‘湖北农机化“2021年第5期
基于工学结合一体化课程构建‘多轴数控加工“
的教学设计
吴华才
(广西机电技师学院，广西柳州545005
) 摘要:
关键词：工学结合；教学设计；多轴数控加工
1
多轴数控加工是数控加工专业的一门核心技能课程㊂采用一体课程六步法开展项目化教学㊂课程
框架图见图1
㊂图1课程框架图工学结合
1.1选题价值
公道杯五轴编程与加工是‘多轴数控编程与加工“课程的第四个学习任务，公道杯零件是一种具有弯曲弧度㊁形状存在负角面结构及表面精度要求高的零件，要求加工过程中刀轴矢量能跟随曲面作变化以避免干涉，是多轴数控加工专业学生要完成的一个重要学习任务㊂通过任务学习，学生具备P o w e r m i l l 五
轴联动加工编程的能力，能操作五轴数控机床完成零件的加工㊂
1.2本次微任务价值
本次微任务选自学习活动1 公道杯工艺设计与编程 ，主要培养学生P o w e r m i l l 五轴联动加工编程的
能力，要求会选择公道杯零件精加工策略并设置参数，能输出加工程序，具备程序校验的能力，能解决加工干涉的问题㊂
1.3工作任务描述
通过工作描述使学生更贴合工作实际㊂某公司
需制作一批铝制公道杯(工艺品)零件，现委托本校产
教中心进行生产㊂本校产教中心接到任务后，将公道杯的加工任务交给多轴数控专业(预备技师)的学生进行加工，共20件要求3d 内完成㊂毛坯为铝合金2A 12，需提交成品及检验报告㊂1.4本次微任务分析
已经完成公道杯零件的工艺分析，并完成粗加工编程与校验㊂通过工艺分析，发现公道杯存在负角面结构，使用三轴数控机床或其它加工方法，生产效率低且加工精度不能满足要求，故使用五轴联动的加工方法来完成精加工㊂
前课已经确定公道杯的精加工策略 曲线投影精加工策略，本次微任务是以公道杯精加工编程与校验(参数设置与校验)为主要学习内容㊂精加工的参数设置关系到加工程序的正确性，如果精加工参数设置不合理，将导致加工过程中出现欠切㊁过切㊁碰撞等问题，对加工的完成起到决定性的影响㊂考虑到五轴数控机床价格昂贵，在机床上校验程序经济性较差，如果使用仿真软件校验程序又缺少真
实感，故引入五轴模拟机进行参数设置的校验，提高
学生的解决生产实际问题的能力，又增长学生操作机床的能力㊂1.5学习内容分析
学习知识点:
(1)参考线结构特点与绘制方法㊂(2)刀轴与刀轴界线的定义与设置方法㊂(3)P o w e r M i l l 中曲线投影精加工策略的快进高
度，切入切出和连接，进给和转速等参数设置要点㊂
学习技能点:
(1)会使用P o w e r M i l l 软件，绘制参考线与设置曲线投影精加工策略的参数，并输出加工程序㊂
(2
)会操作五轴模拟机校验程序的正确性，验证参数设置的合理性，具有分析与解决加工干涉等问题的能力，并能优化程序㊂1.6教学策略选择与分析
根据教学目标要求和学生学习特点，运用工学结合的一体化教学模式，采用任务驱动式教学策略㊂通过
情景导入模拟企业生产车间环境，角扮演让学生
‘湖北农机化“2021年第5期
体会职业特点㊂采用头脑风暴法，小组讨论㊁合作学习的方式，充分发挥学生自主学习能动性㊂
开展线上/线下混合式学习，学生利用网络平台㊁微课视频㊁学校在线测试系统㊁学校(多轴数控专业)学习资源库资源等多种形式学习曲线投影精加工策
略的参数设置要点㊁参数线的绘制㊁刀轴与刀轴界线的参数设置，有利于化解教学重点与难点㊂首先，通过学习工作页的引导，并通过教师时时跟踪㊁指导，完成程序的输出㊂其次，操作五轴模拟机的校验程序，培养学生分析与解决加工干涉等问题的能力，从而优化程序㊂再次，通过拓展练习，巩固所学知识，培养知识迁移能力，达到全面培养学生综合能力的目标㊂
2教学实施过程
2.1课前学习
采用轮岗制进行小组分工，增强学生岗位意识㊂2.2课中学习
组织学生在学习通上签到，检查着装㊂听取安全员对于6S 检查情况的汇报并点评㊂按企业工作流程进行教学组织，模拟生产线班前会，让学生了解岗位要求㊂通过课前检测环节，检验学生课前学习情况㊂让学生回顾前课学习内容，检查前课学习效果，并做好本次任务的学习准备㊂
教师描述工作情境，通过软件分发工作页，下达学习任务㊂引导学生阅读工作页，明确本次课学习任务和教学重点与难点㊂通过引入企业真实产品，帮助学生梳理工作过程，强化工作意识，做中学㊁学中做㊂
指导学生使用P o w e r M i l l 软件㊂2.
