淺談電火花加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)課程設(shè)計(jì)

陳延坤　孟垂成

【摘要】本文分析了電火花實(shí)訓(xùn)課程在金工實(shí)習(xí)中的重要性，對(duì)如何設(shè)計(jì)課程內(nèi)容更有利于提高教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行了探討，并將實(shí)際教學(xué)的執(zhí)行思路進(jìn)行了詳述。

【關(guān)鍵詞】電火花加工 課程設(shè)計(jì) 模塊化教學(xué)

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2015）08-0142-02

在高校金工實(shí)習(xí)課程中，分傳統(tǒng)加工工藝和現(xiàn)代制造技術(shù)兩部分內(nèi)容。特種加工作為現(xiàn)代制造技術(shù)中的佼佼者，相對(duì)于其它加工方式有其獨(dú)特性，包含的方式方法更多，如電火花加工、激光加工、3D打印、超聲加工等。因其制造工藝先進(jìn)，加工范圍廣，產(chǎn)品類型多樣，對(duì)學(xué)生很有吸引力，實(shí)習(xí)興趣也更加濃厚，所以特種加工一直是金工實(shí)習(xí)的亮點(diǎn)，這也是促使我們不斷創(chuàng)新教學(xué)改革，提升教學(xué)質(zhì)量的前進(jìn)動(dòng)力。按照行業(yè)的市場(chǎng)需求，我們將電火花加工實(shí)訓(xùn)定義為特種加工的主要實(shí)習(xí)內(nèi)容。

我校開(kāi)設(shè)電火花課程已有十幾年了，經(jīng)多次改革和創(chuàng)新，積累了豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，取得很好的教學(xué)效果，得到學(xué)生們的一致好評(píng)。我們的教學(xué)定位是理論與實(shí)踐相結(jié)合，使學(xué)生在實(shí)習(xí)過(guò)程中加深對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解，通過(guò)親自設(shè)計(jì)加工作品來(lái)認(rèn)識(shí)電火花加工的工藝流程，并鍛煉動(dòng)手能力，提高創(chuàng)新意識(shí)。電火花課程理論內(nèi)容多，機(jī)床類型也多，包括電火花線切割、電火花成型機(jī)、電火花高速小孔機(jī)等，每種機(jī)床有共性也有區(qū)別，死板的講解是行不通的，只會(huì)將包含大量科技信息的內(nèi)容變得混亂不堪，教師的思路也常常會(huì)沒(méi)有頭緒。為此，我們經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間摸索，形成一套較為科學(xué)規(guī)范的教學(xué)思路，既緊扣教學(xué)大綱又適當(dāng)拓展內(nèi)容，使學(xué)生的學(xué)習(xí)既滿足課程要求又開(kāi)闊了視野，對(duì)專業(yè)理論知識(shí)在實(shí)際中的運(yùn)用產(chǎn)生一定的認(rèn)識(shí)。

我們的課程設(shè)計(jì)實(shí)行模塊化教學(xué)，以線切割加工為例，分為簡(jiǎn)介、放電原理、加工工藝、軟件編程、實(shí)操練習(xí)五大部分。

在學(xué)生進(jìn)入實(shí)習(xí)場(chǎng)地后，我們?cè)谧鐾昙o(jì)律和安全教育后，首先會(huì)安排幾分鐘的機(jī)床演示，讓學(xué)生觀察各種電火花機(jī)床的加工過(guò)程。課前的這一步非常重要，因?yàn)榻^大多數(shù)學(xué)生從未見(jiàn)過(guò)這種加工方式，缺乏感官的接觸以及客觀的認(rèn)識(shí)。如果跳過(guò)這一步冒然進(jìn)行理論講解會(huì)使學(xué)生陷入抽象思維，影響教學(xué)效果。演示時(shí)間幾分鐘就好，利用這一點(diǎn)時(shí)間還可以讓他們欣賞精美的產(chǎn)品，激發(fā)他們對(duì)這種加工方式的興趣。這個(gè)階段是學(xué)生大腦最為活躍的階段，也是他們產(chǎn)生問(wèn)題最多的時(shí)候，很多個(gè)為什么在等待答案，這給接下來(lái)的理論學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。

一、簡(jiǎn)介模塊

包括電火花加工工藝簡(jiǎn)介（背景、類型、發(fā)展趨勢(shì)）和機(jī)床加工特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)和局限性）。

在實(shí)習(xí)過(guò)程中，我們了解到很多學(xué)生在學(xué)習(xí)了車工、鉗工、鑄造等傳統(tǒng)加工方法后，認(rèn)為加工工藝過(guò)于落后，產(chǎn)品精密度不高，且環(huán)境差、勞動(dòng)強(qiáng)度大，以至于對(duì)所學(xué)的專業(yè)產(chǎn)生疑惑、失望等負(fù)面情緒，甚至失去進(jìn)一步學(xué)習(xí)的動(dòng)力；但當(dāng)他們進(jìn)入特種加工領(lǐng)域，令人眼花繚亂的先進(jìn)技術(shù)和制作精美的產(chǎn)品使他們眼前一亮，仿佛看到了制造行業(yè)美好的前景，對(duì)行業(yè)的發(fā)展燃起了希望。這時(shí)他們?nèi)菀桩a(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)誤觀念，認(rèn)為傳統(tǒng)加工不重要，甚至可以淘汰掉。我們及時(shí)抓住學(xué)生的這些問(wèn)題，有意識(shí)地在課程內(nèi)容上下功夫，把每種類型機(jī)床的優(yōu)缺點(diǎn)都擺明出來(lái)，與傳統(tǒng)機(jī)床作比較，引導(dǎo)學(xué)生從大工程的角度全面認(rèn)識(shí)機(jī)械制造各種工藝的作用，防止他們思想固化，對(duì)機(jī)械加工的認(rèn)識(shí)形成偏差。

