Методика решения производственных задач

Рассмотрим методику решения производственных задач, которые облегчают овладение ступенями профессионализации, ускоряют путь достижения ее 4-й стадии — реализации личности в самостоятельном профессиональном труде.

При выборе методики решения производственных задач следует учитывать:

• а) уровень подготовки группы;
• б) уровень профессиональной и педагогической подготовки преподавателя;
• в) форму обучения.

I вариант. Каждому учащемуся определяется конкретная роль и место в производственной ситуации. Преподаватель заранее готовит инструкции, в которых определяет линию поведения каждого, путь решения производственной задачи. В процессе решения производственной задачи учащиеся моделируют возможные реальные действия в пределах своих функций.

В конце занятия педагог оценивает результаты, отмечает положительные стороны и недостатки, сообщает всей учебной группе о наиболее оптимальных, правильных вариантах действий отдельных учащихся.

II вариант. Преподаватель делит группы учащихся условно на бригады (звенья) из 3—4 человек, затем ставит перед каждой бригадой задачу. Жюри объявляет критерии оценки. Начинается состязание. Бригады в порядке очередности (по жеребьевке) сообщают свои решения. Председатель жюри объявляет результат. В заключение преподаватель оценивает работу каждой бригады (звена), а также деятельность жюри, организует дискуссию по вопросам, вызвавшим различные толкования, формулирует наиболее верный, оптимальный вариант решения производственной задачи, награждает победителей.

III вариант. Преподаватель формирует бригаду, которая решает производственную задачу. Остальные учащиеся («эксперты») следят за ее действиями и при необходимости исправляют ошибки. Далее педагог организует обсуждение и анализ как правильных, так и неправильных действий и ответов членов бригады, указывает на качество деятельности «экспертов».

Мы привели возможные, апробированные варианты решения производственных задач. Преподаватели профтехучилищ не должны копировать их, а могут проявлять творческий подход.

На уроках спецтехнологии, на занятиях по производственному обучению можно также анализировать конкретные технологические ситуации. В этом случае должна быть определена проблема и найдены пути ее решения.

Например, в группе наладчиков агрегатных и специальных станков на уроке спецтехнологии можно рассмотреть следующие технологические ситуации:

• — последовательность и порядок действия членов бригады при остановке, например, шлифовального станка;
• — действия членов бригады при возникновении на обрабатываемых заготовках трещин, полос;
• — порядок и последовательность действия бригады при изменении глубины резания и т. п.

Как показывает опыт, наибольший интерес у учащихся вызывает анализ конкретного аварийного случая. При этом важно предложить учащимся самостоятельно проанализировать причины, приведшие к аварийной ситуации, назвать меры, которые следовало бы принять по предотвращению в будущем подобных и других аварийных ситуаций в цехе.

Можно предложить учащимся групп наладчиков для анализа аварийные ситуации.

Задача 1. Определить возможные причины, которые приводят к выходу из строя самодействующей гидравлической силовой головки, а также порядок действий наладчиков в аварийной ситуации.

Цель данной задачи — закрепить знания о возможных причинах возникновения неполадок и способах их устранения по теме «Агрегатные и специальные станки и технология обработки деталей на них»; научить правильно и оперативно действовать в определенной ситуации.

Задача 2. Определить возможные причины, приводящие к браку, в частности образованию рисок на шлифуемых поверхностях обрабатываемых деталей, способы устранения неисправностей бесцентрового круглошлифовального станка, распределить обязанности между членами бригады и последовательность их действий в аварийной ситуации.

Цель задачи — закрепить знания учащихся о наладке автоматического цикла шлифовального станка, научить правильно и оперативно действовать в аварийной ситуации.

Задача 3. Определить возможные причины, приводящие к остановке автоматической линии, способы устранения неисправностей.

Цель задачи — закрепить знания учащихся об общих правилах наладки и рациональной эксплуатации автоматических линий.

Существенную роль в повышении активизации мыслительной деятельности учащихся, развитии их технического мышления, формировании у них рационализаторских умений играют производственные рационализаторские задачи. Такие задачи целесообразно решать как на уроках теоретического, так и производственного обучения.

Приведем в качестве примера план-конспект занятия по решению с учащимися группы токарей рационализаторских производственных задач.

Тема урока — «Обработка конических поверхностей».

Преподаватель. Мы с вами уже изучили несколько способов обработки конических поверхностей. Назовите их.

Ответы.

• 1. Обработка широким резцом.
• 2. Обработка конической поверхности поворотом верхних салазок суппорта.
• 3. Обработка конической поверхности смещением конуса задней бабки.

Преподаватель. Правильно. Эти способы обработки конических поверхностей имеют свои достоинства и недостатки. Перечислите их.

Ответы.

