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【摘要】近年来数控技术得到迅速的普及，作为一门相对新兴的学科数控技术，它是一门难于掌握和难于讲授的实用性课目。而数控线切割加工它已成为我国中小型冲裁模加工的主要工艺方法，本文通过工程训练实践教学，着重从数控线切割加工的教学方法上加以研究和探讨。
【关键词】数控线切割加工；教学方法；加工实例
一、数控线切割加工
随着尖端科学技术产品向高精度、高速度、高温、高压、大功率、小型化等方向发展，它们所用的材料愈来愈难加工，零件形状愈来愈复杂，表面精度、粗糙度和某些特殊要求也愈来愈高，原来行之有效的一是靠刀具材料比工件硬，二是靠机械能把工件上多余的材料切除的机械加工方法已转化为限制生产率和影响加工质量的不利因素了。而数控电火花线切割加工则是一种新的工艺加工形式，它采用移动的线状金属丝作电极，在工件和电极丝之间浇注工作液介质，工作台在水平面两个坐标方向各自按预定的控制程序，根据火花间隙状态作伺服进给移动，从而合成各种曲线轨迹，把工件切割成形。因此它可用来加工模具，适用于各种形状的冲模；可以加工电火花成形加工用的电极；在新产品试制时，用线切割在毛坯上直接割出零件等等。
二、数控线切割教学方法
数控线切割是一门实践性很强的技术，在工程训练中，学生对一门加工技术掌握的如何，指导教师的自身素质、教学方法尤为重要。
1.数控基础的的理论教学
在工程训练中，数控机床的实习不同于普通机床的实习，数控实习的理论性很强，其技术专业理论知识对数控操作起者重要的指导作用，它涉及到基点、节点、圆弧、非圆弧的数学方程、参数编程的原理、加工工艺参数的选择，为了使学生更好掌握，在实习场地应配套相应的计算机机房，指导教师采用与现有的数控设备讲解数控基础知识，在讲解具体的数控机床硬件结构和工作原理以及主要性能指标、数控编程的方法及步骤、数控机床的操作方法的基础上，运用配套的数控模拟软件通过多媒体系统进行教学，让学生在没有进入实际操作前，掌握数控机床的理论知识，掌握数控线切割机床的操作方法，进行模拟操作训练，一般不限制零件形状尺寸，只是在加工中对尺寸缩放到适合大小，这样可以充分发挥学生的自主能力，调动学生的积极性。
2.线切割数控编程要点
数控线切割机床的控制系统是按照人的"命令"去控制机床加工的。因此必须把事先要切割的图形，用机器所能接受的"语言"编排好"命令"，并告知控制系统。为了便于机器接受"命令"，必须按照一定的格式来编制线切割机床的数控程序。编写加工程序是实现线切割加工的重要环节，加工程序的对错直接影响到加工出的零件是否符合要求。
由于线切割加工的常见零件图形都是由直线或圆弧组成的，任何复杂的图形只要分解为直线和圆弧就可依次分别编程，所以数控线切割的编程比较简单，常用的有ISO（G指令）和3B、4B（行业指令）等格式。
3.加工件的工艺参数分析
线切割加工分为图纸分析和审核、编辑操作加工、检验四个步骤，工艺参数的选择对于线切割加工来说非常重要，他们相互之间关联密切、共同作用，对于一个特定的加工，应整体考虑，寻求最优的组合。
（1）脉冲宽度对加工件的影响
当脉冲宽度提高时，单个脉冲放电能量加大，切削速度提高，但表面粗糙度变差，同时电极丝的损耗也加大。
（2）脉冲间隔对加工件的影响
当脉冲间隔减小时，单位时间脉冲次数增加，切割速度提高，但表面质量有所下降。脉冲间隔不能太大，太大会降低生产率；太小会导致介质消除电离不充分，且放电产物不能及时排除，使得加工变得不稳定，一般脉冲间隔选在10μｓ～250μｓ范围内。
（3）峰值电流对加工的影响
峰值电流提高，加工精度和表面质量都将下降，电极丝的损耗也加大，但切割速度提高，反之则相反。
（4）电压对加工的影响
开路电压峰值提高导致加工电流增大，切割速度提高，表面质量下降。在峰值电流一定的情况下，开路电压的增大有利于提高加工的稳定性。
4.工艺路线的确定
数控工艺路线设计是下一步工序设计的基础，其设计质量会直接影响零件的加工质量与生产效率。设计工艺路线时应结合数控加工的特点，灵活运用普通加工工艺的一般原则。尽量把数控加工工艺路线设计得更合理一些。
5.现场演示教学
学生通过理论知识和画图软件的学习，对线切割机床的操作还很陌生，指导教师应面对机床对学生进行辅助教学，先示范，再指导学生进行练习，给学生更多的时间熟悉机床及机床操作要领，学生进行现场实践操作，会达到操作技能的提高，让学生将自己设计的零件变为实在的产品，体会到数控机床加工特点和先进性。
