鈑金工藝三維虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)簡(jiǎn)介
鈑金工藝是機(jī)械與材料專(zhuān)業(yè)的主干專(zhuān)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(yàn)教學(xué)是鈑金工藝課程教學(xué)中的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。目前，現(xiàn)實(shí)中的鈑金工藝實(shí)驗(yàn)存在以下局限性：
1．材料、試劑消耗量大，實(shí)驗(yàn)教學(xué)成本昂貴；
2．實(shí)驗(yàn)需要鉚接、切割、沖壓和氧化，其實(shí)驗(yàn)具有高危險(xiǎn)性；
3．傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室不足以進(jìn)行所有實(shí)驗(yàn)，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(yàn)教學(xué)任務(wù)越來(lái)越重，儀器設(shè)備臺(tái)套數(shù)和實(shí)驗(yàn)教師數(shù)量相對(duì)不足等問(wèn)題愈加突出。為了以最少的經(jīng)費(fèi)投入解決以上問(wèn)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(yàn)效果、提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，我們開(kāi)發(fā)了開(kāi)放式網(wǎng)上鈑金工藝虛擬實(shí)驗(yàn)室軟件。
使用現(xiàn)有器材模型，課程可開(kāi)展如下7個(gè)常用鈑金工藝實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練：
• 鈑金鉚接虛擬實(shí)驗(yàn)
• 鈑金折彎虛擬實(shí)驗(yàn)
• 氧化處理虛擬實(shí)驗(yàn)
• 微弧氧化虛擬實(shí)驗(yàn)
• 數(shù)控沖壓虛擬實(shí)驗(yàn)
• 激光切割虛擬實(shí)驗(yàn)
• 水射流激光劃片虛擬實(shí)驗(yàn)
（1）鈑金鉚接虛擬實(shí)驗(yàn)
本虛擬實(shí)驗(yàn)提供鈑金鉚接的實(shí)驗(yàn)介紹、實(shí)驗(yàn)原理、部件認(rèn)知和實(shí)驗(yàn)操作等四個(gè)部分的內(nèi)容介紹，模擬了鈑金鉚接的完整實(shí)驗(yàn)流程，其中實(shí)驗(yàn)操作包括制作鉚接試樣，進(jìn)行鉚接實(shí)驗(yàn)，鈑金接頭剪切、拉伸等力學(xué)實(shí)驗(yàn)。
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(duì)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(duì)鉚接板料進(jìn)行力--位移測(cè)試（對(duì)鉚接部位施加剪切應(yīng)力進(jìn)行測(cè)試），生成力--位移曲線。
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圖一板材劃線操作
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圖二板材切割操作
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圖三砂紙打磨毛刺
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圖四用紗布清潔板料
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圖五對(duì)板料進(jìn)行劃線操作
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圖六進(jìn)行鉚接操作
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圖七鉚接成型
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圖八對(duì)鉚接板料進(jìn)行力--位移測(cè)試
（2）鈑金折彎虛擬實(shí)驗(yàn)
本虛擬實(shí)驗(yàn)提供鈑金折彎的實(shí)驗(yàn)介紹、視頻教學(xué)和實(shí)驗(yàn)操作等三部分內(nèi)容，模擬了鈑金折彎實(shí)驗(yàn)的完整實(shí)驗(yàn)流程，包括參數(shù)設(shè)置，對(duì)模具進(jìn)行調(diào)整、檢查，折彎操作，工件加工完成等過(guò)程。
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圖九參數(shù)設(shè)置
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圖十對(duì)模具進(jìn)行調(diào)整、檢查
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圖十一鈑金折彎操作
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圖十二鈑金折彎完成
（3）氧化處理虛擬實(shí)驗(yàn)
本虛擬實(shí)驗(yàn)提供氧化處理實(shí)驗(yàn)介紹和實(shí)驗(yàn)操作兩部分內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)操作包括實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和實(shí)驗(yàn)步驟兩部分，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備先清洗燒杯、進(jìn)行脫脂處理、水洗、酸洗和再水洗過(guò)程，實(shí)驗(yàn)過(guò)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(guò)程。
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圖十三清洗燒杯
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圖十四脫脂處理
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圖十五水洗
（4）微弧氧化虛擬實(shí)驗(yàn)
本虛擬實(shí)驗(yàn)提供實(shí)驗(yàn)介紹、部件認(rèn)知和實(shí)驗(yàn)操作三部分內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)操作部分包括準(zhǔn)備階段、實(shí)驗(yàn)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(yàn)階段包括打開(kāi)電源、檢查儀表轉(zhuǎn)盤(pán)、打開(kāi)溫控裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最后觀察試件；實(shí)驗(yàn)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。
