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鈑金工藝三維虛擬實(shí)驗教學(xué)系統(tǒng)簡介

鈑金工藝是機(jī)械與材料專業(yè)的主干專業(yè)課，它是鈑金技術(shù)人員需要掌握的關(guān)鍵技術(shù)，也是鈑金制品成形的重要工序。它既包括傳統(tǒng)的切割下料、沖裁加工、彎壓成形等方法及工藝參數(shù)，又包括各種冷沖壓模具結(jié)構(gòu)及工藝參數(shù)、各種設(shè)備工作原理及操作方法，還包括新沖壓技術(shù)及新工藝。其理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)，它的實(shí)驗教學(xué)是鈑金工藝課程教學(xué)中的一個重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。目前，現(xiàn)實(shí)中的鈑金工藝實(shí)驗存在以下局限性：

1．材料、試劑消耗量大，實(shí)驗教學(xué)成本昂貴；

2．實(shí)驗需要鉚接、切割、沖壓和氧化，其實(shí)驗具有高危險性；

3．傳統(tǒng)實(shí)驗室不足以進(jìn)行所有實(shí)驗，硬件依存性強(qiáng)；

隨著招生規(guī)模的逐年擴(kuò)大，教學(xué)改革的不斷深入，鈑金工藝實(shí)驗教學(xué)任務(wù)越來越重，儀器設(shè)備臺套數(shù)和實(shí)驗教師數(shù)量相對不足等問題愈加突出。為了以最少的經(jīng)費(fèi)投入解決以上問題，并進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)實(shí)驗效果、提高實(shí)驗教學(xué)質(zhì)量，我們開發(fā)了開放式網(wǎng)上鈑金工藝虛擬實(shí)驗室軟件。

使用現(xiàn)有器材模型，課程可開展如下7個常用鈑金工藝實(shí)驗的訓(xùn)練：

• 鈑金鉚接虛擬實(shí)驗

• 鈑金折彎虛擬實(shí)驗

• 氧化處理虛擬實(shí)驗

• 微弧氧化虛擬實(shí)驗

• 數(shù)控沖壓虛擬實(shí)驗

• 激光切割虛擬實(shí)驗

• 水射流激光劃片虛擬實(shí)驗

（1）鈑金鉚接虛擬實(shí)驗

本虛擬實(shí)驗提供鈑金鉚接的實(shí)驗介紹、實(shí)驗原理、部件認(rèn)知和實(shí)驗操作等四個部分的內(nèi)容介紹，模擬了鈑金鉚接的完整實(shí)驗流程，其中實(shí)驗操作包括制作鉚接試樣，進(jìn)行鉚接實(shí)驗，鈑金接頭剪切、拉伸等力學(xué)實(shí)驗。

首先進(jìn)行板材劃線操作，板材切割操作；然后用紗布清潔板料，對板料進(jìn)行劃線操作，進(jìn)行鉚接操作，兩塊板料鉚接成型，最后對鉚接板料進(jìn)行力--位移測試（對鉚接部位施加剪切應(yīng)力進(jìn)行測試），生成力--位移曲線。

圖一板材劃線操作

圖二板材切割操作

圖三砂紙打磨毛刺

圖四用紗布清潔板料

圖五對板料進(jìn)行劃線操作

圖六進(jìn)行鉚接操作

圖七鉚接成型

圖八對鉚接板料進(jìn)行力--位移測試

（2）鈑金折彎虛擬實(shí)驗

本虛擬實(shí)驗提供鈑金折彎的實(shí)驗介紹、視頻教學(xué)和實(shí)驗操作等三部分內(nèi)容，模擬了鈑金折彎實(shí)驗的完整實(shí)驗流程，包括參數(shù)設(shè)置，對模具進(jìn)行調(diào)整、檢查，折彎操作，工件加工完成等過程。

圖九參數(shù)設(shè)置

圖十對模具進(jìn)行調(diào)整、檢查

圖十一鈑金折彎操作

圖十二鈑金折彎完成

（3）氧化處理虛擬實(shí)驗

本虛擬實(shí)驗提供氧化處理實(shí)驗介紹和實(shí)驗操作兩部分內(nèi)容，實(shí)驗操作包括實(shí)驗準(zhǔn)備和實(shí)驗步驟兩部分，實(shí)驗準(zhǔn)備先清洗燒杯、進(jìn)行脫脂處理、水洗、酸洗和再水洗過程，實(shí)驗過程包括取發(fā)黑劑、試樣發(fā)黑、進(jìn)行水洗、擦拭、吹干和上油過程。

圖十三清洗燒杯

圖十四脫脂處理

圖十五水洗

（4）微弧氧化虛擬實(shí)驗

本虛擬實(shí)驗提供實(shí)驗介紹、部件認(rèn)知和實(shí)驗操作三部分內(nèi)容，實(shí)驗操作部分包括準(zhǔn)備階段、實(shí)驗階段和收尾階段。準(zhǔn)備階段又包括激光打磨、清洗吹干試件、配置電解液和放置鈑金片；實(shí)驗階段包括打開電源、檢查儀表轉(zhuǎn)盤、打開溫控裝置進(jìn)行實(shí)驗，最后觀察試件；實(shí)驗收尾階段包括旋鈕歸零、關(guān)控制按鈕、關(guān)電源按鈕、清洗風(fēng)干、最后觀察成品。

圖十六清洗試件

圖十七放置鈑金片

圖十八觀察試件

圖十九風(fēng)干

（5）數(shù)控沖壓虛擬實(shí)驗

本虛擬實(shí)驗提供數(shù)控沖壓實(shí)驗的實(shí)驗介紹和實(shí)驗操作兩部分內(nèi)容，模擬了數(shù)控沖壓實(shí)驗的完整實(shí)驗流程，包括模具安裝、合上電源開關(guān)、啟動電腦主機(jī)、啟動沖床、啟動空壓機(jī)開關(guān)、安裝板料、手動沖床、數(shù)控沖孔、產(chǎn)品測量以及退出系統(tǒng)并關(guān)機(jī)等過程。