類專業(yè)銑工實(shí)習(xí)的現(xiàn)狀

近幾年，福建農(nóng)林大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院對機(jī)械類和非機(jī)械類的銑工實(shí)習(xí)內(nèi)容大體相同，基本上以掌握銑床的基本操作為主，了解銑床的基本結(jié)構(gòu)和銑床的一些簡單加工工藝流程為輔；以傳統(tǒng)的教學(xué)方式為主：老師講，學(xué)生聽，操作簡單的平面加工。用這種模式實(shí)踐于銑工實(shí)習(xí)中，造成學(xué)生跟著老師的思路一步一步去做，缺乏加工工藝路線的創(chuàng)新性[2]。該模式?jīng)]有針對機(jī)械類與非機(jī)械類專業(yè)的特性制定相應(yīng)的教學(xué)計劃。比如機(jī)械設(shè)計、車輛工程與化學(xué)工程與工藝、制藥工程等非機(jī)械專業(yè)實(shí)習(xí)的零件、加工工序是相同的。然而機(jī)械類銑工實(shí)習(xí)不僅要了解機(jī)械制造加工的一般過程，還要熟悉機(jī)械零件的常用加工方法及其所用主要設(shè)備的工作原理及典型結(jié)構(gòu)，工、夾、量具的使用以及安全操作技術(shù)，了解機(jī)械制造工藝知識的應(yīng)用。隨著IEET工程認(rèn)證的熱潮不斷升溫，機(jī)械類專業(yè)的實(shí)習(xí)周期慢慢加長，對機(jī)械類專業(yè)設(shè)計一個符合其專業(yè)特性的銑工實(shí)習(xí)內(nèi)容成了當(dāng)前迫切的問題。

2 教學(xué)改革的基本目的和路徑

2.1 教學(xué)改革的基本目的

為了使機(jī)械類學(xué)生能夠選擇簡單零件的加工方法，提高學(xué)生工藝分析的能力，加深對工、夾、量具的使用以及安全操作技術(shù)的認(rèn)識，針對銑工進(jìn)行了教學(xué)改革，要想使教學(xué)改革達(dá)到這個效果，就要改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，由先前的以師傅為主的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變成由學(xué)生為主體、學(xué)生跟著師傅一步一步操作向?qū)W生自行思考、自行操作轉(zhuǎn)變。

2.2 教學(xué)改革的路徑

具體采用對比的方式來檢驗(yàn)這次改革的成效性，選取一定的人數(shù)并分成兩大組，首先，對兩組同時進(jìn)行銑床結(jié)構(gòu)、用途的介紹，并把簡單的銑削平面作為練習(xí)，此步的目的是讓學(xué)生對銑床結(jié)構(gòu)、加工原理及工件的夾緊有一個簡單的認(rèn)識。其次，分別對兩組進(jìn)行不同教學(xué)方案的銑槽實(shí)習(xí)，一組是獨(dú)立思考并進(jìn)行槽加工，由師傅對所加工出來的槽進(jìn)行評價與指導(dǎo)。一組跟著師傅一步一步操作加工。通過不同的教學(xué)方案進(jìn)行試驗(yàn)，得出兩組方案的試驗(yàn)結(jié)果，為下一步做準(zhǔn)備。此步驟的目的是讓學(xué)生對工件的加工方法、加工工藝有一定的認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生對工件加工工藝的分析能力。再次，讓兩組對相同尺寸的槽（與上步不一樣）進(jìn)行加工，并對兩組所加工的工件進(jìn)行分析。通過對比兩組的槽，選出槽尺寸較好的一組。最后，對參加此次試驗(yàn)的學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查，選出學(xué)生較滿意的一種教學(xué)改革方案，并運(yùn)用于實(shí)踐。

3 教學(xué)改革實(shí)踐

以17級機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)為改革專業(yè)，將學(xué)生分成A、B兩大組，再把每個大組分成由2～3人組成的多個小組進(jìn)行改革實(shí)踐。

3.1 銑削加工長方體工件

第一節(jié)課給A、B兩組共同介紹銑床的結(jié)構(gòu)、功能，及常用的夾具、刀具、量具等，并一起銑削平面，加工的零件如圖1所示。

圖1 四邊形加工件（mm）

3.1.1 主要操作

1）裝好刀具，測量毛坯尺寸，計算好進(jìn)給量；

2）確定工件的裝夾方式、加工面及基準(zhǔn)面的選擇。

3.1.2 試驗(yàn)小結(jié)

長方體工件的銑削要求主要有工件的尺寸誤差、平面度、垂直度及平行度。要更好地達(dá)到這些要求，其根本是解決工件的夾緊問題。工件銑削的順序、銑削加工時所選擇的參考基準(zhǔn)面都是其解決的關(guān)鍵。此次的銑削加工的基本操作是讓學(xué)生初步了解銑床的基本操作、工件在銑削時的工藝流程及銑削工件應(yīng)注意的一些問題，為下面銑削內(nèi)容的推進(jìn)做準(zhǔn)備。

