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创意雕刻在数控铣床实训中的应用

来源:http://www.workrewired.com 作者:机械设备 人气:163 发布时间:2020-03-24
摘要:数控雕刻机配备有与数控立式铣床相同的华中数控系统,数控系统的操作完全相同,学生通过加工自己的作品,每个同学都可以动手实践机床的开关机,回零操作,G54对刀操作等实践内

数控雕刻机配备有与数控立式铣床相同的华中数控系统,数控系统的操作完全相同,学生通过加工自己的作品,每个同学都可以动手实践机床的开关机,回零操作,G54对刀操作等实践内容。创意雕刻作品的加工极大的增加了同学们的动手实践兴趣。

1优化实践教学资源 传统的实验项目往往是验证件的,不能充分发掘学生的创造潜能,学生解决实际问题的综合能力得不到锻炼和提高。而MasterCAM软件可以模拟零件仿真加工过程,能分析刀具轨迹是否合适。如果不合适,可返叫到前而的步骤进行修改或调整,在计算机上观察模拟的加工过程,这样对参数的设置、数控加工程序等调试工作,就可以在模拟环境中完成,节约了加工时间,降低刀具、材料及电等消耗,从而降低实训成本;同时可以缩短在数控机床上训练的时间,提高加工效率,提高机床的利用率,使教学设备充分利用,优化教学资源。 基于以上原因,可以利用MasterCAM软件和数控加工设备,引导学生自主设计完成实验项目,实施一个完整的零件设计和数控加工任务,前期零件加工的程序编写、调试都可以在MasterCAM软件环境下完成,后期的数控加工任务才在真止的数控机床上完成,这样不仪可以提高数控机床的利用率,还能把理论与实践教学有机的结合起来,激发学生的学习兴趣,充分调动学生自主学习的积极性,对巩固学生所学知识和培养学生分析、解决实际问题及应用知识的能力都大有益处。 在教学过程中,如受客观条件的限制,不能对每一个学生的加工代码进行实际加工,那么,MasterCAM的模拟加工功能就显得尤为重要。 2培养学生的创新能力 华科大武昌分校历来强调培养学生的动于能力和创新能力,机械电了工程也以“数控与模具”作为木专业特色,将《数控技术》作为专业的主T课程和学位课程,为突出实践教学环节,重新修订了人才培养计划和课程教学大纲,在二年级时,就开设了如UG、AutoCAD、Pr0/E等三维软件的CAD功能,学生可以按图纸要求对零件进行三维造型,也可以让他们充分发挥创造力,在老师的组织、安排下,学生可以在计算机房使用自己喜欢的设计软件自由地进行创意建模,造型出有意义的模型,将它们输出为IgES或STEP文件,导入到bIa sterCAM中,进行数控自动编程,再使用计算机直接输送程序到数控机床,操作数控机床,加工出零件,实现从设计到加工的整个实践过程,使学生在现代制造技术中得到了训练。通过此过程,能极大的挖掘学生的创新意识。 在新的教学计划里,把鼓励学生参加各类机械创新设计大赛和社会实践活动作为重要工作。目前,“个国机械创新设计大赛“作为木专业学生参加的固定赛事,学生通过参加这一赛事,自由发挥创意,利用相关CAD软件设计作品,利用MasterCAM软件和数控实训创新基地的机床进行数控编程和加工制造。MasterCAM特有的模拟仿真功能,可以进行三维真实感动态仿真加工,学生可以直观地掌搌数控加工的过程,判断刀具轨迹的连续件、合理性,是否存在刀具干涉、卒走刀、撞刀等情况,刀位计算是否止确,加深了学生对加工工艺的理解和对刀具轨迹的认识。通过对照加工后的结果,学生明白了不同的刀位轨迹,其加工结果有很大的差异。学生可以发挥自己的创造件和综合能力,对不满意的加工结果重新进行零件建模或重新定义刀位轨迹,充分调动学生积极参加实践活动的热情,同时充实了木课程的实践教学环节。 3深化编程能力,弥补手工编程的不足 数控程序的手工编制是数字控制技术的基,是学生熟悉并掌搌NC程序基本原理的一个重要途径,于工编程也是《数控技术》课程教学中非常重要的知识点。于工编程首先是根据零件图样确定加工工艺过程,然后人工计算各关键点的坐标值,再根据机床自身的特点和功能编写加工代码,最后将代码传送给数控机床,从而实现数控加工。但数控指令枯燥、不易记忆,编写的程序又不能得到实现,学生学习的兴趣不高,也得不到应有的实际动于的训练。同时对同一零件编程,学生编写的程序会有多种,老师批改作业、检查学生掌搌的情况也十分困难。这一难题在MasterCAM软件中就迎刃而解了,只要将NC代码输入该软件,通过加工轨迹校验,模拟仿真加工,程序的结果就非常直观地仿真山来了。 同时,手工编程对于形状不入复杂的或计算量不大的零件的加工程序,通常可以胜任,但对形状不规则、同时又不能用函数确切表达的曲线、曲面等形状,编程十分困难,因此传统手段的教学效果不入理想。而MasterCAM具有完整的二维绘图功能和强大的曲而造型能力,不仪能帮助于工编程计算关键点的坐标,而且,还能轻松实现曲面等于工编程无法完成或编程困难的零件编程,弥补于工编程的不足。

