浅谈电火花加工实训教学课程设计

陈延坤　孟垂成

【摘要】本文分析了电火花实训课程在金工实习中的重要性，对如何设计课程内容更有利于提高教学质量进行了探讨，并将实际教学的执行思路进行了详述。

【关键词】电火花加工 课程设计 模块化教学

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）08-0142-02

在高校金工实习课程中，分传统加工工艺和现代制造技术两部分内容。特种加工作为现代制造技术中的佼佼者，相对于其它加工方式有其独特性，包含的方式方法更多，如电火花加工、激光加工、3D打印、超声加工等。因其制造工艺先进，加工范围广，产品类型多样，对学生很有吸引力，实习兴趣也更加浓厚，所以特种加工一直是金工实习的亮点，这也是促使我们不断创新教学改革，提升教学质量的前进动力。按照行业的市场需求，我们将电火花加工实训定义为特种加工的主要实习内容。

我校开设电火花课程已有十几年了，经多次改革和创新，积累了丰富的教学经验，取得很好的教学效果，得到学生们的一致好评。我们的教学定位是理论与实践相结合，使学生在实习过程中加深对专业知识的理解，通过亲自设计加工作品来认识电火花加工的工艺流程，并锻炼动手能力，提高创新意识。电火花课程理论内容多，机床类型也多，包括电火花线切割、电火花成型机、电火花高速小孔机等，每种机床有共性也有区别，死板的讲解是行不通的，只会将包含大量科技信息的内容变得混乱不堪，教师的思路也常常会没有头绪。为此，我们经过长时间摸索，形成一套较为科学规范的教学思路，既紧扣教学大纲又适当拓展内容，使学生的学习既满足课程要求又开阔了视野，对专业理论知识在实际中的运用产生一定的认识。

我们的课程设计实行模块化教学，以线切割加工为例，分为简介、放电原理、加工工艺、软件编程、实操练习五大部分。

在学生进入实习场地后，我们在做完纪律和安全教育后，首先会安排几分钟的机床演示，让学生观察各种电火花机床的加工过程。课前的这一步非常重要，因为绝大多数学生从未见过这种加工方式，缺乏感官的接触以及客观的认识。如果跳过这一步冒然进行理论讲解会使学生陷入抽象思维，影响教学效果。演示时间几分钟就好，利用这一点时间还可以让他们欣赏精美的产品，激发他们对这种加工方式的兴趣。这个阶段是学生大脑最为活跃的阶段，也是他们产生问题最多的时候，很多个为什么在等待答案，这给接下来的理论学习打下了良好的基础。

一、简介模块

包括电火花加工工艺简介（背景、类型、发展趋势）和机床加工特点（优点和局限性）。

在实习过程中，我们了解到很多学生在学习了车工、钳工、铸造等传统加工方法后，认为加工工艺过于落后，产品精密度不高，且环境差、劳动强度大，以至于对所学的专业产生疑惑、失望等负面情绪，甚至失去进一步学习的动力；但当他们进入特种加工领域，令人眼花缭乱的先进技术和制作精美的产品使他们眼前一亮，仿佛看到了制造行业美好的前景，对行业的发展燃起了希望。这时他们容易产生一个错误观念，认为传统加工不重要，甚至可以淘汰掉。我们及时抓住学生的这些问题，有意识地在课程内容上下功夫，把每种类型机床的优缺点都摆明出来，与传统机床作比较，引导学生从大工程的角度全面认识机械制造各种工艺的作用，防止他们思想固化，对机械加工的认识形成偏差。

二、原理模块

为了使内容更有条理，重点突出，我们采用由浅入深、由表及里的顺序原则，课程中有些看起来可有可无的内容其实都围绕着一个中心点，就是电火花加工原理是什么，加工要具备哪些条件。具体执行思路如下：

1. 机床结构和控制、运动原理

浅——介绍机床结构、坐标系。

深——重点讲解机床电脉冲控制原理、运动原理。

从机床运动入手，逐渐过渡到机床的运动和控制原理。这部分内容涉及到自动化、电学、机械等知识，针对相关专业的学生应该重点讲解，以培养他们理论联系实际的能力。非相关的专业可适当简化，为后面的加工电参数的选择做好铺垫即可。

2. 放电原理及条件

表——以学生在机床演示过程中观察到的现象为突破点，采用提问、启发的方式鼓励他们通过现象追寻本质，引导他们进入放电原理的讨论。

里——深入剖析电火花放电原理和条件，期间将学生的疑问一一解答。

放电原理部分是课程的重点也是难点，一般教材在放电原理的介绍上都较为简单笼统，而如果教师对内容吃不透，就会使这部分内容失去它的价值。因为我们可以借着原理中电、热、机械能的组合应用拓宽学生的知识面，改变部分学生认为有的理论学了也没用的错误观念，并能在一定程度上激发他们的发散思维能力，所以教師要重视专业理论的学习，充分认识到本学科在人才培养上的重要性。

三、工艺模块

在此模块的教学中，我们分专业有不同的侧重点要求。对于机械类专业，要求会多一些，比如工艺路线的合理设计、电参数的选择、几种零件装夹方式的特点、加工过程的控制等内容；对于其他专业，可以根据课时安排适当调整。

四、编程模块

课程要求学生了解手工编程，掌握CAXA自动编程软件的用法并进行作品设计。这是学生比较感兴趣的内容，既可以锻炼他们的软件应用能力又能培养创新意识。如果专业对口，我们会结合机械设计常用软件AutoCAD与CAXA软件作相关介绍，以及目前我国制造行业软件的发展状况。随着视野的开阔，学生的学习积极性高涨，而接下来的编程练习，学生会更加重视，因此练习的效率会提高，效果会更好。

五、实操模块

编程掌握之后，实操练习会顺利进行。这块没有较大难点，主要是加强巡视，及时提醒学生注意安全，指导具体操作步骤，选择合适的装夹方式和合理的电参数。当学生们看到自己辛苦设计的作品顺利制作出来，那份欣喜是难以形容的，而这时也是我们老师最为欣慰的一刻。

六、结束语

电火花加工作为实践教学的重要实习科目，相对于传统的课堂教学模式来说，这种较为自由的场地实习更能引发学生的学习兴趣，他们活泼天然的个性更容易展现出来，因此要求教师的教学方式和内容都要不断创新和突破，各种科技信息要紧跟时代发展，做到及时更新。教师前期的理论学习是非常必要的，要有较高的教学质量，必须先要有功底扎实而且好学上进的老师，才能在教学中有效地拓展课程的深度和广度，促进教学质量的提高。