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Abstract: Theory-practice integration teaching is a teaching activity which is completed by theory teachers, training teachers and students. In this teaching activity, teachers are planners, directors and supervisors in students' learning process; students are the main body in the learning process. Taking the linear cutting of mould major as an example, this paper expounds the implementation process of teaching of integration of theory and practice, and analyzes the teaching and learning effect.
關(guān)鍵詞: 理實一體化教學(xué);中職學(xué)校;模具專業(yè);線切割;案例
Key words: theory-practice integration teaching;secondary vocational school;mould major;linear cutting;case
中圖分類號:G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)23-0274-03
0 引言
隨著我國模具技術(shù)的快速發(fā)展和模具生產(chǎn)企業(yè)的增加,企業(yè)對模具制造人才的需求量越來越大,中職學(xué)校作為企業(yè)用工的主要提供方和培養(yǎng)方,如何才能培養(yǎng)出符合企業(yè)要求的模具制造人才,是每個中職學(xué)校所應(yīng)該重視和思考的。
1 現(xiàn)有教學(xué)方式存在的問題
現(xiàn)在的中職學(xué)生知識基礎(chǔ)普遍薄弱,缺少學(xué)習(xí)的積極性和主動性,沒有明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)動力,很多學(xué)生都處于被動學(xué)習(xí)的狀態(tài),有的學(xué)生還有厭學(xué)情緒。而模具專業(yè)恰恰又是一門具有很強(qiáng)的專業(yè)性的學(xué)科,它是以“以服務(wù)為宗旨,以就業(yè)為導(dǎo)向”為培養(yǎng)原則,以向企業(yè)輸送合格的面向生產(chǎn)一線的各種模具制造人才為培養(yǎng)目標(biāo)。通過對大量模具生產(chǎn)企業(yè)的調(diào)研,我們了解到企業(yè)在用人需求方面和學(xué)校培養(yǎng)模式上存在著不能對接的狀況,以至于一方面學(xué)校所培養(yǎng)出來的學(xué)生找不到適合的工作,造成學(xué)生就業(yè)滿意度低;而另一方面,企業(yè)招收不到所需的專業(yè)人員,造成企業(yè)“用工荒”??偨Y(jié)其原因有兩個:
①學(xué)生畢業(yè)時的知識與技能達(dá)不到企業(yè)的要求,必須經(jīng)過企業(yè)的再培養(yǎng)才能為企業(yè)工作。
而學(xué)生工作的不穩(wěn)定,流動性大引起了企業(yè)的擔(dān)擾與不滿,導(dǎo)致企業(yè)不愿意對新進(jìn)學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng),寧愿去招收社會上的熟練人員。
②學(xué)生的自我期望值過高,導(dǎo)致對某些企業(yè)的工資待遇和工作環(huán)璄過分挑剔與不滿。
現(xiàn)有的傳統(tǒng)教學(xué)方法,是單一的“講、練、考”的模式,很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣,效果不理想。例如,現(xiàn)在的線切割教學(xué)主要是教會學(xué)生了解線切割火花機(jī)的工作原理,訓(xùn)練學(xué)生編制線切割火花機(jī)程序、教會學(xué)生如何操作和維修線切割火花機(jī)設(shè)備?,F(xiàn)在的理論學(xué)習(xí)在課堂由理論教師講授,實踐學(xué)習(xí)在實訓(xùn)場所由實訓(xùn)教師指導(dǎo),理論教學(xué)和實訓(xùn)教學(xué)分開各自教學(xué),沒有很好的聯(lián)系起來,有時還會出現(xiàn)相互矛盾,最后造成學(xué)生學(xué)習(xí)的效果不理想、掌握的技能不理想。根據(jù)企業(yè)對中職學(xué)生的技能要求,為了培養(yǎng)出符合企業(yè)要求的人才,必須采用適合中職生特點的教學(xué)方法,專業(yè)教學(xué)一定要有深度、有重點,要與企業(yè)的需求對接,以保證每一位學(xué)生在畢業(yè)時真正的擁有一技之長,不需要企業(yè)再作培養(yǎng)即可達(dá)到企業(yè)之要求!為此我校改變了現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法,在教學(xué)中采用由理論教師和實訓(xùn)指導(dǎo)教師既分工又合作共同完成一項教學(xué)任務(wù)的理實一體化的教學(xué)方法。
2 理實一體化教學(xué)的內(nèi)涵及特點
理實一體化教學(xué)法從確定教學(xué)任務(wù)、制定教學(xué)計劃、實施教學(xué)計劃、教學(xué)效果評估的整個工作過程入手,體現(xiàn)了對學(xué)生職業(yè)綜合能力的培養(yǎng)。同時理實一體化教學(xué)的實施與運用能讓學(xué)生更早接觸到和企業(yè)類似的工作環(huán)境,從而了解未來工作中會遇到的各種問題,最終運用自已的能力和團(tuán)隊的智慧共同解決這些問題,為學(xué)生提供了在“做中學(xué)、學(xué)中做”的機(jī)會。這種教學(xué)法對中職生的培養(yǎng)很有針對性。
理實一體化教學(xué)法最顯著的特點是“以任務(wù)為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”的主動教學(xué)模式,改變了以往“教師講,學(xué)生聽”的被動教學(xué)模式,創(chuàng)造了學(xué)生主動參與、自主協(xié)作、探索創(chuàng)新的新型教學(xué)模式。在理實一體化教學(xué)的具體實踐中,教師的作用是幫助和引導(dǎo)學(xué)生在實踐中發(fā)現(xiàn)新知識,掌握新內(nèi)容,提高學(xué)生理論水平和動手能力。學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體,通過完成教學(xué)任務(wù)把理論與實踐教學(xué)有機(jī)的結(jié)合起來,不僅提高了理論水平和實操技能,而且還在教師有目的的引導(dǎo)下,培養(yǎng)合作解決問題的綜合能力。同時在指導(dǎo)學(xué)生的過程中,理論教師和實訓(xùn)指導(dǎo)教師可以相互學(xué)習(xí)與交流,開闊了視野,提高了自身的專業(yè)水平,既有利于學(xué)生也有利于教師。
3 理實一體化教學(xué)在模具專業(yè)線切割實訓(xùn)中的教學(xué)案例
3.1 確定教學(xué)任務(wù) 理實一體化教學(xué)中教學(xué)任務(wù)的選定要以教學(xué)計劃為依據(jù),要和學(xué)生以前學(xué)過的知識緊密結(jié)合,要完全按照企業(yè)的要求去做,由理論教師和實訓(xùn)教師共同來確定每次的教學(xué)任務(wù)。為此我們按照企業(yè)制造模具過程中的一道工序,用線切割加工一個模具零件—冷沖模具的凸模。首先要求學(xué)生學(xué)會用AUTOCAD軟件畫出零件圖;再編制一個加工該零件的線切割程序;操作線切割機(jī)設(shè)備將該零件加工出來,最后使用各種量具檢測該零件的尺寸精度、表面粗糙度等數(shù)據(jù)。零件如圖1所示。
3.2 教學(xué)目標(biāo)的分析 該項目的特點是:綜合性較強(qiáng),知識的覆蓋面較寬,要求學(xué)生掌握很多專業(yè)知識,機(jī)械制圖、AUTOCAD軟件、公差配合與測量技術(shù)、電加工原理及編制程序、操作線切割火花機(jī)設(shè)備等理論知識和實踐操作技能。通過完成這個零件的加工,除了要求學(xué)生掌握理論知識和培養(yǎng)動手能力外,還要求學(xué)生養(yǎng)成吃苦耐勞、認(rèn)真細(xì)致的工作態(tài)度和團(tuán)結(jié)合作精神。要求學(xué)生在教師的指導(dǎo)下能獨立的用AUTOCAD軟件畫出零件圖并標(biāo)注公差尺寸和表面粗糙度;編制出供加工使用的線切割程序;用線切割火花機(jī)把零件加工出來,教會學(xué)生分別用G碼ISO格式和三B格式編寫線切割程序,再教會學(xué)生接線切割的鉬絲。最后再使用各種量具對零件進(jìn)行檢測。
3.3 教學(xué)的實施 教學(xué)環(huán)境:現(xiàn)有一個班的學(xué)生48人,有多媒體教室1間內(nèi)有50臺電腦、有實訓(xùn)用的線切割火花機(jī)10臺,多媒體教室就建在實訓(xùn)車間里邊,各種檢測用的量具則擺放在教室里面,各種加工制造模具用的設(shè)備則擺放在教室周圍,周圍用鋁合金加玻璃圍起來形成一個封閉的理實一體化教室。
