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      中職學(xué)校產(chǎn)學(xué)研模式的探討與實(shí)踐

      2019-06-11 11:17:57鐘廣源
      關(guān)鍵詞:銷孔壓板裝夾

      鐘廣源

      [摘 要] 在職業(yè)學(xué)?!吧a(chǎn)進(jìn)校園”模式的運(yùn)作過程中,肯定會遇到一些難加工的產(chǎn)品。在研究解決這些難加工產(chǎn)品的時(shí)候恰恰是教師科研的最佳切入點(diǎn)。在解決難題過程中應(yīng)用以老帶新的方式提高年輕教師的技術(shù)水平,促進(jìn)生產(chǎn)的開展,讓學(xué)生從實(shí)際生產(chǎn)過程中學(xué)到更多知識和技能。

      [關(guān) 鍵 詞] 校企合作;產(chǎn)學(xué)研;生產(chǎn)進(jìn)校園

      [中圖分類號] G717 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603(2019)02-0006-02

      中職學(xué)校一般都沒有普通高校的先進(jìn)設(shè)備及科研人才,在校企合作過程中如何開展科研,如何培養(yǎng)教師的科研能力,從而帶動(dòng)整個(gè)專業(yè)的教學(xué)水平。

      本人的觀點(diǎn)是在“生產(chǎn)進(jìn)校園”的合作模式中立足生產(chǎn),在組織生產(chǎn)的過程中發(fā)現(xiàn)難題,在解決難題的過程中研究、學(xué)習(xí),鍛煉能力,通過解決難題反過來促進(jìn)生產(chǎn),在生產(chǎn)過程中提供更多學(xué)習(xí)的機(jī)會。

      一、尋找切入點(diǎn)——研什么

      例如,我校數(shù)控車間承接了一批產(chǎn)品,產(chǎn)品名稱“半提手”。這個(gè)產(chǎn)品形狀較為復(fù)雜(如下圖所示):R74.5外圓、R54.5內(nèi)球面、Φ10銷孔、R10圓弧等,這些尺寸較為重要,R54.5內(nèi)球面中心與Φ10銷孔中心線同軸度±0.02,R10圓弧中心與Φ10中心同軸度±0.02。由于該產(chǎn)品中的R10圓弧在數(shù)控銑床上用常規(guī)夾具難裝夾、難定位,使生產(chǎn)遇到難題。生產(chǎn)中遇到的困難正是我們開展科研的最好切入點(diǎn)!因?yàn)檠芯烤褪菫榱烁玫亻_展生產(chǎn),讓教師和學(xué)生在研究學(xué)習(xí)中成長。

      二、分析問題——如何研

      學(xué)校立刻組織數(shù)控、模具車間的幾個(gè)骨干教師成立科研小組,并帶著幾個(gè)年輕教師和學(xué)生骨干一起組成團(tuán)隊(duì)解決這一難題。首先,由數(shù)控教師提出工件難以加工的原因就是找正難。其次,模具教師提出“生產(chǎn)批量大不大,設(shè)計(jì)專用夾具合不合算?”的問題最后一致決定設(shè)計(jì)一套專用夾具來解決這個(gè)難題。確定生產(chǎn)工藝流程:

