“線上線下”金工實習探討

陸淼

摘要：金工實習是教學計劃中重要的實踐環節。通過實訓，使學生接觸生產實際，初步了解機械生產工藝的基本知識，并通過各工種的實際訓練，培養基本工藝操作技能，增強實踐觀念，為實訓后續課程和今后工作奠定良好的基礎。

關鍵詞：金工實習;油氣儲運工程;新模式

中圖分類號：TU244.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）11-0241-03

0? 引言

金工實習，是我校為學生認識各類機械操作開設的一門必修課。對于油氣儲運工程2018級學生而言，金工實習應安排在2020年夏季學期，由于疫情學生未能返校而延遲至秋季學期于清華大學開展，又因疫情防控未能如愿開展?？紤]到儲運專業其后有油田實習及管道實習，不能順利完成金工實習對其后實習安排、學生合理進行考研、升學規劃有很大影響。經過我校儲運系溫凱副教授、王雨墨副教授等人的安排，確定了“線上線下”金工實習的新模式，使我們在大三上學期末順利完成了該實習。

金工實習，是應國家教育部門對實踐教學的要求，高等院校根據教育與生產勞動相結合，理論聯系實際的原則，加強實踐教學環節，積極引導學生接觸社會，接觸生產，向實踐學習。學生參加實習是理論學習與勞動實踐相結合的重要方式，是提高人才培養質量[1]的重要環節，同時為后繼課程打好基礎。

1? 實習介紹

“線上線下”金工實習分為兩部分：“線下”是軟件學習，學生利用Solidworks軟件進行零件設計，彌補不能動手實操的實習缺陷。同時以小組為單位進行合作利用軟件進行零件的裝配，完成實物設計;“線上”是視頻學習，由河北工業大學工程實訓中心指導老師通過騰訊會議為我們講授金工實習知識點，并采用現場直播操作機床進行操作展示。

相比于實地實習，“線上線下”實習有其利弊，學生免去了舟車勞頓，避免了學生“扎堆”，能讓每個人聽的清晰、看的清楚，但缺乏實操的氛圍，不能親自動手操作，這是一大遺憾，通過Solidworks進行設計，彌補了此次實習不能動手操作的遺憾。

每天實習任務完成，需要完成書寫相應實習日志，并做好總結。

2? 實習成績評定及“線下”、“線上”學習內容

實習日志占總成績10%，“線下”團隊Solidworks軟件零件設計占總成績20%，“線上”學習占總成績70%（其中考勤占10%，課后作業占20%，期中檢測占20%，期末考試占50%）。Solidworks是一款功能強大的繪圖軟件，選擇該軟件的原因有兩個：一是該軟件入門較簡單;二是學生有一定CAD繪圖基礎，但沒有接觸過該軟件，通過四天集訓可進行深入學習。

油氣儲運專業學生在此前學習過機械制圖，對立體空間、多種剖面結構有清晰的認識，利用軟件建模功能，可以自己DIY各種零件，利用軟件的裝配體功能可進行零件的組裝，并可多方位展現。在“線下學習”過程中，最重要的是要在很短時間內熟悉軟件操作，能夠將自己的想法通過建模展示。先經過老師指導軟件基本使用操作，熟悉三維模型的建立，熟練進行草圖繪制，根據需要轉換實體引用、拉伸凸臺、旋轉凸臺、抽殼等操作。線下學習以小組完成的Solidworks零件模型作為評分依據。

線上學習以河北工業大學工程實訓中心老師直播授課進行知識點學習，同時輔以機床操作直播，讓學生“云”端身臨實習環境、了解操作過程。線上金工實習日程安排表如表1所示。

3? 金工實習課程學習情況

對我校學生而言，金工實習是專業必修課程的重要組成部分，課程教學目的是幫助學生初步建立起現代機械制造工程的概念，提高學生對規模制企業認識，為提高個人工程素質打下了良好的基礎。機械是一切工業的基礎，金工實習對提高學生的工程實踐能力發揮重要作用，工程技術人才的素質集中表現在人才的創造能力、設計能力等，這些能力實質就是解決實際問題所需要的能力，工程技術人才能力的培養，不能依靠灌輸知識，而應該依靠工程設計和制造實踐。

課程的主要任務是了解機械制造的一般過程（如圖1），熟悉機械零件的常用加工方法及其主要設備的工作原理和典型結構，熟悉工、夾、量具的使用及安全操作技術，了解機械制造工藝知識和一些新工藝、新技術在機械制造中的應用，初步建立起現代制造工程的概念;初步具有對簡單零件選擇加工方法和進行工藝分析的能力，在重要工種上應有獨立完成簡單零件加工制造的實踐能力;在勞動觀念、理論聯系實際和科學作風等工程技術人員應具有的基本素質方面受到培養和鍛煉;通過金工實習，使學生初步建立起市場與信息、質量與效益、安全與環保以及可持續發展等現代工程意識，培養工程技術人員應具有的基本素質和動手能力[2]。

