電火花機頭電極校正教具的研制與應用

李龍國

摘 要：隨著我國機械加工專業(yè)化程度的不斷提高，社會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大量時間。為此，筆者研制了電火花機頭電極校正教具，以方便學生學習，提高學習效率。

關(guān)鍵詞：電火花加工? ?電極校正? 教具

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，機械加工專業(yè)化程度也越來越高。許多零件和模具加工制造需要通過電火花來加工，這就迫切需要大量的電火花加工技術(shù)人員。在具體的教學與生產(chǎn)實踐中，電火花加工機頭電極安裝校正操作煩瑣、耗時長、精度要求高。雖然運用現(xiàn)代教育技術(shù)與手段使電火花課程教學更具形象性和直觀性特點，提高了學生學習電火花加工的興趣，但學生對所學知識仍然會很快遺忘。在實操教學過程中，教師在電火花機床上做示范，學生在旁邊觀摩學習，這難以體現(xiàn)教與學的效果。

一、電火花加工教學現(xiàn)狀

目前，電火花加工電極安裝校正操作與教學仍然采用傳統(tǒng)的教學模式，理論與實操對學生人數(shù)較少的小班額還是不錯的，而對學生人數(shù)較多，如40～50人的班額或更多時，機械設(shè)備就會顯得不足，教與學的效果就會大打折扣。為了提高教學效果，減輕教師教學負擔，同時，為了給學生提供更多的實驗工具，筆者研制了一種符合研教結(jié)合的電火花機頭電極校正教具。電極安裝校正操作效率快慢直接影響其他教學工作的開展，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和難點。具體實施步驟如下。

第一，分析圖紙選擇加工方法。電極準備→材料選擇→尺寸設(shè)計→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→進給調(diào)節(jié)→規(guī)準轉(zhuǎn)換→平動量調(diào)節(jié)。第六，檢驗。加工時間→加工精度→電極損耗→表面粗糙度。

二、電火花機頭電極校正教具的研制

教師進行電火花機床操作時，因圍觀學生多，教與學的效果不顯著。在電火花加工教學實踐環(huán)節(jié)中，電極安裝校正精度要求高、技術(shù)性強、操作煩瑣、耗時長。學生進行電火花加工電極安裝校正有一定難度。針對上述問題，筆者積極投入到該項目的研制中。筆者經(jīng)過不斷的優(yōu)化設(shè)計與制造，完成了電火花機頭電極校正教具的研制工作。電火花機頭電極校正教具的結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)合電火花機床的特點，以電火花加工原理為依據(jù)，它是電火花加工教學不可缺少的實驗工具，其結(jié)構(gòu)如圖所1示。

用此工具實施教學示范時，教師把百分表放在工作臺上固定好，利用百分表測頭碰工具電極底面，分別移動工作臺的X軸 和Y軸，調(diào)節(jié)電火花教具機頭上的前后、左右兩顆螺栓來檢測電極的平行度。觀察百分表表針跳動的變化情況，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軸與工作臺垂直度，通過調(diào)節(jié)電火花教具機頭頂部的螺栓檢測來保證其檢驗、校正示范。

三、電火花機頭電極校正教具的應用

（一）加強學生動手能力的培養(yǎng)

在電火花加工的步驟中，工具電極校正定位十分關(guān)鍵且耗費時間較長。因此，利用電火花機頭電極校正教具進行課堂教學校正電極是電火花加工教學不可缺少的手段。進行粗校正電極教學時，教師可以指導學生借助電火花機頭電極校正教具實驗，用眼睛目測調(diào)節(jié)四顆可調(diào)螺栓，看看電極大概位置調(diào)整后，再用百分表進行調(diào)校。如表座吸附在工作臺上，松開校表身的螺栓使表身傾斜，工作臺成45度后鎖緊，表針與被校面夾角小于20度。移動時，看校表針跳動檢査校表頭是否松動或被校平面不平，動手校正電極的X軸、Y軸與工作臺的平行度。

