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序論:好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇線切割實訓(xùn)總結(jié)范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
中圖分類號:G42.1 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)10-0224-01
電火花線切割實訓(xùn)教學(xué),為學(xué)生了解和掌握電火花線切割的加工原理、加工工藝及創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供了很好的機會,為學(xué)生的專業(yè)課程學(xué)習建立了感性平臺,同時實訓(xùn)教學(xué)不僅是培養(yǎng)學(xué)生動手能力的有效手段也是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的關(guān)鍵,為了通過線切割實訓(xùn)更好地培養(yǎng)學(xué)生在實際工作中分析分析問題、解決問題的能力,讓學(xué)生對本專業(yè)知識形成一個客觀理性的認識,能夠更快更好地掌握這一門技術(shù),在數(shù)控線切割實訓(xùn)教學(xué)過程中,應(yīng)聯(lián)系企業(yè)實際生產(chǎn)設(shè)立科學(xué)的教學(xué)方法。以實現(xiàn)學(xué)生畢業(yè)后,在工作崗位上能快速勝任本崗位的工作,并為企業(yè)創(chuàng)造效益。
一、做好實訓(xùn)教學(xué)過程中的“教”
通過示范“教”可以使學(xué)生直觀、具體、形象、生動地進行學(xué)習,不僅易于理解和接受,而且可以清晰地把教師的示范操作過程在頭腦中重現(xiàn),然后模仿練習。示范操作要求教師邊講解邊示范操作,讓學(xué)生明確應(yīng)該掌握的知識和技能。
1、應(yīng)加強安全操作意識教育:實訓(xùn)教學(xué)要牢固樹立“安全第一”的思想。在實訓(xùn)教學(xué)前要專門給學(xué)生進行安全教育,如果教師安全操作意識有所松懈,將會出現(xiàn)不安全事故。
2、教學(xué)過程循序漸進,教學(xué)重點突出:電火花線切割加工涉及工、夾量具的正確使用、工件的安裝、變頻進給及合理選擇電參數(shù)、編制線切割加工程序等多方面知識技能,在教的過程中我們要分階段,循序漸進展開。
3、操作步驟明確、動作規(guī)范:教師操作應(yīng)做到步驟清晰可辨,動作準確無誤,并講清動作的特點和關(guān)鍵,在講解時,要注意講、做一致,嚴格按操作步驟進行,否則會使學(xué)生因操作不當而引起機床的損壞。例如在操作過程中如何防止出現(xiàn)斷絲、短路等現(xiàn)象。對上絲穿絲的要領(lǐng)、工件的安裝、電參數(shù)的調(diào)節(jié)、精度要求及工具的放置,都要有明確的講解,如果在實訓(xùn)教學(xué)中,教師示范操作動作不夠規(guī)范、步驟不夠分明、示范講解不夠清楚,既影響了學(xué)生對知識和技能的理解與掌握,也難以培養(yǎng)出學(xué)生嚴謹?shù)牟僮髁晳T。
二、做好實訓(xùn)教學(xué)過程中的練習指導(dǎo)
在實訓(xùn)教學(xué)中學(xué)生的練習是重要的環(huán)節(jié),在學(xué)生實訓(xùn)練習過程中,應(yīng)做好巡回指導(dǎo)工作,巡回指導(dǎo)是在對實訓(xùn)講解與示范的基礎(chǔ)上,在實訓(xùn)過程中有計劃、有目的、有準備地對學(xué)生的實訓(xùn)練習情況作全面檢查和指導(dǎo),教師在檢查時時,一般先指出學(xué)生模仿操作中存在的重要問題,再對學(xué)生的實訓(xùn)工件進行點評,比如學(xué)生執(zhí)行零件加工工藝技術(shù)規(guī)定情況和零件質(zhì)量控制的執(zhí)行情況,對加工出不合格的零件及時引導(dǎo)學(xué)生進行分析,使學(xué)生心中有數(shù),并及時糾正錯誤的操作,
實際上在結(jié)合教學(xué)過程中掌握了解到的情況進行指導(dǎo)時,應(yīng)該注重引導(dǎo)學(xué)生認真總結(jié)操作經(jīng)驗,分析操作中存在的問題和不足,同時應(yīng)將存在問題的操作示范要領(lǐng)再進行講解演示,并讓學(xué)生將存在問題的操作進行練習,然后整個過程重新操作。這一方面使學(xué)生獲得完整操作過程的概念和引起學(xué)生對生產(chǎn)實習的興趣:另一方面可使學(xué)生帶著問題去學(xué)習提高學(xué)習效果。
中圖分類號:G420 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)08(a)-0184-01
隨著國家對高職示范學(xué)校和示范專業(yè)建設(shè)的不斷推進。高等職業(yè)教育近年來得到了發(fā)展迅速,為我國現(xiàn)代化建設(shè)培養(yǎng)了大量高素質(zhì)技能型人才。為適應(yīng)社會對高職學(xué)生的需要,職業(yè)教育的教學(xué)改革可以說是百家爭鳴,但大體的發(fā)展方向是一致的,其中項目導(dǎo)向教學(xué)法是高職院校較為盛行。
1 問題的提出
“項目導(dǎo)向”教學(xué),是指在工作過程導(dǎo)向的課程理論基礎(chǔ)指導(dǎo)下,遵循“做中學(xué)”教學(xué)原則,以工作過程來組織教學(xué)過程的一種教學(xué)范式,它是教育思想、教學(xué)理論、學(xué)習理論的集中體現(xiàn),也是教師、學(xué)生、項目及教學(xué)媒體這四個教學(xué)系統(tǒng)要素相互聯(lián)系、相互作用而形成的教學(xué)活動進程的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)形式。項目導(dǎo)向教學(xué)法的實質(zhì)是通過組織學(xué)生真實地參加項目設(shè)計、實施和評估的全過程,在項目實施過程中完成教學(xué)任務(wù),從而實現(xiàn)教與學(xué)的互動,達到“做中學(xué)”的目的[1]。在項目學(xué)習的過程中,學(xué)生通過項目的訓(xùn)練,獲得工作過程的初步知識,一方面與現(xiàn)實的實際工作過程接軌,可實現(xiàn)零距離上崗;另一方面,也使學(xué)生在學(xué)習的時候,增加感性認識,避免一些抽象的分析,學(xué)習起來會更加輕松、有興趣,能夠更快地掌握所學(xué)習的知識。
2 《模具制造技術(shù)》課程改革
《模具制造技術(shù)》課程作為模具專業(yè)的專業(yè)核心課程之一,對模具學(xué)生基礎(chǔ)知識的綜合運用及核心職業(yè)技能的學(xué)習都有很重要的作用。在《模具制造技術(shù)》課程的教學(xué)中以“學(xué)做合一”,“工學(xué)結(jié)合”的教學(xué)改革思想切入課程改革和課程整合,將模具制造技術(shù)的實訓(xùn)整合入課程,形成了“理實一體、項目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動”的課程結(jié)構(gòu),重新構(gòu)建《模具制造技術(shù)》課程。
2.1 指導(dǎo)思想
以工廠的真實產(chǎn)品為課改項目,培養(yǎng)學(xué)生的社會適應(yīng)性;教育學(xué)生樹立終身學(xué)習理念,提高學(xué)習應(yīng)用能力;使學(xué)生學(xué)會交流溝通和團隊協(xié)作,提高學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)造能力、就業(yè)能力和創(chuàng)新能力,培養(yǎng)一批模具行業(yè)生產(chǎn)和管理第一線需要的高技能人才。
2.2 課改目的
使學(xué)生學(xué)會應(yīng)用機械制圖、Pro/E、CAXA線切割、數(shù)控加工與編程、CAXA模具制造工程師、工程材料及熱處理、工程力學(xué)、機械設(shè)計等課程的基本知識,進行模具數(shù)控程序生成與修改,模具零件線切割加工軌跡的設(shè)計等,提高學(xué)生的學(xué)習應(yīng)用能力、動手操作加工的能力。