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圖十六清洗試件
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圖十七放置鈑金片
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圖十八觀察試件
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圖十九風(fēng)干
（5）數(shù)控沖壓虛擬實(shí)驗(yàn)
本虛擬實(shí)驗(yàn)提供數(shù)控沖壓實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)介紹和實(shí)驗(yàn)操作兩部分內(nèi)容，模擬了數(shù)控沖壓實(shí)驗(yàn)的完整實(shí)驗(yàn)流程，包括模具安裝、合上電源開(kāi)關(guān)、啟動(dòng)電腦主機(jī)、啟動(dòng)沖床、啟動(dòng)空壓機(jī)開(kāi)關(guān)、安裝板料、手動(dòng)沖床、數(shù)控沖孔、產(chǎn)品測(cè)量以及退出系統(tǒng)并關(guān)機(jī)等過(guò)程。
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圖二十模具安裝
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圖二十一檢查控制臺(tái)
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圖二十二手動(dòng)沖裁
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圖二十三數(shù)控沖裁
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圖二十四測(cè)量數(shù)據(jù)
（6）激光切割虛擬實(shí)驗(yàn)
本虛擬實(shí)驗(yàn)提供實(shí)驗(yàn)介紹、部件認(rèn)知和實(shí)驗(yàn)操作三部分內(nèi)容，模擬了激光切割實(shí)驗(yàn)的完整實(shí)驗(yàn)流程，包括加工參數(shù)設(shè)置、激光加工過(guò)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析、工藝參數(shù)對(duì)切縫寬度的影響及思考測(cè)試。
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圖二十五啟動(dòng)激光器
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圖二十六切割加工
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圖二十七加工參數(shù)理論講解
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圖二十八工藝參數(shù)對(duì)切縫寬度的影響
（7）水射流激光劃片虛擬實(shí)驗(yàn)
本虛擬實(shí)驗(yàn)提供實(shí)驗(yàn)介紹、部件認(rèn)知和實(shí)驗(yàn)操作三部分內(nèi)容，模擬了水射流激光劃片實(shí)驗(yàn)的完整實(shí)驗(yàn)流程，包括實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備過(guò)程、實(shí)驗(yàn)劃片過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果檢測(cè)。
1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆账淞骷す鈩澠募脊ぜ夹g(shù)；
2. 實(shí)驗(yàn)意義：了解不同參數(shù)狀態(tài)下，激光劃片獲得的不同的效果；
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圖二十九實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景
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圖三十激光噴頭調(diào)焦
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圖三十一激光切割過(guò)程
系統(tǒng)服務(wù)器端用戶(hù)分為學(xué)生、教師、教務(wù)管理員和系統(tǒng)管理員四種角色，不同角色擁有不同權(quán)限。
學(xué)生：選課、選擇實(shí)驗(yàn)、開(kāi)展實(shí)驗(yàn)、接受實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、在線提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告、保存和提交實(shí)驗(yàn)結(jié)果、查詢(xún)實(shí)驗(yàn)成績(jī)和批語(yǔ)。
教師：典型實(shí)驗(yàn)庫(kù)維護(hù)、發(fā)布實(shí)驗(yàn)、安排實(shí)驗(yàn)、批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告、系統(tǒng)指導(dǎo)、統(tǒng)計(jì)并發(fā)布學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)和批語(yǔ)。
教務(wù)管理員：課程計(jì)劃、開(kāi)課計(jì)劃、選課日期設(shè)置、開(kāi)課審核、開(kāi)課查詢(xún)。
系統(tǒng)管理員：用戶(hù)管理、分組管理、角色管理、權(quán)限管理、系統(tǒng)維護(hù)等。
性能指標(biāo)
支持同時(shí)在線用戶(hù)數(shù)1萬(wàn)人以上，經(jīng)測(cè)試，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，不限終端用戶(hù)數(shù)，完全能滿(mǎn)足日常教學(xué)使用。
服務(wù)器運(yùn)行環(huán)境
操作系統(tǒng)：WindowsServer，Linux/UnixServer
Web服務(wù)器：Tomcat6.0，JDK6.0
數(shù)據(jù)庫(kù)：MySQL
客戶(hù)端運(yùn)行環(huán)境
操作系統(tǒng)：AllWindows系列
相關(guān)信息：
研制單位：北京潤(rùn)尼爾網(wǎng)絡(luò)科技有限公司
通訊地址：北京市海淀區(qū)北三環(huán)中路44號(hào)院文教產(chǎn)業(yè)園1號(hào)樓郵政編碼：100876
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