特种加工技术应用

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特种加工技术应用》课程定位 一、根据区域经济发展的需求进行课程定位                通过毕业生回访及对福建省模具企业调研表明：当前，制造企业面临着国际国内激烈的市场竞争，越来越向多品种、小批量、高质量、低成本的方向发展，为了保持和加强产品在市场上的竞争力，产品的开发周期、生产周期越来越短，于是对制造各种产品的关键工艺装备——模具的要求越来越苛刻。为此，模具制造设备更新发展飞速，数控加工设备必然随着模具的高强度、高精度、高耐蚀性等要求而迅速发展。而对掌握数控特种加工技术的高技能应用型人才的需求越来越大，目前福建省内掌握特种加工技术的高职院校毕业生，远远不能满足企业需求。所以我省特种加工技术人才相当缺乏。通过毕业生回访及对福建省模具企业调研还表明：福建省100%的模具制造企业都拥有特种加工设备，我院数控应用技术及模具设计与制造技术专业的毕业生10%从事特种加工技术工作。二、根据区域经济发展的要求进行课程定位  根据福建省模具工业协会统计数据：2008年底，福建省模具企业近5000家，以中小型和台资企业为主，从业人员30多万人，并有迅速发展的势头。在模具企业从业人员中，从事模具生产制造和各种设备操作人员占68.7%，模具设计人员占11.2%中，企业管理人员占13.3%，其他人员（业务员、跟单员等）占6.8%。         图1 模具企业从业人员结构图   将模具企业从业人员的岗位进行分解：岗位比例分解模具制造及各种设备操作68.7%普通机床加工中职及短期培训数控加工高职特种加工高职模具设计11.2% 管理13.3% 其它6.8% 从上表可以看出，在模具企业中，模具制造及各种设备操作人员占 68.7%，而这68.7%中，承担模具零件单工种加工操作的人员占30%，这部分人员的培养应由中等职业教育和短期技术培训来完成；承担数控加工与编程及特种加工与编程工作约占38%左右，这个层面的人员必须经过诸如高等职业教育等专门化技术训练。为此，企业对高职院校的特种加工技术人才的培养寄予了很大的期望。因此，我们将《特种加工技术》课程定位为模具设计与制造、数控应用技术专业的重要课程。旨在培养学生的特种加工技术设备编程与操作能力。 《特种加工技术应用》课程设计 一、以工作过程为导向构建《特种加工技术应用》课程首先，通过专业调研、教师到模具企业参与生产实践、毕业生回访等途径，进行广泛的调研，分析企业需要的从事特种加工技术的高职学生应具备的核心能力，研究得到学生的核心职业能力要求。然后，根据特种加工技术岗位职业能力要求及具体工作内容将其分解成能力目标和知识目标，将原有的学科体系知识进行解构，再根据工作任务与过程进行重构，完成由行动领域向课程学习领域转换，并制定相应课程标准。第三，将特种加工技术学习领域课程体系的内容具体化，基于工作过程，按照项目化设计教学内容。项目设计以任务为驱动，以工作过程为导向，以能力为本位，以学生为主体的教学原则。引入企业的真实工作任务作为教学案例，并按照工作过程分解成为若干个学习任务，从最简单的学习任务开始，逐步加大学习任务的难度，提高学生自主学习的能力。 二、以能力为目标、项目为载体改革教学内容教学内容以能力为目标，以项目为载体，按照技术领域和职业岗位的任职要求，以真实工作任务作为依据，分析特种加工技术的生产过程，开发体现工学结合特色的课程，突出工学结合，突出职业能力培养，强调将职业道德渗透到课程，按照职业活动选择教学内容，按照行动体系序化教学内容。深入调查相关岗位人员工作过程中应该掌握的具体技术和技能要求，将相关专业知识、技术应用能力及操作技能进一步细化并落实到对应程教学和实训教学环节中。并将相关联的知识点、能力及操作技能组合成若干生产中实际项目进行教学，每一个项目都包含理论与实践教学环节。在各课程项目建设过程中将知识与技能融为一体，每个项目都明确应该掌握的技能，以技能的掌握和提高为主干线，将必须掌握的知识融汇到项目中。三、行动导向的教学环节教学设计坚持学生是学习过程的中心，教师是学习过程的组织者与协调人，遵循资讯、计划、决策、实施、检查、评估这一完整的行动过程序列，在教学中教师与学生互动，让学生在自己的动手实践中，掌握职业技能、习得专业知识，从而获得经验。           图1教学环节设计具体方法是：在项目实施前通过下达工作任务单（CAD文件），明确工作任务；然后分析任务，通过工作页明确学习目标；学生通过预习、查资料制定项目完成计划；小组讨论制定决策方案；项目在教师及实训指导教师的辅导下，实施；实施后学生自查、互查，教师检查；对实训结果进行评估和反思。                  