• 1. Обработка широким резцом производительна. Однако она требует тщательного подбора резца и позволяет обтачивать конические поверхности небольшой длины, равной ширине резца.
• 2. Обработка поворотом верхних салазок суппорта позволяет обточить коническую поверхность большей длины, равной ходу винта верхних салазок, но она требует тщательной настройки. Чаще всего выполняется с ручной подачей. Способ малопроизводителен, не позволяет обрабатывать конические поверхности большой длины.
• 3. Обработка конических поверхностей смещением конуса задней бабки позволяет обрабатывать детали достаточно большой длины с использованием механической подачи, однако требует точной настройки.

Преподаватель. Вы ответили правильно. Обращаю ваше внимание на следующие особенности. Способ обработки широким резцом и поворотом верхних салазок суппорта вообще не позволяет обрабатывать конические поверхности большой длины. Используя смещение конуса задней бабки, это можно сделать, но такой способ требует точной наладки и выверки заготовки на станке. В целом каждый из перечисленных способов не позволяет обрабатывать с высокой производительностью конические поверхности большой длины.

Обратите внимание, что второй и третий случаи имеют свои особенности. Для того чтобы в результате обработки образовалась коническая поверхность при использовании поворота верхних салазок суппорта в направлении подачи резца, верхние салазки находятся под углом к оси вращения шпинделя станка. В случае использования смещения задней бабки ось вращения детали находится под углом коси вращения шпинделя станка.

Методические указания. В процессе этого объяснения преподаватель может использовать рисунок на доске или плоскостные наглядные пособия. При этом обращается внимание учащихся на то, что для осуществления подачи резца вдоль конической поверхности в качестве направляющих используются либо верхние салазки суппорта, либо направляющие станины, по которым движется суппорт. У учащихся при этом должно сформироваться представление о необходимости использовать направляющее приспособление для обработки конической поверхности большой длины.

Преподаватель. Скажите, какую подачу резца лучше использовать для обработки конических поверхностей большой длины: продольную, поперечную или подачу верхними салазками суппорта.

Ответ. Лучше использовать продольную подачу суппорта, она имеет большой рабочий ход, что обеспечивает обработку длинномерных деталей. Кроме этого, она может осуществляться механически, а это позволяет увеличить производительность труда.

Преподаватель. Правильно. Теперь перед нами встает задача обеспечить движение резца вдоль конической поверхности. Мы с вами уяснили, что для этого необходимо либо менять положение детали относительно оси вращения шпинделя, либо иметь направляющую, вдоль которой будет передвигаться резец.

Такое приспособление существует и называется конусной линейкой. Изобразим это приспособление схематично. Конусная линейка выполняет функцию направляющей резца вдоль конической поверхности. Для того чтобы обеспечить при этом свободный ход поперечных салазок суппорта, их отсоединяют от винта.

В заключение преподаватель демонстрирует учащимся приспособление, (плакат) по обработке конических поверхностей с помощью конусной линейки. Обращает внимание на конструктивные особенности этого приспособления. Еще раз указывает на то, что конусная линейка является направляющей, а свободный ход резца обеспечивается движением поперечных салазок суппорта.

В конце занятия преподаватель предлагает учащимся задачу на дом: «Сконструируйте и схематично изобразите приспособление для обработки конических поверхностей, направляющая которого располагается на суппорте станка».

На следующем занятии, проанализировав схемы приспособлений, предложенные учащимися, отметив их достоинства и недостатки, преподаватель демонстрирует приспособление токаря-новатора для обработки конических поверхностей, отмечает его конструктивные особенности.

Преподавателю спецтехнологии токарного дела можно предложить в качестве примера план-конспект занятия по формированию у учащихся умений решать рационализаторские производственные задачи в процессе конструирования приспособлений для нарезания резьбы.

Тема урока — «Нарезание резьбы».

Преподаватель. На занятиях по производственному обучению вы убедились, что процесс нарезания наружной резьбы на токарном станке с применением плашек непроизводителен, требует особых навыков и небезопасен. Необходимо придумать конструкцию приспособления, которое бы устраняло эти недостатки. Прежде всего перечислите требования, предъявляемые к токарной операции по нарезанию резьбы.

Ответы.

• 1. Инструмент-плашка должен быть строго параллелен относительно обрабатываемой заготовки.
• 2. Трудовые приемы должны быть безопасными.
• 3. Получаемая резьба должна отвечать требованиям к ней.

Преподаватель. На занятиях по производственному обучению вы встречались с различными конструкциями приспособлений. Какие требования к ним предъявляются?

Ответы.

• 1. Приспособления должны повышать производительность труда и обеспечивать высокое качество работы.
• 2. Приспособления должны создавать удобства в работе, а их эксплуатация должна быть безопасной.
• 3. Приспособления должны быть просты в изготовлении.