教學(xué)過程:此次教學(xué)時間為1周5天。學(xué)生坐在教室里每人一臺電腦,先由理論教師講授線切割電火花機(jī)的放電工作原理、工作特點、在模具加工中的應(yīng)用及此項加工方法的優(yōu)缺點。用AUTOCAD軟件畫出需加工的模具零件圖,再編制出加工模具零件的線切割程序。再由實訓(xùn)指導(dǎo)教師對照線切割機(jī)講解線切割機(jī)器各部件的名稱、內(nèi)部的構(gòu)造及日常維護(hù)和保養(yǎng),把學(xué)生分成10組,每組4-5人,根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、動手能力進(jìn)行進(jìn)行搭配,再指定一個學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的學(xué)生擔(dān)任組長協(xié)助教師,每組使用一臺線切割機(jī),每組學(xué)生都需從設(shè)計—編程—制造,最終完成一個合格的產(chǎn)品。要求全班48個學(xué)生每個人都要獨立從畫圖、編程、加工到檢測完成2個零件,其中分別用G碼ISO格式和三B格式編寫線切割程序,每個學(xué)生用自已所編寫的兩種程序分別加工出兩個產(chǎn)品,要比較不同格式編程加工出來的零件質(zhì)量,再檢測哪個產(chǎn)品的質(zhì)量好。每個學(xué)生都要親自動手操做線切割機(jī),特別要每個學(xué)生學(xué)會接線切割鉬絲。
理論教師在教會學(xué)生用AUTOCAD軟件畫好加工圖后,重點要教會學(xué)生用G代碼的G01、G02、G03、G04命今編寫ISO格式的程序;要使學(xué)生明白與掌握G01、G02 G03、G04命令的作用和使用范圍。再教會學(xué)生使用三B格式編寫線切割程序,要使學(xué)生明白與掌握BXBYBJGX\
YL1\2\3\4;BXBYBJGX\YSR1\2\3\4和BXBYBJGX\YNR1\2\
3\4命令的作用和使用范圍。實訓(xùn)指導(dǎo)教師要教會學(xué)生怎樣把編寫好的程序輸入到線切割機(jī)的控制器里,怎樣擺放與固定待加工的毛坯,怎樣用百分表去校正工件、怎樣操作線切割機(jī)設(shè)備,重點教會學(xué)生如何設(shè)置線切割的參數(shù)和怎樣接線切割的鉬絲,在加工中線切割機(jī)如果出現(xiàn)故障和問題,還要教會學(xué)生怎么排除故障解決問題,工作完成后還要教學(xué)生怎樣保養(yǎng)線切割機(jī)。
教師在講授專業(yè)知識的同時,還要加強(qiáng)對學(xué)生敬業(yè)精神、創(chuàng)業(yè)能力、職業(yè)道德等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和教育,注重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作和吃苦耐勞的奉獻(xiàn)精神。
3.4 教學(xué)質(zhì)量的評估 教學(xué)任務(wù)完成后要對每個學(xué)生的產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢測與評定,由學(xué)生自我評價、相互評價及教師評估組成,可對學(xué)生完成本次教學(xué)任務(wù)的質(zhì)量、時間、參與程度、合作能力等方面進(jìn)行綜合評價。如表2所示。
通過這樣的質(zhì)量評估,學(xué)生可發(fā)現(xiàn)自已的理論知識及操作技巧上的不足,以及取得的成績和收獲。教師要在總結(jié)評估中充分肯定學(xué)生所取得的成績,以增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情,同時也要指出其在教學(xué)任務(wù)實施中存在的問題。然后對學(xué)生個人在此次教學(xué)任務(wù)實施過程中的參與程度、所起的作用、合作能力、團(tuán)隊精神及成果等方面進(jìn)行綜合評價,最終給出此次理實一體化教學(xué)的成績。
4 理實一體化教學(xué)的實踐效果與反思
4.1 實踐效果 理實一體化教學(xué)法在模具線切割實訓(xùn)中的應(yīng)用,由于理論教學(xué)和實踐教學(xué)同步進(jìn)行,實訓(xùn)設(shè)備就教室旁邊,增加了教學(xué)的直觀性,其效果首先體現(xiàn)在學(xué)生在整個過程中積極的學(xué)習(xí)態(tài)度、極大的學(xué)習(xí)興趣和很好的學(xué)習(xí)成績。當(dāng)每個學(xué)生有了明確而具體的工作任務(wù)后,他們會更加主動去學(xué)習(xí)理論知識和操作技術(shù),并能很好的運用這些學(xué)到的知識和技術(shù),遇到問題也會自已處理,而且能做到文明操作,對于尺寸精度的控制能做到加工前根據(jù)鉬絲的直徑、尺寸要求仔細(xì)計算出放電間隙,加工中仔細(xì)檢查,加工后認(rèn)真測量。教師在講解理論課和實踐課時學(xué)生都能非常認(rèn)真的聽課,表現(xiàn)出了強(qiáng)烈的求知意愿,學(xué)習(xí)效率得以顯著提高。
在理實一體化教學(xué)過程中,是團(tuán)隊共同學(xué)習(xí)、操作,除了培養(yǎng)學(xué)生的理論水平和實踐動手能力外,還培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)助精神和相互溝通能力。通過此次理實一體化教育學(xué),2009級模具3班的48個學(xué)生的理論成績和實操成績?nèi)亢细?,其?1個學(xué)生的成績?yōu)閮?yōu)秀。通過這次理實一體化的教學(xué),使理論教師和實訓(xùn)指導(dǎo)教師的專業(yè)水平和實踐能力得到了加強(qiáng)和提升,對現(xiàn)代中職教學(xué)的理念、教學(xué)方法和評價體系也有了更進(jìn)一步的了解。
4.2 教學(xué)實踐后的反思 在理實一體化的教學(xué)過程中,也發(fā)現(xiàn)一些需要進(jìn)一步改進(jìn)和探索的問題。由于教師的水平有限,學(xué)生的能力有限,只能做一些比較簡單的零件,還不能加工一些企業(yè)里有難度的產(chǎn)品,如果能在今后的實訓(xùn)中實現(xiàn)校企合作,加工一些有難度的企業(yè)產(chǎn)品,則可實現(xiàn)學(xué)校和企業(yè)雙贏,特別是學(xué)生,踏上工作崗位后能更快的被企業(yè)所用。
現(xiàn)在我校的模具專業(yè)師資,特別是同時具備相當(dāng)?shù)睦碚撝R和豐富的實踐經(jīng)驗的模具專業(yè)師資嚴(yán)重不足。學(xué)校應(yīng)將專業(yè)教師有計劃地送到企業(yè)進(jìn)行模具設(shè)計與制造技術(shù)崗位實踐和見習(xí),根據(jù)對模具設(shè)計與制造技術(shù)的教學(xué)需求進(jìn)行實戰(zhàn)培訓(xùn),重點放在工藝技術(shù)、解決問題等方面。同時也可以從企業(yè)中招聘有豐富的現(xiàn)場經(jīng)驗、組織能力強(qiáng)的模具工程技術(shù)人員充實教師隊伍。
現(xiàn)在學(xué)校的課程設(shè)置還不能夠符合、貼近、領(lǐng)會企業(yè)的要求,常常是兩邊相去甚遠(yuǎn)。筆者認(rèn)為其解決的辦法就是學(xué)校的教育要走進(jìn)企業(yè),可以和企業(yè)聯(lián)合辦學(xué),就像我們常常講的德國的雙軌制那樣,制定具有中職教育特色的教學(xué)計劃,一方面教學(xué)內(nèi)容應(yīng)講究“實用”,對所開設(shè)的課程要刪繁就簡,削枝強(qiáng)干。課程所講授的內(nèi)容,重點應(yīng)放在與實踐有緊密聯(lián)系的知識點上,如制圖課的重點放在讀圖、識圖上;機(jī)制工藝課的重點放在典型零件的加工方法、工藝安排以及切削三要素的講解等方面;材料課的重點應(yīng)是合金工具鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、鋁合金、銅合金等材料的加工特性上,模具設(shè)計和制造課程要重點講解塑料和冷沖模具制造的內(nèi)容。
再就是目前沒有適合的教材,要編寫適應(yīng)理實一體化教學(xué)的新教材。在編寫新的理實一體化教學(xué)教材時,要請企業(yè)的相關(guān)技術(shù)人員參與編寫,這樣才會更加適應(yīng)今后的教學(xué)。另一方面實行技能證書與畢業(yè)證書結(jié)合的雙證書或多證書教育,課程教學(xué)與職業(yè)技能培訓(xùn)相結(jié)合,使學(xué)生獲得國家勞動部門頒發(fā)的模具設(shè)計師和模具制造工等級
證書。
5 結(jié)束語
在理實一體化的教學(xué)中,既發(fā)揮了教師的主導(dǎo)作用,又突出了學(xué)生的主體地位,教師的專業(yè)水平和實踐能力得到了加強(qiáng),學(xué)生從被動學(xué)習(xí)變成了主動學(xué)習(xí)激發(fā)了學(xué)習(xí)的興趣和熱情,進(jìn)一步掌握了專業(yè)知識也培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊合作精神,推行了具有我校特色的“課堂與車間零距離、理論與實踐零距離、教師與技師零距離、學(xué)生與學(xué)徒零距離”的理實一體化教學(xué)模式!實現(xiàn)了“教師與技師合一,理論與實踐合一,育人與生產(chǎn)合一,學(xué)校與企業(yè)管理合一,教室與工廠合一,學(xué)生與學(xué)徒合一”的教學(xué)目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
[1]姜大源.職業(yè)教育學(xué)研究新論[M].北京:教育科學(xué)出版社,2007.
