李曉茸 劉明璽

摘要：本文分析了高職機(jī)制類專業(yè)數(shù)字化產(chǎn)品教學(xué)模型的構(gòu)建原則，機(jī)制類專業(yè)不同工作崗位知識(shí)能力的要求，通過虎鉗的三維建模、零件二維工程圖出圖、零件工藝設(shè)計(jì)、零件工藝卡片制定、零件加工程序編寫、零件仿真加工、零件實(shí)操加工、零件成品檢驗(yàn)、虎鉗總裝工作任務(wù)，完成了基于PLM平臺(tái)下的數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)與智能制造教學(xué)模型的構(gòu)建。

關(guān)鍵詞：教學(xué)模型;數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì);智能制造

中圖分類號(hào)：TP391.7? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）14-0243-02

0? 引言

基于PLM平臺(tái)進(jìn)行機(jī)械制造類專業(yè)數(shù)字化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和智能制造時(shí)，需要結(jié)合國(guó)務(wù)院印發(fā)的《國(guó)家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》即“職教二十條”中的相關(guān)要求，并結(jié)合制造類專業(yè)學(xué)生職業(yè)能力要求，結(jié)合國(guó)家職業(yè)資格能力要求以及行業(yè)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在確定崗位職業(yè)能力的前提下，將職業(yè)能力轉(zhuǎn)化為教學(xué)環(huán)節(jié)知識(shí)點(diǎn)，再依據(jù)相關(guān)理論知識(shí)及實(shí)操動(dòng)手能力點(diǎn)和考核點(diǎn)來構(gòu)建產(chǎn)品模型，產(chǎn)品模型的設(shè)計(jì)涵蓋了產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師、零件加工工藝設(shè)計(jì)師、數(shù)控機(jī)床零件加工程序設(shè)計(jì)師、數(shù)控機(jī)床操作技師、產(chǎn)品檢驗(yàn)工程師、產(chǎn)品生產(chǎn)工裝設(shè)計(jì)師等崗位的知識(shí)點(diǎn)，教學(xué)應(yīng)用中學(xué)生可以體驗(yàn)多個(gè)崗位的扮演學(xué)習(xí)?；谏鲜鏊悸罚疚耐瓿闪嘶赑LM平臺(tái)下的數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)與智能制造教學(xué)模型構(gòu)建。

1? 高職機(jī)制類專業(yè)數(shù)字化產(chǎn)品教學(xué)模型的構(gòu)建原則

首先，在數(shù)字化產(chǎn)品教學(xué)模型中充分融入專業(yè)知識(shí)技能點(diǎn)，并通過模型的構(gòu)建及新模型重建，使學(xué)生能夠承擔(dān)不同崗位角色，如產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師、零件加工工藝設(shè)計(jì)師、數(shù)控機(jī)床零件加工程序設(shè)計(jì)師、數(shù)控機(jī)床操作技師、產(chǎn)品檢驗(yàn)工程師、產(chǎn)品生產(chǎn)工裝設(shè)計(jì)師等崗位知識(shí)點(diǎn)相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，完成某個(gè)崗位的學(xué)習(xí)之后，可以進(jìn)行角色轉(zhuǎn)變，再次扮演新的崗位角色，繼續(xù)進(jìn)行相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)，所有崗位扮演學(xué)習(xí)完成后，學(xué)生能夠全面了解制造類專業(yè)不同崗位，不同角色應(yīng)具有的職業(yè)能力，每個(gè)崗位應(yīng)該掌握的理論及實(shí)踐知識(shí)。其次，數(shù)字化產(chǎn)品教學(xué)模型構(gòu)建還應(yīng)融入現(xiàn)代制造理念，不斷采用新技術(shù)、新工藝、新的生產(chǎn)管理技術(shù)，立足學(xué)校，聯(lián)合企業(yè)，產(chǎn)教融合，把企業(yè)與學(xué)校有機(jī)的聯(lián)合在一起，能夠緊跟國(guó)家戰(zhàn)略規(guī)劃，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)，充分發(fā)揮教育服務(wù)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。再次，通過研教結(jié)合，一方面學(xué)生可以參與到研發(fā)活動(dòng)之中，從簡(jiǎn)到難，逐步增加模型難度，循序漸進(jìn)，提升學(xué)生專業(yè)能力，學(xué)習(xí)結(jié)束，教師總結(jié)，確保學(xué)生能夠全面了解機(jī)械制造數(shù)字化產(chǎn)品形成過程，并根據(jù)自己在整個(gè)數(shù)字化產(chǎn)品模型構(gòu)建中不同角色的學(xué)習(xí)實(shí)踐，明確自己的興趣愛好，從而確定自己今后的職業(yè)努力方向，最大限度發(fā)揮自己的能力所長(zhǎng)，為更好適應(yīng)未來職業(yè)發(fā)展需要打下良好的基礎(chǔ)。

