校企合作驱动下的数控教学改革实践

黄直钦

摘要：随着“中国制造2025”战略计划的提出，制造业转型升级步伐进一步加快，数控技术在机械制造领域的运用也越来越广泛，高素质数控人才成为了就业市场的“香饽饽”。中职学校要积极寻求企业合作，不断拓展校企合作渠道，利用企业先进数控设备开展实训教学，邀请企业师傅参与校内外教学，把最新的数控机床、铣床以及编程技术等融入专业课教学中，让学生熟练操作五轴联动加工和复合加工机床，提升学生岗位胜任能力。

Abstract： With the "Made in China 2025" strategic plan proposed， the pace of manufacturing industry transformation and upgrading further accelerated， CNC technology in the field of machinery manufacturing is more and more widely used， high-quality CNC talent has become the job market "xiangbobo". Secondary vocational schools should actively seek enterprise cooperation， and constantly expand the channels of cooperation between colleges and training teaching conducted by enterprise advanced numerical control equipment， and invited master enterprises to participate in face-to-face teaching， put the latest CNC machine， milling machine and programming technology into specialized courses teaching， let the students familiar with five-axis linkage machining and composite machine， improve students post competence.

关键词：中职学校;数控专业;校企合作;教学改革

Key words： secondary vocational school;CNC major;school-enterprise cooperation;the teaching reform

中图分类号：G424                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）23-0252-02

0  引言

數控技术是机械制造行业的核心力量，数控机床则是企业最常用的数控设备，可以实现精密零部件加工，采用数控编程程序来实现自动化操作，对零部件进行切削、打磨，提升机械零部件加工效率。中职学校要积极推进校企合作，联合企业培育工匠型数控人才，结合企业数控机床岗位技能优化实训教学;邀请企业数控机床工、铣床工等参与教学，让学生跟随企业师傅学习数控机床操作技能;结合学校和企业资金、优秀师资力量打造实训基地，一方面是利用企业先进的数控设备开展实训教学，另一方面则是做好数控专业教学和岗位技能对接，提升学生就业竞争力;聚焦学生岗位技能训练，实施项目化教学，引导学生自主进行机械绘图、数控机床编程和机床操作，提升中职数控专业学生岗位胜任能力。

1  新时期数控技术发展趋势

1.1 五轴联动加工和复合加工机床快速发展  随着机械制造工艺不断提升，对零部件加工精度要求越来越高，这加快了数控机床的更新换代，由三轴联动机床升级为五轴联动机床。五轴联动机床可以对三维曲面零件进行加工，它的刀具可以切削各种几何形状零部件，加工过的零件平面比较光滑，工作效率也比较高，但是这种数控机床编程难度比较大。为了解决这一难题，技术人员研发了复合型机床，增加了电主轴，简化五轴联动机床操作流程，降低编程难度，满足不同类型机械零部件加工要求。

1.2 高柔性化和高集成化发展  单元柔性化和系统柔性化是数控加工领域新趋势，很多机械加工企业开始在数控机床上增加一些设备，例如增加可以自动换刀的机械手，这样不仅可以提升换刀速度，还可以保证机床工安全，还可以在机床上增设第二主轴和交换工作台，满足曲面、齿轮和精密零部件等不同类型零件加工要求，以便适应不同规格零部件加工要求。此外，数控机床还在逐步向高集成化发展，逐渐向FMC、FMS、FTL、FML和工段车间独立制造岛、分布式网络集成制造系统的方向发展，提升数控机床加工精度和工作效率。

1.3 数控机床生产系统智能化   随着“中国智造”理念的提出，我国机械加工行业已经进入了超精密加工阶段，摆脱粗放型加工方式。随着机械制造市场变化、机械设备用户个性化要求增多，对数控机床柔性、自动化程度要求越来越高，很多数控机床生产厂家开始研发智能化系统，对传统编程技术进行创新和完善。技术人员要不断优化车床自适应控制，让机床可以自动选定模型，提前在数控机床操控面板中导入编程代码，增加智能诊断和智能监控功能，自动对机床进行检测，及时发现机床存在的故障隐患，降低维修成本，保障数控机床安全运行。