實習基本內容：銑削技術、鉗工技術、車削加工技術、鑄造技術、數控機床技術、線切割、焊接技術、3D打印技術、激光加工技術。實習過程是讓學生體驗機械制造宏觀過程。

3.1 實習銑工介紹

銑削是指在銑床上利用旋轉的多齒刀對移動的工件進行切削加工的方法。其中，刀具的旋轉運動為主運動，工件的連續移動為進給運動，加工采用刀具為旋轉的多齒刀，特點是多個刀齒參與切削，使得每個刀齒可以間歇切削和輪流冷卻，刀具冷卻效果好，耐用度高。

銑削加工生產率高，加工范圍廣，具有較高的加工精度。銑削加工范圍有面類（水平面、斜面和垂直面）;各種溝槽及臺階;成型面等。銑床類別有臥式銑床;立式銑床;龍門銑床等。典型的銑床型號如XQ6225，其中X：為類別代號銑床類;Q：為通用特性代號輕型;6：為組別代號臥式銑床組;2：為系別代號萬能回轉頭銑床;25：為主要參數代號工作臺最大寬度的十分之一，即250mm。

銑床附件有：平口虎鉗、分度頭、回轉工作臺、萬能立銑頭。

銑削加工順序是在實習中的重點，正確順序為：當第一個面加工完成，選擇其作為基準面，再銑削其余平面時，要先將已加工好的基準面緊貼平口虎鉗的固定端，先加工與其相鄰兩個面，最后加工基準面的對面。在安裝工件時應注意好基準面的位置。

3.2 實習鉗工介紹

鉗工主要是利用虎鉗、各種手用工具和一些機械工具來完成某些零件的加工、機器或部件的裝配和調試以及各類機械的維護與修理等工作等等，被稱作“萬能的鉗工”。鉗工常用設備鉗工工作臺、虎鉗、臺鉆，其基本操作有零件測量、劃線、鏨削、鋸削、銼削、鉆孔、攻絲及套扣等。它具有所用的工具簡單，加工樣式靈活，操作方便，適應面廣等特點。

根據圖樣的尺寸要求，用劃線工具在毛胚或半成品工件上劃出待加工部位的輪廓線或作出基準的點、線的操作稱為劃線。通過劃線，操作人員可以確定加工面的加工位置及加工余量、發現不合格的毛胚從而及時處理。

劃線分為平面劃線和立體劃線兩種。立體劃線是平面劃線的復合，是在工件或毛坯的幾個表面（工件的長、寬、高三個方向）上劃線。直接劃線工具有劃針、劃規、劃卡、劃針盤和樣沖。劃針要依靠鋼尺或直尺等導線工具而移動，劃線時要盡量做到一次劃成，以使線條清晰、準確;劃規是劃圓或劃弧線、等分線段及量取尺寸等操作所使用的工具，用法與圓規相同;劃卡也稱為單腳劃規，用來確定軸和孔的中心位置;劃針盤主要用于立體劃線和工件位置的校正。

鋸削也是鉗工的重點，它是用手鋸對材料或工件進行分割的一種切削加工，工作范圍包括：分割各種材料或半成品、鋸掉工件上多余的部分、以及在工件上開槽。鋸削加工時所用的工具為手鋸，它主要由鋸弓和鋸條組成。鋸弓用來安裝并張緊鋸條，分為固定式和可調式。固定式鋸弓只能安裝一鋸條;而可調鋸弓通過調節安裝距離，可以安裝幾種長度規格的鋸條。鋸條的鋸齒排列呈左右錯開狀，稱之為鋸路，作用是防止在鋸削時鋸條夾在鋸縫中，同時減少鋸削時的阻力以便于排屑。不同的鋸齒適用于不同的環境，其中粗齒鋸條用于加工軟材料或厚材料;中等硬度的材料選用中齒鋸條;硬材料或薄材料鋸削時一般選用細齒鋸條。特別應當注意的是手鋸向前推時進行切削，而在向后返回時不起切削作用，因此安裝鋸條時一定要保證齒尖的方向朝前。

用銼刀對工件表面進行切削，使其達到零件圖所要求的形狀、尺寸和表面粗糙度的加工方法稱為銼削。銼削加工簡便，工件范圍廣，多用于鏨削、鋸削之后?？蓪ぜ系钠矫?、曲面、內外圓弧、溝槽以及其他復雜表面進行加工。銼刀是銼削的主要工具，常用碳素工具鋼T12、T13制成，并經熱處理淬硬。它由銼刀面、銼刀邊、銼刀舌、銼刀尾、木柄等部分組成。銼刀按用途來分，可分為普通銼、特種銼和整形銼三類。普通銼刀按其截面形狀可分為平銼、方銼、圓銼、半圓銼及三角銼五種。