3 課程改革具體實施方案
3.1 教學(xué)步驟
整個教學(xué)分為以下幾個階段。
選定產(chǎn)品—模具制造基本知識學(xué)習—數(shù)控加工與編程—普通銑床—搖臂鉆床—數(shù)控電火花線切割—教學(xué)總結(jié)。
3.2 教學(xué)內(nèi)容安排
將11級模具班學(xué)生按照數(shù)控加工與編程、普通銑床、搖臂鉆床、數(shù)控電火花線切割4個項目分成4組,4周換1個項目,經(jīng)過16周將4個項目學(xué)習完畢。
3.3 教學(xué)方式
學(xué)生分為4個大組,每組10人左右。實施過程中要以教師引導(dǎo)、學(xué)生解決問題為主。每個子項開始前教師對重點難點分析,有針對性的開展相關(guān)的知識應(yīng)用、方法和經(jīng)驗講解,提供解決問題的思路。充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習的主觀能動性。在學(xué)生解決問題的過程中,教師僅提供一定的支持和引導(dǎo)。
3.4 教學(xué)過程
(1)數(shù)控加工與編程學(xué)習階段(4周)。
在數(shù)控模具實訓(xùn)車間現(xiàn)場講授基本知識并讓學(xué)生進行實際操作,教師旁邊指導(dǎo)。
(2)普通銑床(4周)。
熟悉普通銑床加工的特點,銑床的基本組成,主要適用于加工的零件及普通銑床的基本操作,通過學(xué)習能在普通銑床上平面,鍵槽、花鍵及齒輪的銑削加工。
(3)搖臂鉆床(4周)。
熟悉搖臂鉆床的結(jié)構(gòu),通過學(xué)習會適用搖臂鉆床在模具上鉆出位置正確、尺寸合格的孔,為后續(xù)采用電火花線切割機床切割孔做準備。
(4)數(shù)控電火花線切割(4周)。
通過該部分的學(xué)習使學(xué)生了解數(shù)控電火花線切割加工的工作原理、數(shù)控電火花線切割機床的組成、結(jié)構(gòu)、功能及工藝范圍,了解數(shù)控電火花線切割加工的特點以及在模具的加工制造中的作用;能夠正確的編制線切割加工程序,能較熟練的使用線切割機床,包括正確的開關(guān)機床、調(diào)整機床、對工件進行裝夾找正等基本操作。
3.5 總結(jié)、考試階段
進行教學(xué)總結(jié)和學(xué)生成績評定。
(1)教學(xué)總結(jié):一方面總結(jié)學(xué)生的編程、繪圖、操作等學(xué)習過程,另一方面總結(jié)經(jīng)驗,找出問題,為機電工程學(xué)院各專業(yè)全面進行項目導(dǎo)向教學(xué)改革提供借鑒和參考。(2)綜合考核:以筆試、面試、答辯等靈活的形式檢測學(xué)生的學(xué)習效果。
4 實施效果
4.1 增加了學(xué)生對行業(yè)的認識、培養(yǎng)了學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)
學(xué)生所處的工作環(huán)境都是仿真工廠的真實環(huán)境,執(zhí)行的規(guī)范也都是職業(yè)標準,實訓(xùn)的項目均是相關(guān)專業(yè)學(xué)生今后所從事的職業(yè)及工作崗位,在這一真實環(huán)境下進行崗位實踐,不僅能培養(yǎng)學(xué)生解決生產(chǎn)實踐和工程項目中實際問題的技術(shù)及管理能力。
4.2 提高了學(xué)生的實踐能力
模具專業(yè)學(xué)生通過生產(chǎn)性實訓(xùn),逐步具備了現(xiàn)代企業(yè)員工的綜合職業(yè)素質(zhì)。在實施工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)過程中,通過學(xué)校文化與企業(yè)文化的融合、教學(xué)與生產(chǎn)勞動及社會實踐的結(jié)合,將學(xué)校教學(xué)管理延伸到企業(yè),切實保障了學(xué)生半年頂崗實習的效果,實現(xiàn)了高技能人才的校企共育,培養(yǎng)了模具專業(yè)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。
關(guān)鍵詞: 線切割實訓(xùn);實訓(xùn)項目種類;評價方法
Key words: training in WEDM;training project types;evaluation method
中圖分類號:G710 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)06-0213-02
0 引言
特種加工是與普通加工相區(qū)別的現(xiàn)代加工技術(shù)體系之一,與機械能切除金屬表面不同的是特種加工技術(shù)利用的是脈沖電能、光能、聲能、超聲波等能量來加工金屬材料獲得所需形狀和精度與表面質(zhì)量,其中的線切割技術(shù)是目前使用最廣泛的一種加工技術(shù),在模具行業(yè)的各種簡單和復(fù)雜的直紋曲面的加工中已經(jīng)得到普遍應(yīng)用[1]。自開辦模具專業(yè)以來,特種加工中的線切割與電火花技能培訓(xùn)課程就是專業(yè)的核心課程。為了讓學(xué)生熟練掌握具備線切割加工這一項必備的技能,我們特意選擇了與企業(yè)實際加工中最有相關(guān)聯(lián)的實訓(xùn)項目,這些項目間一方面存在區(qū)別另一方面又有緊密聯(lián)系;在強調(diào)老師教學(xué)作用的同時,又充分調(diào)動學(xué)生的能動性,培養(yǎng)線切割綜合運用的技能;在強化掌握技能的同時,加強學(xué)生創(chuàng)新性素質(zhì)能力的培養(yǎng),用創(chuàng)新性項目來引導(dǎo)學(xué)生開展一定程度的探索和創(chuàng)新。
1 項目選擇體現(xiàn)“工學(xué)結(jié)合”思想和漸進學(xué)習的教學(xué)規(guī)律
工學(xué)結(jié)合的思想體現(xiàn)了高職學(xué)校人才培養(yǎng)以就業(yè)為導(dǎo)向,各項技能的訓(xùn)練必須以與行業(yè)企業(yè)各個工作崗位“零距離”接觸的設(shè)想。線切割技能的鍛煉最終要體現(xiàn)學(xué)生今后在模具企業(yè)的實際就業(yè)能力,培訓(xùn)的項目就必須與企業(yè)實際的加工相似或者相近,完全一致目前很難做到,比如材料、機床精度、復(fù)雜性等都不允許。我們走訪了各個模具企業(yè),經(jīng)過調(diào)查,征詢企業(yè)意見,確立了以沖壓模具的帶錐度的凹凸模具的加工項目為最終指向性項目,其它的實訓(xùn)項目都是帶有鋪墊性的前期項目。前期項目中安排有機床基本操作性的項目、還安排有機床認識、開關(guān)機、繞絲與穿絲等項目;程序方面安排有手動程序的輸入、繪圖與自動程序、虛擬加工等;加工方面有參數(shù)設(shè)計與調(diào)整、對刀與工件安裝、簡單幾何形狀工件加工、錐度加工、跳步加工、最后到凹凸模具的加工;從各項目的安排中可以看出:項目間是先從簡單進入復(fù)雜,先從單項進入綜合,充分體現(xiàn)了漸進學(xué)習的教學(xué)規(guī)律和教學(xué)模式。以下是各實訓(xùn)項目的關(guān)聯(lián)圖。
2 知識的講解融入具體的實訓(xùn)項目中
線切割實訓(xùn)的理論知識都比較抽象,理解起來有一定難度,將抽象的理論知識分散在各個實訓(xùn)項目中,在實訓(xùn)的步驟、要點中以提問方式探究行動的理論背景,認識其為什么的意義,有利于調(diào)動學(xué)生的積極思維的能力,讓其明了要改變老師所教的內(nèi)容應(yīng)該從那些地方去探索才有可能獲得好效果[2]。
為了讓學(xué)生理解線切割加工的原理,我從學(xué)生已經(jīng)理解和實際操作過的車、銑、鉗等加工出發(fā)總結(jié)這些切削方式的共同之處,也就是原理:利用最終的機械能來擠壓金屬表層,從而剝離多余金屬獲得所需金屬表面,條件是加工工具必須比被加工金屬要硬、強。而比較線切割的加工工具極絲與被加工金屬的硬度強度卻并不需要兩者間的強弱差別,從而引導(dǎo)出線切割加工的最終使用能量是電能的概念;從雷電、開關(guān)插座起弧等現(xiàn)象再引出電流擊穿介質(zhì)放電產(chǎn)生弧光高熱融化金屬;脈沖的電流電壓有利對其大小強弱能量進行有效控制,從而方便控制加工的速度、精度等;最終對于電火花線切割加工的原理再進行歸納。