2? 不同工作崗位知識(shí)能力要求分析

產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師知識(shí)能力要求，產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師首先要掌握機(jī)械原理、機(jī)械零件、工程力學(xué)、機(jī)械制圖、機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的相關(guān)知識(shí)，能根據(jù)工程要求對(duì)所需要設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行原理設(shè)計(jì)，根據(jù)原理設(shè)計(jì)再進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，產(chǎn)品主要零件工程力學(xué)分析。

零件加工工藝設(shè)計(jì)師知識(shí)能力要求，首先要能夠?qū)Ξa(chǎn)品工程師設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行工藝制造性能審核，及時(shí)提出產(chǎn)品制造工藝工藝性是否合理及制造成本控制要求，并能夠根據(jù)企業(yè)設(shè)備情況確定產(chǎn)品工藝實(shí)施的可能性，并反復(fù)試驗(yàn)，確定最佳的工藝方案。該崗位需要掌握的知識(shí)除了工藝加工方面的知識(shí)外，還需要學(xué)習(xí)機(jī)械制圖、機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)輔助制造軟件的相關(guān)知識(shí)。

數(shù)控機(jī)床零件加工程序設(shè)計(jì)師知識(shí)能力要求、根據(jù)產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)要求，按照零件加工工藝要求編寫產(chǎn)品零件加工數(shù)控機(jī)床應(yīng)用程序，通過模擬加工、零件試切加工驗(yàn)證程序，并通過程序驗(yàn)證過程，合理優(yōu)化程序，直至產(chǎn)品零件加工定型。該崗位應(yīng)具備機(jī)床類型及規(guī)格選擇、刀具切削用量選擇、工藝路線擬定的能力、加工順序確定的能力，具有數(shù)控機(jī)床操作的基本技能。該崗位還需要學(xué)習(xí)機(jī)械制圖、機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)輔助制造軟件的相關(guān)知識(shí)。

數(shù)控機(jī)床操作技師知識(shí)能力要求、該崗位要求從業(yè)者必須具有四級(jí)及以上職業(yè)資格，能夠操作不同系統(tǒng)數(shù)控車床、銑床、加工中心的能力，能夠?qū)?shù)控機(jī)床進(jìn)行必要的維護(hù)及維修能力，掌握機(jī)械制圖、數(shù)控機(jī)床手工編程知識(shí)，能夠根據(jù)機(jī)床類型編輯處理機(jī)床加工中程序存在的簡(jiǎn)單問題。

產(chǎn)品檢驗(yàn)工程師知識(shí)能力要求、該崗位要求從業(yè)者應(yīng)該掌握機(jī)械制圖、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)知識(shí)，能正確識(shí)圖，掌握公差配合相關(guān)知識(shí)及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，能夠根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程圖要求正確檢驗(yàn)產(chǎn)品零件，能夠根據(jù)產(chǎn)品總裝圖正確掌握產(chǎn)品零件檢驗(yàn)過程中殘次品的甄別遴選。

3? PLM平臺(tái)功能

PLM軟件是CAXA公司開發(fā)的一款生產(chǎn)協(xié)同管理軟件，該管理軟件可以對(duì)企業(yè)生產(chǎn)全過程進(jìn)行控制管理，在此平臺(tái)上，一款新產(chǎn)品從產(chǎn)品設(shè)計(jì)前的調(diào)研、設(shè)計(jì)方案的論證、產(chǎn)品原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品零件力學(xué)分析、產(chǎn)品制造、工藝管理、生產(chǎn)管理、售后服務(wù)等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行數(shù)字化管理，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)和數(shù)字化管理。