精校正電極教學時，讓學生把百分表放在工作臺上，利用百分表測頭碰電極底面，移動工作臺的X軸 、Y軸看百分表表針跳動數(shù)值的變化。觀察電火花機頭X軸、Y軸方向電極底面與電火花機頭教具工作臺平行度的情況，調(diào)節(jié)電火花教具機頭上的前后、左右兩顆螺栓來檢測電極的平行度。若百分表讀數(shù)在某一數(shù)值范圍變化時，看到百分表表針跳動的讀數(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)學生潛能，提高設(shè)備利用率

教師進行理論教學時，用自制電火花機頭電極校正教具進行模擬示范教學，使學生熟悉電火花機加工校正原理，了解校正電極的方法，激發(fā)學生的學習興趣。讓學生獨立進行或以小組合作的方式完成學習工作任務，開展一體化教學。在分組訓練過程中，教師要多指導鼓勵學生加強團隊合作，引導學生通過學習解決問題，提升學生自主學習、自主探究的能力，激發(fā)學生對電火花機操作的欲望和對教具制造創(chuàng)新的熱情，滿足學校不同班級的教學需求。在任務實施過程中，教師應有意識地講解知識難點，并加以示范。教師要多巡回指導與答疑，解決學生在完成任務過程中出現(xiàn)的問題。讓學生在實踐中掌握職業(yè)技能，獲得專業(yè)知識，從而激發(fā)學生的潛能，構(gòu)建屬于自己的經(jīng)驗、知識能力。

（三）節(jié)省上機操作時間，提高教與學效率

自制電火花機頭電極校正教具主要應用于電火花加工的實訓教學，通過對比常規(guī)教學（不用實驗教具）與使用電火花機頭電極校正教具實驗的教學方法來進行測試。教學結(jié)束，再在同一臺機器上進行操作，并對使用教具與應用常規(guī)教學方法完成電極校正安裝的時間、操作能力等進行測試對比。測試前后對比，使用電火花機頭電極校正教具實驗教學后比常規(guī)教學方法上機操作時間縮短15～20分鐘，在同一臺電火花機操作電極校正的效率提高了約35%。此教具在筆者所在學校2011—2018級模具制造、數(shù)控加工等專業(yè)應用得到師生的好評，節(jié)省了學生上機操作時間，提高了教與學的工作效率。利用電火花機頭電極校正教具進行教學任務設(shè)計時，涵蓋的范圍不能太大，否則學習周期過長，學生難以接受和掌握，但又不能設(shè)計得過于簡單，否則會導致工作任務不夠完整。教師要帶領(lǐng)學生不斷回顧以前學習的知識，幫助學生更好地掌握理論知識，加深學生對工作過程必備知識的認識。

四、推廣價值

電火花機頭電極校正教具具有較高教學推廣應用的價值，可滿足學校、企業(yè)崗前培訓教與學的需求。它具有自制教具實用性強、結(jié)構(gòu)合理、使用方便、測量精度高、制造簡便、成本低等特點。自制教具有利于培養(yǎng)師生創(chuàng)新與實踐動手能力，培養(yǎng)學生相互協(xié)作、勇于拼搏的團隊合作精神。

五、小結(jié)

總之，實訓教學減少裝夾及找正定位誤差的輔助時間，是非常必要的。引入自制教具的方法進行教學后，經(jīng)過上述幾方面的校驗可以看到以下幾方面的成果：一是促進了學生職業(yè)能力的提高和團隊合作精神的養(yǎng)成，減輕了教師教學負擔;二是有助于提高師生創(chuàng)新與實踐動手能力的培養(yǎng)，提高了理論與實訓教學的效果;三是可用于學校教學實驗或企業(yè)批量技術(shù)人員崗前的培訓，能提高學員學習興趣和工作效率，有較大的推廣應用價值。

參考文獻：

[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.機械制造工藝案例教程[M].北京：化學工業(yè)出版社，2010.

（作者單位：茂名技師學院）