淺談電火花加工實訓教學課程設計

陳延坤　孟垂成

【摘要】本文分析了電火花實訓課程在金工實習中的重要性，對如何設計課程內容更有利于提高教學質量進行了探討，并將實際教學的執行思路進行了詳述。

【關鍵詞】電火花加工 課程設計 模塊化教學

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）08-0142-02

在高校金工實習課程中，分傳統加工工藝和現代制造技術兩部分內容。特種加工作為現代制造技術中的佼佼者，相對于其它加工方式有其獨特性，包含的方式方法更多，如電火花加工、激光加工、3D打印、超聲加工等。因其制造工藝先進，加工范圍廣，產品類型多樣，對學生很有吸引力，實習興趣也更加濃厚，所以特種加工一直是金工實習的亮點，這也是促使我們不斷創新教學改革，提升教學質量的前進動力。按照行業的市場需求，我們將電火花加工實訓定義為特種加工的主要實習內容。

我校開設電火花課程已有十幾年了，經多次改革和創新，積累了豐富的教學經驗，取得很好的教學效果，得到學生們的一致好評。我們的教學定位是理論與實踐相結合，使學生在實習過程中加深對專業知識的理解，通過親自設計加工作品來認識電火花加工的工藝流程，并鍛煉動手能力，提高創新意識。電火花課程理論內容多，機床類型也多，包括電火花線切割、電火花成型機、電火花高速小孔機等，每種機床有共性也有區別，死板的講解是行不通的，只會將包含大量科技信息的內容變得混亂不堪，教師的思路也常常會沒有頭緒。為此，我們經過長時間摸索，形成一套較為科學規范的教學思路，既緊扣教學大綱又適當拓展內容，使學生的學習既滿足課程要求又開闊了視野，對專業理論知識在實際中的運用產生一定的認識。

我們的課程設計實行模塊化教學，以線切割加工為例，分為簡介、放電原理、加工工藝、軟件編程、實操練習五大部分。

在學生進入實習場地后，我們在做完紀律和安全教育后，首先會安排幾分鐘的機床演示，讓學生觀察各種電火花機床的加工過程。課前的這一步非常重要，因為絕大多數學生從未見過這種加工方式，缺乏感官的接觸以及客觀的認識。如果跳過這一步冒然進行理論講解會使學生陷入抽象思維，影響教學效果。演示時間幾分鐘就好，利用這一點時間還可以讓他們欣賞精美的產品，激發他們對這種加工方式的興趣。這個階段是學生大腦最為活躍的階段，也是他們產生問題最多的時候，很多個為什么在等待答案，這給接下來的理論學習打下了良好的基礎。

一、簡介模塊

包括電火花加工工藝簡介（背景、類型、發展趨勢）和機床加工特點（優點和局限性）。

在實習過程中，我們了解到很多學生在學習了車工、鉗工、鑄造等傳統加工方法后，認為加工工藝過于落后，產品精密度不高，且環境差、勞動強度大，以至于對所學的專業產生疑惑、失望等負面情緒，甚至失去進一步學習的動力；但當他們進入特種加工領域，令人眼花繚亂的先進技術和制作精美的產品使他們眼前一亮，仿佛看到了制造行業美好的前景，對行業的發展燃起了希望。這時他們容易產生一個錯誤觀念，認為傳統加工不重要，甚至可以淘汰掉。我們及時抓住學生的這些問題，有意識地在課程內容上下功夫，把每種類型機床的優缺點都擺明出來，與傳統機床作比較，引導學生從大工程的角度全面認識機械制造各種工藝的作用，防止他們思想固化，對機械加工的認識形成偏差。

二、原理模塊

為了使內容更有條理，重點突出，我們采用由淺入深、由表及里的順序原則，課程中有些看起來可有可無的內容其實都圍繞著一個中心點，就是電火花加工原理是什么，加工要具備哪些條件。具體執行思路如下：

1. 機床結構和控制、運動原理

淺——介紹機床結構、坐標系。

深——重點講解機床電脈沖控制原理、運動原理。

從機床運動入手，逐漸過渡到機床的運動和控制原理。這部分內容涉及到自動化、電學、機械等知識，針對相關專業的學生應該重點講解，以培養他們理論聯系實際的能力。非相關的專業可適當簡化，為后面的加工電參數的選擇做好鋪墊即可。

2. 放電原理及條件

表——以學生在機床演示過程中觀察到的現象為突破點，采用提問、啟發的方式鼓勵他們通過現象追尋本質，引導他們進入放電原理的討論。

里——深入剖析電火花放電原理和條件，期間將學生的疑問一一解答。

放電原理部分是課程的重點也是難點，一般教材在放電原理的介紹上都較為簡單籠統，而如果教師對內容吃不透，就會使這部分內容失去它的價值。因為我們可以借著原理中電、熱、機械能的組合應用拓寬學生的知識面，改變部分學生認為有的理論學了也沒用的錯誤觀念，并能在一定程度上激發他們的發散思維能力，所以教師要重視專業理論的學習，充分認識到本學科在人才培養上的重要性。

三、工藝模塊

在此模塊的教學中，我們分專業有不同的側重點要求。對于機械類專業，要求會多一些，比如工藝路線的合理設計、電參數的選擇、幾種零件裝夾方式的特點、加工過程的控制等內容；對于其他專業，可以根據課時安排適當調整。

四、編程模塊

課程要求學生了解手工編程，掌握CAXA自動編程軟件的用法并進行作品設計。這是學生比較感興趣的內容，既可以鍛煉他們的軟件應用能力又能培養創新意識。如果專業對口，我們會結合機械設計常用軟件AutoCAD與CAXA軟件作相關介紹，以及目前我國制造行業軟件的發展狀況。隨著視野的開闊，學生的學習積極性高漲，而接下來的編程練習，學生會更加重視，因此練習的效率會提高，效果會更好。

五、實操模塊

編程掌握之后，實操練習會順利進行。這塊沒有較大難點，主要是加強巡視，及時提醒學生注意安全，指導具體操作步驟，選擇合適的裝夾方式和合理的電參數。當學生們看到自己辛苦設計的作品順利制作出來，那份欣喜是難以形容的，而這時也是我們老師最為欣慰的一刻。

六、結束語

電火花加工作為實踐教學的重要實習科目，相對于傳統的課堂教學模式來說，這種較為自由的場地實習更能引發學生的學習興趣，他們活潑天然的個性更容易展現出來，因此要求教師的教學方式和內容都要不斷創新和突破，各種科技信息要緊跟時代發展，做到及時更新。教師前期的理論學習是非常必要的，要有較高的教學質量，必須先要有功底扎實而且好學上進的老師，才能在教學中有效地拓展課程的深度和廣度，促進教學質量的提高。