浅谈职业院校激光加工实训教学吴广

浅谈职业院校激光加工实训教学吴广

黑龙江技师学院鸡西市

摘要:为了保证职业院校中激光加工课程有良好的教学效果,需要教师认识到实训教学模式的重要性,并能结合实际需要设定实训内容。本文就职业院校激光加工实训教学进行了分析。

关键词:职业院校;激光;加工

在工业飞速发展的现阶段,工业领域的制造技术以及制造工业都有了飞速发展,尤其是激光加工技术的出现,更是有力的促进了工业制造在精度以及效率方面的提升。在这种新型技术的影响下,社会对于激光加工方面技术人员的需求量也较大,现代中职院校中也增加了激光加工课程的培训,通过实训课程的方式,让学生掌握更多扎实的技术来保证学生在激光加工领域有良好发展。

1激光加工技术概述

激光加工属于非接触式加工,不存在应力变形等因素。通过聚焦将高能量密度传递到精确的加工位置,加工速度快、无噪声,可实现各种复杂形状的高精度加工。我们可以通过控制激光照射的能量密度、照射时间,可以实现多种类型的加工,目前国外已开发出20多种激光加工技术,如激光焊接、激光热处理,以及利用材料的蒸发现象,以去除材料为目的的激光打孔、激光雕刻与激光切割等。由于激光焊接热影响区小,热变形忽略不计,焊接的材料不被氧化,且受损率低,可以焊接尺寸和性质悬殊的材料,及熔点很高和易氧化的材料。例如:在汽车制造中,用激光焊接代替点焊后每辆车节省40kg的材料。在激光打标与激光切割时,为了保证加工精度,在激光照射时间内能使加工部位快速蒸发,又能防止加工部位以外的金属因传热引起升温和熔化,保证了零件的加工精度和表面质量,减少二次加工量。

激光加工过程没有“刀具”磨损。常规的切削刀具最小尺寸为0.1mm,而激光聚焦的光斑尺寸可以达到亚微米级,且能很容易控制激光的空间和时间,被加工对象的材质、形状、尺寸和加工环境的自由度都很大,可加工领域非常广。激光系统与计算机数控技术相结合可组成高效自动化加工设备,已成为当今企业自动化生产的关键技术,为优质、高效、环保和低成本的加工生产开辟了广阔的前景。此外激光加工技术由于精度高、损耗少、应力小等优点,已被广泛应用于汽车、电子、航空航天、机械、冶金、船舶等制造行业,几乎包括了国民经济的所有领域,被誉为“制造系统共同的加工手段”。在工艺品方面,水晶玻璃激光内雕工艺品具有晶莹剔透、冰清玉洁超凡脱俗的视觉形象,浸透出高贵典雅的艺术魅力。激光雕刻在皮革、竹简、木板等材料上制作各种精美的工艺品,也对工艺品的制作水平提升很大。

2激光加工课程实训分析

2.1实训课程关键点

在开展激光加工方面课程教学的时候,由于激光加工类型技术所涉及知识较多,并且其中的一些知识带有抽象性,因此在实际的教学工作中仅仅使用黑板板书或者是教材内容分析的教学方式进行激光加工教学,那么就有可能会影响学生对激光加工知识的学习。为了能让学生掌握到更多的激光加工技术知识,需要教师在开展激光加工技术的时候结合实训类型教课方式,让学生在有了一定知识基础之后能亲自动手进行操作,在实际操作中强化对知识的熟练度。

2.2实训课程内容设计

个性风铃的制作,毛坯材料采用2mm不锈钢板,学生按图纸完成风铃各部件外形加工,在规定部位设计上相应的图案及文字,最后将各部件联接起来。此项目由学生分组完成,要求学生按图纸尺寸加工各零件外形,实操成绩根据最终产品质量和风铃各面图案设计创意性来考核评定。

该项目中切割不锈钢板的设备采用楚天激光公司的500瓦光纤激光切割机,其中激光器采用IPG500瓦光纤激光器,切割中需要用氮气吹渣。风铃焊接设备采用6轴机器人激光焊接机。除了金属激光切割、机器人激光焊接工艺外,风铃的表面可以由学生设计图案激光打标。

风铃制作不但包含了以往激光实训中的创意设计环节,保留了我们激光实训中设计性和自主性高的特点,还增加了工厂生产模式,风铃的外形要按图纸在CAD中绘制好,按既定的工艺和工艺参数进行切割并焊接,体现了生产的标准与要求,培养了学生的工程意识。在实际生产中一个毛坯需要通过多个工艺工序才能加工完成,成为合格的产品。风铃制造它也将激光切割、激光打标、激光焊接多个工艺融合到一个实训项目和产品中,起到了串接作用,与实际工程接近。让学生能体验到实际产品生产过程的标准、严谨的工艺与要求,能够思索如何生产一个合格产品并如何量产合格产品。这个项目能激发学生的求知欲,促进其主动学习,培养他们的创新意识,而且通过整个过程的合作,培养了学生的团队精神和群体合作能力及组织、管理能力,效果非常好。

2.3激光加工实训课程结果分析

在开展激光实训方面课培训的时候,为了能让学生真正的掌握激光处理技术,教师将课堂完全交给了学生,不在亲力亲为的为学生做演示,而是在调动起学生亲自动手的积极性,通过教师在一旁指点,学生就能在摸索中掌握更多关于激光加工的知识。和理论知识类型的教学工作相比,实训课程的课堂是由学生主导的,这样也就能更好的发挥出学生的创新性以及创造力。

由于学生产生了学习兴趣,调动了学习积极性,不少学生实习完成后仍想再做几个精美作品,这样我们在此基础上有开设了激光创意公共选修课,为有兴趣继续学习的学生提供了一次深入学习激光及加工知识,制作更加精美复杂工艺品的机会。

2.4实训课程的评测环节

为了能让学生全面的了解自己的不足之处,教师要在学生完成加工之后对课程进行评测,针对学生加工中的缺点给予指点,让学生了解自己的不足、获得全面的成长。其次,在一些院校中,激光加工课程是采用小组模式进行的,那么也就可以利用这一模式进行小组间的评测,由于小组成员之间观察的更为直观,这样评价也就会更切合实际。

2.5实训课程中的安全管理

由于学生对激光加工技术不熟悉,而激光加工设备又存在一定的复杂性,所以教师在开展加工教学的时候要能做好安全防护工作,避免学生在学习中出现安全危险。在实际的教学中,首先教师要在实训课前对学生进行安全教育,尤其是对于一些危险性比较高的操作关节,要进行反复强调。其次,在实际实训操作中教师也要能时刻注意到学生操作的规范性,如果学生的操作出现错误,教师要素及时制止或者进行引导,避免学生的出现危险。

3结束语

激光加工技术课程和其他课程相比,需要学生能亲自动手实践,在实践中掌握激光加工技术的关键。在实际开展实训工作的时候教师先要做好理论知识方面的讲解,让学生对于加工技术有一定了解,之后再结合课程实际需要,制定相应的实训课程,保证学生的动手操作能力得到提升。而且在学生动手操作的时候,学生能完全凭主观的兴趣以及个人喜好来进行设备操作、工艺品制作,这样也就能让学生的创新性得到培养,真正的实现培养高素质创新性人才的目标。

参考文献:

[1]深度校企合作模式下应用创新型人才培养研究[J].陈立福,马瑞.中国电力教育.2013(19)

[2]激光加工技术的新进展及其在汽车工业中的应用[J].陈秀娥.激光与光电子学进展.1990(08)

[3]江海河.激光加工技术应用的发展及展望[J].光电子技术与信息,2001,14(4):1-2.

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