關(guān)鍵詞:塑料模加工;電火花線切割;特殊方法
一、引言
數(shù)控電火花線切割加工是一項涉及多門學(xué)科的綜合性技術(shù),是模具制造中的主力裝備。成型塑料制品的模具簡稱為塑料模具,塑料模具生產(chǎn)的塑料制品在機(jī)械、電子工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。在金屬加工中,數(shù)控電火花線切割始終是塑料模加工的利器。不論是動模、定模、零配件,還是特殊加工場合,只要編制出正確的數(shù)控程式,電火花線切割定會在塑料模加工中發(fā)揮出越來越重要的作用。
二、數(shù)控電火花線切割的特點
因為數(shù)控電火花線切割是數(shù)字系統(tǒng)控制下直接利用電能加工工件的一種方法,因此與其他加工方式相比有自己獨立的特點:
(1)直接利用線狀的電極絲作電極,不需要制作專用電極,可節(jié)約電極的設(shè)計、制造費用。
(2)可以加工用傳統(tǒng)切削加工方法難以加工或無法加工的形狀復(fù)雜的工件。對不同的工件只需編制不同的控制程序,對不同形狀的工件都很容易實現(xiàn)自動加工,很適合小批量形狀復(fù)雜零件、單件和試制品的加工,且加工周期短。
(3)利用電蝕加工原理,電極絲與工件不直接接觸,兩者之間的作用力很小,故而電極絲、夾具不需要太高的強(qiáng)度。
(4)傳統(tǒng)的車、銑、鉆加工中,刀具硬度必須比工件大,而數(shù)控電火花線切割機(jī)床的電極絲材料不必比工件材料硬,可節(jié)省輔助時間和刀具費用。
(5)直接利用電、熱能進(jìn)行加工,可以方便地對影響加工精度的加工參數(shù)(脈沖寬度、間隔、伺服速度等)進(jìn)行調(diào)整,有利于加工精度的提高,便于實現(xiàn)加工過程的自動化控制。
(6)工作液一般采用水基乳化液或純水,成本低,不會發(fā)生火災(zāi)。
(7)利用四軸或五軸聯(lián)動,可加工錐度、上下面異形體或回轉(zhuǎn)體等零件。
(8)由于極絲比較細(xì),可以方便地加工微細(xì)異形孔、窄縫和復(fù)雜截面的型柱、型孔。由于切縫很窄,實際金屬去除量很少,材料的利用率很高。對加工、節(jié)約貴重金屬有重要意義。
(9)采用移動的長電極絲進(jìn)行加工,使單位長度電極絲的損耗較少,從而對加工精度的影響比較小,特別在慢走絲線切割加工中,電極絲一次性使用,電極絲損耗對加工精度的影響更小。
正是由于電火花線切割加工有許多突出的特點,因而在國內(nèi)外發(fā)展都很快,在塑料模具加工中已獲得了廣泛的應(yīng)用。
三、數(shù)控電火花線切割在塑料模加工中的應(yīng)用場合
1、數(shù)控電火花線切割在動模和定模加工中的應(yīng)用
在塑料模具中,動模和定模是塑料模具的主要組成部分。動模也稱型芯或凸模,是成型塑件內(nèi)表面的模具零件,多裝在注塑機(jī)的動模板上。定模也稱型腔或凹模,是成型塑件外表面的模具零件,多裝在注塑機(jī)的定模板上。動模和定模通常都要經(jīng)過淬火處理,硬度極高,一般加工方法難以加工,特別是小孔與異型孔。數(shù)控電火花線切割在動模加工中的應(yīng)用常有鑲件孔、頂針孔、司筒孔、斜頂孔等的加工。在定模加工中的應(yīng)用常有鑲件孔、鑲針孔等的加工。見圖一:數(shù)控電火花線切割在動模加工中的應(yīng)用;圖二:數(shù)控電火花線切割在定模加工中的應(yīng)用。
2、數(shù)控電火花線切割在工具電極加工中的應(yīng)用
在塑料模具中,特別是動模、定模有許多微小的地方刀具不宜加工,或者形狀較復(fù)雜的面,這時就需要制作工具電極,采用電火花成型加工。工具電極苦有細(xì)異形孔、窄縫和復(fù)雜斜面的型柱、型孔,刀具不宜加工,就必須使用數(shù)控電火花線切割機(jī)床進(jìn)行切割成形。由于銑刀總存在著半徑R,在要求尖角的模具中,電極也常常要用數(shù)控電火花線切割進(jìn)行清角。清角加工充分利用了電極絲R小,可變錐度大的優(yōu)點。如圖三:數(shù)控電火花線切割在工具電極加工中的應(yīng)用。
圖三:數(shù)控電火花線切割在電極加工中的應(yīng)用
在電極的切割過程中,切記要考慮電極成型時所用的火花位。一般勻有粗、精電極兩種,放電火花位分別約為單邊0.15MM、0.05MM;在大型工件加工中還需要用到粗中精三個電極,放電火花位分別約為單邊0.3MM、0.15MM、0.05MM。在加工孔時,補(bǔ)正值要減去單邊放電火花位,也即將孔割大雙邊兩個火花位。如加工一個10MM的孔,若火花位為單邊0.3MM,則加工后的孔的尺寸為10.6MM。在加工外形時,補(bǔ)正值也是要減去單邊放電火花位,也即將電極外形雙邊割小兩個放電火花位。如加工一個10MM*10MM的正方柱,若火花位為0.3MM,則加工后的尺寸為9.4MM*9.4MM。
3、數(shù)控電火花線切割在零配件加工中的應(yīng)用
數(shù)控電火花線切割在零配件加工中的應(yīng)用常有:動模定模鑲件、斜頂、滑塊、銷釘孔、以及一些耐磨板、壓板壓條等。
零配件加工時常常也考慮配合間隙,一般取值的規(guī)則是將鑲孔割大0.003~0.005MM,而鑲件照正常數(shù)據(jù)加工。或者在不知鑲孔大小的情況下將鑲件單邊放大0.003~0.008MM,以免鑲件過小不能使用。在斜度鑲件加工時,底部頂部一般都放長1MM左右。因為在裝配時可以把鑲件裝得很緊,不留一點縫隙,多余的部分可以用銑刀或鈔輪加工去掉。
四、數(shù)控電火花線切割在塑料模加工中的幾種特殊應(yīng)用方法
1、數(shù)控電火花線切割在頂針孔加工中的應(yīng)用方法
頂針是塑料模中最簡單的脫模零件,常設(shè)計在脫模阻力較大的部位。頂針孔就是供頂針通過到達(dá)產(chǎn)品內(nèi)表面,頂出產(chǎn)品的通道。
一般模具中頂針孔都較多,在線切割中穿絲頻繁,故適宜帶有自動穿絲的慢走絲機(jī)床加工。在編程軟件上也適宜選用帶有多件編程的軟件進(jìn)行程序編制,如臺灣的統(tǒng)達(dá)軟件。該軟件能一次框選所有頂針孔,只需一次設(shè)置加工參數(shù)或條件,就能自動生成所有頂針孔的加工程式。不像有些軟件,對頂針孔的加工需要一次又一次的選擇頂針孔或加工參數(shù)及條件。在頂針孔的加工時,第一個頂針孔的大小往往需要進(jìn)行試配。如果最后一次加工頂針仍然放不進(jìn)去則要進(jìn)行二次重割。重割時將程序的第一刀刪除,第二刀補(bǔ)正值不變,第三刀補(bǔ)正值略加。如果能進(jìn)去一小半,則第一刀、第二刀勻刪除,第三刀補(bǔ)正值略加。這是一個經(jīng)驗積累的工作,往往要多次才能取得合適的配合補(bǔ)正值。
2、數(shù)控電火花線切割在斜頂孔加工中的應(yīng)用方法
斜頂也是塑料模中常見的一零件,它常常是成對的在動模左右兩邊出現(xiàn)。斜頂孔也就是斜頂頂出的通道。斜頂孔一般都有斜度,而且它的斜度是兩邊同向而斜,兩邊為直身,不同于一般的斜度工件加工。在編程時切記要小心,分清楚它的斜向,注意檢查程式中的偏斜代碼與偏斜值正負(fù)。
3、數(shù)控電火花線切割在上下異形件加工中的應(yīng)用方法
上下異形是指工件的上端與下端形狀不一樣,如上端為一個圓,下端為一正方形。如圖四:數(shù)控電火花線切割在上下異形加工中的應(yīng)用。
在編寫這個應(yīng)用的程式時,應(yīng)以兩點隔開,前面的程式是下面的形狀(正方形),后面的程式是上面的形狀(圓形)。它為一個復(fù)合程式,是將上下兩個程式并在一起走,下面數(shù)據(jù)走X、Y軸,上面的數(shù)據(jù)走U、V軸。
圖四:數(shù)控電火花線切割在上下異形加工中的應(yīng)用方法
4、數(shù)控電火花線切割在斜導(dǎo)柱孔加工中的應(yīng)用方法
斜導(dǎo)柱是抽芯滑塊中的一個零件,斜導(dǎo)柱孔也就是導(dǎo)柱斜向通過的通道。由于是圓孔,又有單向斜度,常是線切割加工中的難題。如圖八:數(shù)控電火花線切割在斜導(dǎo)柱孔加工中的應(yīng)用方法。
斜導(dǎo)柱孔簡單加工方法是用輔助夾具進(jìn)行輔正加工,采用一條邊線碰數(shù)或畫線取數(shù)加工,故該方法加工精度低不準(zhǔn)確,采用軟件分析處理才是較合理的加工方案。在編程取數(shù)時切記要小心,在它的程式面上是一個橢圓,而不是一個標(biāo)準(zhǔn)圓。它的程式上實際上就是兩個橢圓的上下異形程式。
五、總結(jié)
與其他加工形式相比,數(shù)控電火花線切割有許多無可替代的優(yōu)勢。在塑料模加工中,數(shù)控電火線切割廣泛應(yīng)用于動模、定模、電極以及零配件。尤其在特殊加工場合,只要能編制出正確的數(shù)控程式,電火花線切割定會在塑料模加工中發(fā)揮出越來越重要的作用。
參考文獻(xiàn):
安排數(shù)控實訓(xùn)的基本目的,在于通過該課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生熟悉地掌握數(shù)控設(shè)備的手工編程方法和自動編程。熟練掌握典型零件工序加工的數(shù)控機(jī)床加工操作方法,初步掌握數(shù)控機(jī)床精度檢驗和維護(hù)技能,并能達(dá)到中級或中級以上的水平。通過本次實訓(xùn)我要達(dá)到以下幾點目的:
1. 重視培養(yǎng)自己良好的工作習(xí)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(xì)節(jié)做起,從零件的準(zhǔn)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(xì)心認(rèn)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(xí)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(rèn)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(jī)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(yán)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(jìn)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(jìn)了人才培養(yǎng)計劃的完善,是教育的重要組成部分。
實訓(xùn)達(dá)到了專業(yè)預(yù)期目的。在實訓(xùn)之后,普遍感到不僅實際動手能力得到了前所未有的提高,絕大多數(shù)學(xué)生達(dá)到了數(shù)控中級工的要求,更重要的是通過具體的實踐,進(jìn)一步激發(fā)了廣大同學(xué)對專業(yè)知識的興趣,并能夠做到理論與實踐相結(jié)合,為后繼課程(如畢業(yè)設(shè)計)和今后自身的發(fā)展打下了扎實的基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:模具教學(xué);培養(yǎng)思路;可行性方案
一、前言
模具是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)工藝裝備,應(yīng)用于現(xiàn)代生產(chǎn)的各個行業(yè),而模具制造技術(shù)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。各類工業(yè)產(chǎn)品在現(xiàn)代模具的高速復(fù)制過程中,已達(dá)到了超大、超薄、超精、超復(fù)雜的水平。中國的模具設(shè)計與制造水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家,模具設(shè)計人才奇缺是嚴(yán)重制約我國模具行業(yè)高速發(fā)展的瓶頸。