工藝參數(shù)的選擇對于加工質(zhì)量的影響知識也是不容易理解的一個知識點,對于這個知識點的講解最好的方法就是在加工中通過比較的方法讓學(xué)生先從感性上體驗出來,激發(fā)好奇心之后,再進行每項參數(shù)對于加工質(zhì)量的影響情況的總結(jié)。
如對加工表面質(zhì)量有影響的有脈沖寬度、脈沖間隙、電流功率等因素,可以每次只改變一項,每項取大、中、小三個段做比較來獲得不同的加工結(jié)果,最終引出各個因素的影響表面質(zhì)量的經(jīng)驗公式。
故障的診斷與維護是線切割加工中最困難的操作內(nèi)容,常見的一些小故障應(yīng)該讓學(xué)生學(xué)會診斷和排除。線切割機床是機、電、數(shù)控高度融合的設(shè)備,要充分理解故障的內(nèi)在含義不容易,這些知識只有通過在加工過程中一旦出現(xiàn)某方面故障之后在排除這些故障時來引發(fā)學(xué)生思考,并讓他們積極查找各方面的資料來逐步找對原因。如斷絲問題,處理起來只是重繞絲、再穿絲等,但是理解為什么會斷絲,則原因很多,有加工材料、加工參數(shù)、絕緣介質(zhì)、機床等單項或者綜合因素[3],針對具體問題,每解決一次,引發(fā)學(xué)生理解某個方面的原因,并提出那些方面還可能產(chǎn)生相同的結(jié)果,從而讓學(xué)生有興趣去找原因。
3 提高學(xué)生學(xué)習的自主性和積極性,堅持培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性素質(zhì)
在機床基本操作、程序基本操作、加工基本操作三個模塊的項目中,老師講解詳細,包括操作的步驟、操作的要領(lǐng)、知識背景等都要作盡量詳盡的說明,并具體演示出來和加工出來,以師帶徒方式地做到手把手教,但是在演示過程時做到不斷地提問,讓同學(xué)根據(jù)前面所講內(nèi)容回答為什么要這樣做。
在綜合項目中,則只是布置幾項加工的凹凸模具的題目,要求加工出需要的內(nèi)外各個輪廓,并達到要求的加工精度和表面質(zhì)量,改變前面各基本操作一人為操作評價方式,將兩人劃分為一組,允許加工二件中取一件為最終成果。兩人一組就有了加工前的計劃、討論、做方案并選擇等一系列所有完成任務(wù)前都必須的有分工又有合作的準備內(nèi)容,學(xué)生要將前面各基礎(chǔ)操作中的技能全部綜合起來才能完成任務(wù),從而培養(yǎng)鍛煉了學(xué)生行動前思考問題并做決策的能力以及綜合運用的能力,老師只是在學(xué)生有疑難時點醒學(xué)生,不下正確或者錯誤的結(jié)論。因為加工材料與基本操作有所不同,加工中工藝參數(shù)的選取也是鼓勵學(xué)生根據(jù)基本操作中所獲得的感性經(jīng)驗、與一定的理論知識,再查詢各種資料,選擇比較方案,又經(jīng)過實際加工后調(diào)整方案,比較中所獲得的經(jīng)驗是學(xué)生十分珍惜的。
我們?yōu)榕囵B(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性素質(zhì)專門設(shè)計了一個項目,這項富有一定挑戰(zhàn)性的全新創(chuàng)意性項目深受學(xué)生喜愛,并極大調(diào)動了學(xué)生的自學(xué)能力。該項目是讓每個學(xué)生加工一個復(fù)雜輪廓外形的圖案工件。在這一項目中,我們將它設(shè)定為競賽項目,每個班創(chuàng)意成果被評定為前六名的作品都會被專業(yè)永久收藏,這極大激發(fā)了學(xué)生的參與熱情。與以上的綜合加工件項目不同的是復(fù)雜輪廓件的加工難度不體現(xiàn)在加工過程中,如工藝參數(shù)選擇、精度控制、對刀等,因為HL系統(tǒng)(其它系統(tǒng)也基本相似)中復(fù)雜輪廓圖案繪制難,出程序難,因此難度主要體現(xiàn)在程序不易產(chǎn)生,且圖形的來源十分廣泛:Autocad中的曲線輪廓,照相機所攝照片的人物和事物的輪廓圖形,網(wǎng)絡(luò)上的點陣圖、矢量圖形,報紙雜志上的圖片等都可以作為原始素材,學(xué)生要搜集和制作原始素材,要學(xué)習如CAXA等線切割軟件、PHOTOSHOP等處理照片圖像成輪廓曲線的的軟件,最后產(chǎn)生三B程序?qū)刖€切割系統(tǒng)中。老師只是在學(xué)生有疑難時大致介紹大的方向,一切全靠學(xué)生自學(xué)各種新知識、新技能,最后才能完成任務(wù)。成果的提交必須除了加工的產(chǎn)品外,還必須提供創(chuàng)意過程的文字和圖片的介紹,相當于創(chuàng)意作品制作過程的說明書。
4 創(chuàng)新線切割技能培訓(xùn)的教學(xué)評價方式
根據(jù)線切割實訓(xùn)的幾個方面設(shè)定了教學(xué)評估考核的幾個指標:基本操作部分、綜合運用部分、創(chuàng)新性項目部分。每個部分又劃分一些二級指標:基本操作部分相當于入門性的師帶徒式手把手教學(xué),且涉及操作安全、操作規(guī)范與操作標準,要求操作過程的正確為主,成果為輔;綜合性項目則要考慮到實踐方案的可行性與經(jīng)濟性等,實踐結(jié)果是否達到指定的精度與表面質(zhì)量;創(chuàng)新性項目則要評價實現(xiàn)項目過程中的復(fù)雜性、知識含量,成果的復(fù)雜程度與可觀賞性。以下是線切割實訓(xùn)成績評價表。
根據(jù)上表,學(xué)生自評占權(quán)重為1,學(xué)生互評權(quán)重為2,老師評價權(quán)重為3。
5 結(jié)語
線切割加工實訓(xùn)的項目選擇與評價方法在幾年的教學(xué)實踐中,一方面讓學(xué)生學(xué)習了規(guī)范標準的操作內(nèi)容,另一方面又培養(yǎng)了他們在單項技術(shù)基礎(chǔ)上的綜合運用的能力,以及創(chuàng)造性的塑造-自主根據(jù)研究方向搜集知識加以應(yīng)用并產(chǎn)生結(jié)果的創(chuàng)新性素質(zhì)的開發(fā)。
參考文獻:
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2016)24-0165-02
Strengthen Teaching System of Special Working Technology and Enhance Teaching Connotation Level of Industrial Training//CHEN Yankun, MENG Chuicheng
Abstract The significance of special working technology is dis-cussed in this paper. According to different processing methods, it
offered different ideas to the course system and tried to carry out method exploration in building the perfect teaching system of special
working technology.
Key words engineering training; special working technology; tea-ching evaluation
1 前言
特種加工是工程實訓(xùn)課程中必不可少的一個環(huán)節(jié),該課程是培養(yǎng)機械類人才所必需的一門高新技術(shù)專業(yè)課。特種加工亦稱“非傳統(tǒng)加工”,泛指用電能、熱能、光能、化學(xué)能、聲能等能量達到去除或增加材料的加工方法,從而實現(xiàn)材料被去除、變形、改變性能或被鍍覆等。由于這些加工方法多數(shù)為非接觸加工,因此,對于高硬度、高韌性材料和復(fù)雜形面、低剛度零件及模具加工是無法替代的加工方法,也是對傳統(tǒng)機械加工方法的有力補充和延伸,并已成為機械制造領(lǐng)域中不可缺少的技術(shù)內(nèi)容,如高能束加工、電火花加工、電解加工、物料切蝕加工和復(fù)合加工等,也是衡量一個國家先進制造技術(shù)水平和能力的重要標志。因此,特種加工實訓(xùn)作為培養(yǎng)未來制造業(yè)人才的一門必修課,在工程實踐教學(xué)中的重要性不言而喻。從理論上講,它充分體現(xiàn)了學(xué)科的交叉融合性,既涉及力、熱、聲、光、電、化學(xué)等基本物理、化學(xué)知識,又包含機械、數(shù)控等專業(yè)基礎(chǔ)知識;從技術(shù)性看,特種加工機床幾乎覆蓋傳統(tǒng)的數(shù)控機床的所有基本操作,并獨具特色,如電火花線切割機床就是其中極具代表性的一種。