6.常见故障分析及解决方法
在数控线切割加工过程中，容易出现一些故障，指导教师还应该将在加工中注意事项告诉学生如何进行安全操作，如何保养设备，以免在加工中产生不合格的产品，对一些简单的处理方法传授给学生，如断丝现象，出现断丝如何正确穿丝等等。
三、编程实例
加工零件如图（一）所示，毛坯尺寸170mm×260mm×2 mm，加工选用高速线切割机床，编程采用G指令如G92（建立相对坐标系）、G01（直线插补）、G02（顺圆弧插补）、G03（逆圆弧插补）、M00（暂停）、M02（结束）。
加工步骤分为两段，见图（二）：
1. 穿丝点选在B点，将直径为26mm的圆切割，加工程序为：
G92X2101Y69921
G01X0Y13000
G03X0Y0I0J-13000
G01X0Y-13000
M00
M02
2.穿丝点选在A点，加工虎头钩其余部分，程序为：
G92X2101Y104921
G01X0Y-7999
G03X-19580Y-45592I0J-27001
G02X-611Y-26781I-13778J-13083
G03X-48811Y-114627I110189J-114627
G03X109800Y-36600I61000J0
G03X7366Y32829I-32800J24600
G03X-25529Y-306I-12735J-2609
G02X-45072Y9140I-22636J4076
G01X14149Y62680
G02X42788Y18729I28288J-6385
G03X9497Y19774I5500J9526
G01X-15899Y6202
G02X-7273Y30354I6903J17702
G01X-5Y18
G03X6098Y19154I-20829J17179
G03X-26928Y25026I-26928J-1975
G01X0Y7999
M00
M02
四、結束语
目前工程训练教学中学生设计的作品比较简单，加工起来也容易，指导教师对线切割加工的工艺参数大多也停留在经验参数阶段，主要凭经验选取，还难以实现最优化和自动化，要想不断提高指导教师的教学水平，指导教师应多和企业相联系，将企业生产中的产品融会到工程训练中，让指导教师的教学水平和方法再上一个台阶，让学生看到自己加工的工件成为合格品，体现出自己的价值观念。
【参考文献】
［1］王涛，高玉敏. 浅谈数控加工模块化教学. 科技信息，2007（ 3）：185
［2］代荣，郑应彬. 金工实习中数控加工教学方法研究. 西南农业大学学报（社会科学版）.2007， 5（6）：157-159
作者简介：亢华(1960--) ，女， 江苏苏州人，工程师，研究方向：实践教学与教学管理
【关键词】数控线切割加工；教学方法；加工实例
一、数控线切割加工
随着尖端科学技术产品向高精度、高速度、高温、高压、大功率、小型化等方向发展，它们所用的材料愈来愈难加工，零件形状愈来愈复杂，表面精度、粗糙度和某些特殊要求也愈来愈高，原来行之有效的一是靠刀具材料比工件硬，二是靠机械能把工件上多余的材料切除的机械加工方法已转化为限制生产率和影响加工质量的不利因素了。而数控电火花线切割加工则是一种新的工艺加工形式，它采用移动的线状金属丝作电极，在工件和电极丝之间浇注工作液介质，工作台在水平面两个坐标方向各自按预定的控制程序，根据火花间隙状态作伺服进给移动，从而合成各种曲线轨迹，把工件切割成形。因此它可用来加工模具，适用于各种形状的冲模；可以加工电火花成形加工用的电极；在新产品试制时，用线切割在毛坯上直接割出零件等等。
二、数控线切割教学方法
数控线切割是一门实践性很强的技术，在工程训练中，学生对一门加工技术掌握的如何，指导教师的自身素质、教学方法尤为重要。
1.数控基础的的理论教学
在工程训练中，数控机床的实习不同于普通机床的实习，数控实习的理论性很强，其技术专业理论知识对数控操作起者重要的指导作用，它涉及到基点、节点、圆弧、非圆弧的数学方程、参数编程的原理、加工工艺参数的选择，为了使学生更好掌握，在实习场地应配套相应的计算机机房，指导教师采用与现有的数控设备讲解数控基础知识，在讲解具体的数控机床硬件结构和工作原理以及主要性能指标、数控编程的方法及步骤、数控机床的操作方法的基础上，运用配套的数控模拟软件通过多媒体系统进行教学，让学生在没有进入实际操作前，掌握数控机床的理论知识，掌握数控线切割机床的操作方法，进行模拟操作训练，一般不限制零件形状尺寸，只是在加工中对尺寸缩放到适合大小，这样可以充分发挥学生的自主能力，调动学生的积极性。
