高校數(shù)控線切割工程實(shí)訓(xùn)探索與實(shí)踐

張亞利 謝韋蓮 郭 剛

廣東工業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)部 廣東廣州 510006

高校數(shù)控線切割工程實(shí)訓(xùn)探索與實(shí)踐

張亞利 謝韋蓮 郭 剛

廣東工業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)部 廣東廣州 510006

介紹了線切割的工作原理及工程實(shí)訓(xùn)過程，以AutoCAD軟件為教學(xué)平臺，通過繪圖、設(shè)置切割參數(shù)、生成3B代碼、自主設(shè)計加工工件等過程使學(xué)生掌握數(shù)控線切割技術(shù)及加工過程，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，營造探索氣氛，培養(yǎng)學(xué)生的自我創(chuàng)新能力。

數(shù)控線切割；工程實(shí)訓(xùn)過程；創(chuàng)新能力

Key works： CNC wire-cutting； course of engineering training； innovation ability

在高校理工科的工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，數(shù)控線切割工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)是本科機(jī)電專業(yè)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生動手能力直接有效的手段，也是培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)踐能力的關(guān)鍵。為了更好地做好電火花線切割實(shí)訓(xùn)教學(xué)工作，提高線切割實(shí)際操作教學(xué)質(zhì)量，讓學(xué)生在較短的學(xué)時內(nèi)最大限度地掌握好線切割的原理和加工工藝過程，以便更快更好地掌握這門技術(shù)等現(xiàn)狀，針對學(xué)生實(shí)習(xí)時間短、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容多、操作機(jī)會少，我校實(shí)訓(xùn)中心在原有2臺數(shù)控線切割的基礎(chǔ)上又引進(jìn)了4臺數(shù)控線切割，使學(xué)生的動手能力得到充分鍛煉，提高實(shí)踐教學(xué)效果。實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，結(jié)合學(xué)生機(jī)械制圖課所學(xué)的AutoCAD軟件，將其應(yīng)用到數(shù)控線切割實(shí)踐教學(xué)中，促使實(shí)踐教學(xué)安排更合理，提高機(jī)床的利用率，增加學(xué)生實(shí)訓(xùn)操作機(jī)會，加強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力[1]。

1 工程實(shí)訓(xùn)內(nèi)容

1.1采用啟發(fā)式教學(xué)方法

在實(shí)訓(xùn)之前，為了激發(fā)學(xué)生的好奇心，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，首先提出一些問題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，如線切割能做什么？直徑為0.18 mm的金屬絲怎么實(shí)現(xiàn)零件的加工等問題，并對學(xué)生展示以前加工過的各種圖案、標(biāo)志的工件，激發(fā)學(xué)生的興趣及積極性。結(jié)合一系列問題，循序漸進(jìn)地介紹數(shù)控線切割的原理、作用，并以典型例子，充分展現(xiàn)線切割的價值，使學(xué)生求知欲望膨脹，對數(shù)控線切割產(chǎn)生濃厚的興趣。

1.2 繪制圖形

目前，我校工程實(shí)訓(xùn)中心每臺中速走絲電火花配置一臺計算機(jī)，實(shí)訓(xùn)時每1～2名學(xué)生為一組，由于資源充足，要求學(xué)生根據(jù)自己的創(chuàng)意，自行設(shè)計加工一些二維藝術(shù)圖形或文字等工件，如商標(biāo)、卡通、藝術(shù)字等。在教學(xué)時，教師先演示簡單的制圖方法，并通過繪圖所運(yùn)用的指令進(jìn)行講解。由于學(xué)生已經(jīng)學(xué)過AutoCAD制圖軟件，很多學(xué)生能夠靈活地運(yùn)用軟件設(shè)計出琳瑯滿目的精美圖案，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)樂趣。在這個過程中，學(xué)生學(xué)會了與人協(xié)作，相互探討，也使學(xué)生的設(shè)計能力及創(chuàng)新能力上了一個新臺階。

1.3 設(shè)置參數(shù)及生成3B代碼程序

繪制好圖形后，教師引導(dǎo)學(xué)生思考怎樣編寫程序使機(jī)床自動加工工件，大大增加學(xué)生想要學(xué)習(xí)編程和操作機(jī)床的求知欲望，使學(xué)生處于積極的學(xué)習(xí)狀態(tài)。

1.3.1 設(shè)置加工軌跡參數(shù)

教師先做簡單圖形為示范，進(jìn)行加工軌跡參數(shù)設(shè)置，在工具欄AutoCUT選項(xiàng)的下拉菜單點(diǎn)擊“生成3位編碼多次加工軌跡”(如圖1所示)。在加工設(shè)置中，由于實(shí)訓(xùn)教學(xué)通常是單次切割工件，因此將切割次數(shù)改為1，凸模臺寬為0，鉬絲補(bǔ)償量通常為0.1 mm，過切量為0，將跟蹤預(yù)設(shè)為50，限速設(shè)為200。設(shè)置好合理的參數(shù)后，單擊“確定”，此時將鼠標(biāo)放在輪廓的一個交點(diǎn)處，出現(xiàn)一條水平白色虛線后，輸入穿絲點(diǎn)坐標(biāo)，做出5 mm長的引線(如圖2a所示)，在加工提示選項(xiàng)中，選擇加工方向(本例以順時針加工)，根據(jù)加工提示選擇鉬絲的補(bǔ)償方向，通常凸模為向外補(bǔ)償，凹模向里補(bǔ)償，因加工零件為凸模，所以移動鼠標(biāo)使箭頭向外，左擊鼠標(biāo)，選擇外補(bǔ)償(如圖2b所示)。

