□胡思遠

(山西經濟管理干部學院,山西 太原 030024)

1 引言

全國職業(yè)學校推行“校企合作,工學結合”的人才培養(yǎng)模式,國務院、教育部、省教育廳等各級部門相繼出臺相關文件,特別是《國務院關于加快現(xiàn)代職業(yè)教育的決定》中明確提出,“在人才培養(yǎng)基礎上,堅持校企合作,工學結合,強化教學實習、實訓相融合的教育教學活動”。我校機電工程系首創(chuàng)“廠中?！毙Ｆ笊疃群献髂Ｊ?尋求“產、學、研”一體化的方法和思路,增強機電專業(yè)實踐教學的針對性和實效性,從解決社會機構提出的在技術過程中待解決問題的“研”出發(fā),進行專業(yè)技術社會服務,靈活促進“產、學、研”一體化研究。

合作企業(yè)有大量員工,我系學生也入住企業(yè)宿舍,自動投幣洗衣機經常被使用,于是積攢了大量硬幣。由于硬幣數(shù)量多,數(shù)清硬幣花費時間較大,還要識別真假硬幣,進行包裝整理,給市場交易和銀行業(yè)務員的工作帶來很大不便。市場上已有的計數(shù)包裝裝置或者復雜昂貴體積大,或者太過簡單不實用,且計數(shù)、包裝功能分離。企業(yè)后勤表示,單處理洗衣機的硬幣就要耗費半天以上時間,對我們提出希望能有一款造價不高的硬幣計數(shù)與包裝器,個人采買就行,要能完整模擬銀行數(shù)硬幣過程,增加硬幣計數(shù)精確性。

2 產品研發(fā)

參考銀行處理硬幣的過程,設計了由整理器、計數(shù)器、包裝器組成的硬幣計數(shù)包裝器,如下頁圖1所示,該產品功能可靠實用,造價低廉,個人完全可以負擔。整理器是內壁長度為112mm的盲孔管,內徑32mm、外徑52mm,開口位置有10×15mm的倒角,可以放置60枚1元硬幣,使用時,用手垂直、水平搖晃整理器,硬幣會逐漸沿著整理器內壁縱向排列整齊。計數(shù)器是內徑25.3mm、外徑32mm的半圓槽,長度94mm,其上有刻度,可放置50枚1元硬幣,其結構一端空口,開口側有L型缺口,用于放置皮筋,另一端為整圓固定擋板,手柄最大橫截面與半圓槽外徑相等,便于計數(shù)器水平放置,使用時,傾斜整理器,從整理器底部接出50枚硬幣,如下頁圖2所示,彈出皮筋夾緊硬幣,平放在桌子上,觀察硬幣是否在94mm刻度上,如果誤差太大,則確定有假幣,需要從下到上依次檢查,剔除假硬幣。包裝器是一個內徑26mm的半圓槽,用來包裝硬幣,一端設有半圓擋板,另一端空口,近端口處設有L型掛鉤放置皮筋,使用時,把包裝紙按在硬幣上,用包裝器上半圓擋板卡住計數(shù)器一端的硬幣,180°翻轉計數(shù)器和包裝器,如圖3所示,拿下計數(shù)器,粘貼包裝紙,最后封口包裝紙兩端。圖4是產品實物圖。

該產品有如下優(yōu)勢:(1)快速整齊排列硬幣。(2)50枚硬幣為一組,計數(shù)快捷。(3)硬幣側面一半都裸露在外,方便檢查硬幣,如果和刻度線相差太多,則確定有假硬幣,識別硬幣真假便捷。(4)包裝簡便。(5)小巧輕便,不占地,方便攜帶,適用于任何場所。

3 教學設計

通過“智造創(chuàng)新仿真實訓中心”對硬幣整理器、計數(shù)器、包裝器進行UG三維建模,AutoCAD二維制圖,數(shù)控編程仿真軟件進行產品加工模擬仿真,調試G代碼程序,最后保存程序,傳輸?shù)杰囬g數(shù)控車床進行生產;得到的零件經鉗工進行切割打磨;最后得到的成品先在合作企業(yè)進行產品試驗,確定效用后推向市場?？梢园延矌庞嫈?shù)包裝器加入《UG仿真》的回轉體訓練模塊,《數(shù)控編程與仿真》的數(shù)車編程模塊,《數(shù)控車、數(shù)控銑》的實習模塊,真正實現(xiàn)“產學研”一體化。以《數(shù)控編程與仿真》教學設計為例進行說明,安排在“模塊一數(shù)控車削零件的編程及仿真加工”中的“任務三簡單內孔成型面零件的編程及仿真加工”進行仿真實踐,仿真軟件為宇龍數(shù)控加工仿真軟件。教學設計制定如下。