Преподаватель. Исходя из перечисленных требований, необходимо спроектировать ваше приспособление. Итак, основным инструментом для нарезания наружной резьбы на токарном станке вручную является плашка, которая закрепляется в плашкодержателе. При нарезании резьбы плашкодержатель удерживается рукой. Можно ли установить его на токарном станке и где?

Ответы.

• 1. Плашкодержатель можно установить в резцедержателе вместо резца.
• 2. Если у плашкодержателя убрать ручки, то его можно установить в неподвижный люнет.
• 3. Плашкодержатель лучше закрепить в подвижный люнет, можно будет суппортом подавать приспособление к заготовке.
• 4. Приспособление можно установить в задней бабке, так как у нее тоже есть продольная подача.

Преподаватель. Давайте проанализируем ваши предложения.

Первое предложение — расположить плашкодержатель вместо резца в резцедержателе. Прежде всего, как произвести точное центрирование инструмента относительно заготовки?

Ответ. Наверное, это сделать будет трудно, так как резцедержатель не перемещается в вертикальной плоскости.

Преподаватель. Верно. Скажите, какое явление наблюдается при нарезании резьбы плашкой, когда, например, она установлена неподвижно, а деталь врашается.

Ответ. Происходит самозатягивание инструмента.

Преподаватель. Правильно. Можно ли при закреплении плашки в резцедержателе синхронно осуществить подачу суппорта с самозатягиванием инструмента.

Ответ. Это будет сделать сложно, не имея достаточного опыта.

Преподаватель. Итак, мы выяснили, что использование резцедержателя для крепления приспособления возможно, но при этой будет наблюдаться снижение производительности труда, возможен брак, на установку приспособления потребуется много времени. Второе и третье предложения рассмотрим вместе. Скажите, как можно отцентрировать инструмент при использовании неподвижного люнета?

Ответы.

• 1. Сделать это невозможно, так как нельзя инструмент придвинуть к детали.
• 2. Я снимаю свое предложение потому, что при закреплении инструмента в неподвижном люнете в связи с явлением самозатягивания произойдет его поломка.

Преподаватель. Что будет происходить, если инструмент будет закреплен в подвижном люнете?

Ответы.

• 1. Центрировать инструмент будет легче.
• 2. Будет наблюдаться несовпадение продольной подачи со скоростью самозатягивания инструмента, может произойти его поломка.
• 3. Нужно дополнительно продумать способы закрепления приспособления в люнете.

Преподаватель. Мы выяснили с вами, что в этих случаях усложняется конструкция, снижается производительность труда, возможен брак в работе.

Переходим к рассмотрению предложения об использовании задней бабки для крепления данного приспособления. Как можно закрепить инструмент в задней бабке?

Ответ. Для закрепления инструмента в пиноли задней бабки имеется обратный конус, в пиноль может вставляться сверло, зенкер, развертка.

Преподаватель. Следовательно, что должно иметь ваше приспособление для закрепления в пиноли?

Ответ. У приспособления должен быть конус Морзе.

Преподаватель. Как мы будем центрировать инструмент?

Ответы.

• 1. Специального центрирования не потребуется, так как задняя бабка служит для этого.
• 2. Продольное перемещение пиноли можно использовать для подведения приспособления с инструментом к детали.

Преподаватель. Теперь мы можем представить приспособление. Где мы расположим плашку?

Ответ. Плашку можно расположить в конце конуса, который выставляется из пиноли.

Преподаватель. Как будет закрепляться плашка?

Ответ. Лучше закрепить ее, как в плашкодержателе. Выточить для нее гнездо, просверлить радиальные отверстия, нарезать резьбу и изготовить винты для крепления.

Преподаватель. Теперь давайте мысленно проверим, как будет действовать приспособление. Предположим, что в патроне установлена заготовка болта, в пиноли задней бабки установлено приспособление. Подведем заднюю бабку к детали и закрепим ее, затем продольной подачей пиноли подведем приспособление к заготовке. Плашка своей заборной частью захватит заготовку, и начнется нарезание резьбы. Скажите, что произойдет, если прекратить подачу приспособления пинолью.

Ответ. Нарезание резьбы прекратится.

Преподаватель. Не торопитесь, мы уже говорили о явлении, которое будет при этом наблюдаться.

Ответ. Будет происходить самозатягивание инструмента.

Преподаватель. Какие возникнут последствия?

Ответы.

• 1. Когда резьба нарежется на высоту плашки, инструмент потянет за собой приспособление из пиноли.
• 2. Приспособление может выйти из пиноли и начнет вращаться вместе с заготовкой.

Преподаватель. Мы убедились, что данное приспособление из-за явления самозатягивания не работает. Как использовать самозатягивание с пользой?

Ответы.

