創(chuàng)意雕刻在數(shù)控銑床實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用
2017-5-22 來源： 濟(jì)南大學(xué)工程訓(xùn)練中心 作者：孫曉燕
摘 要：隨著時(shí)代的進(jìn)步，科技的發(fā)展，學(xué)生對(duì)于所接受的實(shí)踐教育的要求也發(fā)生了改變，學(xué)生更關(guān)注學(xué)習(xí)的興趣及所學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用。為適應(yīng)學(xué)生學(xué)習(xí)要求的變化，實(shí)踐教育授課方法也亟需做出相應(yīng)改變。該文介紹了創(chuàng)意雕刻教學(xué)法在數(shù)控銑床實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用情況及教學(xué)體會(huì)。探討了如何通過實(shí)訓(xùn)課程培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)主動(dòng)性，以及學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力與創(chuàng)新精神。
關(guān)鍵詞：實(shí)踐教育 學(xué)習(xí)興趣 創(chuàng)意雕刻
近年來，國(guó)家經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)，在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的背景下成長(zhǎng)起來的新一代大學(xué)生物質(zhì)生活普遍比較優(yōu)越，在培養(yǎng)孩子方面，家長(zhǎng)更傾向于培養(yǎng)孩子各方面的興趣。因此，新一代的大學(xué)生普遍具有如下的特點(diǎn)：智商較高，好奇心強(qiáng)，接受新鮮事物的能力強(qiáng)，有很多學(xué)生還有自己的一技之長(zhǎng)。經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，時(shí)代的發(fā)展，受教育對(duì)象的改變，也對(duì)高等教育提出了更高的要求。在工程訓(xùn)練課程授課過程中，可以明顯地感覺到，現(xiàn)在參加工程訓(xùn)練的學(xué)生不再像以往一樣僅僅滿足于認(rèn)真掌握老師所教授的知識(shí)和技能，他們更希望有所選擇的學(xué)習(xí)，要求學(xué)習(xí)自己真正感興趣的知識(shí)，并且希望自己能夠動(dòng)手制作出具有自己個(gè)性的工程訓(xùn)練作品。針對(duì)這種情況，該文進(jìn)行了工程訓(xùn)練數(shù)控銑床教學(xué)改革探索，提出了一種新的訓(xùn)練項(xiàng)目——創(chuàng)意雕刻，通過創(chuàng)意雕刻訓(xùn)練項(xiàng)目，增加學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控銑床編輯及操作加工的興趣，同時(shí)也滿足了學(xué)生動(dòng)手制作個(gè)性作品的要求。
1 、工程訓(xùn)練中數(shù)控銑床教學(xué)的特點(diǎn)
工程訓(xùn)練是高等教育重要的實(shí)踐教育基地，學(xué)生通過工程訓(xùn)練，把課堂所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐操作結(jié)合起來，通過在接近于企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)的工程環(huán)境中上課，了解接近于實(shí)際生產(chǎn)的加工工藝過程，了解不同的制造技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。
數(shù)控銑床教學(xué)是工程訓(xùn)練的重要組成環(huán)節(jié)，通過數(shù)控銑床加工訓(xùn)練，學(xué)生掌握數(shù)控銑床的加工原理，編程方法以及加工方法。目前，數(shù)控銑床加工課程針對(duì)工科類專業(yè)學(xué)生講授，授課時(shí)間為1～2 d。課程內(nèi)容安排為：第一天講解數(shù)控銑床編程代碼及編程規(guī)則方法，學(xué)生進(jìn)行編程練習(xí)。第二天講解機(jī)床操作方法，學(xué)生進(jìn)行程序加工及機(jī)床操作練習(xí)。
具體編程操作內(nèi)容為凸臺(tái)零件的編程及加工。凸臺(tái)零件是比較典型的機(jī)械加工零件，學(xué)生在數(shù)控銑床程序編輯中自由創(chuàng)作的空間較小，編程課程的課堂氣氛比較沉悶，學(xué)生反應(yīng)程序編制枯燥無味。此外，由于材料成本及加工時(shí)間的限制，實(shí)物零件加工只能滿足單件產(chǎn)品加工，學(xué)生實(shí)際動(dòng)手操作大多是空機(jī)操作，而不進(jìn)行實(shí)物凸臺(tái)零件的重復(fù)加工，學(xué)生的加工興趣也不濃。
近期授課發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高，特別是非機(jī)械專業(yè)的同學(xué)，對(duì)機(jī)械零件的加工更沒有興趣，綜合上述情況，機(jī)械凸臺(tái)零件的編程及加工內(nèi)容，滿足不了學(xué)生的學(xué)習(xí)要求，新一代大學(xué)生，要求能自己創(chuàng)意編制程序，而且能動(dòng)手加工自己的創(chuàng)意作品，同學(xué)們特別提出最好能夠自己動(dòng)手設(shè)計(jì)加工，所加工的作品能夠帶走留作紀(jì)念。
