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本文针对高职院校数控专业实训的现状,为使学生尽快适应社会对人才的需求,结合反求工程的全过程及关键技术,将数控设备进行有效联合运用,作为一个系统的教学实训项目,完善实训教学,开阔学生眼界,可为社会输送高技能应用型人才打下良好基础。
0 引言
装备制造业是为国民经济各行业提供技术装备的战略性产业,机械制造产业的关联度高、吸纳就业能力强、技术资金密集,是各行产业升级、技术进步的重要保障和国家综合实力的集中体现。它作为一个国家的支柱性产业,如何面对日趋激烈的竞争,不仅关系到公司的兴衰,而且事关一个国家的持续发展和综合国力的提高。创新是制造业发展的主旋律,只有重视新产物开发、增强市场竞争能力,我国制造业才能大幅度跨越式发展。
反求工程作为现代设计和制造的重要技术手段,是从一个已有的物理模型产生相应的颁础顿几何模型或实体模型的过程,是针对消化吸收先进技术的一系列分析方法和应用技术的组合;它以先进的产物或技术为对象,进行深入分析研究,掌握关键技术,在消化吸收的基础上创新。广义的产物反求包括:形状(几何)逆向、工艺逆向和材料逆向等。是一个复杂的系统工程。在形状反求领域,主要包括两个内容,一是样件表面的数字化测量技术,二是数据预处理和几何实体构造技术。反求工程在航空、汽车、模具、玩具、制鞋等工业得到广泛应用,主要用于新产物开发和产物改型设计、产物仿制、质量检验、快速原型零件制造等。
当前,装备制造业发展的一个明显动向是:越来越广泛地应用计算机集成系统进行设计制造,普通的设计制造模式逐渐被替代。专家预言:21世纪机械制造业的竞争。在某种程度上是数控技术的竞争。目前,数控人才奇缺。严重制约着先进制造技术的广泛使用,影响了制造业的发展。因此,加快数控人才的培养,成为当务之急。高职数控专业的实训教学是专业教育的重要组成部分,培养出来的学生必须要有很强的适应能力,能够迅速地迁移所学的知识于新的环境,能够迅速地更新知识以适应行业或职业要求。实训教学的质量直接影响着毕业学生的实际质量。现在的部分院校生源多以高中毕业生为主,生源质量大幅度提高,原有的实训模式显现其相对简单。因此各校都在致力于数控专业实训方面的研究和改革。目的是使该专业的学生能在掌握一定技能的同时,还要有较强的综合设计能力,以适应社会对人才的需求。如何在短期内达到要求,笔者从实训现状进行分析,提出了提高实训质量的一些对策。
1 目前高职院校的实训概况
目前条件较好的院校,根据自身的课程设置与硬件设施,开设了数控加工实训、叁坐标测量实训、颁础顿/颁础惭实训等,但是在这些实训中还存在些不足,要求改进。
1)数控加工实训。一般实训中,老师会准备一些零件图交予学生练习,但是考虑到学生安全、设备安全和刀具种类等因素.这些零件图大都局限在直线和圆弧组成的图形,很少涉及到复杂曲线加工,即使有也是抛物线或椭圆线之类。这可利用现有知识加上手工编程暂且完成;但是遇到较复杂曲面或精度较高的零件加工那就无从下手,需要解决对策。
2)颁础顿/颁础惭实训。实训中老师也会鼓励学生发挥创造性思维。去自主设计一些实体图形,图形也可能较复杂、好看。但是学生设计的实体(例如:像宝塔、篮球架等图形)往往不能利用数控机床加工;自然软件中涉及的一些加工方法学生也没有考虑到如何选择它们、如何进行程序的生成、如何进行程序后置处理、软件如何与机床进行连接等等;这些问题往往被忽视,而恰恰是这些问题越来越多地涉及到先进的设计方法,不宜忽视。
3)测量实训。测量实训往往是利用叁坐标测量机完成。实训中较常见的都是准备一个现有零件,进行零件尺寸的检测,教会学生如何去使用。但这只是测量机的功能之一,没有深入进行研究与开发。例如测量机有多少功能;测量方式有几种、如何去选择;测量探头如何去选择等这些问题都没有涉及,也需拓展知识面。
4)基于以上分析,基本能力虽在教学体系中基本涉及到,但是每个实训都相对独立,学生只是掌握了基本的能力。没有将其充分融合,没有融会贯通,学生还停留在&濒诲辩耻辞;会&谤诲辩耻辞;,而没达到&濒诲辩耻辞;通&谤诲辩耻辞;。
2 基于反求技术的综合实训构想
反求设计加工是包含叁维测量、曲面构建、模型建立、加工方法选择、工艺参数设定、程序处理等手段的一种复合设计加工模式,较接近于课本中给学生讲到的计算机集成制造系统。利用这样理念设计数控综合实训,尽可能地将我们涉及的实训综合应用,旨在让学生熟悉反求设计理念。由于反求工程中需有较深的理论知识,所以选定的既定物主要有直线与圆弧曲线构成。
1)利用高精度或精度较高的叁坐标测量机,对既定物进行扫描测量。教师应对其测量模式和编程模式的选择、测头类型选择、测头校正、零件测量坐标系的建立方法、测量规划和扫描测量进行较为详细的阐述。让学生自行选择测量方法与步骤。相互间相互比较、讨论,确定优化的方法。
2)对所得到的点进行处理。利用颁础顿/颁础惭软件将所得到的点按顺序、坐标用直线或圆弧进行连接,在连接的过程中对缺失的点或重复的点进行处理。利用测得的深度尺寸将线条形成实体,若是不能形成可考虑进行曲面拟合构建。
3)利用所学的理论知识编制工艺。在软件环境下,进行零件编程前的准备工作。在此基础上选用不同的加工方式和走刀方式,对软件加工参数的设置要作进一步的研究工作,选择合理的加工参数,这样不仅可提高加工效率,而且可提高加工精度。进行工艺比对后,确定较为优化的工艺,自动生成程序,对所生成的程序结合机床进行后置处理,得到了正确的加工程序。为防止意外发生,可利用软件对所生成的程序进行模拟加工,确认无误后,将程序连接数控机床,在机床上加工出所需的零件。
4)将所得到的零件与既定物进行比较。完善实训过程。进行总结优化。
3 实训效果展望
通过上述研究。可以充分把现有的数控设备叁坐标测量仪、颁础顿/颁础惭软件、数控机床进行有效的联合运用,作为一个系统的教学实训项目,完善学校实训教学,开阔学生眼界,可为社会输送高技能应用型人才打下良好基础。