對具備綜合知識、全面技能的模具人才的培養(yǎng),是擺在當(dāng)今各大專院校面前的重大課題。目前模具專業(yè)已表現(xiàn)出難教、難學(xué)、難懂的狀況,分析其原因,有如下幾點:
1、各大專院校及中職、中技學(xué)校,在沒有充分了解當(dāng)今模具技術(shù)狀態(tài)的情況下,盲目開設(shè)此專業(yè)。
2、由于模具技術(shù)的不斷改進(jìn),目前絕大多數(shù)模具專業(yè)教材脫離現(xiàn)代模具設(shè)計與制造的技術(shù)現(xiàn)狀,各種教材相互摘抄,它給學(xué)習(xí)者帶來的只是陳舊的設(shè)計與制造理念。
3、許多院校,由于機(jī)制原因,師資沒有機(jī)會去企業(yè)接受現(xiàn)代模具的新技術(shù)和新概念,只是機(jī)械專業(yè)的一般教師,他們沒有見過模具從產(chǎn)品分析到設(shè)計制作的全部過程,對模具的了解只停留在書本上,根本無法將現(xiàn)代技術(shù)轉(zhuǎn)化成教學(xué)資源。
綜合以上所述,制定出一套適合于現(xiàn)代化模具設(shè)計與模具制造技術(shù)的教學(xué)方案,將決定我們培養(yǎng)出什么樣的模具專業(yè)的學(xué)生。
下面提出培養(yǎng)真正的中技與高技模具人才的思路。
二、知識結(jié)構(gòu)
(一)文化基礎(chǔ)教育。培養(yǎng)學(xué)生自修及適應(yīng)社會基本能力(以第一學(xué)年為主),我們培養(yǎng)中技和高技模具人才,應(yīng)定為在模具企業(yè)的預(yù)備人才。
1、基本的文化素質(zhì)教育、邏輯思維能力教育、職業(yè)道德教育、職業(yè)生涯教育、吃苦耐勞教育,使他們先具備良好的人品,這是他們將來要進(jìn)入企業(yè)的第一要素,也是對人生發(fā)展最主要的因素;2、英語,包括專業(yè)英語、計算機(jī)英語;3、體育;4、美術(shù)(以素描及造型為主,為產(chǎn)品設(shè)計打基礎(chǔ));5、計算機(jī)。
(二)基礎(chǔ)理論。首先普通模具概論并通過實驗室各類模具的基本講解,從感性上認(rèn)識各類模具及模具的生產(chǎn)過程,對模具的產(chǎn)品,設(shè)計制造成型的過程了解,并導(dǎo)向出學(xué)習(xí)各類課程的必須性??稍O(shè)置如下課程:
1、模具概論,模具結(jié)構(gòu);2、模具設(shè)計與制造基本數(shù)學(xué);3、機(jī)械制圖;4、材料與熱處理;5、金屬切削;6、公差配合與測量;7、機(jī)械常識;8、機(jī)械制造工藝。
(三)基本技能(制造方向),以實訓(xùn)為主。
1、理論部分
①模具基本結(jié)構(gòu):掌握一般模具(五金模具和注塑模具)的基本結(jié)構(gòu);②模具制圖與識圖:看懂模具結(jié)構(gòu)圖、零件圖、產(chǎn)品圖及技術(shù)規(guī)范;③電腦繪圖:CAD繪工程圖;④模具制造工藝學(xué):各類加工工藝。
2、模具鉗工實訓(xùn)部分:
①掌握修配與裝配模具零件、開入水口、飛模、開排氣槽、配凸凹沖模、配壓邊圈、配側(cè)刃、裝送料機(jī)構(gòu)等。②加工電極及圓形模具配件,如沖頭、壓料板、退料板、模柄、沖套等。③學(xué)會開框、配行位、開斜導(dǎo)柱孔、開水口、開唧咀孔、配鎖緊塊、開水道、配頂針及頂針板等。④磨平面、內(nèi)曲面、外曲面及零件的熱處理。⑤線切割:YH、AUTOP加工軟件、機(jī)床操作、掌握線割間隙及裝夾校正、穿絲、緊絲等。⑥電火花:掌握放電參數(shù)的運用,學(xué)會看放電加工圖,學(xué)會校銅公、裝夾及設(shè)置加工工序等。⑦CNC加工:對各類型腔、型芯、凹凸模的CNC數(shù)控加工工藝規(guī)范。⑧制模綜合實訓(xùn):按工程圖裝配所有的零件、試模、修模、調(diào)試后出產(chǎn)品。
三、實驗室配置
模具教學(xué)是很難用語言表達(dá)的一門學(xué)科,它必須按照先有感知再有認(rèn)知的教學(xué)規(guī)律采取形象化教學(xué)法才能輕松完成教學(xué)。實驗室配置方案分為:
1、原料展示柜:通過各種原料的展示,有形的反映各種材料的性能和特點。
2、產(chǎn)品展示柜:各類塑件和五金件,可讓老師針對實物講解產(chǎn)品與模具的關(guān)系。
3、耐高溫彩色透明模具展示柜:用于課堂理論教學(xué)講解,并配有相應(yīng)的課件及動畫,還可以在成型機(jī)上進(jìn)行演示,并加工出產(chǎn)品,生動、活潑,學(xué)生易理解。
4、鋁合金拆裝模具展示柜:學(xué)生進(jìn)行裝配練習(xí)的專用模具,能提高學(xué)生的動手、動腦能力,并配有掛圖,供學(xué)生按圖裝配。
5、微型成型設(shè)備:可在課堂上直接使用,可以快速裝上各類模具進(jìn)行成型演示,可看清楚進(jìn)膠和成型的全部過程。
6、工廠舊模具展示:工廠舊模經(jīng)修復(fù)后價格較便宜,特別適合教學(xué),因為它經(jīng)過多次修改后才能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品,這些修造之處正是我們對模具分析的實際依據(jù),將大大啟發(fā)學(xué)生的思考。
四、實訓(xùn)車間配置 (按80人2個班配置)
1、車間應(yīng)有300至500平米左右。
2、鉗工區(qū):40工位,4臺臺鉆,并用作模具裝配。
3、銑工區(qū):普通銑床是模具加工最重要的設(shè)備,模具的70%的工作量是在該設(shè)備上完成的。該設(shè)備配有數(shù)顯機(jī)構(gòu),對模具制造工藝有飛躍的改進(jìn),并保證加工精度配置數(shù)量應(yīng)在4臺左右。
4、車工區(qū):普通車床,用量較少,可少配置,2臺即可。
5、磨工區(qū):配置2臺手動磨床(也可用于鉗工磨料),該機(jī)床也是模具專用機(jī)床,再配置砂輪修整器,可完成模具多方面加工。
6、電加工區(qū):線切割機(jī)、火花成型機(jī),分別為各類模具進(jìn)行凸凹模及型腔的加工。配置1至2臺為宜。
7、數(shù)控加工區(qū):配置數(shù)銑1至2臺,數(shù)車1至2臺,以供型芯和型腔的CNC加工。
8、工刀具及機(jī)床附件有完整的清單。
以上是實訓(xùn)車間的基本配置
五、CAD/CAM實訓(xùn)室
1、電腦配置40臺;2、多媒體教學(xué)設(shè)施1套;3、光盤、教材、動畫、掛圖等配置。
六、師資培訓(xùn)
1、包含專業(yè)知識培訓(xùn)和教學(xué)流程培訓(xùn)。
2、培訓(xùn)內(nèi)容包括:產(chǎn)品分析模具設(shè)計UG、Pro/E軟件應(yīng)用工藝制造實際動手制造一套模具普加工CNC加工電加工模具零件制造模具組裝試模修模改模出產(chǎn)品參觀大型模具企業(yè)模具成本預(yù)算企業(yè)管理綜合總結(jié)1套自制模具及產(chǎn)品成果。
七、結(jié)束語
目前模具專業(yè)在全國作為熱門專業(yè),已形成遍地開花,但要教得好,還需要采取請進(jìn)來、走出去的方法,形成校企結(jié)合,盡快將新技術(shù)、新工藝、新材料轉(zhuǎn)換成教學(xué)資源,采用形象教學(xué)法、復(fù)式教學(xué)法,橫向交流教學(xué)法,盡快為我國模具工業(yè)培養(yǎng)出貨真價實的預(yù)備人才。我們雖然不能培養(yǎng)出有高超技能的、企業(yè)拿來就用的人才,但我們完全可以培養(yǎng)出有素養(yǎng)、有職業(yè)道德、能在現(xiàn)有的技能平臺上快速發(fā)展的優(yōu)秀人才,并為完善模具專業(yè)教學(xué)而做出一份努力?。ㄗ髡邌挝唬撼V菀苯鸺紟煂W(xué)院機(jī)電工程系)
參考文獻(xiàn):
[1]《模具鉗工工藝與技能訓(xùn)練》杜文寧主編 中國勞動社會保障出版社
筆者任教《數(shù)控銑工》這門課程已經(jīng)有幾年的時間,當(dāng)中遇到過挫折,收獲過成功,不斷反思和總結(jié),本文就如何提高中職學(xué)校數(shù)控銑工教學(xué)質(zhì)量,從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法各方面深入思考,讓學(xué)生切實掌握數(shù)控銑工技能,與數(shù)控行業(yè)需求接軌。
一、科學(xué)設(shè)置課程,掌握理論基礎(chǔ)
《數(shù)控銑工》m然是一門課程,但里面涉及的專業(yè)知識非常多:讀零件圖、工藝分析、程序編制、機(jī)床操作、尺寸測量等等,與眾多數(shù)控課程是緊密聯(lián)系的。學(xué)校和專業(yè)部必須要有遠(yuǎn)見性的目光,科學(xué)開設(shè)課程,循序漸進(jìn),才能讓學(xué)生打下堅實的理論基礎(chǔ)。
1.機(jī)械制造行業(yè)通常是根據(jù)零件圖進(jìn)行技術(shù)交流和生產(chǎn),因此讀懂零件圖是關(guān)鍵。看懂零件圖所表達(dá)機(jī)件的結(jié)構(gòu),分析機(jī)件各部分的尺寸標(biāo)注,并且要注意是否帶有公差,是否有表面粗糙度要求。開設(shè)《機(jī)械制圖》《公差配合與極限測量》課程,能很好地幫助學(xué)生掌握讀圖技能。
2.制定正確、合理的加工工藝路線,加工工藝路線中的工序劃分,加工順序的安排和走刀路線的確定是對編制程序的充分準(zhǔn)備。
目前的教材里面關(guān)于加工工藝分析的案例相對較少,往往造成師生的忽視和舍棄,只注重程序編制和加工,遇到復(fù)雜的零件時就會束手無策,不會加工。因此在教學(xué)過程中,可以結(jié)合使用《金屬切削刀具》《數(shù)控加工工藝及編程》,強(qiáng)化分析工藝路線的教學(xué)。增加確定工藝路線的例題,在講解時先讓學(xué)生寫出工藝路線,然后講解如何根據(jù)它們編出程序。
3.數(shù)控銑床作為新一代的加工設(shè)備,具有先進(jìn)性、高效性,但對操作者的素質(zhì)要求也很高,否則極容易造成機(jī)床損壞甚至出現(xiàn)安全事故。數(shù)控銑床和普通銑床有很多的相同之處,例如切削用量的選擇、工件裝夾方式、加工工藝、夾具設(shè)計等。開設(shè)《銑工實訓(xùn)》課程,讓學(xué)生先熟悉銑床加工原理,加工流程,為學(xué)習(xí)數(shù)控銑工做好技能準(zhǔn)備。
4.在編程方面,可根據(jù)學(xué)校實際情況開設(shè)一到兩門軟件編程課程,如我校開設(shè)了《MasterCAM X4》和《CAXA制造工程師2013》。根據(jù)不同類型的加工零件,可靈活選取更合適的程序編制方法,多樣式的訓(xùn)練大大提升了學(xué)生的編程能力。
5.在開設(shè)數(shù)控銑工實訓(xùn)之前,有必要開設(shè)一門《斯沃?jǐn)?shù)控仿真加工》課程。目的是使學(xué)生在理論學(xué)習(xí)和車間實訓(xùn)之間增加一個非常好的緩沖階段。該軟件很好地模擬數(shù)控銑床的加工環(huán)境,讓每個學(xué)生都可以通過電腦進(jìn)行模擬操作,不存在任何的安全問題,學(xué)生可以大膽地、獨立地進(jìn)行學(xué)習(xí)和練習(xí),同時解決了車間設(shè)備較少的問題。
二、培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)效率
