吳華才

(廣西機電技師學院，廣西 柳州 545005)

1學習任務(wù)開發(fā)

多軸數(shù)控加工是數(shù)控加工專業(yè)的一門核心技能課程。采用一體課程六步法開展項目化教學。課程框架圖見圖1。

圖1課程框架圖

1.1選題價值

公道杯五軸編程與加工是《多軸數(shù)控編程與加工》課程的第四個學習任務(wù)，公道杯零件是一種具有彎曲弧度、形狀存在負角面結(jié)構(gòu)及表面精度要求高的零件，要求加工過程中刀軸矢量能跟隨曲面作變化以避免干涉，是多軸數(shù)控加工專業(yè)學生要完成的一個重要學習任務(wù)。通過任務(wù)學習，學生具備Powermill五軸聯(lián)動加工編程的能力，能操作五軸數(shù)控機床完成零件的加工。

1.2本次微任務(wù)價值

本次微任務(wù)選自學習活動1“公道杯工藝設(shè)計與編程”，主要培養(yǎng)學生Powermill五軸聯(lián)動加工編程的能力，要求會選擇公道杯零件精加工策略并設(shè)置參數(shù)，能輸出加工程序，具備程序校驗的能力,能解決加工干涉的問題。

1.3工作任務(wù)描述

通過工作描述使學生更貼合工作實際。某公司需制作一批鋁制公道杯(工藝品)零件，現(xiàn)委托本校產(chǎn)教中心進行生產(chǎn)。本校產(chǎn)教中心接到任務(wù)后，將公道杯的加工任務(wù)交給多軸數(shù)控專業(yè)(預(yù)備技師)的學生進行加工，共20件要求3d內(nèi)完成。毛坯為鋁合金2A12，需提交成品及檢驗報告。

1.4本次微任務(wù)分析

已經(jīng)完成公道杯零件的工藝分析，并完成粗加工編程與校驗。通過工藝分析，發(fā)現(xiàn)公道杯存在負角面結(jié)構(gòu)，使用三軸數(shù)控機床或其它加工方法，生產(chǎn)效率低且加工精度不能滿足要求，故使用五軸聯(lián)動的加工方法來完成精加工。

前課已經(jīng)確定公道杯的精加工策略——曲線投影精加工策略，本次微任務(wù)是以公道杯精加工編程與校驗(參數(shù)設(shè)置與校驗)為主要學習內(nèi)容。精加工的參數(shù)設(shè)置關(guān)系到加工程序的正確性，如果精加工參數(shù)設(shè)置不合理，將導致加工過程中出現(xiàn)欠切、過切、碰撞等問題，對加工的完成起到?jīng)Q定性的影響。

考慮到五軸數(shù)控機床價格昂貴，在機床上校驗程序經(jīng)濟性較差，如果使用仿真軟件校驗程序又缺少真實感，故引入五軸模擬機進行參數(shù)設(shè)置的校驗，提高學生的解決生產(chǎn)實際問題的能力，又增長學生操作機床的能力。

1.5學習內(nèi)容分析

學習知識點：

(1)參考線結(jié)構(gòu)特點與繪制方法。

(2)刀軸與刀軸界線的定義與設(shè)置方法。

(3)PowerMill中曲線投影精加工策略的快進高度，切入切出和連接，進給和轉(zhuǎn)速等參數(shù)設(shè)置要點。

學習技能點：

(1)會使用PowerMill軟件，繪制參考線與設(shè)置曲線投影精加工策略的參數(shù)，并輸出加工程序。

(2)會操作五軸模擬機校驗程序的正確性，驗證參數(shù)設(shè)置的合理性，具有分析與解決加工干涉等問題的能力，并能優(yōu)化程序。

1.6教學策略選擇與分析

根據(jù)教學目標要求和學生學習特點，運用工學結(jié)合的一體化教學模式，采用任務(wù)驅(qū)動式教學策略。通過情景導入模擬企業(yè)生產(chǎn)車間環(huán)境，角色扮演讓學生體會職業(yè)特點。采用頭腦風暴法，小組討論、合作學習的方式，充分發(fā)揮學生自主學習能動性。

開展線上/線下混合式學習，學生利用網(wǎng)絡(luò)平臺、微課視頻、學校在線測試系統(tǒng)、學校(多軸數(shù)控專業(yè))學習資源庫資源等多種形式學習曲線投影精加工策略的參數(shù)設(shè)置要點、參數(shù)線的繪制、刀軸與刀軸界線的參數(shù)設(shè)置，有利于化解教學重點與難點。首先，通過學習工作頁的引導，并通過教師時時跟蹤、指導，完成程序的輸出。其次，操作五軸模擬機的校驗程序，培養(yǎng)學生分析與解決加工干涉等問題的能力，從而優(yōu)化程序。再次，通過拓展練習，鞏固所學知識，培養(yǎng)知識遷移能力，達到全面培養(yǎng)學生綜合能力的目標。