近幾年來,中國石油大學(xué)(華東)工訓(xùn)中心為了更好地提高教學(xué)質(zhì)量,在穩(wěn)定夯實傳統(tǒng)加工技術(shù)課程的基礎(chǔ)上,不斷加大對現(xiàn)代加工技術(shù)的投入,完善課程體系內(nèi)容,改進教學(xué)方法和教學(xué)手段,取得很好的教學(xué)效果。
2 教學(xué)體系的設(shè)計
中國石油大學(xué)(華東)工訓(xùn)中心現(xiàn)有特種加工設(shè)備包括四大類型,分別是電火花加工(電火花線切割、電火花成型機、電火花高速小孔機)、激光加工(激光切割雕刻機、激光標刻機)、3D打印(熔融沉積成型機)、超聲波清洗等。機床種類較為豐富,能基本體現(xiàn)特種加工的主要加工特色,為教學(xué)體系的構(gòu)建提供了必要的硬件基礎(chǔ)。但是這么多類型的機床在實訓(xùn)中應(yīng)該怎樣合理安排,使教學(xué)內(nèi)容有次序、有重點,既有理論又重實踐,既緊扣機械工藝流程又突出加工特色,既重視動手操作能力的培養(yǎng)又不忽視創(chuàng)新意識和職業(yè)素質(zhì)的提高,以及怎樣合理客觀公正地評價教學(xué)效果,對于課程體系的建立是重點考慮的問題。經(jīng)過不斷摸索與實踐,對課程進行如下設(shè)計。
課程定位 在體系構(gòu)建方面,課程定位于使學(xué)生掌握電火花加工、激光加工、3D打印、超聲波清洗等設(shè)備的基本原理、設(shè)備工藝、加工特點及適用范圍,引導(dǎo)學(xué)生將現(xiàn)代加工與傳統(tǒng)加工工藝作分析對比,將所學(xué)的特種加工工藝融入機械制造工藝流程,學(xué)會根據(jù)產(chǎn)品要求選擇、優(yōu)化機械制造工藝,以利于學(xué)生對機械加工工藝形成系統(tǒng)化認識,提高專業(yè)理論實踐水平。
課程任務(wù) 因設(shè)備類型多,本課程將實習內(nèi)容主次分級,分必修和選修兩種級別,以便于按照各專業(yè)教學(xué)要求不同、課時不同靈活操作。本課程的主要任務(wù)是培訓(xùn)學(xué)生的操作技能,提高動手能力和應(yīng)用新技術(shù)的能力,提高綜合素質(zhì),增強工作競爭力。通過學(xué)習,要求學(xué)生能較熟練使用機床的基本功能、完成中等復(fù)雜程度零件的加工并初步具備現(xiàn)場分析、處理工藝及程序問題的能力。
綜合要求 課程要求教師專業(yè)理論知識扎實,實踐教學(xué)經(jīng)驗豐富,創(chuàng)設(shè)適宜的課堂互動情境,因材施教,注重學(xué)生的個體需求,實訓(xùn)內(nèi)容嚴格按照教學(xué)大綱進行;要建立團體協(xié)作理念,將職業(yè)活動滲入教學(xué)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生對工作的敬業(yè)、誠信、鉆研、合作等職業(yè)道德意識。
3 教學(xué)體系構(gòu)建
理論基礎(chǔ) 課程以機械制造基礎(chǔ)、特種加工實訓(xùn)的學(xué)習為理論基礎(chǔ),介紹特種加工的特點、發(fā)展背景及發(fā)展趨勢。針對課程設(shè)計的幾大類型的加工,要分別講解分析機床原理、加工機理及應(yīng)用。其中,電火花加工是我國非常成熟的加工方法,分線切割、成型機、小孔機3種類型的機床在制造業(yè)應(yīng)用極為廣泛,特別是線切割加工,因此,課程以線切割機床為重點,強調(diào)編程軟件與加工工藝的學(xué)習。
體系框架的建立 本課程必修項目是電火花加工和激光加工,其中以電火花加工為重點,選修項目是3D打印和超聲波清洗。
電火花加工機床有3個類型,內(nèi)容比較煩瑣而原理又有相關(guān)性,為了提高學(xué)習效率,課程將線切割與成型機進行整合,在線切割學(xué)習過程中,將零件O計制作環(huán)節(jié)與成型電極的制作相結(jié)合,兩種機床合而為一,學(xué)生既要掌握兩種機床的操作要領(lǐng),又要掌握線切割編程軟件的使用,加工過程中還需要同學(xué)之間的分工合作。這種教學(xué)模式既保證了課程的進度和高效性,又多方位鍛煉了學(xué)生的動手能力,也起到了督促他們主動學(xué)習的作用。
線切割機床有著易于加工精細復(fù)雜曲線輪廓的特點,為了加強學(xué)生對機床的這種加工特色的認識,對于機械類專業(yè)的學(xué)生還開設(shè)了拓展訓(xùn)練項目,要求他們自主設(shè)計制作工藝品或零件,促使他們熟練掌握線切割機床的操作與制圖軟件的使用,且對培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維意識起到積極作用。
激光加工訓(xùn)練以激光標刻機為主,練習項目是設(shè)計制作標牌,后續(xù)結(jié)合電火花小孔機的學(xué)習,進行標牌穿孔操作,并可將制作完成的標牌進行超聲波清洗。這三種類型的有機結(jié)合,既使得課程內(nèi)容散而不亂、重點突出,又極大提高了學(xué)生的學(xué)習興趣與主動性,教學(xué)效果很好。激光切割雕刻以演示剪紙的過程為主,使學(xué)生了解其基本操作過程和加工特點。
3D打印是目前國內(nèi)外都非?;鸨南冗M技術(shù),也深受學(xué)生喜愛,在工程訓(xùn)練教學(xué)中漸漸凸顯優(yōu)勢,成為必不可少的一項內(nèi)容。但是由于課時緊張,沒有足夠時間進行專項訓(xùn)練,課程主要是通過視頻、圖片等形式進行介紹,并且讓學(xué)生觀摩熔融沉積成型三維制品的過程,使他們開闊視野,對這種技術(shù)有一個感性的認識。
特種加工教學(xué)體系如圖1所示。
教學(xué)評價 課程體系的教學(xué)評價環(huán)節(jié)是極為重要的,可以將教學(xué)效果和出現(xiàn)的問題及時進行反饋,以完善教學(xué)體系,對教師和學(xué)生也具有監(jiān)督和強化作用,可以有效地推動實訓(xùn)的改革。本課程考核重點與教學(xué)重點相一致,多方位細化考核內(nèi)容,不僅重視學(xué)生的考核結(jié)果,而且對教師與學(xué)生的互動教學(xué)過程進行評價,促進教師素質(zhì)的自我提高,優(yōu)化課堂環(huán)境,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習主動性。
為了使評價體系更能公平、公正、客觀地反映課程實際效果,評價主體分別從不同層面進行選擇(包括課程專家、一線教師、參加實訓(xùn)的學(xué)生以及專業(yè)技術(shù)人員),實事求是地從不同角度分析課程體系存在的優(yōu)點和不足(包括課程設(shè)計、課程內(nèi)容、實施過程、教學(xué)情境以及教師素質(zhì)等5個方面),再結(jié)合學(xué)生的過程考核與結(jié)果考核兩項綜合成績,經(jīng)過評價總結(jié)出整改方案,并及時進行決策調(diào)整,力爭使課程體系合理優(yōu)化,真正提高特種加工的教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)出優(yōu)質(zhì)的復(fù)合型人才。
參考文獻
中速走絲電火花線切割機床(本文以下簡稱中速機床)在實際加工生產(chǎn)過程中,斷絲是一種不可避免的常見現(xiàn)象。實驗表明,中速機床加工斷絲與高頻參數(shù)的選擇、脈沖電源的質(zhì)量,貯絲筒運轉(zhuǎn)平穩(wěn)度、電極絲的選擇、工作液的選擇等因數(shù)有直接關(guān)系。斷絲的情況發(fā)生,不僅會影響加工效率,而且還會在工件上產(chǎn)生斷絲痕跡,影響加工質(zhì)量,嚴重時還可能造成工件報廢,造成經(jīng)濟損失。
因此,作者根據(jù)線切割加工理論和實際經(jīng)驗,從電參數(shù)和非電參數(shù)等因素對其非正常斷絲的情況進行了分析并提出對策,以此提高中速機床的加工效率和加工精度。
1 電參數(shù)對中速機床電極絲非正常斷絲的影響