第二,学生实践操作及创意雕刻加工。剩余课程4 0 %的授课时间全部用于学生的实践动手操作。学生创意编辑的程序通过在数控雕刻铣床上进行铝塑板材料雕刻来实践数控机床的操作方法。铝塑板材料成本较低,加工用时较短,一般学生创意作品的加工用时在10 m i n左右,由于学生编程能力不同,学生的编程速度有快有慢,编程快的同学,可以较早的进行加工,学生的加工操作就进行了自然的分流。

其中,创意零件程序设计的地点为编程教室,单人单机,这样每个同学都可以创意设计自己的作品,满足了学生的创新要求,激发了学生的设计编程兴趣。

数控铣床课程成绩最终以创意雕刻作品的实际加工情况为评价标准,包含了对学生编制程序水平以及实践动手加工能力的考查,而且加工出的作品质量一目了然,学生对自己的成绩也相当认可。

3、结语

雕刻设备:采用华中数控雕铣机,型号为DKJ40A,工作台尺寸350 mm×400 mm,主轴转速范围24000 r/min,数控系统采用华中数控世纪星系统,与原有立式数控铣床的数控操作系统完全相同。

此外,编程教室还配备有仿真模拟软件,可以在计算机上先期对学生的创意设计作品进行仿真校验,发现错误及时修改,大大节省了机床操作时因程序错误而进行程序修改调试的时间。

工程训练是高等教育重要的实践教育基地,学生通过工程训练,把课堂所学的理论知识与实践操作结合起来,通过在接近于企业实际生产的工程环境中上课,了解接近于实际生产的加工工艺过程,了解不同的制造技术,培养学生的实践能力和创新能力。

雕刻所用刀具为合金雕刻刀,0.2×3 0度刀角,雕刻所用材料为彩色铝塑板材料。彩色铝塑板材料由金属铝箔及塑料组成,材料质地较软,易加工。采用合金雕刻刀具铣削掉铝塑板的彩色铝箔,就可以形成图案花纹。

2.4 学生创意雕刻作品实例及评价

近年来,国家经济突飞猛进,在经济高速发展的背景下成长起来的新一代大学生物质生活普遍比较优越,在培养孩子方面,家长更倾向于培养孩子各方面的兴趣。因此,新一代的大学生普遍具有如下的特点:智商较高,好奇心强,接受新鲜事物的能力强,有很多学生还有自己的一技之长。经济的进步,时代的发展,受教育对象的改变,也对高等教育提出了更高的要求。在工程训练课程授课过程中,可以明显地感觉到,现在参加工程训练的学生不再像以往一样仅仅满足于认真掌握老师所教授的知识和技能,他们更希望有所选择的学习,要求学习自己真正感兴趣的知识,并且希望自己能够动手制作出具有自己个性的工程训练作品。针对这种情况,该文进行了工程训练数控铣床教学改革探索,提出了一种新的训练项目——创意雕刻,通过创意雕刻训练项目,增加学生学习数控铣床编辑及操作加工的兴趣,同时也满足了学生动手制作个性作品的要求。

实践证明,数控创意雕刻教学方法在数控铣床加工工程训练中的应用,大大地提高了学生的学习兴趣,及动手实践能力。通过创意雕刻作品,学生们主动地参与到编程练习以及机床的实践操作中来,在兴趣的引导下,学生自主的获取知识,分析问题,制定加工方案,最终加工出真正的创意作品,极大程度地调动了学生的学习自主性。数控创意雕刻教学方法以学生为中心,以学生的兴趣为导向,通过兴趣引导推动学生积极主动的去学习并实践,教学效果很好。

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