李龍國(guó)

摘 要：隨著我國(guó)機(jī)械加工專業(yè)化程度的不斷提高，社會(huì)急需大量電火花加工技術(shù)人員。目前，電火花設(shè)備還存在不穩(wěn)定性，電極安裝校正需要花費(fèi)大量時(shí)間。為此，筆者研制了電火花機(jī)頭電極校正教具，以方便學(xué)生學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率。

關(guān)鍵詞：電火花加工? ?電極校正? 教具

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，機(jī)械加工專業(yè)化程度也越來(lái)越高。許多零件和模具加工制造需要通過(guò)電火花來(lái)加工，這就迫切需要大量的電火花加工技術(shù)人員。在具體的教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)踐中，電火花加工機(jī)頭電極安裝校正操作煩瑣、耗時(shí)長(zhǎng)、精度要求高。雖然運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)與手段使電火花課程教學(xué)更具形象性和直觀性特點(diǎn)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)電火花加工的興趣，但學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)仍然會(huì)很快遺忘。在實(shí)操教學(xué)過(guò)程中，教師在電火花機(jī)床上做示范，學(xué)生在旁邊觀摩學(xué)習(xí)，這難以體現(xiàn)教與學(xué)的效果。

一、電火花加工教學(xué)現(xiàn)狀

目前，電火花加工電極安裝校正操作與教學(xué)仍然采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，理論與實(shí)操對(duì)學(xué)生人數(shù)較少的小班額還是不錯(cuò)的，而對(duì)學(xué)生人數(shù)較多，如40～50人的班額或更多時(shí)，機(jī)械設(shè)備就會(huì)顯得不足，教與學(xué)的效果就會(huì)大打折扣。為了提高教學(xué)效果，減輕教師教學(xué)負(fù)擔(dān)，同時(shí)，為了給學(xué)生提供更多的實(shí)驗(yàn)工具，筆者研制了一種符合研教結(jié)合的電火花機(jī)頭電極校正教具。電極安裝校正操作效率快慢直接影響其他教學(xué)工作的開(kāi)展，而電火花加工電極安裝校正操作是電火花加工模塊的重點(diǎn)和難點(diǎn)。具體實(shí)施步驟如下。

第一，分析圖紙選擇加工方法。電極準(zhǔn)備→材料選擇→尺寸設(shè)計(jì)→加工制作。第二，裝夾方法。電極裝夾用通用夾具或?qū)Ｓ脢A具;工件裝夾用通用壓板或?qū)Ｓ脢A具。第三，校正定位。垂直度，平行度，相互定位。第四，加工參數(shù)選擇。電參數(shù)：脈沖寬度→脈沖間隔→峰值電流→加工電壓→加工極性;電參數(shù)：沖油方式→沖油壓力→液面高度→加工深度→平移量。第五，加工。沖油壓力→進(jìn)給調(diào)節(jié)→規(guī)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換→平動(dòng)量調(diào)節(jié)。第六，檢驗(yàn)。加工時(shí)間→加工精度→電極損耗→表面粗糙度。

二、電火花機(jī)頭電極校正教具的研制

教師進(jìn)行電火花機(jī)床操作時(shí)，因圍觀學(xué)生多，教與學(xué)的效果不顯著。在電火花加工教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)中，電極安裝校正精度要求高、技術(shù)性強(qiáng)、操作煩瑣、耗時(shí)長(zhǎng)。學(xué)生進(jìn)行電火花加工電極安裝校正有一定難度。針對(duì)上述問(wèn)題，筆者積極投入到該項(xiàng)目的研制中。筆者經(jīng)過(guò)不斷的優(yōu)化設(shè)計(jì)與制造，完成了電火花機(jī)頭電極校正教具的研制工作。電火花機(jī)頭電極校正教具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)合電火花機(jī)床的特點(diǎn)，以電火花加工原理為依據(jù)，它是電火花加工教學(xué)不可缺少的實(shí)驗(yàn)工具，其結(jié)構(gòu)如圖所1示。

用此工具實(shí)施教學(xué)示范時(shí)，教師把百分表放在工作臺(tái)上固定好，利用百分表測(cè)頭碰工具電極底面，分別移動(dòng)工作臺(tái)的X軸 和Y軸，調(diào)節(jié)電火花教具機(jī)頭上的前后、左右兩顆螺栓來(lái)檢測(cè)電極的平行度。觀察百分表表針跳動(dòng)的變化情況，若讀數(shù)在0.01～0.02mm范圍內(nèi)變化，則校正工具電極X軸 、Y軸的平行度符合要求，Z軸與工作臺(tái)垂直度，通過(guò)調(diào)節(jié)電火花教具機(jī)頭頂部的螺栓檢測(cè)來(lái)保證其檢驗(yàn)、校正示范。

三、電火花機(jī)頭電極校正教具的應(yīng)用

（一）加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)

在電火花加工的步驟中，工具電極校正定位十分關(guān)鍵且耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)。因此，利用電火花機(jī)頭電極校正教具進(jìn)行課堂教學(xué)校正電極是電火花加工教學(xué)不可缺少的手段。進(jìn)行粗校正電極教學(xué)時(shí)，教師可以指導(dǎo)學(xué)生借助電火花機(jī)頭電極校正教具實(shí)驗(yàn)，用眼睛目測(cè)調(diào)節(jié)四顆可調(diào)螺栓，看看電極大概位置調(diào)整后，再用百分表進(jìn)行調(diào)校。如表座吸附在工作臺(tái)上，松開(kāi)校表身的螺栓使表身傾斜，工作臺(tái)成45度后鎖緊，表針與被校面夾角小于20度。移動(dòng)時(shí)，看校表針跳動(dòng)檢査校表頭是否松動(dòng)或被校平面不平，動(dòng)手校正電極的X軸、Y軸與工作臺(tái)的平行度。

