高校数控线切割工程实训探索与实践

张亚利 谢韦莲 郭 刚

广东工业大学实验教学部 广东广州 510006

高校数控线切割工程实训探索与实践

张亚利 谢韦莲 郭 刚

广东工业大学实验教学部 广东广州 510006

介绍了线切割的工作原理及工程实训过程，以AutoCAD软件为教学平台，通过绘图、设置切割参数、生成3B代码、自主设计加工工件等过程使学生掌握数控线切割技术及加工过程，激发学生的学习兴趣，营造探索气氛，培养学生的自我创新能力。

数控线切割；工程实训过程；创新能力

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

在高校理工科的工程实训教学中，数控线切割工程实训教学是本科机电专业教学的重要环节，是培养学生动手能力直接有效的手段，也是培养学生综合实践能力的关键。为了更好地做好电火花线切割实训教学工作，提高线切割实际操作教学质量，让学生在较短的学时内最大限度地掌握好线切割的原理和加工工艺过程，以便更快更好地掌握这门技术等现状，针对学生实习时间短、实训内容多、操作机会少，我校实训中心在原有2台数控线切割的基础上又引进了4台数控线切割，使学生的动手能力得到充分锻炼，提高实践教学效果。实训教学中，结合学生机械制图课所学的AutoCAD软件，将其应用到数控线切割实践教学中，促使实践教学安排更合理，提高机床的利用率，增加学生实训操作机会，加强学生的工程实践能力[1]。

1 工程实训内容

1.1采用启发式教学方法

在实训之前，为了激发学生的好奇心，充分调动学生学习的主动性，首先提出一些问题引导学生进行思考，如线切割能做什么？直径为0.18 mm的金属丝怎么实现零件的加工等问题，并对学生展示以前加工过的各种图案、标志的工件，激发学生的兴趣及积极性。结合一系列问题，循序渐进地介绍数控线切割的原理、作用，并以典型例子，充分展现线切割的价值，使学生求知欲望膨胀，对数控线切割产生浓厚的兴趣。

1.2 绘制图形

目前，我校工程实训中心每台中速走丝电火花配置一台计算机，实训时每1～2名学生为一组，由于资源充足，要求学生根据自己的创意，自行设计加工一些二维艺术图形或文字等工件，如商标、卡通、艺术字等。在教学时，教师先演示简单的制图方法，并通过绘图所运用的指令进行讲解。由于学生已经学过AutoCAD制图软件，很多学生能够灵活地运用软件设计出琳琅满目的精美图案，大大提高了学生的学习乐趣。在这个过程中，学生学会了与人协作，相互探讨，也使学生的设计能力及创新能力上了一个新台阶。

1.3 设置参数及生成3B代码程序

绘制好图形后，教师引导学生思考怎样编写程序使机床自动加工工件，大大增加学生想要学习编程和操作机床的求知欲望，使学生处于积极的学习状态。

1.3.1 设置加工轨迹参数

教师先做简单图形为示范，进行加工轨迹参数设置，在工具栏AutoCUT选项的下拉菜单点击“生成3位编码多次加工轨迹”(如图1所示)。在加工设置中，由于实训教学通常是单次切割工件，因此将切割次数改为1，凸模台宽为0，钼丝补偿量通常为0.1 mm，过切量为0，将跟踪预设为50，限速设为200。设置好合理的参数后，单击“确定”，此时将鼠标放在轮廓的一个交点处，出现一条水平白色虚线后，输入穿丝点坐标，做出5 mm长的引线(如图2a所示)，在加工提示选项中，选择加工方向(本例以顺时针加工)，根据加工提示选择钼丝的补偿方向，通常凸模为向外补偿，凹模向里补偿，因加工零件为凸模，所以移动鼠标使箭头向外，左击鼠标，选择外补偿(如图2b所示)。

图1 加工轨迹参数设置

图2 确定穿丝位置及补偿方向

1.3.2 生成3B代码程序

确定切割参数后，在AutoCUT选项的下拉菜单选项中点击“发送加工任务”按钮，出现选卡界面，选择“1号卡”，在图形上，左击鼠标，图形变为虚线后，说明已被选中，再左(右)击鼠标，此时进入加工界面，程序已经生成(如图3所示)。教师做完示范后，学生根据自己对问题的理解，综合运用所学的知识，在教师的引导下，生成加工程序。

图3 加工界面

1.4 加工零件

1.4.1 设置高频参数

进入加工界面后，根据零件材料厚度和精度等方面的不同要求调整工艺参数[2]，将鼠标放在字幕上鼠标右击出现高频设置选项，左击高频设置按钮，弹出高频组号窗口，点击“参数传(新火花)类参数”，出现图4界面，根据实训中心切割工件厚度为1 mm的不锈钢材料，对参数进行编辑修改，将脉宽值设为20，脉间值为200，短路电流值设为11.5，走丝代码值设为7 H，电压代码值设为0 H，其他参数值为默认值，设置好后将其更新并发送参数。

图4 高频参数设定

1.4.2 切割工件

打开丝筒和水泵，点击高频，摇动手轮将电极丝轻碰工件，出现火花后，反向退出1 mm左右，确定加工起点位置，最后点击开始加工按钮开始切割工件，加工结束后，取出工件，将其清洗。图5是学生自主设计作品。切割工件时，教师对学生强调安全文明生产，使学生养成良好的工作习惯。

图5 学生自主设计作品

2 数控线切割工程实训效果

我校数控线切割工程实训如今已经打破了以往教师为学生准备工具、材料，确定加工方法与步骤的实训模式。以教师为主导，在实训过程中只起到启发、答疑和指导作用，以学生学习、创新能力为主体，让学生人人参与到实际操作中，边学边做，激励学生思考问题。在创作过程中，学生以小组或个人根据自己的生活寻找题材，制定绘图方案[4]，并且把所学到的知识融会贯通，培养学生的自我学习、自我创新等能力。任务完成后，教师组织学生将作品向大家展示，提供交流学习平台，相互学习，共同进步，并将作品作为纪念品留给学生自己珍藏，促进学生学习数控线切割的兴趣。

3 结束语

数控线切割工程实训不仅使学生掌握了编程与机床操作，而将所学的机械基础知识，如机床工作原理、加工工艺、机械制图等运用到实际加工中，并且根据自己的思维和观点进行创新设计，提高了学生的学习热情，让学生体验到通过自己的设计加工出工件的成功喜悦，从而获得成就感，使学生更加热爱自己的专业，为后续专业课的学习奠定良好的基础。

[1] 王利利，李卫国.CAXA软件在数控线切割实践教学中的应用[J].价值工程，2013(1)：95-196.

[2] 王平芳，周继烈，陈斌.数控线切割创新教学的探索[J].实验科学与技术，2012 (5)：83-85.

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

[4] 柯红，黄捷.数控切割三维立体作品的创新教学[J].实验技术与管理，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

张亚利，本科，助理实验师。谢韦莲，本科，助理实验师。