布置任务                    分组讨论                 加工                                   加工指导                              评估与反馈《特种加工技术应用》教学内容选取 一、根据企业调研确定能力要求《特种加工技术》包括电火花加工、线切割加工、数控激光加工、电化学加工、射流加工、电子束、离子束加工等。通过教师下企业调研、问卷、毕业生回访、专家指导委员会会议等方式，找出福建省特种加工技术中应用较广泛的技术，找出从事特种加工技术的能力要求情况。 序号特种加工方法能力要求1电火花加工机床基本操作；工件及电极的装夹与找正；电火花加工规准给定；编程。2线切割加工机床基本操作；工件的装夹与找正；电极丝上丝与校正；线切割加工规准给定；自动和手动编程。3电化学加工机床基本操作；工艺参数给定4激光加工机床基本操作；工艺参数给定5快速原形加工机床基本操作；工艺参数给定 二、根据能力目标确定知识目标根据福建省机械制造业企业需要从事特种加工技术人员能力要求，及具体工作内容将能力目标分解成知识目标，完成由特种加工职业行动领域向课程学习领域转换，以确定教学内容。 三、基于工作过程设计教学内容将教学内容具体化，基于工作过程，按照项目化设计教学内容。项目设计以任务为驱动，以工作过程为导向，以能力为本位，以学生为主体的教学原则。引入企业的真实案例作为教学案例，并按照工作过程分解成为若干个学习任务，从最简单的学习任务开始，逐步过渡到具有中等复杂程度的学习任务。以项目为载体的教学内容，突出了特种加工技能的培养，符合教育部2006年16号文件精神，适用并且能够满足高素质技能型人才培养的需要。 教学内容为五大模块：模块一数控电火花加工；模块二数控线切割加工；模块三数控电化学加工；模块四数控激光加工；模块五快速原形加工；模块六其他特种加工技术。具体项目见表一。 表一 《特种加工技术》教学内容设计模块名称项目名称知识要求课时分配教学组织形式模块一数控电火花加工模块 项目一电火花加工断入工件中的丝锥电火花加工原理、电火花加工机床结构；机床简单操作。2任务驱动；理论和实践一体化教学项目二电火花加工冲压凹模漏料孔电火花加工工件、电极找正等辅助操作；电火花加工工艺规律；电火花加工机床操作。2任务驱动；理论和实践一体化教学项目三电火花加工单型腔注射模具电火花加工程序编制；电火花加工工艺参数给定；电火花机床操作；电极设计和抛光等。2理论和实践一体化教学项目四电火花加工多型腔注射模具电火花加工工艺参数给定；机床熟练操作；电极设计、加工、抛光等。4理论和实践一体化教学 模块二数控线切割加工模块   项目一线切割切断加工线切割加工原理、线切割加工机床结构；线切割机床简单操作（机械部分）。2理论和实践一体化教学项目二线切割加工样板线切割机床简单操作（控制柜部分）；线切割加工工艺规律。2理论和实践一体化教学项目三线切割加工凸模线切割加工CAXA自动编程；机床操作，工艺参数给定。2理论和实践一体化教学项目四线切割加工凹模线切割加工CAXA自动编程；机床操作，工艺参数给定；工件找正、等椎体等。4理论和实践一体化教学项目五线切割加工凸凹模线切割加工CAXA自动编程；机床操作，工艺参数给定；工件找正、等椎体等。2理论和实践一体化教学项目六线切割跳步模线切割加工跳步模的编程与操作方法；进一步熟练机床的操作、工件装夹及工艺参数的给定。2理论和实践一体化教学项目七线切割加工上、下异形件线切割加工上、下异形件的编程与操作方法；进一步熟练机床的操作、钼丝校正方法。2理论和实践一体化教学模块三数控电化学加工模块项目一电解加工整体叶轮电解加工的原理；电解加工设备；电解加工工艺参数。2理论+视频项目二电铸加工电动剃须刀网罩电铸加工的原理；电铸加工设备；电铸加工工艺参数。2理论+实验模块四数控激光加工模块项目一激光切割加工激光加工原理；激光加工设备；激光加工工艺。4理论和工厂实践一体化项目二激光打标记2 激光加工原理；激光加工设备；激光加工工艺。理论和实践一体化教学模块五快速原形加工模块快速原形制造玩具快速原形加工发展、原理、工艺等。2理论和实践一体化教学快速原形制造手机电池盖快速原形加工发展、原理、工艺等。2理论和实践一体化教学模块六其他特种加工模块 综合项目一刻线尺的制造电子束加工原理、设备与工艺；离子束加工原理、设备与工艺；化学加工原理设备与工艺。2理论+视频+课件综合项目二冲压凹模电火花、线切割加工、电化学加工的综合应用。