2.线切割数控编程要点
数控线切割机床的控制系统是按照人的"命令"去控制机床加工的。因此必须把事先要切割的图形，用机器所能接受的"语言"编排好"命令"，并告知控制系统。为了便于机器接受"命令"，必须按照一定的格式来编制线切割机床的数控程序。编写加工程序是实现线切割加工的重要环节，加工程序的对错直接影响到加工出的零件是否符合要求。
由于线切割加工的常见零件图形都是由直线或圆弧组成的，任何复杂的图形只要分解为直线和圆弧就可依次分别编程，所以数控线切割的编程比较简单，常用的有ISO（G指令）和3B、4B（行业指令）等格式。
3.加工件的工艺参数分析
线切割加工分为图纸分析和审核、编辑操作加工、检验四个步骤，工艺参数的选择对于线切割加工来说非常重要，他们相互之间关联密切、共同作用，对于一个特定的加工，应整体考虑，寻求最优的组合。
（1）脉冲宽度对加工件的影响
当脉冲宽度提高时，单个脉冲放电能量加大，切削速度提高，但表面粗糙度变差，同时电极丝的损耗也加大。
（2）脉冲间隔对加工件的影响
当脉冲间隔减小时，单位时间脉冲次数增加，切割速度提高，但表面质量有所下降。脉冲间隔不能太大，太大会降低生产率；太小会导致介质消除电离不充分，且放电产物不能及时排除，使得加工变得不稳定，一般脉冲间隔选在10μｓ～250μｓ范围内。
（3）峰值电流对加工的影响
峰值电流提高，加工精度和表面质量都将下降，电极丝的损耗也加大，但切割速度提高，反之则相反。
（4）电压对加工的影响
开路电压峰值提高导致加工电流增大，切割速度提高，表面质量下降。在峰值电流一定的情况下，开路电压的增大有利于提高加工的稳定性。
4.工艺路线的确定
数控工艺路线设计是下一步工序设计的基础，其设计质量会直接影响零件的加工质量与生产效率。设计工艺路线时应结合数控加工的特点，灵活运用普通加工工艺的一般原则。尽量把数控加工工艺路线设计得更合理一些。
5.现场演示教学
学生通过理论知识和画图软件的学习，对线切割机床的操作还很陌生，指导教师应面对机床对学生进行辅助教学，先示范，再指导学生进行练习，给学生更多的时间熟悉机床及机床操作要领，学生进行现场实践操作，会达到操作技能的提高，让学生将自己设计的零件变为实在的产品，体会到数控机床加工特点和先进性。
6.常见故障分析及解决方法
在数控线切割加工过程中，容易出现一些故障，指导教师还应该将在加工中注意事项告诉学生如何进行安全操作，如何保养设备，以免在加工中产生不合格的产品，对一些简单的处理方法传授给学生，如断丝现象，出现断丝如何正确穿丝等等。
三、编程实例
加工零件如图（一）所示，毛坯尺寸170mm×260mm×2 mm，加工选用高速线切割机床，编程采用G指令如G92（建立相对坐标系）、G01（直线插补）、G02（顺圆弧插补）、G03（逆圆弧插补）、M00（暂停）、M02（结束）。
加工步骤分为两段，见图（二）：
1. 穿丝点选在B点，将直径为26mm的圆切割，加工程序为：
G92X2101Y69921
G01X0Y13000
G03X0Y0I0J-13000
G01X0Y-13000
M00
M02
2.穿丝点选在A点，加工虎头钩其余部分，程序为：
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G01X0Y-7999
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M00
M02
四、結束语
目前工程训练教学中学生设计的作品比较简单，加工起来也容易，指导教师对线切割加工的工艺参数大多也停留在经验参数阶段，主要凭经验选取，还难以实现最优化和自动化，要想不断提高指导教师的教学水平，指导教师应多和企业相联系，将企业生产中的产品融会到工程训练中，让指导教师的教学水平和方法再上一个台阶，让学生看到自己加工的工件成为合格品，体现出自己的价值观念。
【参考文献】
［1］王涛，高玉敏. 浅谈数控加工模块化教学. 科技信息，2007（ 3）：185
［2］代荣，郑应彬. 金工实习中数控加工教学方法研究. 西南农业大学学报（社会科学版）.2007， 5（6）：157-159
作者简介：亢华(1960--) ，女， 江苏苏州人，工程师，研究方向：实践教学与教学管理