圖1 加工軌跡參數(shù)設(shè)置

圖2 確定穿絲位置及補(bǔ)償方向

1.3.2 生成3B代碼程序

確定切割參數(shù)后，在AutoCUT選項(xiàng)的下拉菜單選項(xiàng)中點(diǎn)擊“發(fā)送加工任務(wù)”按鈕，出現(xiàn)選卡界面，選擇“1號卡”，在圖形上，左擊鼠標(biāo)，圖形變?yōu)樘摼€后，說明已被選中，再左(右)擊鼠標(biāo)，此時進(jìn)入加工界面，程序已經(jīng)生成(如圖3所示)。教師做完示范后，學(xué)生根據(jù)自己對問題的理解，綜合運(yùn)用所學(xué)的知識，在教師的引導(dǎo)下，生成加工程序。

圖3 加工界面

1.4 加工零件

1.4.1 設(shè)置高頻參數(shù)

進(jìn)入加工界面后，根據(jù)零件材料厚度和精度等方面的不同要求調(diào)整工藝參數(shù)[2]，將鼠標(biāo)放在字幕上鼠標(biāo)右擊出現(xiàn)高頻設(shè)置選項(xiàng)，左擊高頻設(shè)置按鈕，彈出高頻組號窗口，點(diǎn)擊“參數(shù)傳(新火花)類參數(shù)”，出現(xiàn)圖4界面，根據(jù)實(shí)訓(xùn)中心切割工件厚度為1 mm的不銹鋼材料，對參數(shù)進(jìn)行編輯修改，將脈寬值設(shè)為20，脈間值為200，短路電流值設(shè)為11.5，走絲代碼值設(shè)為7 H，電壓代碼值設(shè)為0 H，其他參數(shù)值為默認(rèn)值，設(shè)置好后將其更新并發(fā)送參數(shù)。

圖4 高頻參數(shù)設(shè)定

1.4.2 切割工件

打開絲筒和水泵，點(diǎn)擊高頻，搖動手輪將電極絲輕碰工件，出現(xiàn)火花后，反向退出1 mm左右，確定加工起點(diǎn)位置，最后點(diǎn)擊開始加工按鈕開始切割工件，加工結(jié)束后，取出工件，將其清洗。圖5是學(xué)生自主設(shè)計作品。切割工件時，教師對學(xué)生強(qiáng)調(diào)安全文明生產(chǎn)，使學(xué)生養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣。

圖5 學(xué)生自主設(shè)計作品

2 數(shù)控線切割工程實(shí)訓(xùn)效果

我校數(shù)控線切割工程實(shí)訓(xùn)如今已經(jīng)打破了以往教師為學(xué)生準(zhǔn)備工具、材料，確定加工方法與步驟的實(shí)訓(xùn)模式。以教師為主導(dǎo)，在實(shí)訓(xùn)過程中只起到啟發(fā)、答疑和指導(dǎo)作用，以學(xué)生學(xué)習(xí)、創(chuàng)新能力為主體，讓學(xué)生人人參與到實(shí)際操作中，邊學(xué)邊做，激勵學(xué)生思考問題。在創(chuàng)作過程中，學(xué)生以小組或個人根據(jù)自己的生活尋找題材，制定繪圖方案[4]，并且把所學(xué)到的知識融會貫通，培養(yǎng)學(xué)生的自我學(xué)習(xí)、自我創(chuàng)新等能力。任務(wù)完成后，教師組織學(xué)生將作品向大家展示，提供交流學(xué)習(xí)平臺，相互學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步，并將作品作為紀(jì)念品留給學(xué)生自己珍藏，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控線切割的興趣。

3 結(jié)束語

數(shù)控線切割工程實(shí)訓(xùn)不僅使學(xué)生掌握了編程與機(jī)床操作，而將所學(xué)的機(jī)械基礎(chǔ)知識，如機(jī)床工作原理、加工工藝、機(jī)械制圖等運(yùn)用到實(shí)際加工中，并且根據(jù)自己的思維和觀點(diǎn)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)生體驗(yàn)到通過自己的設(shè)計加工出工件的成功喜悅，從而獲得成就感，使學(xué)生更加熱愛自己的專業(yè)，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。

[1] 王利利，李衛(wèi)國.CAXA軟件在數(shù)控線切割實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用[J].價值工程，2013(1)：95-196.

[2] 王平芳，周繼烈，陳斌.數(shù)控線切割創(chuàng)新教學(xué)的探索[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2012 (5)：83-85.

[3] 百度知道[EB/OL].http：//zhidao.baidu.com/question/75400672. html.

[4] 柯紅，黃捷.數(shù)控切割三維立體作品的創(chuàng)新教學(xué)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2006(7)：15-16.

Exploration and Practice on CNC Wire-cutting Engineering Training of Universities and Colleges

Zhang Yali， Xie Weilian， Guo Gang
Guangdong University of Technology， Guangzhou， 510006， China

This thesis introduces the working theory of CNC （computer numerical control） wire-cutting and the course of engineering training. Uses AutoCAD as teaching platform， let the students know more about CNC wire-cutting and the processing procedure via the course of actual drawing， set cutting parameter， generate 3B code， self-designed processing parts， ect. which stimulates students’ learning interest，builds the atmosphere of exploring， and develops students’ self-innovation ability.

2014-06-24

張亞利，本科，助理實(shí)驗(yàn)師。謝韋蓮，本科，助理實(shí)驗(yàn)師。