中速機床正常加工時,按照加工精度、表面粗糙度、加工工件材料、加工面積和加工深度等要求,一般需要設(shè)置伺服參考電壓,選擇脈沖電源的脈寬脈間、電流幅值等電參數(shù),來實現(xiàn)預(yù)定的加工工藝過程。因此,電參數(shù)對加工過程中電極絲的斷絲影響作用,是十分重要和顯著的。
1.1 與高頻參數(shù)相關(guān)的斷絲及預(yù)防措施
合理的選擇高頻參數(shù)是預(yù)防斷絲的重要措施,也是提高加工效率的及加工質(zhì)量的重要途徑。因為在加工過程中電極絲是傳遞脈沖能量的載體,且電極絲本身有電阻,當通過的電流或加載的電壓過大時,溫度就會迅速升高,增加電極絲承載的能量,當負載過大時,就容易造成斷絲[1]。但是脈沖能量的大小取決于高頻參數(shù)的設(shè)置,通過實驗,得到(表1:高頻參數(shù)變化)高頻參數(shù)中脈寬、脈間、峰值電壓、峰值電流的關(guān)系。
分析表1實驗數(shù)據(jù)可知,當脈沖間隙相同時,脈沖寬度越寬,加工能量與峰值電壓、電流成正比,加工效率提高;當脈沖寬度相同時,脈沖間隙越小,加工電壓、電流越大,加工能量就越大,加工效率提高,但不利于排屑,也容易引起斷絲。
因此,在加工的過程中根據(jù)工件厚度及材料種類,在滿足工藝要求的同時盡量選用大脈沖、大電流,這樣會增加放電間隙,提高排屑效果及切割穩(wěn)定性,可以有效的預(yù)防斷絲現(xiàn)象的發(fā)生。
1.2 與脈沖電源質(zhì)量的相關(guān)斷絲及預(yù)防措施
一般情況,脈沖電源的故障會直接造成加工過程中的斷絲。因為脈沖電源能否正常工作,會直接影響輸出的波形規(guī)整度與穩(wěn)定性,影響電極絲在加工過程中放電連續(xù)性與穩(wěn)定性,從而造成電極絲發(fā)生連續(xù)瞬間短路而斷絲[2]。根據(jù)加工實踐經(jīng)驗及實驗總結(jié)得出脈沖電源引起斷絲現(xiàn)象、原因及檢測方法如下:
(1)當脈沖電源的輸出變?yōu)橹绷鬏敵鰰r,加工電流過大,火花放電異常。此時,應(yīng)逐級檢查多諧振蕩器波形,確定并更換損壞原件,調(diào)試輸出規(guī)則、穩(wěn)定波形。
(2)當輸出電流超過限值時,加工過程中火花放電變?yōu)樗{色弧光放電。此時用示波器檢測輸入端和振蕩部分都無波形輸入或輸出,則問題為振蕩器三極管已經(jīng)受損,更換后調(diào)節(jié)波形即可。
2 非電參數(shù)對中速機床電極絲非正常斷絲的影響
從電火花加工的微觀過程來看,很多非電參數(shù)對電極絲損耗的影響作用也是不可忽視的,諸如電極絲材料的選擇、運絲機構(gòu)的工作特點、工作液成分的作用等。因此,要優(yōu)化其加工工藝參數(shù),就必須考慮到非電參數(shù)對電極絲斷絲的影響情況,才能達到中速機床高效低耗加工的目地。
2.1 與電極絲本身相關(guān)的斷絲預(yù)防措施
電極絲是線切割機床的重要組成部分,其電極絲的材料種類、直徑大小等參數(shù)的選擇將會直接影響到加工效率與加工質(zhì)量。因此,合理的選擇電極絲參數(shù)可以預(yù)防加工過程中斷絲現(xiàn)象的發(fā)生。
2.1.1 電極絲的材料
電極絲材料要求具有高熔點及良好的導(dǎo)電性等特性。目前常用的電極絲有鉬絲、鎢絲、鎢鉬絲、銅絲等,但是根據(jù)不同的走絲機構(gòu)及加工工藝要求,合理的選擇電極絲是預(yù)防斷絲的有效方法。鎢絲,可獲較高加工速度,但放電后電極絲變脆、易斷絲,適用于慢走絲機構(gòu)、小電參數(shù)使用;鉬絲,熔點與抗拉強度低,但韌性好,不易斷絲,中、快走絲機構(gòu)較為廣泛;鎢鉬絲,使用壽命長,加工速度高,但是價格昂貴,適用于快走絲機構(gòu)。
2.1.2 電極絲的直徑
電極絲的直徑選擇,與加工工藝要求有關(guān),根據(jù)理論研究得出:在達到加工工藝要求的情況下,電極絲越粗的越好,因為越粗的電極絲張力越大、振動幅度越小,同時承受大電流,輸出較大的脈沖能量,也有利于工作也的滲入,更有利于排屑,提高加工效率;但是,根據(jù)實踐加工過程中發(fā)現(xiàn),選取直徑較大的電極絲,加工中易出現(xiàn)以下問題:(1)電極絲本身有直徑,難加工精細的形狀和很小的圓角半徑,加工精度降低;(2)電極絲腐蝕的材料較多,誤差較大;(3)加工過程中偏移量過大,難保證加工精度。
因此,在保證加工質(zhì)量的同時合理恰當?shù)倪x擇電極絲直徑,可以有效的預(yù)防斷絲現(xiàn)象的發(fā)生,還能提高加工效率。
2.1.3 電極絲的張力大小
電極絲在切割加工過程中,要保證合適的張力大小,電極絲的松緊程度會影響到加工過程中的穩(wěn)定性。如果電極絲安裝過松,張力較小,抖動幅度較大,造成無數(shù)次的極小短路,會容易造成斷絲,還會影響工件加工精度。但是,如果安裝得過緊就增大其自身內(nèi)部的應(yīng)力,也容易造成斷絲,同時,貯絲筒在變向時電極絲的張力也不一樣,用久的電極絲會變長,抖動會增加,也會極易造成斷絲。所以,根據(jù)加工經(jīng)驗總結(jié)預(yù)防電極絲張力引起的斷絲措施有:(1)在電極絲安裝過程中借助儀器調(diào)整張力至最佳狀態(tài);(2)在用一定的時間后緊絲。
2.2 與運絲機構(gòu)相關(guān)的斷絲及預(yù)防措施
線切割機的運絲機構(gòu)是線切割機的重要組成部分,主要由貯絲筒、排絲輪、導(dǎo)電塊和導(dǎo)輪組成,其結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。
2.2.1 與貯絲筒相關(guān)的斷絲及預(yù)防措施
貯絲筒與伺服電機不同軸或貯絲筒的內(nèi)外圓不同軸,在旋轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生跳動或竄動,繞絲時受力不均容易導(dǎo)致斷絲[3]。因此,要定期對貯絲筒進行平衡矯正,防止在高速運轉(zhuǎn)的過程中發(fā)生跳動或竄動。貯絲筒每次在換向時,行程開關(guān)如果沒有及時斷開,鉬絲會在較短的時間內(nèi)高頻放電產(chǎn)生高溫而被燒斷,同時,如果貯絲筒的限位開關(guān)失靈后沖出限位行程,也容易造成斷絲。因此,加工前需要及時檢查貯絲筒下端的行程開關(guān)和限位開關(guān)是否失靈。
2.2.2 與導(dǎo)電塊和導(dǎo)絲輪相關(guān)的斷絲及預(yù)防措施
高速運動的鉬絲與導(dǎo)絲輪接觸摩擦,易產(chǎn)生較細的溝槽并夾絲拉斷。因此,需要定期檢查,及時更換相應(yīng)的磨損件。當導(dǎo)輪的V型槽、導(dǎo)電塊與鉬絲長時間摩擦產(chǎn)生溝槽,會增大阻力,產(chǎn)生夾絲等現(xiàn)象,易拉斷電極絲。因此要定期檢查運絲機構(gòu)的精度,及時更換相應(yīng)的磨損零件。
2.3 與工件相關(guān)的斷絲及預(yù)防措施
工件沒有經(jīng)過工藝處理,內(nèi)部的應(yīng)力沒有得到消除,在加工過程中易開裂、易變形,會碰斷電極絲或卡斷電極絲。因此,在加工前最好采用低溫回火工藝消除工件內(nèi)應(yīng)力,或選擇加工穩(wěn)定性較好的材料。若加工工件中含有雜質(zhì),導(dǎo)致整個工件的導(dǎo)電性急劇下降,加工中不斷發(fā)生小短路或斷路而拉斷電極絲[4]。因此在加工中可以設(shè)置每小段加工后退刀0.6mm的程序處理,并加大工作液的流量。
2.4 與工作液有關(guān)的斷絲及預(yù)防措施
選擇較穩(wěn)定的工作液,不但可以預(yù)防斷絲,還可以提高加工質(zhì)量。但是工作液長時間的使用,會變得臟污,綜合性能也會下降,易引起斷絲。因此,需要定期更換工作液,且工作液的體積濃度在5%-10%時,其加工性能最后,不易斷絲;工作液用純凈水配置的比自來水配置的工作也效果更好,在加工中更穩(wěn)定,不易斷絲[5]。
以上根據(jù)實際加工經(jīng)驗總結(jié)出中速走絲線切割機床電極絲非正常斷絲原因分析及預(yù)防措施,但是在實際加工中還有很多因數(shù)都會造成斷絲,如機床的質(zhì)量、加工工藝、操作規(guī)范程度等,所以必須在加工過程中不斷總結(jié)與分析斷絲的原因,提出合理的預(yù)防措施,提高加工效率。
【參考文獻】
