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数控电火花线切割实践教学探讨
作者：崔 娟 施 维
[关键词]数控电火花线切割 实践教学 教学探讨
2007年，笔者以指导老师的身份带队参加了中南地区及港澳特区第三届大学生创新设计与制造大赛，在大赛中看到许多参赛作品的加工制作都采用了数控电火花线切割技术。其中很多作品原创新颖、设计思路清楚完整，但制作工艺等不很科学，使得作品的外观粗糙、不尽人意。笔者在教学中，也曾发现有些学生由于在数控电火花线切割加工零配件的工艺选择上存在工艺参数选择不合理或对基本原理的知识模糊不清等问题，使加工出来的产品存在这样或那样的缺陷。可见，数控电火花线切割实践教学确实有很多值得我们去思考和探讨的问题。
(一) 目前数控电火花线切割实践教学存在的一些问题
1.工艺方法和工艺分析的教学欠缺。工艺方法及分析一直是工业制造中最重要的组成部分。在数控电火花线切割的加工中，工艺方法是决定产品质量的重要因素之一。由于重设计、轻工艺的观念一直存在于中国的制造业，导致了学校教学也出现了重设计轻工艺的现象：在教学中对工艺方法的讲解不到位、对工艺分析不透彻等。学生只要把零件加工方法设计出来并加工完毕，就算完成实习任务了。至于做出的产品是否精致、是否美观就另当别论了，常常是形像而实不像。这样的教学方法对学生的工程素质和综合素质的培养与提高都是不利的。
2.对学生创新思维和创新能力的正确引导不到位。现在国家积极鼓励大学生创业，学校为激励大学生的创新意识，设立了各种形式的创新比赛。大学生在创新设计上思维活跃，思路很广，常常有一些非常好的创意。但对后期的加工工艺考虑不全，制造出来的作品与设计要求相差甚远，又由于缺乏相关工艺知识，不能进行技术改造，好的创意便夭折了。
3.基本知识的认识模糊。在实习教学过程中，笔者发现很多学生缺乏相关基础知识。如：有关数控电火花线切割中的电参数术语很多，而学生能记得的却很少。实习中的电极丝的材质是什么的？规格是多少？目前数控电火花线切割的电极丝规格最大或最小是多少？零件加工时的安全电流和工作电流是多大等。对于这些应掌握的基本知识，学生感觉都很模糊，那么就更谈不上学好用好了。
（二）数控电火花线切割实践教学探讨
1.加强工艺实践教学的内容。在数控电火花线切割实践教学内容上，很多老师的授课思路是：基本知识——程序编程——演示操作——学生上机实习——布置实习报告。如何让学生记得住所学知识而且还有所拓展呢？笔者认为，上课时首先要给学生提出基本工艺要求，现场示范时要结合实际问题作详细地讲解。例如，学生对工艺孔定位的概念很模糊，那么要在演示操作时尽可能作全面介绍，要告诉他们工艺孔的作用和工艺孔的常用形状；用什么方法去加工工艺孔、对于要重新定位切割的零件怎样保证重新定位孔的位置精确等。再如：对图1和图2所示零件，采用不同的定位工艺可能会出现什么现象？要让学生知道起切点设定在坯料里面的工艺孔中和从坯料外面设置起切点的定位加工时就会出现材料的应力变形不同，起切点的定位设在外面的给工件的加工带来一定的形变影响等。工艺内容的讲授不是老师主讲完就算了，还要积极引导学生自己动手制作。
对数控电火花线切割的实习或实验是将学生分组进行的，每组5人，用同一零件的图纸，选择两种不同的电参数。切割路径两组可以一样，也可以不一样，电极丝的大小选择和间隙补偿量的计算都由学生自己制定，编好程序并加工完毕后，由学生自己测定零件的表面粗糙度和尺寸精度。学生对这种方法很感兴趣，分析时都积极发表自己的见解并提出合理正确的工艺参数。这种教学方式既是学生相互交流的过程，也是他们独立思考、挖掘创造潜能的过程。只有通过自己分析和判断、亲自尝试，才能使所学知识为实践所用，才能提升他们的工艺理念、提高他们的工程素质和综合素质，为今后的专业学习和工作打下良好的基础。
2.拓宽基础知识面的教学思路。因为数控电火花线切割加工原理与机加工的加工原理有着本质的不同，所以对基本知识的讲授，不能只停留在照本宣科的教学方法上，而要让学生知道它与机加工的本质区别在哪里。按照教学流程，学生实习是先实习传统的金工项目，再实习数控加工。学生在初次接触数控电火花线切割的加工工艺时，会产生很强的好奇心。对此，可展示一些数控电火花线切割机加工出来的产品给学生看，满足他们的好奇心，调动起学习热情。然后再逐一讲解有关数控电火花线切割加工的基本原理和设备的基本结构，现场加以示范加工一个小零件，让学生清楚它的加工原理与机加工原理的不同之处，从而更清楚地理解其基本原理和基本工艺特点，知道相关工艺在生产中的运用规律。
同时还要进行现场讲解，让学生了解数控电火花线切割机为什么分为快走丝、慢走丝，它们各自有什么特点？再以这种加工方法为例，向他们介绍相关加工工艺。如电火花成型加工、电火花高速打孔等。让学生亲眼看到电加工可以加工那一类零件，为什么要分那么多不同形式的加工设备；知道那种加工所具有的经济价值以及它们在国内的发展趋势，了解国外电加工的发展动态等。基础知识面的拓宽开拓了学生的眼界、了解了加工工艺在制造业中的位置，对新技术、新工艺、工艺发展史产生了很大的兴趣，学习收获也就更大了。
3.积极引导、培养学生的创新思维和创新能力。数控电火花线切割实习，为培养学生的创新思维和创新能力提供了良好的平台。学习的过程中，老师要帮助和启发他们关注发展和学习发展中的知识点，从中悟出创造的真谛。如我校实习用的是DK77系列快走丝数控电火花线切割机床，其过滤系统在加工中存在着循环过滤不够干净、放电不稳定等问题。对加工过程中放电通道的通畅和放电平稳很不利，加工效益低，质量不稳定。对此，当做实验时可引导学生通过改进过滤系统，提高加工效益。这样的引导和启发是很有效的，学生在参观一大型企业时看见数控铣床的过滤系统就联想到对数控电火花线切割机床的过滤系统的改进，并提出了初步的改进方案。可见，培养学生的独立思考问题的能力和开启他们的潜能是很有必要的。
数控电火花线切割的二维设计对现在的大学生来说已不是大难题，但老师一定要熟悉各种软件在数控电火花线切割的设计运用，这样才能更好地引导学生在实践中正确地使用。通过对数控电火花线切割的系统学习和实践，很多学生能灵活地运用各种设计软件设计零件，经过格式后置处理就可以加工了。这也使学生的思维能力、设计能力、创新思维和创新能力上了一个新台阶。
（三）结束语
数控电火花线切割的实践教学，为学生了解和掌握数控电火花线切割的加工原理、加工工艺及创新思维和创新能力的培养提供了很好的机会，为学生的专业课程学习建立了感性平台，同时也为他们今后的就业提供一技之长。
参考文献：
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[2]张学政.傅水根教育教学研究论文集[C].2000.
[3]张学仁.数控电火花线切割加工技术[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,2000.
[4]刘德明,赖天华.加强创新实践 培养学生的综合素质[J].石油高等教育,2007,(1).