3.2 槽銑削

A、B兩組同學(xué)在上述所銑削長方體的基礎(chǔ)上，選擇其中的一個面進(jìn)行銑削槽，具體尺寸如圖2所示。

圖2 槽加工（mm）

分別對A、B兩組進(jìn)行不同的實(shí)習(xí)教學(xué)，A組為自行思考、加工，最后對A組所加工的零件進(jìn)行分析總結(jié)。B組為在師傅的帶領(lǐng)下，跟著師傅一步一步的完成工件的加工。

3.2.1 主要操作

1）銑刀的選擇。采用Φ6的鍵槽銑刀先做粗加工，再用Φ8的鍵槽銑刀作精加工。這樣的目的是為了精加工時減少銑削用量，從而減少銑刀的偏讓，提高槽的位置精度。

2）工件的裝夾方法。采用平口鉗夾緊，固定平口鉗時，要保證平口鉗的水平。夾緊工件時要保證加工面的水平及工件的夾緊[3]。

3）槽的檢驗(yàn)。檢驗(yàn)槽寬度時可用內(nèi)徑千分尺來測量，由于此槽為封閉式槽，檢查深度時可用外徑千分尺進(jìn)行測量。

3.2.2 試驗(yàn)小結(jié)

A組學(xué)生加工出來的工件尺寸誤差大、槽底表面粗糙，主要表現(xiàn)為兩邊槽弧到側(cè)面的距離沒有達(dá)到要求尺寸，槽長度不足，槽的中心線不在工件的中心線上。其主要原因有以下幾點(diǎn)，一是對刀誤差，對刀現(xiàn)象過于明顯，導(dǎo)致一邊尺寸偏大；二是沒有先用小刀具進(jìn)行粗加工導(dǎo)致位置精度誤差；三是選擇轉(zhuǎn)速太慢，進(jìn)給速度大導(dǎo)致表面粗糙。B組學(xué)生基本能完成基本尺寸，但是還是存在著對刀的偏差。

3.3 槽銑削測試

對A、B兩組學(xué)生進(jìn)行同樣的銑槽測試，測試工件選擇上個操作中沒有加工的一個面進(jìn)行，此次試驗(yàn)師傅不參與其中，學(xué)生自行討論操作。工件尺寸如圖3所示。

圖3 槽加工（mm）

試驗(yàn)小結(jié)：A組學(xué)生加工出來的工件的尺寸誤差、表面粗糙度等比前一次改善很大，工件基本上能達(dá)到要求；B組學(xué)生所加工出來的工件比前一次的差，其原因分析有以下幾點(diǎn)，一是跟老師操作完之后，沒有進(jìn)行總結(jié)，原先錯誤的操作還是存在；二是忘記上次加工步驟，有些細(xì)節(jié)被忽略；三是由于操作不熟練，對刀誤差大；四是忽略了讀數(shù)時手柄順時針與逆時針的空乘差。

3.4 問卷與總結(jié)

試驗(yàn)結(jié)束后，對17級機(jī)械設(shè)計制造及其自動化的學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查，調(diào)查結(jié)果為65.4%的學(xué)生選擇了A組學(xué)生的實(shí)習(xí)方案，他們認(rèn)為這樣的實(shí)習(xí)模式比以前的有趣多了，學(xué)到的知識更為全面，通過自己思考加工出來的工件更有成就感；34.6%的學(xué)生選擇B組學(xué)生的實(shí)習(xí)方案，他們覺得跟著師傅一步一步的操作加工，比較簡單，不用考慮太多。

4 結(jié)語

本次教學(xué)改革在生產(chǎn)實(shí)習(xí)過程中引入遞進(jìn)式的教學(xué)方法，針對機(jī)械設(shè)計制造及自動化專業(yè)的特點(diǎn)，在原來的基礎(chǔ)上增加了一項(xiàng)不同以往的教學(xué)內(nèi)容，來提高機(jī)械專業(yè)在銑工實(shí)習(xí)的質(zhì)量。通過改革實(shí)踐結(jié)果，調(diào)查得到A種方案受到更多學(xué)生的青睞，最后選擇A種方案為以后的教學(xué)方案。

[1]李慧燕，王強(qiáng).銑工實(shí)訓(xùn)引入任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法的探索[J].山東商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)校學(xué)報，2013（2）：95-96.

[2]鐘永針.談?wù)劷鸸?shí)習(xí)中銑工教學(xué)經(jīng)驗(yàn)[J].裝備制造技術(shù)，2013（10）：173-174.

[3]周炳章，吉廣鏡.簡明銑工手冊[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1988.