中職學(xué)生基礎(chǔ)知識薄弱,學(xué)習(xí)積極性較低,學(xué)習(xí)自信心也相對缺乏,學(xué)習(xí)《數(shù)控銑工》這門綜合性極強(qiáng)的課程會感到相當(dāng)吃力。盡管科學(xué)地開設(shè)了課程,但是如果學(xué)生學(xué)不進(jìn)去也就一切徒勞。筆者認(rèn)為培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)熱情,是學(xué)好這門課程的有力保障。
1.建立和諧的師生關(guān)系
傳統(tǒng)沉悶、死板的教學(xué)方式,很難讓學(xué)生對學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣。要讓學(xué)生喜歡這門課程,首先應(yīng)建立和諧的師生關(guān)系。教師通過營造輕松愉快的學(xué)習(xí)氛圍,尊重中職生的個性發(fā)展,不挫傷他們的自尊心和積極性,適當(dāng)給予積極的評價和鼓勵,學(xué)生慢慢就被這種氛圍所感染,認(rèn)真投入到學(xué)習(xí)中去。
2.講解先進(jìn)制造技術(shù),激發(fā)學(xué)生求知欲
中職學(xué)生對數(shù)控制造技術(shù)的了解通常來源于課堂教學(xué),課本文字的敘述很難讓學(xué)生產(chǎn)生深刻的認(rèn)識。筆者利用多媒體平臺教學(xué)資源,尋找很多與教學(xué)相關(guān)的先進(jìn)制造技術(shù)視頻和資料,給學(xué)生先講解課堂內(nèi)容的理論知識,然后播放相應(yīng)的視頻,學(xué)生們看得驚嘆連連,興奮不已,明白到學(xué)習(xí)這些內(nèi)容能應(yīng)用到這么先進(jìn)的技術(shù)層面上,激發(fā)了求知欲,迫切要學(xué)好知識。
3.注重實訓(xùn),實施獎勵制度
訓(xùn)。比如介紹數(shù)控銑床操作面板,單看書本圖片收效甚微,可以利用斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件讓學(xué)生進(jìn)行模擬操作,或者直接進(jìn)入車間讓學(xué)生進(jìn)行實物演示,學(xué)生自然會深刻牢記。另外,可以用數(shù)控作品獎勵學(xué)生,比如用數(shù)控銑床雕刻一個精致的圖案,數(shù)控車床加工一個小獎杯,線切割加工一句勵志的話,小小的鼓勵卻從內(nèi)心深處打動學(xué)生。
三、合理安排實訓(xùn),實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)
學(xué)生要真正掌握好《數(shù)控銑工》這門學(xué)科,必須要到車間實訓(xùn),鍛煉加工技能才能學(xué)到真本領(lǐng)??紤]數(shù)控銑床數(shù)量的限制及學(xué)生的實際情況,應(yīng)該制定嚴(yán)格的管理制度,合理安排車間實訓(xùn),確保實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。
1.安全教育
數(shù)控銑床作為機(jī)械加工設(shè)備,如果操作稍有不慎不但會損壞機(jī)床,還很容易出現(xiàn)安全事故。教學(xué)工作應(yīng)當(dāng)把學(xué)生安全放在首位,實訓(xùn)前必須進(jìn)行安全教育,讓學(xué)生了解安全操作規(guī)程,遇到緊急情況如何處理,保證安全事故為零。
2.實行小組實訓(xùn)制
數(shù)控設(shè)備數(shù)量有限,不能滿足每人使用一臺機(jī)床的需求。根據(jù)數(shù)控銑床的數(shù)量將班級學(xué)生分成對應(yīng)的小組,每個小組成員應(yīng)當(dāng)合理安排,讓實操性強(qiáng)的學(xué)生作為小組長,監(jiān)督和輔助組員進(jìn)行實訓(xùn),匯報小組實訓(xùn)報告。既減輕教師的負(fù)擔(dān),也提高了教學(xué)效率,同時減少安全事故的發(fā)生。
3.布置實訓(xùn)任務(wù),考評和總結(jié)
每一次的實訓(xùn)課,教師都應(yīng)該根據(jù)教學(xué)內(nèi)容布置相應(yīng)的實訓(xùn)任務(wù),絕不能有走過場的心理馬虎應(yīng)付。根據(jù)任務(wù)的難度制定加工時間,在實訓(xùn)過程中適當(dāng)提示和幫助。實訓(xùn)完畢后對實訓(xùn)結(jié)果進(jìn)行考評,師生共同總結(jié)實訓(xùn)心得體會,對成功之處給予肯定和表揚,對不足之處給予指正和鼓勵,做到每一次實訓(xùn)課都切實掌握好知識點。
4.開展技能比賽,以賽促學(xué)
關(guān)鍵詞:鍵帽;工藝流程;數(shù)控
中圖分類號:TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
在市場化經(jīng)濟(jì)中,新產(chǎn)品的開發(fā)是企業(yè)賴以生存和發(fā)展的根本,是推動企業(yè)不斷進(jìn)步的源泉。隨著新產(chǎn)品的不斷研制,各種電子設(shè)備對鍵帽類零件需求越來越多,該類零件具有外形小、曲面復(fù)雜的特點,給生產(chǎn)加工帶來一系列的困難。如圖1所示,是為某型機(jī)載電子檢測設(shè)備開關(guān)上的按鍵,也叫鍵帽。由于檢測設(shè)備數(shù)量不多,且處于研制階段,所以在制定工藝方案時以數(shù)控加工為主。
圖1 鍵帽零件圖
試制過程中,我們初步確定了如下工藝流程:按圖1要求,鍵帽的最大厚度為6.5mm,故毛坯料選用11mm厚的條料;根據(jù)鍵帽的長寬尺寸,每個條料上可以排列6個零件。具體的加工流程是:將此條料用壓板壓在機(jī)床臺面上,先加工曲面部分,然后翻面用虎鉗裝夾再加工7.7×7.7方腔,最后由線切割統(tǒng)一割斷成形。選擇11mm厚的條形材料,主要是考慮要留夠加工余量,同時考慮到裝夾方式、在加工方腔中的4-R1時所用的φ2立銑刀刀刃長度問題。根據(jù)零件的幾何形狀,背面方腔及正面粗加工選用二維模組中的外形銑削加工方法;正面輪廓模型為凸形,且側(cè)壁有錐度,選用三維曲面加工中的平行式銑削加工方法進(jìn)行加工;加工過程中采用φ5球頭刀銑削外表面。為了能使零件曲面完全表現(xiàn)出來,在板厚方向留2mm的余量,使6個零件仍連在一起。然后翻面,用虎鉗裝夾加工7.7×7.7方腔。
在加工過程中,發(fā)現(xiàn)毛坯料發(fā)生變形,使7.7×7.7方腔和4-R1都出現(xiàn)較明顯的偏差。同時后續(xù)線切割工序的加工也受到影響,出現(xiàn)四邊不對等的情況。此外,編程時對曲面采用的平行式走刀加工的表面也沒有達(dá)到圖紙要求的粗糙度3.2。零件加工完成后進(jìn)行首檢,結(jié)論為不合格,主要問題為鍵帽的正面輪廓模型中心與背面方腔中心不重合,表面粗糙度差,達(dá)不到圖紙要求。
首次試制結(jié)果不理想,造成不合格的主要原因是加工過程中毛坯料變形。造成變形的原因有兩方面:一是毛坯厚度余量不足,在加工反面時僅有2mm的連接端面,剛度差;二是工藝流程不合理。造成表面粗糙度差的原因與編程時走刀方式和加工參數(shù)有關(guān)。針對分析的原因,采取了如下調(diào)整措施,具體為:
(1)改變毛坯厚度。通過第一次試驗加工發(fā)現(xiàn),曲面加工深度達(dá)到8.5~9mm時,其形狀就可完全顯現(xiàn)。針對第一次加工方案中出現(xiàn)的變形問題,經(jīng)分析確認(rèn),材料厚度增加2mm,即從11mm增加到13mm最為合適,這樣在加工第二個面時就至少有4mm的連接端面。連接處強(qiáng)度增加,變形問題就可以很快得到解決。但同時厚度的增加會帶來一個新問題,那就是零件背面方腔中4-R1的加工難度增大。因零件底厚為2mm,則意味著方腔的加工深度要達(dá)到11mm,而φ2立銑刀清角時刀刃長度只有9mm。針對該問題,可采用背面開槽的方法,即在需加工方腔上方,增加10×10(4-R2.5)深6的方孔臺階,那么,φ2立銑刀(刀桿φ6)清角時刀桿和腔壁即可讓開,這樣就達(dá)到了方腔徹底清角的目的。
(2)調(diào)整加工順序。先加工背面方腔,再加工正面外形輪廓。在加工背面方腔時,由于厚度加大了2mm,所以整個條料幾乎沒有變形,關(guān)鍵尺寸7.7×7.7方腔精度可以得到保證,其次在加工第二面時,各零件連接處厚度是從13到4逐漸減小,零件不容易變形。
(3)改變裝夾方式。兩面裝夾均采用虎鉗裝夾,與第一次方案相比,本次將材料加厚,余量增加,使兩面加工時都可用虎鉗夾裝,可靠性和裝夾效率得到提高。
(4)改變編程走刀方式。加工完方腔后開始翻面加工曲面,變平行式走刀為等高式走刀,這樣的走刀方式其優(yōu)點在于它是按等高線分層加工,刀具在整個加工過程中,受力均勻,切削平穩(wěn),能達(dá)到較高的表面粗糙度要求。編程時,編制等高式三維曲面刀具路徑,設(shè)置切削方向公差為0.05mm,設(shè)置封閉外形為順銑,開放式外形為單向銑削,設(shè)置間隙選“移動量小于容許間隙不提刀的設(shè)定”為平滑,設(shè)置邊界,選“刀具在曲面邊界走圓角”的所有曲面邊界走圓角。
(5)調(diào)整加工參數(shù)。第一次試驗的加工刀具及切削用量的參數(shù)為:背面方腔采用φ5鍵槽銑刀加工,方腔4-R1用φ2立銑刀清角,正面粗加工用φ5鍵槽刀去周邊余量,精加工時選用φ5硬質(zhì)合金球頭刀,精加工時底部周邊留0.2mm銑削余量,粗加工時主軸轉(zhuǎn)速S=1500R/min,進(jìn)給速度VF=100mm/min,精加工時主軸轉(zhuǎn)速S=1500R/min,進(jìn)給速度VF=100mm/min。此次對參數(shù)調(diào)整主要在精加工階段,為了提高表面精度,將主軸轉(zhuǎn)速提到到S=4000R/min,進(jìn)給速度提到到VF=380mm/min。
經(jīng)過以上調(diào)整后,對鍵帽重新進(jìn)行試生產(chǎn)加工,檢驗結(jié)果表明,零件尺寸、粗糙度等均符合圖紙要求,達(dá)到了預(yù)期目的,此加工方法在其他類似產(chǎn)品中得以推廣。
通過此次試驗,總結(jié)了對鍵帽類零件數(shù)控加工的基本規(guī)律:三維曲面加工的切削方式是零件表面質(zhì)量的重要因素,要根據(jù)加工對象的曲面特征及刀具特性等進(jìn)行合理的選擇。合理地確定零件的加工順序和加工余量,可以減小零件在加工過程中的變形;合理地選擇刀具和切削參數(shù),可減小零件加工中的變形,提高加工精度,并改善其加工表面的粗糙度。
參考文獻(xiàn)
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Abstract: Based on the educational concept of CDIO, the syntheses training of Material Shaping and Control Engineering Specialty in Nanyang Institute of Technology has been set up with four links of conceive, design, implementation, operation. According to the implementation conditions of comprehensive practice training, the contents and assessment methods of the syntheses training are explored. Through the syntheses training, students' professional skills and employment competitiveness have been improved.