二、原理模塊

為了使內(nèi)容更有條理，重點(diǎn)突出，我們采用由淺入深、由表及里的順序原則，課程中有些看起來(lái)可有可無(wú)的內(nèi)容其實(shí)都圍繞著一個(gè)中心點(diǎn)，就是電火花加工原理是什么，加工要具備哪些條件。具體執(zhí)行思路如下：

1. 機(jī)床結(jié)構(gòu)和控制、運(yùn)動(dòng)原理

淺——介紹機(jī)床結(jié)構(gòu)、坐標(biāo)系。

深——重點(diǎn)講解機(jī)床電脈沖控制原理、運(yùn)動(dòng)原理。

從機(jī)床運(yùn)動(dòng)入手，逐漸過(guò)渡到機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和控制原理。這部分內(nèi)容涉及到自動(dòng)化、電學(xué)、機(jī)械等知識(shí)，針對(duì)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生應(yīng)該重點(diǎn)講解，以培養(yǎng)他們理論聯(lián)系實(shí)際的能力。非相關(guān)的專業(yè)可適當(dāng)簡(jiǎn)化，為后面的加工電參數(shù)的選擇做好鋪墊即可。

2. 放電原理及條件

表——以學(xué)生在機(jī)床演示過(guò)程中觀察到的現(xiàn)象為突破點(diǎn)，采用提問(wèn)、啟發(fā)的方式鼓勵(lì)他們通過(guò)現(xiàn)象追尋本質(zhì)，引導(dǎo)他們進(jìn)入放電原理的討論。

里——深入剖析電火花放電原理和條件，期間將學(xué)生的疑問(wèn)一一解答。

放電原理部分是課程的重點(diǎn)也是難點(diǎn)，一般教材在放電原理的介紹上都較為簡(jiǎn)單籠統(tǒng)，而如果教師對(duì)內(nèi)容吃不透，就會(huì)使這部分內(nèi)容失去它的價(jià)值。因?yàn)槲覀兛梢越柚碇须?、熱、機(jī)械能的組合應(yīng)用拓寬學(xué)生的知識(shí)面，改變部分學(xué)生認(rèn)為有的理論學(xué)了也沒(méi)用的錯(cuò)誤觀念，并能在一定程度上激發(fā)他們的發(fā)散思維能力，所以教師要重視專業(yè)理論的學(xué)習(xí)，充分認(rèn)識(shí)到本學(xué)科在人才培養(yǎng)上的重要性。

三、工藝模塊

在此模塊的教學(xué)中，我們分專業(yè)有不同的側(cè)重點(diǎn)要求。對(duì)于機(jī)械類專業(yè)，要求會(huì)多一些，比如工藝路線的合理設(shè)計(jì)、電參數(shù)的選擇、幾種零件裝夾方式的特點(diǎn)、加工過(guò)程的控制等內(nèi)容；對(duì)于其他專業(yè)，可以根據(jù)課時(shí)安排適當(dāng)調(diào)整。

四、編程模塊

課程要求學(xué)生了解手工編程，掌握CAXA自動(dòng)編程軟件的用法并進(jìn)行作品設(shè)計(jì)。這是學(xué)生比較感興趣的內(nèi)容，既可以鍛煉他們的軟件應(yīng)用能力又能培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。如果專業(yè)對(duì)口，我們會(huì)結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)常用軟件AutoCAD與CAXA軟件作相關(guān)介紹，以及目前我國(guó)制造行業(yè)軟件的發(fā)展?fàn)顩r。隨著視野的開(kāi)闊，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性高漲，而接下來(lái)的編程練習(xí)，學(xué)生會(huì)更加重視，因此練習(xí)的效率會(huì)提高，效果會(huì)更好。

五、實(shí)操模塊

編程掌握之后，實(shí)操練習(xí)會(huì)順利進(jìn)行。這塊沒(méi)有較大難點(diǎn)，主要是加強(qiáng)巡視，及時(shí)提醒學(xué)生注意安全，指導(dǎo)具體操作步驟，選擇合適的裝夾方式和合理的電參數(shù)。當(dāng)學(xué)生們看到自己辛苦設(shè)計(jì)的作品順利制作出來(lái)，那份欣喜是難以形容的，而這時(shí)也是我們老師最為欣慰的一刻。

六、結(jié)束語(yǔ)

電火花加工作為實(shí)踐教學(xué)的重要實(shí)習(xí)科目，相對(duì)于傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式來(lái)說(shuō)，這種較為自由的場(chǎng)地實(shí)習(xí)更能引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，他們活潑天然的個(gè)性更容易展現(xiàn)出來(lái)，因此要求教師的教學(xué)方式和內(nèi)容都要不斷創(chuàng)新和突破，各種科技信息要緊跟時(shí)代發(fā)展，做到及時(shí)更新。教師前期的理論學(xué)習(xí)是非常必要的，要有較高的教學(xué)質(zhì)量，必須先要有功底扎實(shí)而且好學(xué)上進(jìn)的老師，才能在教學(xué)中有效地拓展課程的深度和廣度，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。