數(shù)控雕刻錐刀的刃磨實訓(xùn)教學(xué)探究

【摘 要】在數(shù)控雕刻實訓(xùn)中，用合金棒料磨制錐刀是實訓(xùn)的重要內(nèi)容。設(shè)置不同實訓(xùn)任務(wù)，分組教學(xué)，充分利用現(xiàn)有的資源，以20度錐度刀雕刻銅質(zhì)?；諡槔媒虒W(xué)做一體化的方式抓好錐度刀的開半、錐角和后角的刃磨以及錐刀的檢測。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控雕刻 錐刀 刃磨 實訓(xùn)教學(xué)

【中圖分類號】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-4810（2015）09-0064-02

數(shù)控雕刻技術(shù)是計算機輔助設(shè)計和加工、計算機數(shù)控技術(shù)、高速銑削技術(shù)以及廣告業(yè)的藝術(shù)設(shè)計和造型技術(shù)的綜合，使得計算機數(shù)控雕刻成為一門獨特的專業(yè)技術(shù)。雕刻應(yīng)用在精密小型模具、微型復(fù)雜結(jié)構(gòu)、文字圖案雕刻等加工領(lǐng)域，采用小直徑刀具高速微量切削技術(shù)，由于刀具及其切削參數(shù)的縮小，使其面臨各種微觀尺度效應(yīng)導(dǎo)致的有別于傳統(tǒng)切削的特殊現(xiàn)象，如刀具破損、去除率低、表面粗糙、難消除毛刺。所以刀具刃磨的好壞直接關(guān)系到所加工零件的質(zhì)量。學(xué)生在雕刻實訓(xùn)中，每個實訓(xùn)項目都要使用不同的刀具，在精雕細(xì)刻的加工中錐度刀使用頻率最高，因為成型刀成本較高，為了節(jié)約實訓(xùn)耗材，提高學(xué)生適應(yīng)真實加工環(huán)境的能力，使用合金棒料磨制刀具成了實訓(xùn)首要解決的問題。在實訓(xùn)教學(xué)中講解好刀具刃磨，應(yīng)做到以下幾點：

一 情景教學(xué)提高學(xué)生對刀具刃磨重要性的認(rèn)識

數(shù)控雕刻實訓(xùn)主要包括零件造型及加工工藝、刃磨刀具、數(shù)控雕刻機的操作三個方面的內(nèi)容。在每個實訓(xùn)項目中刀具刃磨貫穿始終，是學(xué)生需要掌握的一項基本技能。但是利用萬能磨刀機磨制刀具需要學(xué)生掌握磨刀機的使用方法以及磨制刀具的結(jié)構(gòu)和角度，對學(xué)生來說難度較大。如何能調(diào)動學(xué)生對刀具刃磨實訓(xùn)的積極性，克服其怕苦畏難的心理，關(guān)鍵是要讓學(xué)生認(rèn)識到刀具刃磨的重要性。那么怎么樣可以做到這一點，就必須讓學(xué)生全面了解雕刻加工的內(nèi)容，并強調(diào)刀具刃磨在數(shù)控雕刻中的地位。首先用多媒體展示各種精美的雕刻產(chǎn)品，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，然后帶領(lǐng)學(xué)生參觀加工車間，讓學(xué)生自主探索一件合格產(chǎn)品從設(shè)計到雕刻完成的整個過程，啟發(fā)學(xué)生思考好的作品需要合格的刀具來完成。為了讓學(xué)生加深印象，教師特意在實訓(xùn)車間用學(xué)生磨制的結(jié)構(gòu)和角度不合格的刀具雕刻，結(jié)果是機器噪音大、工件表面有毛刺，易斷刀崩刃且工作效率低。通過觀察讓學(xué)生自己意識到刀具刃磨的重要性。

二 任務(wù)驅(qū)動，分組教學(xué)，合理利用資源

由于實訓(xùn)設(shè)備萬能磨刀機數(shù)量有限，根據(jù)本校實際情況將刀具刃磨與數(shù)控雕刻機的操作合理結(jié)合，學(xué)生可以檢驗自己磨好刀具的使用情況，提高學(xué)習(xí)熱情。為了分解學(xué)生實訓(xùn)一機對多人的壓力，改變多人等待一個工位而不能實訓(xùn)的窘境，在項目的引領(lǐng)下將實訓(xùn)內(nèi)容分成四個任務(wù)，將學(xué)生分為4個小組，交替練習(xí)4個不同的實訓(xùn)任務(wù)。以加工?；諡槔U述任務(wù)驅(qū)動分組教學(xué)的模式：第一小組由有一定加工基礎(chǔ)會使用JDPaint軟件的學(xué)生組成，完成第一個實訓(xùn)任務(wù)分析校徽造型，確定加工工藝；第二小組觀察各種類型的雕刻刀具，根據(jù)加工校徽的工藝要求，選出相應(yīng)的雕刻刀；第三小組認(rèn)識磨刀機，并在老師指導(dǎo)下學(xué)習(xí)如何磨刀；第四小組練習(xí)操作雕刻機。實訓(xùn)指導(dǎo)教師則將注意力放在指導(dǎo)機床操作和刀具學(xué)習(xí)組上。四組成員完成各自任務(wù)后再輪換崗位，這樣就可保證實訓(xùn)過程中每個人都有事做，而不至于在等待中將時間白白浪費，讓實訓(xùn)效果大為提高。

三 抓好錐度刀的刃磨指導(dǎo)