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開發(fā)教研課題,不僅能體現(xiàn)技工學(xué)校教師隊伍的理論水平和實際動手能力,同時還體現(xiàn)了學(xué)校高層是否關(guān)注對整體教學(xué)能力持續(xù)提升的一個理念問題。從2000年以來,我們學(xué)校十分重視教研課題的開發(fā),專門由分管教學(xué)的副校長來負責此事。在大家的努力下,先后研制成功:MYS模塊式液壓傳動試驗臺;模塊式MQS氣壓傳動與PLC試驗臺;電工各類車床控制線路模擬排故臺和改制了數(shù)控車床:機械手實訓(xùn)控制系統(tǒng);PLC實訓(xùn)裝置;材料分檢機實訓(xùn)控制系統(tǒng):ZX--3數(shù)控銑床等幾十臺套教學(xué)設(shè)施。這樣,既為學(xué)樣增添了實訓(xùn)設(shè)備,增強了師資力量,積累了理性和感性認識,又為學(xué)生實訓(xùn)開發(fā)了新的課題,可謂是一舉多得的好事情。
要做好開發(fā)教研課題這件工作,我們的做法和得到的啟示是:
1 領(lǐng)導(dǎo)把關(guān),全程關(guān)注。教研課題的開發(fā),領(lǐng)導(dǎo)是關(guān)鍵。每做一個開發(fā)項目,校領(lǐng)導(dǎo)就及時組織有關(guān)人員進行調(diào)研,立項,論證,制訂計劃,采購元器件及安排人員等。使課題升發(fā)按計劃有序進行。在開發(fā)中遇到一些困難或變更時,校領(lǐng)導(dǎo)就會及時給予支持和引導(dǎo),解決難題。課題開發(fā)成功后,領(lǐng)導(dǎo)又要組織大家進行技術(shù)性的工作總結(jié),以利今后工作的更好開展。
啟示1:領(lǐng)導(dǎo)要與時俱進,有強烈的開發(fā)意識,對當?shù)仄髽I(yè)所需要的專業(yè)人才有一個清醒的認識。并確定投入的方向,做到有的放矢。這是開發(fā)新課題的關(guān)鍵。
2 合理分工,團結(jié)協(xié)作。開發(fā)課題往往需要多人合作。有時還會過涉及到幾個教研室、組。這就需要合理分工。科學(xué)安排。如測量繪圖的老師專門測繪,做到精確無誤,線切割的老師專事線切割,達到精度要求。為了力爭較短的時間內(nèi)完成任務(wù),團隊協(xié)作精神顯得十分重要。記得開發(fā)“機器手”這個課題時,因為加工的零件較多,時間要求又緊,這時不管是那個教研室的老師,分工不分家,只要能做的工作。大家都會自覺去完成。
啟示2:有一個富有凝聚力的工作班子,他們不但有一定的專業(yè)技能,又有一股心往一處使的團結(jié)精神。這是開發(fā)新課題的基本條件。
黃石職業(yè)技術(shù)學(xué)院國家數(shù)控實訓(xùn)基地于2007年建成并投入使用,由于設(shè)計比較倉促,數(shù)控基地分別單獨建立了數(shù)控仿真實驗室、CAD/CAM實驗室、數(shù)控加工車間、電火花線切割實訓(xùn)室、三坐標測量室等機構(gòu),并沒有搭建一個協(xié)同的工作網(wǎng)絡(luò)。
隨著時間的推移,目前國家數(shù)控實訓(xùn)基地的運行模式已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代化的需求:學(xué)生在數(shù)控仿真實驗室模擬的程序輸出后,并不能直接輸送到數(shù)控機床,需要在機床重新錄入或者借助U盤拷貝;技術(shù)人員在CAD/CAM實驗室通過三維制造軟件自動生成的程序代碼,無法順利到達機床系統(tǒng),中間操作繁瑣;三坐標測量機檢測驗證的數(shù)據(jù),只有通過介質(zhì)傳輸,不能快速反饋到實訓(xùn)室中。這些問題都是由于數(shù)控基地沒有一個完整的網(wǎng)絡(luò)化平臺造成的。為了解決這個問題,我們?yōu)閲覕?shù)控實訓(xùn)基地設(shè)計了網(wǎng)絡(luò)拓撲,準備實施網(wǎng)絡(luò)化改造。
一、原有的教學(xué)環(huán)境及需求
黃石職業(yè)技術(shù)學(xué)院國家數(shù)控實訓(xùn)基地下設(shè)的數(shù)控仿真實驗室、CAD/CAM實驗室,共擁有計算機82臺,采用P4 3.06G CPU、512M內(nèi)存、GeForce 128M顯卡、160G硬盤、17寸顯示器,并已組建成一個局域網(wǎng),每臺機器上裝有宇龍數(shù)控加工仿真系統(tǒng)、CAXA制造工程師、Pro/E、Master CAM等專業(yè)軟件,可以實現(xiàn)自動編程。三坐標測量室擁有??怂箍等鴺藴y量機一臺,工作站一臺。數(shù)控加工車間擁有廣州數(shù)控CAK3275型數(shù)控車床9臺,華中數(shù)控CK6140型數(shù)控車床3臺,廣州數(shù)控XK713型數(shù)控銑床7臺,華中數(shù)控4600型加工中心1臺,法拉克VMC650加工中心2臺,法拉克HTC2050車削中心1臺,華中數(shù)控教學(xué)型數(shù)控車床1臺、華中數(shù)控教學(xué)型銑床3臺。電火花線切割實訓(xùn)室擁有蘇州新火花DK7740型數(shù)控線切割機床3臺,數(shù)控電火花成形機床1臺。
我們擬在數(shù)控基地內(nèi)構(gòu)建一個局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)平臺,將數(shù)控加工車間內(nèi)所有數(shù)控機床與測量室、實訓(xùn)室、CAD/CAM實驗室等計算機進行網(wǎng)絡(luò)化改造,建設(shè)模擬企業(yè)環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控實訓(xùn)基地,使各項數(shù)據(jù)都可以通過網(wǎng)絡(luò)傳輸,不再需繁瑣的人工操作。這不僅順應(yīng)了“網(wǎng)絡(luò)數(shù)控”發(fā)展的總體趨勢,而且能滿足學(xué)院教學(xué)、培訓(xùn)的需要,具有較高的實際應(yīng)用價值。
二、網(wǎng)絡(luò)化改造的設(shè)計
1.網(wǎng)絡(luò)選型、連接方案
在所有網(wǎng)絡(luò)類型中,小型局域網(wǎng)是比較接近非專業(yè)人上和最為實用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。因此,我們選擇搭建一個使用方便、性能穩(wěn)定、造價低廉的小型星型局域網(wǎng)。
目前基地大多數(shù)數(shù)控機床數(shù)據(jù)傳輸只支持通過RS232接口單機傳輸,其基本原理是計算機的串行(COM)口和數(shù)控機床本身的RS232接口遵循相同的數(shù)據(jù)通信協(xié)議,利用它們之間的數(shù)據(jù)傳輸性能可方便地實現(xiàn)計算機與數(shù)控機床的通信,從而完成計算機對機床的NC代碼的傳輸。但是這樣的接口我們無法直接接入以太網(wǎng),經(jīng)過討論,我們解決的方案是:給每臺數(shù)控機床旁配置一臺PC機,使用數(shù)據(jù)線將COM口與數(shù)控機床RS232C接口連接,而此時,每臺PC機又可以直接連接以太局域網(wǎng)。這種方案的特點是技術(shù)成熟操作簡單,給操作者帶來方便:在PC機上編程,在專用通訊軟件或者DOS下進行程序傳輸。
2.網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)
我們要先將數(shù)控加工車間、線切割實訓(xùn)室和三坐標測量室的32臺數(shù)控機床控制計算機組成一個小局域網(wǎng),再將該局域網(wǎng)與數(shù)控仿真實驗室、CAD/CAM實驗室的局域網(wǎng)連接起來,共同組成一個基地的網(wǎng)絡(luò)平臺,使設(shè)計信息、工藝信息、加工信息及后置處理數(shù)據(jù)能及時地傳遞到制造單元。學(xué)生在數(shù)控仿真實驗室、CAD/CAM實驗室進行數(shù)控編程和仿真的數(shù)據(jù)也可直接傳送到機床上,這樣就構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)制造集成環(huán)境,減少了中間環(huán)節(jié),增加了可靠性,并提高了工作效率。
根據(jù)以上要求,我們決定組建一個星型結(jié)構(gòu)的共享式以太網(wǎng),服務(wù)器安裝Windows 2003 Server,工作站操作系統(tǒng)采用Windows XP專業(yè)版。網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)如圖1所示。