PLM協(xié)同管理軟件對(duì)應(yīng)于不同的管理模塊以及完成某個(gè)模塊的相應(yīng)工作都需要不同工種的相關(guān)技術(shù)人員來完成，完成各模塊相應(yīng)的工作，也就是學(xué)生走向工作崗位時(shí)未來可以從事的職業(yè)，能否完成以及完成各功能模塊所要求的相關(guān)工作也是檢驗(yàn)學(xué)生在校學(xué)習(xí)情況的重要手段，依據(jù)平臺(tái)模塊使用運(yùn)行要求可以設(shè)計(jì)不同角色扮演者工作任務(wù)及理論實(shí)踐知識(shí)學(xué)習(xí)點(diǎn)。

4? 數(shù)字化產(chǎn)品教學(xué)模型的構(gòu)建

結(jié)合制造類專業(yè)學(xué)生職業(yè)能力要求，結(jié)合國(guó)家職業(yè)資格能力要求以及行業(yè)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，考慮到教學(xué)環(huán)節(jié)知識(shí)點(diǎn)及實(shí)操動(dòng)手能力點(diǎn)進(jìn)行數(shù)字化產(chǎn)品教學(xué)模型的構(gòu)建。本文設(shè)計(jì)了一款常用夾具十字平口虎鉗，其三維模型如圖1所示。通過該虎鉗的三維建模、零件二維工程圖出圖、零件工藝設(shè)計(jì)、零件工藝卡片制定、零件加工程序編寫、零件仿真加工、零件實(shí)操加工、零件成品檢驗(yàn)、虎鉗總裝等環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，使學(xué)生充當(dāng)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師、零件加工工藝設(shè)計(jì)師、數(shù)控機(jī)床零件加工程序設(shè)計(jì)師、數(shù)控機(jī)床操作技師、產(chǎn)品檢驗(yàn)工程師、產(chǎn)品生產(chǎn)工裝設(shè)計(jì)師等崗位的角色扮演。在角色的扮演過程中，學(xué)生可以提出創(chuàng)新的設(shè)計(jì)思路，可以融入現(xiàn)代企業(yè)的新技術(shù)、新工藝以提升自己的專業(yè)技能。三維建模完成之后需要進(jìn)行虎鉗裝配圖繪制，如圖2所示。

對(duì)虎鉗各個(gè)零件的零件圖進(jìn)行繪制，并完成相應(yīng)工藝卡片的編制。本環(huán)節(jié)需要完成的零件有底板、長(zhǎng)絲杠定位板、長(zhǎng)軌道、長(zhǎng)軌扣板、驅(qū)動(dòng)板、虎鉗定口、虎鉗動(dòng)口、上軌扣板、絲杠固定板、帶槽圓螺母、長(zhǎng)絲杠和旋轉(zhuǎn)杠桿。最后完成刀具卡片的填寫。

完成虎鉗各個(gè)零件的零件圖繪制和相應(yīng)工藝卡片的編制之后，就要進(jìn)行零件程序的編寫，并進(jìn)行仿真加工，圖3所示為底板仿真視頻。

最后是零件的實(shí)操加工和檢測(cè)，學(xué)生依次完成底板、長(zhǎng)絲杠定位板、長(zhǎng)軌道、長(zhǎng)軌扣板、驅(qū)動(dòng)板、虎鉗定口、虎鉗動(dòng)口、上軌扣板、絲杠固定板、帶槽圓螺母、長(zhǎng)絲杠和旋轉(zhuǎn)杠桿的實(shí)操加工，并進(jìn)行裝配工作。

5? 結(jié)語

通過虎鉗的三維建模、零件二維工程圖出圖、零件工藝設(shè)計(jì)、零件工藝卡片制定、零件加工程序編寫、零件仿真加工、零件實(shí)操加工、零件成品檢驗(yàn)、虎鉗總裝等環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，使學(xué)生充當(dāng)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師、零件加工工藝設(shè)計(jì)師、數(shù)控機(jī)床零件加工程序設(shè)計(jì)師、數(shù)控機(jī)床操作技師、產(chǎn)品檢驗(yàn)工程師、產(chǎn)品生產(chǎn)工裝設(shè)計(jì)師等崗位的角色扮演。并基于PLM平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)和數(shù)字化管理，訓(xùn)練了學(xué)生的綜合能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)校學(xué)習(xí)和企業(yè)上崗零過渡。

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