进行演示，绘制参考线㊂教师巡回指导学生进行参考线的绘制，并点评㊁选择最佳参考线绘制方案㊂指导学生完成刀轴与刀轴界线设置，对其中的共性问题集中讲解㊂引导学生回忆前课学习任务中相同参数设置方法并讲解异同点㊂点评各小组参数设置的刀具路径㊂通过小组协作学习，提高学生的合作学习的能力㊂教师巡回指导，及时发现学生问题，指明方向，提高学习效率，达到学习目标，攻克学习重点与难点㊂通过类比学习，提高学生举一反三的能力㊂安全员强调安全操作规范㊂利用仿真软件完成公道杯零件的加工准备㊂操作五轴模拟机完成模拟校验程序㊂安全员记录模拟加工过程中出现的问题㊂小组汇报模拟加工出现的问题㊂讨论出模拟加工出现如欠切㊁过切碰撞等问题的原因㊂设置碰撞避让参数，修改参数设置，通过后置处理输出程序㊂操作五轴模拟机，检验新程序㊂利用五轴模拟机高效㊁准确校
验程序正确性，验证参数的设置合格性，提高学生操作机床的能力㊂通过前一环节的 试错 ，学生更易发现自己的问题所在，在此基础上进行分析与知识点的讲解，学生容易接收与理解㊂教师组织㊁引导学生汇报㊂记录学生汇报情况㊂点评各组汇报的优点与不足㊂制作本次学习任务的课堂测试题㊂完成学生评价测评㊂检查工作页完成情况㊂通过学生代表汇报，培养了学生表达㊁归纳和总结能力㊂通过在线测试及时掌握学生学习情况，自评与互评环节更公正㊁公开㊂
2.3课后拓展
教师通过资源库上传拓展练习(水杯的加工)㊂线上与学生互动交流，答疑解惑㊂通过拓展练习，引导学生掌握相似工件编程方法，培养学生知识迁移能力，达到课后目标㊂
3
教学成效
通过师生共同努力，顺利完成本次课的教学任务㊂学生学习基本达到课前㊁课中和课后学习目标，能设置公道杯投影精加工策略的参数，并能输出加工程序，通过五轴模拟机校验程序正确性，验证参数设置的合理性，从而优化程序，具备分析与解决加工干涉等问题的能力㊂
(1)多种信息化手段运用，实现线上/线下同步学习，借用学习通软件发布课前㊁课后学习任务，并与学
生时时交流，答疑解惑㊂学校(多轴数控专业)学习资源库提供丰富的学习资料，满足学生自学与课后拓展学习的需要㊂
(2)学习要点制作成微课，让学生能实时学习，反复观看，利于学生掌握㊂
(3)创设职业情境，角扮演让学生体会工作岗位需求㊂
(4
)五轴模拟机的采用，既解决五轴机床昂贵，操作要求高的问题，又提高学生真实机床操作能力，提高学习效率，让学生在 试错 中寻问题，解决问题，培养学生分析和解决问题的能力㊂
(5
)采用自评㊁互评㊁教师评价的方式，更公平㊁公正评价学生表现㊂
4结语本次学习任务是基于企业真实订单要求，通过公道杯的加工使学生掌握多轴数控机床的操作，满足企
业岗位需求，助力中国制造2025㊂教学效果反馈表明，多数学生懂原理，能编程，会操作㊂掌握精加工
编程与校验方法㊂职业技能和职业素养方面得到提升㊂多种信息化手段应用于一体化课堂中，提高了学生自
主学习能力，知识迁移㊁应用能力，团队合作能力，总结提炼能力，专业素养大幅提升㊂同时也要看到部分学生语言能力有待加强，需多提供机会，让学生展示自己的风采㊂参考文献:[1
]辜东莲.代表性工作任务与典型工作任务刍议.中国培训.2013.03.01.
(收稿日期:2021-02-15)
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