3.3 實習車工介紹

車削加工就是在車床上通過工件的旋轉運動和刀具的直線進給運動，使刀具對工件表面進行切削，從而改變其形狀和尺寸，達到圖紙要求的一種加工方法。車削加工的加工范圍鉆中心孔、鉸孔、攻絲、車外圓、鏜孔、車端面、車錐面等。

車床重要部件是“三箱兩杠兩架”，即主軸變速箱、進給箱、溜板箱、絲杠、光杠、刀架、尾架。附件有三爪卡盤、卡盤扳手、刀架扳手、六角扳手、加力桿、回轉頂尖等。

通過車削端面使其降低工件的粗糙度，提高平整程度，并去掉多余毛刺。車刀分為“三面”（即前刀面、主后刀面、副后刀面）、“兩刃”（即主切削刃、副切削刃）、“一尖”（即刀尖）。通過車削外圓改變工件直徑尺寸，并降低表面粗糙度。為了使裝配穩定，利于退刀，在車削螺紋的時候需要切出退刀槽，這也是實際實習操作中重要的一點。

3.4 實習鑄造介紹

將液態金屬澆鑄到與零件形狀相適應的鑄型型腔中，待其冷卻凝固后，獲得零件或毛坯的方法，稱為鑄造（如圖2）。它的實質是液態金屬凝固成型。常用的鑄造方法有砂型鑄造和特種鑄造兩大類。

砂型鑄造是以型砂為主要造型材料制備鑄型的一種鑄造方法，除常規的砂型重力鑄造以外的鑄造方法，都是特種鑄造。

型砂用來形成鑄件外形的造型材料，由原砂、黏結劑、附加物和水按一定比例配合，經過混制成為符合造型要求的混合物。要求型砂具有強度、耐火性、透氣性、退讓性、可塑性、流動性、潰散性等特性。

鑄造實習為手工造型，常見的手工造型按模樣的結構特征可分為整模造型、分模造型、挖砂造型、活塊造型、假箱造型。澆注系統是為金屬液流入型腔而開設于鑄型中的一系列通道。澆注系統一般由外澆道、直澆道、橫澆道和內澆道組成。

3.5 實習數控介紹

數字控制（NC）是指用數字化信息實現加工自動化的一種控制技術。數控機床（Numerical Control Tool）是用數字化信號對機床的運動及其加工過程進行控制的機床，或者說是裝備了數控系統的機床。上世界70年代之前，數控裝置是由數字的硬件邏輯電路實現的數控功能。1970年以后隨著計算機技術的發展，出現了計算機數控。

計算機數控（簡稱CNC），是采用微處理器或專用微機的數控系統。計算機數控機床，采用微處理器或專用微機作為控制系統，由系統程序來實現對機床的運動及其加工過程進行控制的機床。

本次實訓實操使用的是CK6136S車床，其數控系統采用的是日本FANUC，C：類別為車床類。型號中，C：車床;K：數控;6：組別普通;1：型別臥式;36：最大回轉直徑Φ360mm;S：重大改進順序號。

在數控部分要熟悉數控車床的五大代碼：準備功能G代碼;輔助功能M代碼;刀具功能T代碼;主軸轉速S代碼;進給功能F代碼。數控車床的編程指令由字母+數字組成。程序名稱格式為：O+四位數字（0001-8999），如O2000。

刀具功能為T指令，如T0101，第一個01為刀號，第二個01為刀具補償號。主軸轉速為S指令，如S900M03，S900表示轉數為900轉/分鐘，M03表示主軸正轉。進給速度為F代碼，在G98模式下，F100表示100毫米/分鐘;在G99模式下，F0.05表示每轉進給0.05毫米。

4? 總結

本次金工實習發揮了網絡優勢，采用線下零件自主設計、線上金工實習知識點學習、操作直播的方式，高質量完成了儲運專業金工實習。本次嘗試打破了傳統實地實習這一單一模式，采用講解+現場直播的方式，讓每個學生都能通過客戶端收看并及時反饋，極大的激發了學生的學習積極性。在“互聯網+”新的社會模式下，此種方式可以打破地域限制，讓學生了解到更多知識，掌握金工實習重點、各種工種操作流程。但因無法實際操作，存在知識不能及時應用的弊端，在后期如有機會應積極開展實習操作，使學生上手來掌握操作。

參考文獻：

[1]教育部關于深化職業教育教學改革全面提高人才培養質量的若干意見[J].中華人民共和國國務院公報，2015（34）：48-52.

[2]朱淑梅，王廣勛，謝鷗，邢丁耒.高校金工實習存在的問題和改革措施[J].高教學刊，2016（17）：143-144.

[3]吳浩，王敏.高校金工實習改革探索[J].課程教育研究，2016（30）：35-36.