【摘要】在工业4.0革命浪潮的推动下，工程实训课内容涵盖了从工业一代到四代的制造技术训练，教学内容不断扩充，普铣的课时被压缩。但普铣是学习现代化机床的前提。为了在有限的学时内完成普铣教学，进行了实训教学改革，提出“五步一体”的教学方法，可使学生在较短的学时内掌握铣削加工的要领，并为数控加工的学习打下坚实的基础。
　　【关键词】“五步一体”教学法  工程训练  普铣
　　【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2020）52-0049-02
　　《中国制造2025》纲要提出坚持“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本”的基本方针，通过“三步走”实现制造强国的战略目标[1]。而高校和科研单位是推动科技成果转化，引领企业创新发展的先锋。所以只有做好高水平的基础研究才能培养出高水平的人才。高校工程实训系列课程是以“工程”“实践”“创新”为主题，培养学生的工程综合素质与能力的实践平台[2-3]。学生在掌握基本制造知识的基础上具有一定的实践能力，認知新工艺、新技术在现代制造中的地位和应用，建立起现代制造工程的概念[4-6]。通过工程实践能力训练，具备对简单零件进行工艺分析和选择加工方法的能力，具备应用先进制造技术进行工艺流程的设计、制造、测量和检验的工程实践能力，提升创新意识。
　　1.普铣教学的地位与现状
　　铣削加工是机械加工中的一项重要的实训项目。各类数控机床其最核心、最主要的工序，还都是以铣和钻为主，普铣的基础知识教学和实践，是学习数控机床的前提，是认识数控铣床、加工中心的基础课程。通过学习普通铣床的结构和加工工艺，合理选择铣刀，将所学的切削原理转化为数控机床的刀具参数设置和轨迹生成，优化程序结构，提高加工效率和加工质量。为后续课程中更好地设计和制造模具、工夹量具打基础。真正培养出理论与实践相结合的专业复合型人才，实现制造强国的战略目标。
　　在工业4.0革命浪潮的推动下，工程实训课内容涵盖了从工业一代到四代的制造技术训练，普铣的课时被压缩至原来的三分之一，而教学内容和要求却没有变化，在较短时间内令学生掌握其加工技术是相当困难的。
　　为此，必须对铣工实训教学进行改革，让学生在较短的时间内掌握铣削加工的要领，提高学生的实践能力和创新意识。本文对铣工实训教学进行了探索，总结出一套“五步一体”的教学方法，促进铣工实训教学改革。
　　2.铣削加工“五步一体”教学法
　　铣削加工属于冷加工，它是使用机床通过旋转的多刃刀具对机械零件进行直接的切削加工，使零件达到图纸要求的表面粗糙度、形位精度和尺寸精度。
　　铣削加工具有以下几步：第一步，依据工件的材料选择刀具材料;第二步，根据工件图纸要求确定工件的安装和定位，根据工件的表面特点选择刀具种类和直径;第三步，根据工件的尺寸精度要求合理地选择切削用量;第四步，试切、测量、加工;第五步，组装。这五步既独立又相互联系，所以称为铣削加工“五步一体”，如图1所示。
　　3.“五步一体”铣削教学的实施
　　在铣削加工教学实践中，，选择合适的加工工件也很重要。六柱孔明锁是一种益智类玩具，同时其加工中具有面、槽等典型的铣削加工，选择孔明锁作为铣削实训的工件能很好地调动学生制作的能动性，又能让学生掌握铣削加工平面和沟槽的方法，满足教学要求。孔明锁由六个柱状的工件组成，其六柱结构略有不同，如图2所示。下面以孔明锁的制作为例，说明“五步一体”铣削教学的实施过程。
　　在教学中按照工步先后进行，根据各工步不同的特点进行穿插讲解。
　　第一步 刀具的选择
　　切削加工行业素有“七分刀具三分手艺”之说。因此刀具的“选”刀尤为重要。铣刀的选择主要有两个方面：一是按照其加工用途选择刀具类型;二是按照工件材料选择刀具材料。工件材料是高强度硬铝，刀具选择硬质合金刀具;铣平面选择硬质合金的端铣刀，铣槽选择高速钢的立铣刀。
　　第二步 工件的安装
　　工件（毛坯）从定位到夹紧的全过程称为装夹。既是切削加工前的必要措施，又是工件定位的必然结果。工件装夹的好坏直接影响工件的加工精度。在装夹中应根据工件的大小和几何形状来选择使用合适的夹具，还要根据工件的形位公差要求来选定定位基准。通过对工件的安装操作，理解铣床夹具的使用并初步形成设计夹具理念，同时进一步理解定位的规则，确保加工工件的尺寸精度和形位精度要求。
　　第三步 选择合理的铣削用量
　　铣削用量包括四个要素，即：主轴转速、进给量、铣削深度和铣削宽度。所谓合理的铣削用量，是指充分利用铣刀的切削能力和铣床的性能，在保证加工质量和刀具耐用度的前提下，获得高的生产效率和低的加工成本的切削用量。因此铣削时合理地选择铣削用量，对保证零件的加工精度与加工表面质量、提高生产效率、提高铣刀的使用寿命、降低生产成本，都有重要的作用。其中对铣刀使用寿命影响最大的是铣削速度，其次是进给量和铣削深度。
　　通过加工典型工件——孔明锁让学生在加工过程中认识铣削用量并且熟记于心。在X5025B铣床上使用硬质合金端铣刀对？覫12×50mm的高强度硬铝棒料进行铣水平面，要求达到的工件表面粗糙度是Ra3.2μm。如果只是换上全新的刀片，不一定能获得较好的效果，这是因为切削用量没有考虑的缘故。所以，要合理选择主轴的转速、进刀深度和进给量的大小，才能达到预定的效率和加工质量要求。
　　根据六柱孔明锁的加工质量要求，需要分粗加工和精加工两个阶段。粗加工阶段希望高效地切除加工表面上的大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近工件成品，因此选择切削用量上要低转速、快进给、大切深;精加工阶段要保证各表面达到工件图规定的加工质量要求，选择切削用量上要高转速、慢进给、小切深。比如，在件③上需要加工出深6mm、宽12mm的槽，使用？覫10mm高速钢立铣刀进行加工。要想获得较好的加工效率，粗加工时选取566r/min的主轴转速，3-3.5mm的进刀深度，96mm/min的进给量。要想获得较好的加工表面质量，精加工时选取800r/min的主轴转速，0.5-0.05mm的进刀深度，50mm/min的进给量。然后让学生进行粗精对比，对铣削用量就有了深刻的认识;再通过铣削用量理论公式进行计算对比，更能深刻地理解铣削用量选择的精髓。特别是件③上加工两个不对称的宽6mm的槽，后面需要换？覫5mm的高速钢立铣刀，这时要保证件③各表面的表面粗糙度都是Ra3.2μm，需要综合考虑把主轴转速调高至1130 r/min，进给量调低至34mm/min。