      1.用車床專用夾具夾圓弧端面,車削R74.5圓弧至尺寸要求。

      2.用車床專用夾具夾R74.5圓弧,車削一端面,加工R54.43圓弧球體至尺寸要求。

      3.調(diào)頭,車削厚度(20mm)至尺寸要求。

      4.用銑床專用夾具夾兩端面(厚度)銑削至16mm尺寸要求。

      5.用鉆床專用夾具夾端面,鉆Φ10孔至尺寸要求,保證Φ10x2孔與兩端面分中,兩孔要對稱。

      6.用數(shù)控銑床專用夾具(研究重點(diǎn))夾兩端面,定Φ10x2孔銑削R10圓弧達(dá)到尺寸要求。

      三、解決問題——學(xué)研結(jié)合

      隨著夾具加工技術(shù)的發(fā)展,在實(shí)際生產(chǎn)中夾具的使用不只是局限于單工序加工,而且適用于復(fù)雜繁瑣的工件加工。夾具的設(shè)計(jì)是一門技術(shù)性很強(qiáng)的學(xué)科。實(shí)踐證明,只有不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),認(rèn)真收集設(shè)計(jì)資料,發(fā)揮團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢特點(diǎn),掌握設(shè)計(jì)原則,才能合理設(shè)計(jì)夾具的結(jié)構(gòu)方案,正確制訂制造工藝、裝配工藝,保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率,降低加工成本,提高整體經(jīng)濟(jì)效益,根據(jù)工件的加工要求、形狀等設(shè)計(jì)專用裝夾夾具。課題小組經(jīng)過反復(fù)研究制定夾具的定位機(jī)構(gòu)、夾緊機(jī)構(gòu)、對刀機(jī)構(gòu)等,確定該夾具主要由夾具體、定位圓盤、定位銷、定位銷輔助板和工件壓板、壓緊螺絲等六大部件組成(如右上圖所示)。夾具體中的底板與立板是用沉頭螺絲裝配而成,裝配后,立板側(cè)面垂直于底板端面,立板上兩定位銷孔軸線平行于底板端面。定位圓盤上定位銷槽軸線與Φ107圓軸線垂直。工件座端面平行于立板端面,限制了工件的 X 、Y、 Z 三個(gè)移動(dòng)和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)共五個(gè)自由度。在定位銷滑動(dòng)槽上裝上兩定位銷,該定位銷與定位槽同一軸線上,通過滑動(dòng)的定位銷對工件進(jìn)行快速定位,從而限制了工件的另一個(gè)移動(dòng)的自由度。在定位銷滑動(dòng)槽上裝上定位銷輔助壓板。該板與定位銷滑動(dòng)間隙配合,對定位銷起定位作用,防止該定位銷前后移動(dòng)而影響精度。夾具體、定位圓盤、定位銷、定位銷輔助壓板為工件提供了定位依據(jù),限制了工件六個(gè)自由度。該夾具通過工件壓板、螺絲進(jìn)行對工件夾緊,防止工件在加工過程中振動(dòng)、位移,從而實(shí)現(xiàn)對工件的裝夾,使該夾具達(dá)到加工要求。在研究過程中,讓整個(gè)團(tuán)隊(duì)都學(xué)習(xí)夾具的相關(guān)知識。

      四、夾具加工——產(chǎn)研結(jié)合

      根據(jù)總體方案(見下面立體圖),由骨干教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行制作,在制作的過程中學(xué)習(xí)夾具的相關(guān)知識和技能,并加強(qiáng)實(shí)操能力。

      1.夾具體:該夾具體采用45#鋼制造,是各元件的裝配基準(zhǔn),夾具體的底板兩平面采用磨床加工,保證兩平面的平行度,側(cè)板取用銑床一次性裝夾加工平面、側(cè)面及兩定位銷孔,保證平面與側(cè)面垂直度要求及兩定位銷孔與側(cè)板表面垂直度要求。

      2.定位圓盤:該圓盤外圓與端面加工,在加工過程中保證Φ107外圓與Φ149臺階端面同出,兩端面與臺階端面相互平行,圓盤的導(dǎo)向槽與兩Φ8銷孔取用銑床一次性裝夾加工,保證銷孔軸線與導(dǎo)向槽的軸線垂直度,導(dǎo)向槽以Φ107外圓的軸線為基準(zhǔn)進(jìn)行分中,使導(dǎo)向槽的軸線與Φ107外圓軸線滿足同軸度要求。

      3.定位銷:為消除工件的重復(fù)定位,所以該定位銷采用圓錐式設(shè)計(jì)。加工定位銷時(shí),圓錐的軸線與方頭的軸線相重合,方頭17mm高度與圓盤導(dǎo)向槽寬作滑動(dòng)配合。保證裝配后定位銷在導(dǎo)向槽內(nèi)在彈簧力作用下對工件兩個(gè)Φ10定位孔進(jìn)行輔助定位。

      4.定位銷輔助壓板:采用45#鋼材料制造,該固定板對定位銷有著定位的作用,R54.5固定板半圓中的19mm距離要準(zhǔn)確,因該端面是對工件壓板進(jìn)行定位,防止壓板旋轉(zhuǎn)之用,縮短裝夾時(shí)間,中間的9×85圓弧槽是避空M8螺絲對控制定位銷滑動(dòng)的作用,在9×85圓弧槽兩側(cè)15寬的板條是要配合到定位槽上的,限制定位銷滑動(dòng)不能前后移動(dòng),尺寸精度要求在0.02mm,深度精度要求在0.02 mm,兩端面加工要平行,平行度0.03mm,粗糙度Ra1.6,從而限制了定位銷滑動(dòng)Y的自由度。