2教學實施過程

2.1課前學習

采用輪崗制進行小組分工，增強學生崗位意識。

2.2課中學習

組織學生在學習通上簽到，檢查著裝。聽取安全員對于6S檢查情況的匯報并點評。按企業(yè)工作流程進行教學組織，模擬生產(chǎn)線班前會，讓學生了解崗位要求。通過課前檢測環(huán)節(jié)，檢驗學生課前學習情況。讓學生回顧前課學習內(nèi)容，檢查前課學習效果，并做好本次任務(wù)的學習準備。

教師描述工作情境，通過軟件分發(fā)工作頁，下達學習任務(wù)。引導學生閱讀工作頁，明確本次課學習任務(wù)和教學重點與難點。通過引入企業(yè)真實產(chǎn)品，幫助學生梳理工作過程 ，強化工作意識，做中學、學中做。

指導學生使用PowerMill軟件。2.進行演示，繪制參考線。教師巡回指導學生進行參考線的繪制，并點評、選擇最佳參考線繪制方案。指導學生完成刀軸與刀軸界線設(shè)置，對其中的共性問題集中講解。引導學生回憶前課學習任務(wù)中相同參數(shù)設(shè)置方法并講解異同點。點評各小組參數(shù)設(shè)置的刀具路徑。通過小組協(xié)作學習，提高學生的合作學習的能力。教師巡回指導，及時發(fā)現(xiàn)學生問題，指明方向，提高學習效率，達到學習目標，攻克學習重點與難點。通過類比學習，提高學生舉一反三的能力。

安全員強調(diào)安全操作規(guī)范。利用仿真軟件完成公道杯零件的加工準備。操作五軸模擬機完成模擬校驗程序。安全員記錄模擬加工過程中出現(xiàn)的問題。小組匯報模擬加工出現(xiàn)的問題。

討論找出模擬加工出現(xiàn)如欠切、過切碰撞等問題的原因。設(shè)置碰撞避讓參數(shù)，修改參數(shù)設(shè)置，通過后置處理輸出程序。操作五軸模擬機，檢驗新程序。利用五軸模擬機高效、準確校驗程序正確性，驗證參數(shù)的設(shè)置合格性，提高學生操作機床的能力。通過前一環(huán)節(jié)的“試錯”，學生更易發(fā)現(xiàn)自己的問題所在， 在此基礎(chǔ)上進行分析與知識點的講解，學生容易接收與理解。

教師組織、引導學生匯報。記錄學生匯報情況。點評各組匯報的優(yōu)點與不足。制作本次學習任務(wù)的課堂測試題。完成學生評價測評。檢查工作頁完成情況。通過學生代表匯報，培養(yǎng)了學生表達、歸納和總結(jié)能力。通過在線測試及時掌握學生學習情況，自評與互評環(huán)節(jié)更公正、公開。

2.3課后拓展

教師通過資源庫上傳拓展練習(水杯的加工)。線上與學生互動交流，答疑解惑。通過拓展練習，引導學生掌握相似工件編程方法，培養(yǎng)學生知識遷移能力，達到課后目標。

3教學成效

通過師生共同努力，順利完成本次課的教學任務(wù)。學生學習基本達到課前、課中和課后學習目標，能設(shè)置公道杯投影精加工策略的參數(shù)，并能輸出加工程序，通過五軸模擬機校驗程序正確性，驗證參數(shù)設(shè)置的合理性，從而優(yōu)化程序，具備分析與解決加工干涉等問題的能力。

(1)多種信息化手段運用，實現(xiàn)線上/線下同步學習，借用學習通軟件發(fā)布課前、課后學習任務(wù)，并與學生時時交流，答疑解惑。學校(多軸數(shù)控專業(yè))學習資源庫提供豐富的學習資料，滿足學生自學與課后拓展學習的需要。

(2)學習要點制作成微課，讓學生能實時學習，反復(fù)觀看，利于學生掌握。

(3)創(chuàng)設(shè)職業(yè)情境，角色扮演讓學生體會工作崗位需求。

(4)五軸模擬機的采用，既解決五軸機床昂貴，操作要求高的問題，又提高學生真實機床操作能力，提高學習效率，讓學生在“試錯”中尋找問題，解決問題，培養(yǎng)學生分析和解決問題的能力。

(5)采用自評、互評、教師評價的方式，更公平、公正評價學生表現(xiàn)。

4 結(jié)語

本次學習任務(wù)是基于企業(yè)真實訂單要求，通過公道杯的加工使學生掌握多軸數(shù)控機床的操作，滿足企業(yè)崗位需求，助力中國制造2025。教學效果反饋表明，多數(shù)學生懂原理，能編程，會操作。掌握精加工編程與校驗方法。職業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)方面得到提升。多種信息化手段應(yīng)用于一體化課堂中，提高了學生自主學習能力，知識遷移、應(yīng)用能力，團隊合作能力，總結(jié)提煉能力，專業(yè)素養(yǎng)大幅提升。同時也要看到部分學生語言能力有待加強，需多提供機會，讓學生展示自己的風采。