• 1. Надо освободить плашку от жесткой связи с конусом и дать ей возможность перемещаться свободно вдоль его оси за счет самозатягивания.
• 2. Величина перемещения должна быть больше, чем длина нарезаемой резьбы, иначе деталь упрется в конус и приспособление опять может выйти из пиноли.

Преподаватель. Как реализовать эти два предложения в конструкции?

Ответ. Нужно на конце конуса, где крепили плашку, сделать удлинение, а на него посадить подвижно втулку с плашкой.

Преподаватель. Далее представим мысленно процесс нарезания резьбы. Подводим приспособление к детали. Что мы видим?

Ответы.

• 1. Втулка с плашкой от самозатягивания начнет перемещаться в сторону детали.
• 2. Процесс нарезания прекратится, потому что втулка начнет вращаться вместе с деталью.

Преподаватель. Правильно. Что нужно сделать, чтобы устранить вращение втулки с плашкой?

Ответы.

• 1. Просверлить отверстие с приспособлением, нарезать резьбу и закрепить винтом, как плашку.
• 2. Так делать нельзя, втулка не будет перемещаться, и приспособление опять выйдет из пиноли. Необходимо устранить вращение втулки, а ее продольное перемещение остановить.

Преподаватель. Как это сделать?

Ответ. Втулку можно держать каким-либо способом, например руками.

Преподаватель. Это небезопасно. А мы говорили, что работа с данным приспособлением должна быть безопасной.

Ответ. Необходимо сделать во втулке квадратное отверстие.

Преподаватель. Действительно, квадратное отверстие не даст втулке повернуться. Но это усложнит конструкцию, потому что квадратное отверстие получить труднее, чем круглое.

Ответы.

• 1. Я предлагаю в цилиндрическую часть оправки врезать шпонку, а во втулке прорезать паз. Тогда шпонка не будет давать вращаться втулке и одновременно позволит ей перемещаться по оправке.
• 2. Думаю, что шпонку надо поставить в конце оправки. Это обеспечит ее работу по всей длине при самозатягивании инструмента.

Преподаватель. Да, это решение верное, и технологически его осуществить легче. Но как быть, если диаметр резьбы большой, а силы резания значительны? Обеспечит ли шпонка надежность работы приспособления?

Ответ. Можно поставить две шпонки с противоположных сторон.

Преподаватель. Вот теперь верно. Мы с вами разработали приспособление для нарезания наружной резьбы с использованием задней бабки. Итак, на первый взгляд кажущаяся сложность конструирования приспособления оказалась разрешимой, так как вы использовали свои знания, навыки и умения. Дома, пожалуйста, продумайте размеры деталей приспособления, изобразите их эскизы и определите, как в данной конструкции использовать плашки с разным диаметром, чтобы приспособление стало универсальным.

Обучить способам решения рационализаторских задач можно двумя путями. Первый путь: создать условия, при которых каждое действие учащихся заранее регламентируется. Для этого необходимо иметь жесткую систему последовательных указаний на необходимость совершения строго определенного действия. Второй путь: учащимся даются лишь некоторые общие указания, ориентирующие их на выбор правильного направления решения.

При обучении учащихся составлению рациональной технологии механической обработки им необходимо предлагать задачи, требующие:

• 1) определения рациональности выбранной технологии изготовления детали, например технологический маршрут токарной обработки втулки;
• 2) определения путей повышения производительности при обработке детали по схеме, предложенной новатором производства.

Для того чтобы оценить определенную технологическую схему обработки детали, учащийся должен тщательно изучить чертеж и технические условия с точки зрения технологичности детали, ее жесткости, точности, условий термообработки и правильности выбора заготовки. Умение производить такой анализ дает учащемуся возможность правильно определить последовательность и взаимосвязь основных и вспомогательных переходов в технологической операции. Это позволит выбрать наиболее рациональные варианты технологии, обеспечивающие максимальную производительность труда; составления рациональной технологии обработки детали. Например, разработать технологический маршрут токарной обработки втулки из заготовки 53×180 на 5 деталей. Материал: ст. 45. Количество деталей в партии — 500 шт.

Вышеприведенные рационализаторские производственные задачи целесообразно решать, используя понятие алгоритма как некоторой программы последовательно выполняемых действий, каждое из которых обладает однозначностью и определенностью, а вся совокупность этих действий приемлема для решений многих производственных задач.

Как показывает опыт, применение алгоритмов содействует выработке эффективных способов решения различных типов производственных задач.

Вопросы и задание для самостоятельной работы

• 1. В чем состоят теоретические основы процесса профессионализации?
• 2. Каковы три аспекта процесса профессионализации?
• 3. Как связаны между собой профессионализация и профессионализм?
• 4. Как вы понимаете «Я-концепцию»?
• 5. Назовите стадии профессионального становления.