      5.工件壓板:采用45#鋼材料制造,該壓板對工件有著夾緊的作用。(1)螺釘:用M16的螺釘一頭擰緊在定位圓盤M16螺孔內(nèi)。(2)彈簧:選用圓柱形螺旋縮彈簧,彈簧絲Φ0.8、內(nèi)圈Φ16mm,端部結(jié)構(gòu)有磨平的YI型,以保證支承端面與彈簧的軸線垂直,從而保證彈簧受壓時(shí)不出現(xiàn)歪斜。(3)緊固螺母:選用M16普通標(biāo)準(zhǔn)螺母,通過工件壓板對工件進(jìn)行夾緊,可限制工件Z自由度,起緊固作用。

      五、專用夾具的應(yīng)用——產(chǎn)學(xué)研一體

      首先把夾具放在數(shù)控銑床的工作臺上,教師教學(xué)生用百分表校正底座的基準(zhǔn)面與機(jī)床的X軸、Y軸平行度垂直度在0.02mm范圍,并用螺栓將夾具固定在工作臺上。然后撥動(dòng)定位銷,以工件R54.5內(nèi)圓環(huán)及端面內(nèi)基準(zhǔn)在圓盤Φ107外圓上,拉開定位銷滑動(dòng),定位銷在彈簧力作用下,導(dǎo)向槽對工件間Φ10定位孔進(jìn)行找正定位,通過操作,教會學(xué)生夾具的找正定位。再擰M16螺母,在工件壓板的工作下,將工件夾緊,使工件的端面與Φ149圓的側(cè)面對齊,從而將工件固定。首次加工必須進(jìn)行X、Y、Z軸對刀,將Φ10孔圓心進(jìn)行分中,Z軸零點(diǎn)定在Φ10孔上方,對刀后,便可按照預(yù)先編好的程序進(jìn)行銑削加工。在加工完一端后,將工件調(diào)頭裝夾即可完成另一端R10圓弧的加工。經(jīng)過測量產(chǎn)品,表面粗糙度值達(dá)到Ra1.6, R10圓弧加工后的尺寸、位置精度均達(dá)到圖紙要求;工件安裝后不會頂?shù)降酌妫瑱z查旋轉(zhuǎn)靈活。最后,用該專用夾具連續(xù)加工數(shù)百件都沒有出現(xiàn)廢品,證明夾具設(shè)計(jì)符合加工要求。

      六、結(jié)語

      在“生產(chǎn)進(jìn)校園”的模式下,由學(xué)校承接產(chǎn)品加工,由于學(xué)校管理水平、設(shè)備、工藝等都會影響加工質(zhì)量。當(dāng)加工遇到問題,正是教師學(xué)習(xí)和研究的切入點(diǎn)。在這次批量生產(chǎn)中的產(chǎn)品存在較難加工的結(jié)構(gòu),為保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率,降低加工成本,提高整體經(jīng)濟(jì)效益,根據(jù)工件的加工要求、形狀等設(shè)計(jì)專用裝夾夾具,通過夾具簡化加工工藝,很好地處理圓弧的加工,而且精度要求得到保證,降低了裝夾難度。在“生產(chǎn)進(jìn)校園”模式下,教學(xué)管理團(tuán)隊(duì)一定把握時(shí)機(jī),可以學(xué)校解決的由學(xué)校解決,確實(shí)難以獨(dú)立解決的盡量在企業(yè)的協(xié)助下進(jìn)行,在產(chǎn)學(xué)中加入研,在研究過程中促進(jìn)“學(xué)”和“產(chǎn)”。例如,該夾具設(shè)計(jì)制作過程簡單,成本較低,能充分發(fā)揮銑床的潛力,制作出結(jié)構(gòu)合理、定位可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的夾具體,達(dá)到加工技術(shù)要求。所以,只要充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)的智慧,即使條件有限的基礎(chǔ)上,也能產(chǎn)學(xué)研一體,讓操作方便,提高工作效率,保證產(chǎn)品質(zhì)量。

      編輯 張 慧

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