為了解決授課與學(xué)生學(xué)習(xí)要求的矛盾，我們引進(jìn)了數(shù)控雕刻設(shè)備，提出了數(shù)控創(chuàng)意雕刻授課方法。數(shù)控創(chuàng)意雕刻教學(xué)，給學(xué)生提供了自主創(chuàng)意的空間，激發(fā)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣，增加了學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手的機(jī)會(huì)。
2 、數(shù)控創(chuàng)意雕刻的教學(xué)實(shí)施
2.1 數(shù)控雕刻設(shè)備
雕刻設(shè)備：采用華中數(shù)控雕銑機(jī)，型號(hào)為DKJ40A，工作臺(tái)尺寸350 mm×400 mm，主軸轉(zhuǎn)速范圍24000 r/min，數(shù)控系統(tǒng)采用華中數(shù)控世紀(jì)星系統(tǒng)，與原有立式數(shù)控銑床的數(shù)控操作系統(tǒng)完全相同。
2.2 數(shù)控創(chuàng)意雕刻的刀具及材料
雕刻所用刀具為合金雕刻刀，0.2×3 0度刀角，雕刻所用材料為彩色鋁塑板材料。彩色鋁塑板材料由金屬鋁箔及塑料組成，材料質(zhì)地較軟，易加工。采用合金雕刻刀具銑削掉鋁塑板的彩色鋁箔，就可以形成圖案花紋。
采用合金雕刻刀雕刻鋁塑板材料，加工用時(shí)較短，材料成本較低，可以滿足學(xué)生創(chuàng)意加工及保留加工作品的要求。
2.3 數(shù)控創(chuàng)意雕刻的具體課程實(shí)施
根據(jù)創(chuàng)意雕刻的特點(diǎn)，具體課程內(nèi)容安排為以下幾個(gè)方面。
第一，學(xué)生理論學(xué)習(xí)及上機(jī)編程實(shí)踐。全部授課時(shí)間的3 0 %用于講解加工原理，機(jī)床性能以及數(shù)控銑床編程方法，隨后授課時(shí)間的3 0 %用于學(xué)生創(chuàng)意零件程序設(shè)計(jì)。
其中，創(chuàng)意零件程序設(shè)計(jì)的地點(diǎn)為編程教室，單人單機(jī)，這樣每個(gè)同學(xué)都可以創(chuàng)意設(shè)計(jì)自己的作品，滿足了學(xué)生的創(chuàng)新要求，激發(fā)了學(xué)生的設(shè)計(jì)編程興趣。
此外，編程教室還配備有仿真模擬軟件，可以在計(jì)算機(jī)上先期對(duì)學(xué)生的創(chuàng)意設(shè)計(jì)作品進(jìn)行仿真校驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤及時(shí)修改，大大節(jié)省了機(jī)床操作時(shí)因程序錯(cuò)誤而進(jìn)行程序修改調(diào)試的時(shí)間。
第二，學(xué)生實(shí)踐操作及創(chuàng)意雕刻加工。剩余課程4 0 %的授課時(shí)間全部用于學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手操作。學(xué)生創(chuàng)意編輯的程序通過在數(shù)控雕刻銑床上進(jìn)行鋁塑板材料雕刻來實(shí)踐數(shù)控機(jī)床的操作方法。鋁塑板材料成本較低，加工用時(shí)較短，一般學(xué)生創(chuàng)意作品的加工用時(shí)在10 m i n左右，由于學(xué)生編程能力不同，學(xué)生的編程速度有快有慢，編程快的同學(xué)，可以較早的進(jìn)行加工，學(xué)生的加工操作就進(jìn)行了自然的分流。
數(shù)控雕刻機(jī)配備有與數(shù)控立式銑床相同的華中數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)的操作完全相同，學(xué)生通過加工自己的作品，每個(gè)同學(xué)都可以動(dòng)手實(shí)踐機(jī)床的開關(guān)機(jī)，回零操作，G54對(duì)
刀操作等實(shí)踐內(nèi)容。創(chuàng)意雕刻作品的加工極大的增加了同學(xué)們的動(dòng)手實(shí)踐興趣。
2.4 學(xué)生創(chuàng)意雕刻作品實(shí)例及評(píng)價(jià)
數(shù)控銑床課程成績(jī)最終以創(chuàng)意雕刻作品的實(shí)際加工情況為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，包含了對(duì)學(xué)生編制程序水平以及實(shí)踐動(dòng)手加工能力的考查，而且加工出的作品質(zhì)量一目了然，學(xué)
生對(duì)自己的成績(jī)也相當(dāng)認(rèn)可。
3、 結(jié)語
實(shí)踐證明，數(shù)控創(chuàng)意雕刻教學(xué)方法在數(shù)控銑床加工工程訓(xùn)練中的應(yīng)用，大大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，及動(dòng)手實(shí)踐能力。通過創(chuàng)意雕刻作品，學(xué)生們主動(dòng)地參與到編程練習(xí)以及機(jī)床的實(shí)踐操作中來，在興趣的引導(dǎo)下，學(xué)生自主的獲取知識(shí)，分析問題，制定加工方案，最終加工出真正的創(chuàng)意作品，極大程度地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性。數(shù)控創(chuàng)意雕刻教學(xué)方法以學(xué)生為中心，以學(xué)生的興趣為導(dǎo)向，通過興趣引導(dǎo)推動(dòng)學(xué)生積極主動(dòng)的去學(xué)習(xí)并實(shí)踐，教學(xué)效果很好。
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