2  校企合作背景下中职数控专业教学现状分析

2.1 数控实训设备数量和型号无法满足教学需求  数控设备造价比较昂贵，一台数控机床的价格就高达几十万，中职学校办学资金有限，很难承担数控机床高额费用，很多学校只有几台数控机床、数控机床型号比较老，导致教材上很多内容无法展开，学生独立操作练习时间少。例如教材上讲解五轴联动机床的操作和编程技术，但是学校只有三轴联动机床，学生无法进行实操练习，影响了数控专业教学质量。

2.2 企业师傅对数控设备操作技能讲解不太深入  一些学校会邀请企业数控机床工、镗床工和装配钳工等工种参与实训教学，但是企业师傅对不同类型数控设备操作技能讲解比较少。例如企业师傅在讲解数控机床钻孔加工时，只是讲解了编程程序，忽略了讲解对刀、机床操作流程，钻头也需要对刀，钻头的中心线要和车床主轴的中心在一条直线上，先用钻头轻轻触碰零点，再用钻头外缘碰一下外圆，还要校准钻头垂直度，钻孔时钻速不要过快，最好是钻一点退一点，然后再继续钻，这样可以尽快排出铁屑，放置折断钻头，如果钻孔深度比较深，钻头温度上升，可以加一些冷却液，保证加工人员作业安全。

3  校企合作驱动下的中职数控教学改革策略

3.1 立足数控技术发展背景，开发全新实训课程  中职学校要全面了解数控行业发展趋势，联合企业研发数控专业实训课程，把最新型号的数控机床、数控铣床和数控镗床等融入实训教学中。例如教师可以企业数控机床工联合开发课程素材，一方面是了解企业最新型号的数控设备，编写详细的数控设备操作技术课程，另一方面则是要拍摄企业师傅数控设备操作视频，丰富实训课程教学方法。例如教师可以和企业师傅联合介绍数控机床编程流程，总结出：分析工艺—划出走刀路线—建立坐标系标注坐标—按格式写程序，为学生介绍绝对值编程（用X，Z表示），机床直径方向（X方向）为直径编程，X向的脉冲当量应该取Z向的一半，采用固定循环方式来简化编程过程。此外，教师还可以讲解数控铣床和镗床操作，数控镗床主要用来打孔，可以自动换刀，钻孔是一般用每转进给，滑枕伸缩距离比较长，可以固定零部件，加工表面精度比较高，可以对体积比较大的香体类零件进行钻孔。数控铣床主要用来对零件平面、内外轮廓、孔、螺纹进行加工，运用两轴联动来进行平面加工，运用三轴或多轴联动来加工零件曲面，让学生提前掌握这些数控设备操作技能。

3.2 邀请企业师傅参与教学，讲解数控岗位技能  编程是数控机床操作难点，学校要邀请企业师傅参与教学，凸显岗位技能培训，提升中职数控专业学生岗位核心能力。企业师傅可以讲解数控机床操作和编程技巧，结合具体的零部件加工案例来讲解编程过程，帮助学生理解和掌握数控机床编程技术。例如企业师傅可以讲解M30X1.5的螺丝编程代码，这一类型螺丝通常都是使用G92编程，编程代码如图1所示，该指令可切削圆柱螺纹和圆锥螺纹，刀具从循环点开始按梯形循环，最后回到循环起点。企业师傅要提醒学生根据螺丝尺寸来调整走刀尺寸，尤其是加工螺距较大、牙型较深的螺纹时，通常采用多次走刀、分层切割的方式进行加工，这样切削出来的螺纹比较平滑，比较标准。此外，企业师傅还可以演示数控机床操作流程，先要点击控制面板上的回到原点按钮，再按启动按钮，把加工工件放在工作台上，小的工件可以用胶水黏，大的工件要把底部磨平再用压板压着，设置好坐标系，用刀具外围触碰工件四周，完成坐标设置，并把坐标值输入控制面板，紧接着进行Z轴对刀，用刀棒在工作台对刀，读好数值之后输入Z轴数值，最后进入加工程序面板，设置好加工速度，完成操作流程。