3.組網(wǎng)步驟
(1)硬件物資準備
由于數(shù)控仿真實驗室、CAD/CAM實驗室已經(jīng)組成局域網(wǎng),在這次網(wǎng)絡(luò)改造中不需要另外投入新的設(shè)備。而現(xiàn)有的數(shù)控機床全部配備了高性能計算機,具備入網(wǎng)條件,我們只需購買雙絞線、水晶頭和交換機等就可以輕松組網(wǎng)。
我們采用星型網(wǎng)絡(luò)的布線連接,雙絞線兩端安裝有水晶頭。連接網(wǎng)卡與交換機的最大網(wǎng)線長度為100米,如果要加大網(wǎng)絡(luò)的范圍,在兩段雙絞線之間可安裝中繼器。由于數(shù)控基地所有設(shè)備都在一棟大樓內(nèi),距離較近,能滿足要求。根據(jù)數(shù)控機床控制計算機的位置,我們選擇了交換機的安裝位置,并將每臺控制用計算機用雙絞線連接到了交換機上。
(2)服務(wù)器的安裝和配置
因為這臺服務(wù)器的身份是域控制器、網(wǎng)關(guān)及文件服務(wù)器,所以我們選用了Windows 2003服務(wù)器操作系統(tǒng),并配置成為域控制器,方便管理域內(nèi)工作站,還利用Windows 2003的Internet連接共享功能,為基地內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)搭建了網(wǎng)關(guān),通過網(wǎng)關(guān)將數(shù)控基地局域網(wǎng)與校園網(wǎng)連接起來。
同時,我們在服務(wù)器上安裝了Serv-U FTP服務(wù)器軟件,輕松構(gòu)建了一個文件服務(wù)器,因此在基地局域網(wǎng)內(nèi)部進行文件傳輸更容易。
(3)工作站的安裝和設(shè)置
工作站全部采用Windows XP專業(yè)版,其安裝過程比較容易。需要說明的是有關(guān)協(xié)議的安裝問題,網(wǎng)絡(luò)中每臺計算機的協(xié)議配置應(yīng)盡量保持一致。在通常情況下,TCP/IP協(xié)議是必不可少的,為了照顧數(shù)控機床控制系統(tǒng)中所用通訊功能能在DOS下使用,IPX/SPX協(xié)議也應(yīng)該安裝,至于微軟的網(wǎng)絡(luò)客戶文件系統(tǒng)安裝時就已經(jīng)自動安裝好了。然后,參照相關(guān)協(xié)議,為每個廠家的數(shù)控機床安裝匹配的傳輸控制系統(tǒng),并對機床控制系統(tǒng)軟件及DNC通訊軟件進行設(shè)置,實現(xiàn)通過網(wǎng)絡(luò)對機床的有效控制。最后要啟用Windows XP的遠程桌面連接功能,方便遠程操作工作站。
三、改造后的國家數(shù)控實訓(xùn)基地所能實現(xiàn)的增值功能及改造優(yōu)點
1.網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)控基地提供的增值功能
(1)網(wǎng)絡(luò)集中管理
在服務(wù)器上可以實現(xiàn)系統(tǒng)的配置管理、性能管理、故障診斷等幾個方面的網(wǎng)管功能,并能集中管理和監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)上的各種設(shè)備。為系統(tǒng)可靠運行提供保證。
(2)遠程故障診斷
數(shù)控機床出現(xiàn)故障時,一般技術(shù)人員如不能準確分析判斷故障的原因,就會影響生產(chǎn)。利用互聯(lián)網(wǎng)進行網(wǎng)絡(luò)對話,服務(wù)方可以在異地了解用戶方數(shù)控機床出現(xiàn)故障時的表現(xiàn)癥狀,以及數(shù)控機床在執(zhí)行由服務(wù)方發(fā)送的數(shù)控指令時的工作狀態(tài),進而對數(shù)控機床的故障進行判斷井提出可行的解決方案。
(3)模擬企業(yè)制造環(huán)境,提高教學(xué)效果
用CAD/CAM實驗室所連成的局域網(wǎng)模擬企業(yè)的設(shè)計部門,以數(shù)控加工車間室局域網(wǎng)模擬企業(yè)的制造與加工車間,教師通過互聯(lián)網(wǎng)給學(xué)生布置實習任務(wù),學(xué)生在CAD/CAM實驗室完成產(chǎn)品的原型設(shè)計,并將結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)返回給教師批閱,經(jīng)檢查無誤后,可直接傳送到數(shù)控機床上加工。
整個流程全部通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)完成,節(jié)約了大量的時間,提高了設(shè)備的利用率。
現(xiàn)在利用聯(lián)網(wǎng)的工作站,可以將所有的數(shù)控程序、數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)以及PLC程序(ASCII代碼文件)都備份到計算機中,從而保護了系統(tǒng)資源。
2.數(shù)控基地實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化改造后的優(yōu)點
(1)縮短傳輸程序的時間,也就是節(jié)約了昂貴的數(shù)控機床機時費用。
(2)準確性高。零件程序重復(fù)使用時即使重新傳輸也可以保證絕對正確。
(3)操作者勞動強度減低。只需在機床面板輸人簡單指令就可完成程序傳輸。
(4)易于修改。首次使用的程序如果在現(xiàn)場進行了修改,那么上傳后就可供下次調(diào)用。
(5)程序管理實現(xiàn)了統(tǒng)一化。
(6)責任清楚。一旦出現(xiàn)問題,很容易分析出是編程原因還是操作原因。
目前的職業(yè)教育課程體系始終沒有擺脫傳統(tǒng)的教育模式,理論和實訓(xùn)教學(xué)相脫節(jié),課程內(nèi)容與生產(chǎn)實踐相脫節(jié)。學(xué)生學(xué)非所需,學(xué)非所用,知識與能力不相配,無法適應(yīng)生產(chǎn)一線的需要,因此,構(gòu)建以就業(yè)為導(dǎo)向、以能力為本位的一體化教學(xué)的課程體系十分必要。從2011年9月起,筆者所在學(xué)校在10級高技和中技模具制造專業(yè)班級中分別挑選一個班進行教學(xué)改革嘗試,對模具專業(yè)教學(xué)的課程體系和內(nèi)容進行了大幅度的調(diào)整,并采用理論與實踐一體化的教學(xué)模式進行專業(yè)教學(xué),使得學(xué)生的專業(yè)知識和專業(yè)技能有了明顯提高。通過比較,高技班取得的教學(xué)效果比中技班好,因為高技班的學(xué)生知識面更廣、理解能力更強、自覺性更高,而中技班挑選優(yōu)秀的學(xué)生組班開展“一體化”教學(xué),則效果會更好。
一、課程體系的建立
根據(jù)社會對模具專業(yè)人才的知識能力結(jié)構(gòu)要求,我們決定將模具制造專業(yè)(高技班)課程劃分為三個模塊,即:基本素質(zhì)模塊、模具專業(yè)技術(shù)模塊、模具專業(yè)實訓(xùn)模塊。在教學(xué)課時安排上,理論與實訓(xùn)約為1:1。
1.基本素質(zhì)模塊
該素質(zhì)模塊能讓學(xué)生掌握必要的計算、語言表達、公文寫作和計算機的基本操作知識,具備自主學(xué)習能力和適應(yīng)社會的基本素養(yǎng)。
開設(shè)的課程有:數(shù)學(xué)、語文、英語、德育、體育、計算機基礎(chǔ)、心理健康教育和就業(yè)指導(dǎo)等。
2.模具專業(yè)技術(shù)模塊
該模塊能讓學(xué)生熟練掌握機械制圖、AutoCAD、Pro/E、模具結(jié)構(gòu)、材料、制造、工藝、夾具、安裝、調(diào)試、維修、先進制造技術(shù)等知識,能勝任計算機繪圖員、模具設(shè)計員、模具制造工藝員、模具調(diào)試工、機床夾具設(shè)計員等工作。
開設(shè)的相關(guān)課程有:機械制圖、計算機繪圖、計算機在模具設(shè)計中的應(yīng)用、機械基礎(chǔ)、金屬材料與熱處理、電工學(xué)、機械制造工藝基礎(chǔ)、極限配合與技術(shù)測量基礎(chǔ)、冷沖壓/塑料成型工藝與模具設(shè)計、機床夾具、復(fù)雜模具安裝調(diào)試與維修、先進制造技術(shù)等。