關(guān)鍵詞:CDIO模式;材料成型及控制工程;鑄造;綜合實訓(xùn)
Key words: CDIO mode;material shaping and control engineering;casting;syntheses training
中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1006-4311(2016)35-0205-02
0 引言
CDIO工程教育模式是麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)共同探索研究、創(chuàng)立的教育理念,是歐美20多年以來的工程教育改革的成果。CDIO代表構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(Design)、實現(xiàn)(Implement)和運作(Operate),它是以項目為載體、以項目為主導(dǎo)進(jìn)行實施的,是“基于項目教育和學(xué)習(xí)”的集中體現(xiàn)。按CDIO模式進(jìn)行教學(xué)安排,通過項目設(shè)計將整個課程體系有機(jī)地、系統(tǒng)地結(jié)合起來,可以實現(xiàn)學(xué)生知識、能力和素質(zhì)的共同發(fā)展,提升應(yīng)用型高等教育的教學(xué)水平,更好地為企業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)崗位需求的高素質(zhì)、應(yīng)用型工程技術(shù)人才,是當(dāng)前大批普通高校向應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)轉(zhuǎn)型發(fā)展廣泛采用的教學(xué)模式。
南陽理工學(xué)院地處河南省南陽市,是一所地方性應(yīng)用型本科院校,“地方性”和“應(yīng)用型”是學(xué)校的特點,也是立校之本。材料成型及控制工程專業(yè)是2012年機(jī)械與汽車工程學(xué)院新增專業(yè),專業(yè)開設(shè)的初衷就是服務(wù)南陽市材料成型行業(yè)。南陽市的材料成型行業(yè)發(fā)達(dá),其中鑄造行業(yè)占主導(dǎo)地位,根據(jù)南陽市制造業(yè)的特色以及南陽理工學(xué)院服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)的宗旨,材料成型及控制工程專業(yè)的辦學(xué)定位就是以鑄造為主,兼顧鍛焊。
材料成型及控制工程專業(yè)的培養(yǎng)內(nèi)容不僅包含掌握材料學(xué)科的理論知識,如金屬學(xué)基礎(chǔ)、材料成型原理等,還要求具備大量機(jī)械類專業(yè)的基本能力,如模具設(shè)計及加工能力。材料成型及控制工程專業(yè)是一個理論性與實踐性要求都很高的,寬口徑、多方向的專業(yè),畢業(yè)生主要在生產(chǎn)一線從事技術(shù)工作,這就要求學(xué)生必須有扎實的理論基礎(chǔ),還要有很好的動手實踐能力。綜合實訓(xùn)是一種很好的將理論基礎(chǔ)與動手實踐能力相結(jié)合的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。
1 基于CDIO模式設(shè)置實訓(xùn)環(huán)節(jié)
根據(jù)該校材料成型及控制工程專業(yè)的辦學(xué)定位,綜合實訓(xùn)的設(shè)置以周邊鑄造企業(yè)實際生產(chǎn)的鑄件作為項目依托,結(jié)合學(xué)校軟硬件條件,按照CDIO模式構(gòu)思―設(shè)計―實施―運行四個環(huán)節(jié)設(shè)置實訓(xùn)環(huán)節(jié)。實訓(xùn)具體環(huán)節(jié)包括:企業(yè)現(xiàn)場調(diào)研選題環(huán)節(jié)、鑄造工藝設(shè)計環(huán)節(jié)、鑄件制造環(huán)節(jié)、檢驗總結(jié)驗收環(huán)節(jié)。
1.1 構(gòu)思――企業(yè)現(xiàn)場調(diào)研選題環(huán)節(jié)
根據(jù)人才培養(yǎng)方案的要求,聯(lián)系周邊校企合作單位,帶領(lǐng)同學(xué)到企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行參觀實習(xí),并從企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場選取難度適合的鑄件,作為綜合實訓(xùn)的工程項目,以整體項目的形式下發(fā)學(xué)生,供學(xué)生選擇。學(xué)生5~7人分成一組,分組按照能力均衡的原則進(jìn)行,每組內(nèi)既有基礎(chǔ)知識扎實的、也有設(shè)備機(jī)床操作熟練動手能力強(qiáng)的同學(xué),每組制定一名同學(xué)作為組長,負(fù)責(zé)整個項目組每位成員的工作任務(wù)指派以及任務(wù)時間節(jié)點控制。各項目組選定題目后,在指導(dǎo)教師的協(xié)助下,分析項目的需求,開始進(jìn)行文獻(xiàn)檢索工作,通過圖書館、網(wǎng)絡(luò)等形式查找項目相關(guān)的文獻(xiàn)資料,結(jié)合在企業(yè)參觀實習(xí)心得,策劃項目的具體實施方案,指導(dǎo)老師審核后進(jìn)入下一環(huán)節(jié)。
1.2 設(shè)計――鑄造工藝設(shè)計環(huán)節(jié)
指導(dǎo)老師協(xié)助項目組組長制定設(shè)計環(huán)節(jié)項目進(jìn)展計劃,根據(jù)每名組員特點安排鑄造工藝的設(shè)計工作,明確每名組員的具體工作內(nèi)容及時間節(jié)點,將鑄造工藝設(shè)計環(huán)節(jié)劃分為三維建模、澆注系統(tǒng)設(shè)計、鑄造工裝設(shè)計、繪制二維工程圖、編寫鑄造工藝卡,鑄造模擬軟件分析等環(huán)節(jié),落實到每名組員。在此環(huán)節(jié)中,培養(yǎng)組員的團(tuán)隊合作精神,以及《鑄造工藝學(xué)》、《鑄造合金及其熔煉》、《鑄造模具設(shè)計》等核心理論課程的知識的綜合運用。在設(shè)計的環(huán)節(jié)中,不僅要設(shè)計出合理的工藝方案,方案還必須具備可行性,即能夠在預(yù)定時間內(nèi),在學(xué)?,F(xiàn)有的實驗加工設(shè)備條件下能夠?qū)崿F(xiàn),要根據(jù)現(xiàn)場狀況及時調(diào)整初步設(shè)計方案。
1.3 實施――鑄件制造環(huán)節(jié)
鑄件制造環(huán)節(jié)主要培養(yǎng)動手操作能力,分為鑄造工裝加工、熔煉澆注兩個主要環(huán)節(jié)。在完成對前述環(huán)節(jié)方案的優(yōu)化調(diào)整后,開始項目的實施環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)工作量較重,老師指導(dǎo)項目組組長合理分配工作任務(wù),保證各個環(huán)節(jié)之間運行的連貫性,落實時間節(jié)點任務(wù)。通過該環(huán)節(jié)的進(jìn)行,可以培養(yǎng)學(xué)生協(xié)同合作精神,以及機(jī)械加工方面、熔煉設(shè)備操作方面的專業(yè)技能。完成該環(huán)節(jié)后,項目要求的鑄件已經(jīng)制造完成,經(jīng)初步檢查后,進(jìn)入下一個環(huán)節(jié)。
1.4 運行――檢驗總結(jié)驗收環(huán)節(jié)
在獲得項目要求的鑄件之后,要對鑄件進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗。進(jìn)行鑄件的尺寸測量,性能測試、金相組織分析,并撰寫質(zhì)檢報告,并以項目組為單位進(jìn)行總結(jié)匯報,每名組員都必須就某一設(shè)計生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行講解。老師作為產(chǎn)品客戶方,對產(chǎn)品、質(zhì)檢報告以及設(shè)計生產(chǎn)流程文件進(jìn)行審核。該環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)展示自己的能力,給學(xué)生灌輸工程項目的最終目的是向客戶提供合格產(chǎn)品和優(yōu)異服務(wù)的理念。
2 實訓(xùn)的條件保障
按照CDIO模式開展綜合實訓(xùn)活動,要求學(xué)校必須具備一定的軟硬件條件。
首先,實驗硬件方面,必須有足夠的機(jī)械加工設(shè)備以及熔煉澆注設(shè)備。目前南陽理工學(xué)院的金工實習(xí)基地、先進(jìn)制造技術(shù)實驗室擁有數(shù)量較多的常規(guī)加工設(shè)備,如銑床、車床、鋸床、鉆床、數(shù)控加工中心,以及特種加工設(shè)備如電火花、線切割等。材料成型及控制工程專業(yè)實驗室有中頻感應(yīng)電爐、坩堝熔煉爐、熱處理爐、鋁合金精煉設(shè)備等全套的熔煉澆注設(shè)備及工具,以及三坐標(biāo)測量儀、直讀光譜儀、綜合力學(xué)性能試驗機(jī)、金相顯微鏡、掃描電鏡等實驗檢測設(shè)備。軟件方面,學(xué)院機(jī)房擁有的二維三維繪圖軟件以及鑄造模擬軟件ProCAST,用于鑄造工藝工裝的設(shè)計。
其次,指導(dǎo)教師必須是雙師型教師。實訓(xùn)的指導(dǎo)教師均是有企業(yè)工程實踐背景的教學(xué)經(jīng)驗較豐富的教師,能夠幫助學(xué)生解決在項目實施過程中遇到的各種工程難題。
最重要的是必須有企業(yè)的合作。目前南陽市及周邊7家規(guī)模較大的鑄件生產(chǎn)企業(yè)均設(shè)有學(xué)院的校企合作實習(xí)實踐基地,可以為綜合實訓(xùn)提供多樣性的題目及技術(shù)支持,可以實現(xiàn)“真題真做”,達(dá)到CDIO模式要求的的項目化教學(xué)安排。
3 實訓(xùn)的實施
綜合實訓(xùn)一般開設(shè)在第7學(xué)期最后四周,是畢業(yè)設(shè)計前最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)。各環(huán)節(jié)任務(wù)以及時間節(jié)點如下所示。