3.3 校企联合建立实训基地，保障数控机床实训教学  中职学校要联合机械类企业建设实训基地，打造高水平的校内、校外实训基地，真正实现数控专业教学、机械加工产业和企业用人需求的无缝衔接，保障数控专业实训教学的顺利开展。学校可以争取机械类企业替换下来的数控设备，例如五轴联动机床、数控铣床、数控镗床等设备，在校内建立一个数控加工中心，这样不仅可以节省学校办学资金，还可以满足数控岗位技能实训教学需求，留给学生更多的数控设备操作练习时间，为数控专业实训教学奠定坚实基础，此外，学校还可以设立校外实训基地，定期组织学生前往机械加工企业实训，一方面让学生跟随企业师傅学习机械制图与识图、钻孔、零部件打磨和切削等岗位技能，另一方面可以让学生了解最新的机械加工工艺，了解精密零部件生产技术、工业机器人维修等新技术，开拓学生学习视野，也让学生感受企业数控技术人员身上的工匠精神。中职学校要不断拓展校企合作方式，合理利用企业数控设备、专业数控技术人员，邀请企业参与到实训教学和人才培养工作中，为培养工匠型数控人才而努力。

3.4 精心设计项目化教学方案，提升学生实操能力  中职数控专业教师要积极开展项目化教学，把教学内容转化为数控加工项目，引导学生自主完成机械零部件尺寸测量、机械CAD绘图、数控机床编程设计和数控加工等工作，让学生提前适应数控岗位工作职能。例如教师可以设计双联齿轮加工项目，学生自由结组完成一个双联齿轮的制作，评选出加工最標准、平面最光滑的齿轮。各个小组的齿轮加工流程为毛坯热处理、齿坯加工、齿形加工、齿端加工、齿面热处理、精基准修正和齿形精加工等，各个小组可以自主设定齿轮尺寸和材料，学生需要运用铣刀先对齿轮进行倒圆处理，用铣刀高沿着工件圆弧方向进行摆动，每加工一个齿轮需要摆动一次，然后再把工件套在机床上的花键心轴上，把精车断面保持平整，数控机床在切削齿坯时，要先加工粗车齿坯的外圆区域和断面，留出1-2mm的余量切削好花键孔后，再次套上花键心轴开始进行精加工，参照齿轮图纸上的齿距、齿轮尖端尺寸和薄厚度等，最后把齿轮面抛光，完成双联齿轮加工实训项目。

4  结语

中职学校要立足数控专业特点，为该专业量身定制校企合作方案，加快校内校外实训基地建设，邀请企业专业数控师傅加入教学，把工匠精神融入数控专业实训教学中。中职数控专业教师要利用企业先进数控机床、铣床和数控加工中心开展教学，让学生掌握新型数控设备操作技能，把数控岗位技能、精加工工艺转化为项目化教学方案，全面提升学生岗位胜任能力，培养中职数控专业学生一丝不苟、精益求精的职业素养，为学生争取更多优质就业机会。

参考文献：

[1]沈成思.中职数控技术应用专业校企合作教学的探索与实践[J].现代职业教育，2020（38）：116-117.

[2]范吉明，张政.校企合作教育模式在中职数控专业中的实践与创新[J].就业与保障，2020（08）：85-86.

[3]彭克宇.深度融合校企合作，探索中职数控课程教学改革的模式[J].现代职业教育，2020（04）：32-33.