3.模具專業(yè)技能實訓(xùn)模塊
該模塊能讓學(xué)生掌握模具制造的各種設(shè)備、加工方法、工藝等相關(guān)知識,并完成一套沖壓模和一套注塑模的完整加工,能勝任模具鉗工、車工、銑工、磨工、模具調(diào)試工、數(shù)控機床操作工、沖壓機操作工、注塑機操作工、檢測儀器操作工、產(chǎn)品質(zhì)量管理員等職位。
開設(shè)的相關(guān)課程有:金工實訓(xùn)、鉗工實訓(xùn)、數(shù)車實訓(xùn)、數(shù)銑實訓(xùn)、沖壓模具設(shè)計與制造實訓(xùn)、塑料模具設(shè)計與制造實訓(xùn)、模具拆裝和測繪實訓(xùn)等,教學(xué)過程采用“行動導(dǎo)向”教學(xué)模式。
二、課程體系的實施
模具專業(yè)實訓(xùn)與專業(yè)基礎(chǔ)課程的學(xué)習應(yīng)緊密相連,冷沖壓、塑料成型工藝與模具設(shè)計課程的學(xué)習和沖壓模、塑料模具設(shè)計與制造實訓(xùn)相對應(yīng),機械基礎(chǔ)、金屬材料與熱處理等課程的學(xué)習和金工實訓(xùn)、鉗工實訓(xùn)相對應(yīng)。
理論知識的學(xué)習內(nèi)容和實訓(xùn)內(nèi)容相對應(yīng)。通過兩套模具的完整加工,將計算機制圖(AutoCAD)、計算機在模具設(shè)計中的應(yīng)用(Pro/E)、線切割編程、機床夾具、復(fù)雜模具安裝調(diào)試與維修、冷沖壓/塑料成型工藝與模具設(shè)計等課程的內(nèi)容有機地結(jié)合起來,使得每門課程都有了相對應(yīng)的項目(模具中的零件),而所有的項目又有了一個總體的目標(一套完整的模具)。例如計算機制圖的教學(xué)可以用模具上的導(dǎo)柱、導(dǎo)套等零件的繪制作為項目,線切割編程的教學(xué)就可以用型芯、型腔的加工作為項目。這樣,學(xué)生在整個學(xué)習過程中目的性強,理論和實訓(xùn)就很好地結(jié)合起來了。
三、教學(xué)效果的總結(jié)
1.學(xué)生的學(xué)習效率大大提高
學(xué)生能將專業(yè)理論知識與實際進行反復(fù)對照、理解,從而縮短了認知過程,加深了記憶,能更易理解、更快接受專業(yè)知識,能更迅速掌握技能。
2.學(xué)生的實操技能有了明顯的提高
學(xué)生在教師的指導(dǎo)下親自動手操作,完成教師布置的一個個由易到難的工作任務(wù),最后制造出一副完整的模具,學(xué)生對學(xué)習充滿了自信,對操作充滿了熱情,操作技能也在不斷提高。
3.師生之間的互動大大增加
教師能比較直觀地了解學(xué)生掌握專業(yè)知識和操作能力的程度,能有針對性地加以指導(dǎo),而學(xué)生也能及時解決學(xué)習過程中的問題,糾正操作過程中的錯誤。
4.教學(xué)過程可融入企業(yè)對員工的要求
1、重視培養(yǎng)自己良好的工作習慣
雖然自己從事此行業(yè),但此次實訓(xùn)我要以一個新學(xué)員的身份重新要求自己,鍛煉自己,從每一個細節(jié)做起,從零件的準備調(diào)試加工直到測量完成,確保合格,這期間的每一個步驟都要細心認真地對待,讓自己形成良好的思想意識,養(yǎng)成良好的工作習慣
2、提高自己的個人水平
在實訓(xùn)其間,自己給自己制定合理的實訓(xùn)安排計劃,在實訓(xùn)過程中,不斷的從工作中反思,自己給自己提出問題并且自己想辦法解決問題,讓自己的認知水平不斷的提高,不斷的要求自己完善自己讓自己成為一名優(yōu)秀的人才。
3、精益求精不斷開拓
實訓(xùn)是以工作單位現(xiàn)場為實訓(xùn)地點,我們工作單位現(xiàn)有多種數(shù)控線切割機床,每一種的型號設(shè)備其操作方法系統(tǒng)的硬件連接、控制原理、控制軟件編制、安裝調(diào)試均有所不同,我們所要做的是要熟練掌握每一種設(shè)備,不管自己操作那臺設(shè)備都要能夠得心應(yīng)手,不但要掌握他的操作方法,還要對其軟件硬件等各組成部件熟悉了解,對自己嚴格要求,要讓自己不斷開拓精益求精,讓自己的才能充分的展現(xiàn)出來。
二、實訓(xùn)任務(wù)
這次實訓(xùn)要求實訓(xùn)學(xué)員根據(jù)自己所在實訓(xùn)單位實際情況選擇一種零件,由學(xué)員自己親自操作完成,并且根據(jù)課程要求,在實訓(xùn)結(jié)束之前完成一份心得體會,總結(jié)一下自己這次的感受。在指導(dǎo)老師的全力指導(dǎo)下,我迅速地完成了本次實訓(xùn)的所有任務(wù)。
學(xué)校為了調(diào)動學(xué)生的積極性保證實訓(xùn)效果,學(xué)校對實訓(xùn)學(xué)生的成績評定分為兩個部分:
一是實訓(xùn)期間,由任課老師對學(xué)生的平時表現(xiàn)和加工情況做出鑒定;
二是由任課教師對學(xué)生完成的實訓(xùn)作業(yè)進行評定,用百分制打分。
兩者的結(jié)合最后形成學(xué)生實訓(xùn)的成績計入學(xué)生學(xué)籍。
三、實訓(xùn)取得的效果
實訓(xùn)教學(xué)是理論與實踐相結(jié)合的一種教學(xué)手段,有力的促進了人才培養(yǎng)計劃的完善,是教育的重要組成部分。
日
期:___________
xx年模具設(shè)計實訓(xùn)總結(jié)
實訓(xùn)周小結(jié)一從今天開始,我們就要開始典型模具設(shè)計與加工的實訓(xùn)了,我們將要進行六周的實訓(xùn),我們被分為兩組,兩組分別在加工操作和設(shè)計兩塊。從現(xiàn)在開始,算是真正意義上的進行與模具相處的課程了。
第一周,我們沒有去進行相應(yīng)的課程,而是由陳教授先進行一周的理論課。由于我們之前只有接觸到塑料模,而當我們出去工作的時候,如果不是在大型企業(yè),而在中小企業(yè),我們是不可能只做塑料模的,我們必須還要接觸到?jīng)_壓模。陳教授這周主要就是講了沖壓模的基礎(chǔ)知識與要點。
沖壓模與塑料模的區(qū)別很大,塑料模是以塑料的注入成型,而沖壓模主要是以外力來造成模具的成型,所以需要我們注意的是沖壓模有許多成型方法。有沖壓模,彎曲模等等。
這周我們主要是接觸理論知識,以便下到車間時,對一些沖壓模的一些簡單的認識。
實訓(xùn)周小結(jié)二這周開始,我們就要到校企合作的模具廠實訓(xùn)了,我們這一小組被分配鉗工組,鉗工組可能是下面三個小組中最臟最累的小組了。因為鉗工是為了對一些零件進行簡單的手動加工,例如打孔,絞孔,去毛刺,倒角等,這些看似不難的事,做起來卻非常的要求有耐心,有耐心,有不怕臟,不怕累的精神,這樣你才有可能把模具做好。
我們被分配的第一個任務(wù)就是對一些工件進行“拋光”,給你一張砂紙,就是把工件上的干膠水弄掉,還要把表面砂的光滑一些。這些聽上去簡單,其實當你真正用一張砂紙去的時候,才發(fā)現(xiàn)膠水不是容易去掉的,表面也不是那么容易光滑的。
我們在鉗工組的時候工作最多的就是去毛刺,在去毛刺的時候要把銼刀斜著對這邊去去毛刺,這樣邊會顯得整齊許多。絞孔的時候要注意,在絞的時候要看著方向是否傾斜,如果有點歪的話就要改正過來,不然可能孔就被你弄歪了,在裝螺釘?shù)臅r候就不好裝了,這點很重要。
這一周,從簡單做起,模具就是一個細心活,不能著急,不能粗心。
實訓(xùn)周小結(jié)三這周開始我們就要到加工中心那去實訓(xùn)了。從鉗工組到加工中心確實轉(zhuǎn)變很大,因為這邊不要你去對工件進行什么小加工了,而是用精密機床來對工件進行加工,剛開始我們聽到了介紹,這里的精密機床都非常的貴,有五軸的加工機床,有精密電火花機床,還有慢走絲的機床,這些以前只聽說過,卻沒有看見過,這次確實收獲不小。
我們首先去看了慢走絲機床,機床的設(shè)備確實很精密,由于對尺寸的嚴格要求,所以走過一遍的絲都變成了廢絲,這些主要是對一些定位等尺寸非常重要的去加工。
五軸機床是這里面最貴的機床了,操作也是一條龍的,除了裝工作以外,其他基本都是由機床來負責了。
還有精密電火花機床,這里的機床和普通的電火花機床有許多區(qū)別,操作比普通的復(fù)雜一些,加工的也更精密。
雖然說我們這一周沒有對這些精密的機床進行操作和加工工件,因為企業(yè)里面在加工,但是這些也不是我們這些剛接觸到的能操作的,只有慢慢的去學(xué)習。
實訓(xùn)周小結(jié)四這一周我們分配到了電火花,線切割小組。