精校正電極教學(xué)時(shí)，讓學(xué)生把百分表放在工作臺(tái)上，利用百分表測(cè)頭碰電極底面，移動(dòng)工作臺(tái)的X軸 、Y軸看百分表表針跳動(dòng)數(shù)值的變化。觀察電火花機(jī)頭X軸、Y軸方向電極底面與電火花機(jī)頭教具工作臺(tái)平行度的情況，調(diào)節(jié)電火花教具機(jī)頭上的前后、左右兩顆螺栓來(lái)檢測(cè)電極的平行度。若百分表讀數(shù)在某一數(shù)值范圍變化時(shí)，看到百分表表針跳動(dòng)的讀數(shù)精度在0.01～0.02mm范圍內(nèi)變化，則校正工具電極X軸 、Y軸的平行度符合要求。

（二）激發(fā)學(xué)生潛能，提高設(shè)備利用率

教師進(jìn)行理論教學(xué)時(shí)，用自制電火花機(jī)頭電極校正教具進(jìn)行模擬示范教學(xué)，使學(xué)生熟悉電火花機(jī)加工校正原理，了解校正電極的方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。讓學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行或以小組合作的方式完成學(xué)習(xí)工作任務(wù)，開(kāi)展一體化教學(xué)。在分組訓(xùn)練過(guò)程中，教師要多指導(dǎo)鼓勵(lì)學(xué)生加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)解決問(wèn)題，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主探究的能力，激發(fā)學(xué)生對(duì)電火花機(jī)操作的欲望和對(duì)教具制造創(chuàng)新的熱情，滿足學(xué)校不同班級(jí)的教學(xué)需求。在任務(wù)實(shí)施過(guò)程中，教師應(yīng)有意識(shí)地講解知識(shí)難點(diǎn)，并加以示范。教師要多巡回指導(dǎo)與答疑，解決學(xué)生在完成任務(wù)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握職業(yè)技能，獲得專業(yè)知識(shí)，從而激發(fā)學(xué)生的潛能，構(gòu)建屬于自己的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)能力。

（三）節(jié)省上機(jī)操作時(shí)間，提高教與學(xué)效率

自制電火花機(jī)頭電極校正教具主要應(yīng)用于電火花加工的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，通過(guò)對(duì)比常規(guī)教學(xué)（不用實(shí)驗(yàn)教具）與使用電火花機(jī)頭電極校正教具實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法來(lái)進(jìn)行測(cè)試。教學(xué)結(jié)束，再在同一臺(tái)機(jī)器上進(jìn)行操作，并對(duì)使用教具與應(yīng)用常規(guī)教學(xué)方法完成電極校正安裝的時(shí)間、操作能力等進(jìn)行測(cè)試對(duì)比。測(cè)試前后對(duì)比，使用電火花機(jī)頭電極校正教具實(shí)驗(yàn)教學(xué)后比常規(guī)教學(xué)方法上機(jī)操作時(shí)間縮短15～20分鐘，在同一臺(tái)電火花機(jī)操作電極校正的效率提高了約35%。此教具在筆者所在學(xué)校2011—2018級(jí)模具制造、數(shù)控加工等專業(yè)應(yīng)用得到師生的好評(píng)，節(jié)省了學(xué)生上機(jī)操作時(shí)間，提高了教與學(xué)的工作效率。利用電火花機(jī)頭電極校正教具進(jìn)行教學(xué)任務(wù)設(shè)計(jì)時(shí)，涵蓋的范圍不能太大，否則學(xué)習(xí)周期過(guò)長(zhǎng)，學(xué)生難以接受和掌握，但又不能設(shè)計(jì)得過(guò)于簡(jiǎn)單，否則會(huì)導(dǎo)致工作任務(wù)不夠完整。教師要帶領(lǐng)學(xué)生不斷回顧以前學(xué)習(xí)的知識(shí)，幫助學(xué)生更好地掌握理論知識(shí)，加深學(xué)生對(duì)工作過(guò)程必備知識(shí)的認(rèn)識(shí)。

四、推廣價(jià)值

電火花機(jī)頭電極校正教具具有較高教學(xué)推廣應(yīng)用的價(jià)值，可滿足學(xué)校、企業(yè)崗前培訓(xùn)教與學(xué)的需求。它具有自制教具實(shí)用性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)合理、使用方便、測(cè)量精度高、制造簡(jiǎn)便、成本低等特點(diǎn)。自制教具有利于培養(yǎng)師生創(chuàng)新與實(shí)踐動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生相互協(xié)作、勇于拼搏的團(tuán)隊(duì)合作精神。

五、小結(jié)

總之，實(shí)訓(xùn)教學(xué)減少裝夾及找正定位誤差的輔助時(shí)間，是非常必要的。引入自制教具的方法進(jìn)行教學(xué)后，經(jīng)過(guò)上述幾方面的校驗(yàn)可以看到以下幾方面的成果：一是促進(jìn)了學(xué)生職業(yè)能力的提高和團(tuán)隊(duì)合作精神的養(yǎng)成，減輕了教師教學(xué)負(fù)擔(dān);二是有助于提高師生創(chuàng)新與實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)，提高了理論與實(shí)訓(xùn)教學(xué)的效果;三是可用于學(xué)校教學(xué)實(shí)驗(yàn)或企業(yè)批量技術(shù)人員崗前的培訓(xùn)，能提高學(xué)員學(xué)習(xí)興趣和工作效率，有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐維雄.火花成型加工工藝 [M].福州：福建科技出版社，2010.

[2]劉慎玖.機(jī)械制造工藝案例教程[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

（作者單位：茂名技師學(xué)院）