在磨刀之前，要強調(diào)文明生產(chǎn)和安全操作規(guī)程，面對高速運轉(zhuǎn)的砂輪，稍不小心就會發(fā)生傷手事故，所以操作者必須掌握好磨刀機的性能，細(xì)心操作。錐度刀的刃磨是其他雕刻刀具刃磨的基礎(chǔ)，讓學(xué)生掌握20度錐度刀的磨制可以起到舉一反三的效果。在實訓(xùn)教學(xué)中，采用教學(xué)做一體化方法，加強基本概念的理解，掌握磨刀先后順序，先開半，再根據(jù)錐角和后角轉(zhuǎn)動磨刀機的分度盤，把多余材料磨掉，最后點尖，用顯微鏡檢測底直徑是否符合要求。

1.基本概念的理解

開半是錐刀磨制過程中的專有名詞，是指將刀坯端部磨掉約一半材料的過程。開半值的大小是指留下材料的厚度（余留值）。它是決定刀具鋒利和強度的關(guān)鍵因素，在有效的范圍內(nèi)，開半值越大刀具強度越好，鋒利程度則越弱。教會學(xué)生根據(jù)雕刻材料切削性能和磨制刀具的底刃直徑通過相關(guān)表格查到開半值的大小。另外，為了增加刀具的整體強度，開半徑的棒料長度在滿足雕刻深度的基礎(chǔ)上要盡量短一些。用實物教學(xué)法使學(xué)生熟悉錐度刀的幾何參數(shù)如三面、兩刃、四角度，即前刀面、后刀面、副后刀面，主切削刃、副切削刃，半錐角、后角、副后角、副刃后角，這些結(jié)構(gòu)和角度各有各的功用，選擇范圍和選擇方法。例如錐角決定加工產(chǎn)品的側(cè)面角度，也影響刀具的強度和雕刻區(qū)域邊角的清晰度；錐角的選擇首先是以產(chǎn)品對側(cè)邊角度的加工要求為前提，其次是考慮刀具的強度和加工清晰度。

2.錐刀磨制中要注意的問題

以加工項目銅質(zhì)?；諡槔治?，需要用直徑3.175的合金棒料磨制錐角為20度、后角為30度、底直徑為0.5毫米的錐度刀。首先教會學(xué)生查表得到開半尺寸為1.63毫米，開半完成后轉(zhuǎn)動磨刀機底部的分度盤，旋轉(zhuǎn)角度為8.69度，磨刀機手柄旋轉(zhuǎn)90度讓開半面朝上再順時針轉(zhuǎn)30度后角。在長期的實踐教學(xué)中，學(xué)生在磨刀過程中常出的問題有：千分尺測量部位、測量方法不對；讀數(shù)錯誤；半徑開短、開長；半徑開厚、開薄；開半時間太長，刀尖發(fā)紅后刀面不光滑以及側(cè)刃損傷等。所以在實訓(xùn)教學(xué)中要特別注意以下兩個問題的教學(xué)。

第一，開半尺寸的磨制注意事項：校正磨刀機“0”位是否準(zhǔn)確，是否需要補正值；磨刀過程不要進(jìn)給量太大和用力過猛，以刀坯不發(fā)紅、砂輪不掉速、反復(fù)多次為原則；每次測量前要保持無進(jìn)給量，反復(fù)推磨2～3次，保證開半面光滑和測量準(zhǔn)確；接近開半值不要將進(jìn)給量一次推到位，應(yīng)該分為2～3次，反復(fù)測量，保證開半面端部有2～3毫米長的一段平整面，便于千分尺能夠具有測量的位置。

第二，錐角和后角的磨制注意事項：兩次轉(zhuǎn)動分度盤的角度必須正確，不能用估值。磨制完成后利用測量刀具角度的量塊進(jìn)行對比測量；磨好后，必須保證側(cè)刃今后使用的加工刃長為一條直線。如果砂輪不平整，利用砂輪面磨制錐角的側(cè)刃形狀與砂輪截面的形狀相吻合，側(cè)刃是一條弧線。這時，為了保證錐角準(zhǔn)確可以利用刀具實際使用的刃長部分超出砂輪內(nèi)側(cè)邊緣來實現(xiàn)；最后保持微量進(jìn)給、均勻去料的方法進(jìn)行一次精修，以保證側(cè)刃的鋒利和后角面的光滑；

3.錐刀的檢測

評價一把錐刀好不好，主要看它的錐度及底刃，錐度通過在磨制刀具時認(rèn)真控制磨刀機的轉(zhuǎn)臺刻度來保證，對于加工同一批工件，我們先統(tǒng)一進(jìn)行開半徑，再統(tǒng)一磨制錐角，保證粗加工和精加工銜接時側(cè)邊余量比較均勻。對于刀具的底直徑實際測量中通過40倍讀數(shù)顯微鏡觀測。這要求學(xué)生在練習(xí)時不斷地檢測，及時糾正刃磨角度。注意點尖時副刃后角不能點反或者明顯偏大，通過目測刀刃應(yīng)該是一條直線，刃口無崩刃和缺口現(xiàn)象，刀面應(yīng)該是光滑、無重疊面的現(xiàn)象，讓學(xué)生養(yǎng)成一絲不茍的工作態(tài)度。

四 結(jié)束語

總之，在數(shù)控雕刻錐度刀的刃磨實訓(xùn)教學(xué)中，指導(dǎo)教師應(yīng)儲備豐富的工程實例，精心設(shè)計實訓(xùn)項目，激發(fā)學(xué)生興趣，更快更好地達(dá)到實訓(xùn)目的，以適應(yīng)社會對數(shù)控高級技術(shù)工人的要求。

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〔責(zé)任編輯：林勁〕