企業(yè)現(xiàn)場調(diào)研選題環(huán)節(jié)3天,包括實訓(xùn)動員及安全教育、企業(yè)現(xiàn)場參觀實習(xí)選題、資料收集整理、制定項目總體實施方案。
鑄造工藝設(shè)計環(huán)節(jié)5天,要求繪制鑄件三維模型、設(shè)計澆注系統(tǒng)、設(shè)計鑄造模具、繪制工裝二維工程圖、制定熔煉工藝、編寫鑄造工藝卡,鑄造模擬軟件仿真分析。
鑄件制造環(huán)節(jié)8天,要求加工鑄造模具和其他輔助工裝、進(jìn)行熔煉前準(zhǔn)備工作、熔煉合金、配制型砂、造型或金屬型直接澆注、鑄件清理、熱處理。
檢驗總結(jié)驗收環(huán)節(jié)4天,鑄件的尺寸測量、成分測試、力學(xué)性能測試、金相組織分析,撰寫質(zhì)檢報告,項目總結(jié)材料、演示匯報。
4 實訓(xùn)的考核體系
實訓(xùn)的考核體系是對學(xué)生的實踐環(huán)節(jié)教學(xué)目標(biāo)是否實現(xiàn)及實現(xiàn)程度的綜合價值判斷,不能簡單地使用一個分?jǐn)?shù)來評價,而必須是一個綜合指標(biāo),是一種過程考核加最終產(chǎn)品質(zhì)量考核的符合模式。每個環(huán)節(jié)完成后都要求對項目組每名組員對項目的貢獻(xiàn)度進(jìn)行量化考核,作為每個環(huán)節(jié)的成績,其中貢獻(xiàn)度包括:考勤、小組討論方案記錄、分配任務(wù)的完成度以及時間節(jié)點的控制情況。該部分成績占總成績的60%。最終產(chǎn)品質(zhì)量考核以項目產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣進(jìn)行打分,占總成績的40%,按企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量要求對鑄件打飯,包括鑄件尺寸、材料、粗糙度、力學(xué)性能、金相組織等內(nèi)容。打分過程采用學(xué)生互評和導(dǎo)師評定相結(jié)合的形式進(jìn)行,充分調(diào)動學(xué)生的積極性和責(zé)任心。
5 存在的不足
在四周內(nèi)獨立完成整個鑄件制造的全流程,包括工藝設(shè)計、工裝加工、熔煉、澆注、鑄件檢驗等環(huán)節(jié),內(nèi)容繁雜,為了保證完成度,項目只能選用企業(yè)相對簡單的鑄件,對于工程認(rèn)證要求的復(fù)雜工程問題處理能力的要求還有一定的差距,后續(xù)將進(jìn)一步增加綜合實訓(xùn)時間和更新實驗加工設(shè)備等手段,逐步增加項目難度,更加貼近現(xiàn)場,貼近生產(chǎn)實際。
6 結(jié)束語
綜合實訓(xùn)是南陽理工學(xué)院材料成型及控制工程專業(yè)學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計前,最后也是最全面的一次專業(yè)技能的綜合訓(xùn)練。綜合實訓(xùn)實施效果的好壞,直接關(guān)系到學(xué)校的人才培養(yǎng)質(zhì)量的優(yōu)劣。按照CDIO模式開展的綜合實訓(xùn),以企業(yè)真實產(chǎn)品為項目目標(biāo),比對鑄造企業(yè)的實際的生產(chǎn)檢驗流程,設(shè)置實訓(xùn)環(huán)節(jié),開展的以項目為引導(dǎo)和主要載體的實踐教學(xué),使學(xué)生成為教學(xué)過程的主體,參與項目的構(gòu)思―設(shè)計―實施―運行全過程。經(jīng)過綜合實訓(xùn)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練,既提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性,又可以使學(xué)生靠近生產(chǎn)實踐,縮短從課堂到車間的空間距離,從普通大學(xué)畢業(yè)生到合格現(xiàn)場工程師的時間距離,從而提升學(xué)生的專業(yè)技能,提高了就業(yè)競爭力。采用CDIO模式開展綜合實訓(xùn),符合當(dāng)代工程教育的發(fā)展趨勢,為未來學(xué)校進(jìn)行OBE工程教育模式改革,奠定良好的基礎(chǔ)。
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隨著科技的發(fā)展,計算機(jī)技術(shù)的日益成熟,MasterCAM軟件雕刻加工技術(shù)得到普遍應(yīng)用。但在實際應(yīng)用中還有許多方面亟待提高,筆者通過多年經(jīng)驗總結(jié)了幾點MasterCAM軟件的應(yīng)用經(jīng)驗,希望對業(yè)內(nèi)同行有所幫助。
MasterCAM 是目前國內(nèi)外工業(yè)企業(yè)廣泛使用的CAD/CAM集成軟件,以PC為平臺,在Windows視窗環(huán)境下使用。MasterCAM v9版本包含Design--設(shè)計模塊、Mill--銑削模塊、Lathe--車削模塊、Wire--線切割模塊。文字功能明顯加強(qiáng),新功能MasterCAM系統(tǒng)字體的出現(xiàn)便利了使用者。最顯著的改善是添加了很多切削方式,可以處理2- 5軸數(shù)控銑削加工編程,建雕刻模型,用適合的處理手段可以產(chǎn)生不同的文字雕刻的效果。在雕刻中的產(chǎn)品實踐加工中,使用小直徑的刀具加工可能使刀具折斷,進(jìn)給量應(yīng)該很小,為使切削線速度足夠快,主軸旋轉(zhuǎn)速度一定要很高,所以要使用高速加工中心,使刀具產(chǎn)生上萬轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速。工藝具體如下:大區(qū)域與小區(qū)域區(qū)要區(qū)別對待,粗加工時要使用大直徑的刀具削去多余的部分,再選擇小直徑的刀具進(jìn)行精加工。下文將引用實際案例進(jìn)行講解。
一、建立加工所用文字模型
MasterCAM中文字定義由圓弧、線、NURBS曲線組成。單擊“CreateNext menuLetters”文字建立對話框彈出。包含字體、字號、定位方式及以某一直徑圓建立環(huán)形文字等參數(shù)。選字體、定位方式、大小后編輯文本文件,點擊確定后,二維文字建立成功。如果要建立實體文字,可以在建立二維文字前提下用投影、拉伸等手段處理。但要注意,文字建立時局部不便加工,應(yīng)考慮技術(shù)要求、刀具、機(jī)床條件選擇文字字體,不便加工部位修整局部。
二、線形、凹凸型、曲面型雕刻的實現(xiàn)方法
(一)線形雕刻法
先行設(shè)定輪廓線,然后按照指定輪廓的邊際進(jìn)行雕刻,與Mastercam中的外形銑削相似,但要將刀具中心設(shè)置在輪廓線上,雕刻后的輪廓大小與所用刀具的直徑大小成正比,根據(jù)設(shè)計要求,在雕刻作業(yè)前,先要按設(shè)計需要來挑選符合要求的刀具。
(1)線形文字建立:選擇主菜單里的“CreateNext menuLetters”,文字建立對話框彈出。在此對話框中可設(shè)置字體及其定位方式、大小,然后輸入文本內(nèi)容,點擊確定,二維線形文字就建立成功了,如“65 4 3 2 1”。
(2)作業(yè)解析:在主菜單中選擇“ToolpathsContour”,連接方式選擇為窗選(Windows),框選擇“6 5 4 3 2 1”,單擊DONE,出現(xiàn)刀具路徑參數(shù)對話框,然后在空白處點擊右鍵,加入一把直徑為?5的中心鉆。 接著點擊“contour parameters”。將“compensation type”(補(bǔ)償類型)設(shè)為“off”,depth設(shè)為0.2,點擊“確定”即完成刀具路徑的生成。接著點擊“operations”。點“verify”,即可對加工路徑進(jìn)行模擬。重新點擊“operations”,再點擊“post”。點擊“ok”出現(xiàn)對話框,將文件名改為“線性雕刻”,點擊保存。出現(xiàn)加工程序。將加工程序改為與機(jī)床一致的格式。
(3)技術(shù)深入探討:Mastercam中的外形銑削是一般在下刀所在位置以外,刀具以用任意角度下降至工件側(cè)面,然后通過對進(jìn)退刀方式的應(yīng)用,達(dá)到切入要求。注意:雕刻時需要從工件中間著手,垂直將刀具插入材料中進(jìn)行雕刻,垂直下刀時刀具受力不要太用力,如此以來在線形雕刻時,刀具要選擇垂直吃刀能力強(qiáng)的,而且Z軸下刀時進(jìn)給量要盡量給小一些,約為80-100mm/min。
(二)凸凹型雕刻
通過對凸凹型雕刻方法的研究,我們發(fā)現(xiàn)挖的如果為文字圖形材料,則加雕刻后文字凸起,反之則呈凹進(jìn)狀。
(1)模型的建立:找到主菜單中“CreateNext menuLetters”選項,并單擊,將字體設(shè)為黑體,尺寸50毫米、定位方式設(shè)定為水平,輸入“昌”,點擊確定。
(2)凹型處理加工:通過尋找ToolpathsPocket選項,選擇串連方式為窗選(Windows),框選“昌”,選擇刀具路徑的搜索點,點擊DONE,刀路參數(shù)對話框出現(xiàn)。
(3)模擬仿真:點“verify”,即可對加工路徑進(jìn)行模擬。
(4)技術(shù)探討:由于在凸凹型雕刻中選挖槽加工方法,雕刻時可選以下兩種方法:1斜插式;2螺旋式,這樣能夠保護(hù)刀具,延長使用壽命。
(5)凸型文字加工:凸型加工方法可以參照上述凹型加工法,需要在邊緣預(yù)留位置,也就是挖除文字和邊界間的材料。其他加工方式可以參照上文所述你的凹型加工法。
(6)凹凸雕刻作業(yè)會產(chǎn)生大量殘料,經(jīng)常使用下述方法規(guī)避殘料問題:①切削間距的百分比(Stepover)改?。虎谕诓圩叩斗绞礁淖?;③刀具直徑改變;④上述方法如果都不管用,就要考慮使用殘料加工方法了。
(三)曲面型文字雕刻分析
(1)模型說明:在一個內(nèi)圓弧面上加工一個警示箭頭,在圓弧面上等深度。首先采用I-DEAS軟件建立模型,保存為IGES格式,然后導(dǎo)入到Mastercam軟件內(nèi)。
(2)仿真模擬。
(3)數(shù)控程序:點擊“operations”。點擊“post”,彈出一個對話框,點“ok”,把文件名改為“曲面型文字雕刻”。
(4)加工處理方法:在主菜單中找到ToolpathsSurface選項,考慮設(shè)計要求選合適的雕刻方法,粗加工選擇曲面挖槽加工方式,選擇平行銑削加工方式做半精加工和精加工,按照高速加工中心加工參數(shù)設(shè)定各參數(shù)進(jìn)行雕刻。
參考文獻(xiàn)
[1]吳長德.Mastercam 9.0 系統(tǒng)學(xué)習(xí)與實訓(xùn).機(jī)械工業(yè)出版社,2003.