3.1 任務描述

圖5 整理器零件圖

3.2 教學要求

3.2.1 知識目標

(1)熟悉簡單盤套類零件加工工藝。

(2)掌握G70/G71和G41/G42/G40指令及應用。

(3)學習仿真加工中切斷刀選擇及對刀。

3.2.2 技能目標

(1)具有簡單盤套類零件圖的識讀能力。

(2)具有使用G70/G71和G41/G42/G40指令編寫簡單盤套類零件加工程序的能力。

(3)具有使用仿真軟件驗證簡單盤套類零件加工程序正確性的能力。

3.2.3 素質目標

(1)樹立安全意識、質量意識和效率意識。

(2)培養(yǎng)學生勇于開拓和創(chuàng)新的精神。

3.3 任務實施

3.3.1 加工工藝方案制定

(1)加工方案:采用三爪卡盤裝夾,零件伸出卡盤125mm左右;加工零件外輪廓至尺寸要求;加工零件內輪廓至尺寸要求;切斷工件。

(2)數(shù)控加工刀具卡選用見表1。

表1 數(shù)控加工刀具卡

(3)數(shù)控加工工序卡見表2。

表2 數(shù)控加工工序卡

3.3.2 編制加工程序

O1611;

G40 G97 G99 M03 S600 F0.2;

T0101;

G00 Z5;

X48;

G90 X48 Z-120;

G00 X100 Z150;

M05;

M00;

T0202;

M03 S500 F0.2;

G00 X30 Z5;

G71 U1 R0.5;

G71 P10 Q20 U-0.3 W0.05;

N10 G01 X45 Z0;

G01 X35.09 Z-15;

Z-115;

N20 X-1;

G00 Z100;

X150;

M05;

M00;

M03 S800 T0202 F0.1;

G00 G41 X30;

Z5;

G70 P10 Q20;

G00 G40 Z100;

X100;

M05;

M00;

T0303;

M03 S400;

G00 Z-119;

X54;

G01 X-1 F0.05;

G00 X100;

Z10;

M30;

%

3.3.3 仿真加工

啟動軟件→選擇機床→回零→設置工件并安裝→裝刀(T01、T02、T03)→輸入O1611號加工程序→對刀(T0101、T0202,T0303,輸入R、T值)→自動加工→測量尺寸。

4 產品實施與改進

為了提高學生參與課堂活動的積極性,任務引入環(huán)節(jié)播放外地學長對硬幣計數(shù)包裝器需求的調研情況,并把產品樣品發(fā)于同學們進行觀察和實際操作,提高學生在進行編程和仿真的學習過程中的主動性。在另一門課程《數(shù)控車、數(shù)控銑》的生產實踐中有更好的表現(xiàn)。學生制造出來的產品參加“山西省第十六屆‘興晉挑戰(zhàn)杯’課外學術科技作品競賽”,榮獲三等獎。通過學習比較其他優(yōu)秀獲獎案例,確定該產品下一步研究路徑應向數(shù)字化、智能化方向改進。賽后再次修改完善教學設計,實現(xiàn)以賽促教,以賽促改。

5 結語

設計了由整理器、計數(shù)器、包裝器組成的硬幣計數(shù)包裝器,功能可靠實用,造價低廉,解決了市場上清點一元硬幣工作的繁瑣問題,特別適用于中小型超市、公交公司、投幣洗衣機等硬幣交易量存在且量不是很大的一元硬幣清點工作場合。把研發(fā)成果作為教學案例引入課堂,就整理器的數(shù)控編程與仿真部分進行教學設計,在課堂任務引入環(huán)節(jié)展示產品,說明應用廣泛,并允許學生進行實際操作,提高學生參與課堂的積極性,并為后續(xù)課程的開展打好基礎,使項目實施具有延續(xù)性和連貫性。產品制作成功后帶領學生參加比賽并獲獎,通過學習比較其他優(yōu)秀獲獎案例,確定下一步研究方向。硬幣計數(shù)與包裝裝置從產品設計到成功生產,涉及的知識點覆蓋數(shù)控專業(yè)的完整課程體系,此次以《數(shù)控編程與仿真》課程為例,說明了案例研發(fā)引入課堂的方法和思路,對深度落實“產學研”一體化的實施有一定的借鑒意義。