2任务驱动综合项目三 注射模具型芯、型腔的加工普通加工、电火花、线切割加工、电化学加工的综合应用。2任务驱动  《特种加工技术应用》教学内容组织 一、项目安排由易到难，由单一到综合，逐步提高学生能力根据调研结果确定了以数控电火花加工、线切割加工为主，激光加工、电化学加工、快速原形加工为辅的教学内容。将《特种加工技术应用》课程设计成数控电火花加工、数控线切割加工、数控电化学加工、快速原形加工及其他特种加工六个教学子情境。每一个子情境引入企业真实的案例作为工作任务驱动教学，从最简单的学习任务开始，逐步过渡到具有中等复杂程度的学习任务。 根据企业对学生掌握特种加工技术知识和能力的要求，设计了四个数控电火花加工项目（工作任务），七个数控线切割加工项目，数控电化学、激光、快速原形加工各两个项目及三个综合项目，总计20个项目。例如：子情境数控线切割加工。工作任务1：线切割切断加工。我们经常会遇到购买的注射模顶杆等标准件，太长需要截断一段，以减少磨削量。线切割加工只需要切断就可以，对找正及编程要求都不高，引入这个项目作为第一个工作任务，简单，易完成。教师在这个项目里启发学生比较数控线切割和数控电火花两种加工方法的异同，指导学生简单操作设备。工作任务2：线切割加工样板。在企业经常会遇到有一些产品加工，不易测量，而做专用检具成本太高，需要线切割加工一个样板，进行测量。因为样板一般用薄板加工，对电极丝、工件找正等要求不高。教师在这个项目里指导学生进行线切割加工工艺参数设定，进一步熟悉线切割机床操作，进行上丝、穿丝等练习。工作任务3：线切割加工凸模。冲压模具的异形凸模一般用线切割加工完成。项目三引入凸模加工，这个项目相对前两个比较难，还需要编制程序，进行简单线切割工艺编制再进行线切割加工。工作任务4：线切割加工凹模。引入了等锥体加工。工作任务5到7，线切割加工凸凹模、跳步模、上下异形件。任务6内容涵盖前几个任务,任务7内容涵盖了前面所有项目。难度逐渐加大，对学生知识和能力的要求也越来越高，才能完成加工任务。                            图1 数控线切割加工模块教学内容组织二、基于工作过程组织教学教学内容的组织以项目为载体组织教学内容，突出了特种加工技能的培养，适应教高素质技能型人才培养的需要。模拟企业工作过程①发放项目的引导文件-工作页，提出问题；②按照企业下达生产任务的方式布置工作任务（CAD格式的工作任务单）；③小组讨论、教师指导，制定加工计划，完成项目加工；④完成实训项目报告单;⑤项目自评、互评和教师评价。《特种加工技术应用》教学内容表现形式      1、项目式教材   由于本课程在全国高职高专院校开设时间较短，目前找不到一本以职业活动为导向的项目化教材。所以我们和科学出版社签订出版合同，编写第一本《特种加工技术应用》的项目化教材。   新编教材特点：   1）用职业能力表述课程目标。重点关注学生能做什么，而不是知道什么。   2）以工作任务为内容。重点是教会学生如何完成工作任务，知识、技能学习结合任务完成过程来进行。   3）以典型项目为载体。教学顺序按照项目编排来展开，学习项目设计是跨工作任务的，只要能服务于工作任务的学习就行，不拘泥于工作任务的逻辑顺序。   另外我们还和福建骏鹏五金有限公司合作，开发了《数控激光切割技术》校企合作教材。   2、实践教学充分利用校企两种资源强化学生的动手能力   实践教学在校内实训室和校外实训基地进行。    校内实训:主要利用校内的先进制造技术实训室电火花设备、线切割设备、CAD、CAM机房等，模拟企业实际业务环节，使实训围绕特种加工技术基本工作程序和工作内容展开,加深学生对本课程所学知识的理解，逐步提高学生的实践操作技能。   校外生产性实训：校内实习主要在实训室进行，校外实习在校外实训基地进行，由企业根据生产组织和安排学生的实训。在实践老师的指导下，通过边做、边问，将理论知识融化到实践中去，不断解决在实践过程中碰到的各种问题，从而掌握各个模块知识要点。同时，学生实习实行轮换制。通过此种方式，培养了学生的团队精神和敬业精神，以达到提高学生综合素质的目的。   3、学生基本掌握各项操作技能后，进行顶岗实习   顶岗实习是学生融会贯通所学知识和技能的最佳途径，由专兼职教师全程跟踪学生顶岗实习全过程，及时解决他们在顶岗实习中遇到的各种问题，通过以上实践训练，不仅提高了学生对本课程的学习兴趣，而且使学生熟悉了业务环节，掌握了业务流程，更好地适应今后工作岗位的需要。毕业生反映课程实践性强，有针对性，能够提高实践动手能力，提高了他们的就业竞争能力。