關(guān)鍵詞:互動式;數(shù)控加工編程;三位一體
中圖分類號:G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-5727(2013)11-0123-02
傳統(tǒng)本科院校在數(shù)控機(jī)床類課程的教學(xué)中,由于各方面條件的限制,對數(shù)控編程及加工技術(shù)只是作為一個章節(jié),對學(xué)生的實踐環(huán)節(jié)要求不高,學(xué)生對編程理論及編程方法的理解也不夠深刻,嚴(yán)重制約了學(xué)生創(chuàng)新思維和動手能力的提高,極大地影響了教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效果。我院以應(yīng)用型本科學(xué)生動手能力的培養(yǎng)為目標(biāo),積極改變傳統(tǒng)的教育模式,注重理論與實踐相結(jié)合,試圖探索一種適合機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)數(shù)控方向應(yīng)用型本科教學(xué)行之有效的方法,旨在培養(yǎng)時展要求的創(chuàng)新型人才。
數(shù)控加工編程這門課程正是數(shù)控方向?qū)W生理論與實踐相結(jié)合的典范,也是我院機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的一門專業(yè)主干課程。教學(xué)的目的是使學(xué)生在了解數(shù)控加工技術(shù)基本概念的基礎(chǔ)上,掌握數(shù)控車、銑、加工中心及線切割機(jī)床的編程和操作方法,培養(yǎng)學(xué)生數(shù)控刀具的選擇和數(shù)控工藝分析的能力,為后續(xù)數(shù)控系統(tǒng)原理及應(yīng)用的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。
互動式理論教學(xué)方式
互動式理論教學(xué)法在教學(xué)過程中應(yīng)以師生之間的互相尊重為基本前提,以教學(xué)過程中的溝通交流為基本特征,以發(fā)現(xiàn)和解決問題為教學(xué)載體,最終達(dá)到激活學(xué)生的問題意識,在相互啟發(fā)中消除疑惑的目的。
互動式理論教學(xué)方式的實施步驟為:課前預(yù)習(xí)——拋出問題
——引導(dǎo)式回答——引出式講授
——間歇式發(fā)問——討論式作答
——總結(jié)陳述——課堂小結(jié)。下面以講授“數(shù)控立式加工中心鉆鏜循環(huán)”為例,進(jìn)行分析。
首先,在課前預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上,拋出問題并作引導(dǎo)式回答。在已經(jīng)對加工直線快速進(jìn)給指令G00和工作進(jìn)給指令G01熟知的前提下,拋出所示圖形(如圖1所示),加工圖中所示的1號、2號和3號孔。之后,可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)圖中所示數(shù)字的順序思考作答。
得出孔系的加工路徑如下:1(G00定位1號孔)——2(G00下刀到安全高度)——3(G01切削加工)——4(加工完成,G00退回)——5(G00抬刀到2號孔安全高度)——6(G00定位2號孔)——7(G01)——8(加工完成,G00退回)——9(G00定位3號孔)——10(G00)——11(G01)——12(G04暫停,光整加工)——13(加工完成,G00退回)——14(G00返回初始點)。根據(jù)這樣的路徑,學(xué)生就可以按照比較清晰的思路用G00和G01指令不斷地切換達(dá)到加工目的。但是,這樣的加工方法對于數(shù)控系統(tǒng)來說讀取時間較長,加工緩慢,而且程序冗長,與數(shù)控程序簡單、明了的目的相悖。
其次,引出式講授穿插間歇發(fā)問。提醒學(xué)生回憶以往的學(xué)習(xí)內(nèi)容:參照數(shù)控臥式車床編程的一種方法——固定循環(huán)指令——是不是有一種指令可以將幾個程序段合而為一呢?如果可以,怎么合?哪些路徑可以合起來?引發(fā)學(xué)生之間的討論,進(jìn)而對鉆鏜固定循環(huán)指令展開詳盡的講解。
再次,討論式作答并作總結(jié)陳述。以提問的方式請學(xué)生對剛剛講述的指令對號入座:采用簡單鉆孔循環(huán)指令加工1號孔,采用深孔往復(fù)排屑鉆孔循環(huán)指令加工2號孔,采用孔底有暫停的鉆孔循環(huán)指令加工3號孔。得出的最終加工路徑:1(定位1號孔)——2——3——
4(用一個指令G81完成)——5
——6(定位2號孔)——7——8(用一個指令G73完成)——9(定位3號孔)——10——11——12
——13(用一個指令G82完成)——14(返回),使原來要用14個程序段完成的指令用5個程序段完成,大大簡化了編程。
之后還可以對本節(jié)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)陳述。這樣,學(xué)生可以很容易地理解并掌握概念,同時也可以體會到同一個表面的加工可以通過不同的方式得到,但是考慮到現(xiàn)代加工的經(jīng)濟(jì)性問題,則必須選擇一種最方便快速的方式。
目標(biāo)式課后實驗
每一種類型的機(jī)床編程方法講述結(jié)束之后,都會安排3個課時的機(jī)床實驗環(huán)節(jié),讓學(xué)生有針對性地對課堂所學(xué)的編程方法作更進(jìn)一步的理解和掌握。仍然以圖1所示的零件為例來簡要說明實驗過程。
在實驗時,先將學(xué)生分成3~4人一組,每組學(xué)生拿到的只是一個長方體的毛坯零件。學(xué)生拿到毛坯件之后,可以分工合作。首先,分析零件圖紙,看清設(shè)計基準(zhǔn)、技術(shù)要求、精度要求等內(nèi)容,觀察加工對象的類型,選擇合適的機(jī)床及刀具材料與類型。同時,也要對拿到的零件毛坯的工藝性做簡單分析,確定毛坯余量是否充分及均勻,毛坯件如何定位裝夾等。
其次,要對零件做更詳盡的工藝分析。分析的內(nèi)容包括工序的劃分,工步的安排,走刀路線的確定,切削參數(shù)(切削深度/寬度、切削速度Vc、進(jìn)給量f)的選擇等。需將這些內(nèi)容細(xì)化之后填寫數(shù)控加工的刀具卡和數(shù)控加工工序卡。
再次,在編程之前還需進(jìn)行數(shù)值計算。主要根據(jù)每個工步的加工路線確定基點及坐標(biāo)值,在圖樣上畫出走刀路線。然后就可以根據(jù)事先安排好的加工路線加入刀補(bǔ)之后進(jìn)行加工。因為實驗的機(jī)床都具有刀具補(bǔ)償功能,此時,可以根據(jù)零件輪廓進(jìn)行編程。
最后,將以上所有準(zhǔn)備工作完成之后,就可以安裝毛坯,保證毛坯的安裝精度;安裝刀具,進(jìn)行對刀操作;輸入所有的程序及刀補(bǔ)參數(shù),對車床試運行加工。在粗加工時或空走刀時,盡量選擇大的切削用量和加工速度;精加工時,則選擇較高的主軸轉(zhuǎn)速和較低的進(jìn)給速度,以保證加工精度。
經(jīng)過一個零件完整的編程實踐,可以讓學(xué)生深刻地體會到編程不僅僅包括程序編制,編程之前的工藝分析也是必不可少的重要環(huán)節(jié)。通過本課程的學(xué)習(xí)與實踐,不僅加深了學(xué)生對課程本身的認(rèn)識,同時也強(qiáng)化了與機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程的聯(lián)系,為后續(xù)的專業(yè)課程設(shè)計奠定了實踐基礎(chǔ)。
拓展式實習(xí)實訓(xùn)
正常的教學(xué)環(huán)節(jié)結(jié)束后,還會安排為期4周的CAD/CAM實訓(xùn),內(nèi)容包括兩周的CAD/CAM軟件實訓(xùn)和兩周的加工實訓(xùn)。兩周的軟件實訓(xùn)主要運用UG進(jìn)行三維造型設(shè)計,通過UG軟件的CAM功能,按照圖2所示流程完成圖紙的仿真模擬,可以根據(jù)模擬結(jié)果修改加工參數(shù)。兩周的加工實訓(xùn)則是對實驗的補(bǔ)充,可以滿足每名學(xué)生都能上機(jī)操作的要求。同時,進(jìn)行宇龍仿真軟件的實訓(xùn),將數(shù)控車、銑、加工中心等機(jī)床的實際加工操作,以虛擬的方式展現(xiàn)出來,使學(xué)生真正實現(xiàn)仿真與實操的結(jié)合,能更加深刻地理解先進(jìn)制造技術(shù)的概念。另外,課余時間,我院還鼓勵學(xué)生參加數(shù)控中級、高級培訓(xùn),為學(xué)生的就業(yè)添磚加瓦。目前,我院機(jī)械系2010、2011兩級學(xué)生已完成了數(shù)控中級工的培訓(xùn)和考核,部分學(xué)生已順利拿到了數(shù)控中級工證書。
結(jié)語
教學(xué)、實驗、實訓(xùn)三位為一體的人才培養(yǎng)模式,可以構(gòu)成一個相互交叉、相互融合、相互滲透的有機(jī)整體,有效提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生愿意主動去操作、去練習(xí)。輔助的考級考證培訓(xùn)也大大提高了學(xué)生對數(shù)控機(jī)床操作的積極性,為應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)做出了很好的實踐。由于此類課程的專業(yè)性,講述內(nèi)容相對枯燥,需要我們在教學(xué)過程中不斷搜集相關(guān)的多媒體教學(xué)資源,使學(xué)生更形象地接受所學(xué)內(nèi)容。另外,在有條件的情況下,不應(yīng)該只重視編程能力的培養(yǎng),在對內(nèi)容熟練掌握的前提下,應(yīng)自行設(shè)計伺服系統(tǒng),并在普通機(jī)床上進(jìn)行數(shù)控化改造。
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