电加工实习典型工作任务的设计与实施

何勉鹏?彭婧

摘 要：本文主要提出了关于线切割加工教学的方法，通过对典型工作任务——精密平口钳在电加工生产实习教学中的加工，介绍了精密平口钳各零件的具体加工方法，提示各部件加工可能产生的问题和解决方法。使学生能够更好地掌握所学的专业技能，独立完成教学任务，为成为适合企业生产要求的技能人才打好基础。

关键词：精密平口钳 精度控制 任务驱动 加工工艺

在机械加工过程中，为了保证零件的加工精度，使之相对于机床、刀具占有确定的位置，并能迅速、可靠地夹紧工件，以接受加工或检测的工艺装备称为机床夹具，简称夹具。在技工院校中，台虎钳、平口钳等夹具随处可见。这些夹具直接影响着产品质量及生产安全，所以我们并不陌生，甚至想拥有一个属于自己的产品。如果能加工一个完全属于自己的产品，学生们也将获得额外的动力。在这样的背景下，提出以下方案。

一、方案的提出

精密平口钳外形简单，所有组成部件表面以平面为主，加工母线匀为直线，而线切割主要针对的加工对象就是母线为直线的产品，因此精密平口钳可以在线切割机床上加工完成。由于平口钳中的多个部件匀有位置和配合关系，因此对加工工艺及技巧有较高的要求，对加工的综合能力提高有很大的帮助，因此选择以学校现有的螺杆式精密平口钳为蓝本（见图1），作为实习教学的加工任务，安排到教学中分步骤让学生完成，以提高教学的质量和效果。

二、方案分析

精密平口钳的加工，主要是考虑到精密夹具在生产中的重要性。为了让学生们了解其加工的过程及工艺，在选择加工类型时，考虑到在学校加工的这个特殊环境，所以在平口钳的材质方面选用较普遍的45#钢材，热处理方面的知识以理论课形式讲解，可以不进行实际操作。加工中不适合进行太大规模的加工，所以加工以小组方式进行，选用螺杆式精密平口钳为蓝本，进行测绘并按比例缩小（见图2），对精密平口钳的钳身及活动钳口进行加工练习，螺杆选购标准内六角螺栓M8×60mm，以锻炼学生们的技能水平及团队协作能力。

技术要求包括如下内容：标准内六角螺栓M8×60mm，M4×15mm，各1件；平口钳采用优质45#钢制造；平行度0.005mm/100mm，垂直度0.005mm，整体线切割表面要求，粗糙度为1.6μm；夹持快，操作灵活；在工作时无论横立、坚立、平放皆可保持高的精度；装配后件钳身与活动钳口，相关接触面配合间隙不大于0.01mm，共6处；采用基孔制间隙配合，公差采用H6/h5；装配外观整齐，零件图中有标注尺寸部位均需加工。

三、加工方案

1.钳身部分的加工

线切割加工方式有别于其他加工方法，加工时可以将钳身及活动钳口的导滑槽一次加工出来，线切割加工图参照（见图3）主视图方向。钳身部分由于要保证平口钳的全长，所以加工的毛坯高度超过60mm，而平时练习时为了保证实习时间，所用的加工毛坯厚度一般不超过10mm，因此如何调整加工中的电参数成为加工知识点。对不同厚度的加工对象，电参数的要求会有明显的变化。为确保顺利完成加工，必须调整加工的电参数及加工速度。另外，线切割加工对于工作液的依赖程度比传统加工的更高，线切割的工作液除了冷却之外，最重要的功能就是排屑。电加工过程中如果排屑不及时，很容易引起加工短路，从而导致加工质量下降。通过对厚板料的加工，学生们了解加工中如果加工对象的厚度及材质出现变化，该如何正确选择加工时的电参数。

技术要求：此零件材料选择45#钢板材制造（见图3）；对各平面之间的平行度及垂直度有着较高的加工要求；了解厚板料加工过程中的冷却问题，保证加工过程中冷却液的供给；为保粗糙度达到1.6μm，钼丝的张紧度必须高些；合理地调整电参数及切割速度，以防出现短路。

2.固定钳口的加工

在固定钳口的加工上会有几个关键点：产品的位置度、钼丝相对于产品的垂直度、尺寸控制、产品的装夹。在确保产品位置度方面，要求学生们能熟练掌握百分表或千分表的使用。为了产品的位置更加精确，对钳身或夹具进行校表（见图4）。

钼丝的校正不仅影响产品的形状和位置精度，同时也对尺寸的控制有着决定性的作用。钼丝校正方面，由于目前一线的线切割加工钼丝的校正只能通过目测的方式，通过钼丝接近工件时产击穿火花来判断，所以这方面要求学生们平时在钼丝校正方面有足够的练习时间，积累足够的经验。该项的加工操作，可提高学生们在这方面的操作能力，并为后期的加工打下更好的基础（见图5）。在钼丝的校正方面，如果钳身是在精度不高的毛坯上切割下来的，可以在校正时通过校正块来间接地对钳身上表面的垂直度进行校正，同时在进行钼丝校正时完成工件X、Y轴的定位归零。

尺寸是每个产品的加工标准。能否合理控制尺寸关系到产品是否合格，所以这方面也是核心所在，要求学生们在各方面有扎实的基础，了解加工中加工参数的设定及对尺寸的影响。这里让学生们学会制订合理的补偿参数。在装夹和固定方面，由于电加工有别于传统的机械加工，加工电极与工件并没有接触，所以几乎没有切削力，这为我们的装夹方式提供了更多的选择，只要能把工件夹稳即可满足要求。这里，我们可以采用磁性表座作为装夹的载具，把工件吸附在磁性表座的表面（见图5），这样就可以更加灵活地进行加工。钼丝校正及定位完毕后，加工钳身的滑槽。

3.活动钳口的加工

如何合理利用材料一直是教学中的一个重点。加工中对材料的合理利用不仅影响了加工的成本，也对学生们的价值观产生一定的影响。在活动钳口的加工过程中，材料是从钳身切割出来的余料中选用，这也决定了活动钳口的厚度L，而H的值则要求比钳口槽低0.02mm，加工方法与钳身的加工方法相似，加工难点在于活动钳口需与钳身配合，并保证活动钳口可以在钳身的导轨中顺畅地滑动。在这个过程中必须确保活动钳口的凸台的位置度，加工方法与固定钳口的加工相似。活动钳口（见图6）在加工中的难点主要在于凸台部分，因为这个位置工跟钳身部分是间隙配合，采用基孔制间隙配合，公差采用H6/h5，要求保证其对称度，以保证平口钳的整体。由于是滑块，所以表面粗糙度要求达到0.8μm，因此加工时凸台要留有0.02mm的打磨余量。

4.钳加工装配

待各零件线切割加工完成后，再加工一个活动钳口的固定块（见图7），进行钳工装配工作。首先检查活动钳口与钳身的配合情况，将活动钳口与钳身进行滑动测试，确保能活动自如，如间隙过大则调整配作部分“5.05”处的高度，用于固定活动钳口的M4螺钉要超出活动钳口圆孔1mm，用于勾住M8的螺栓；平口钳的螺栓采用标准件M8×60mm的内六角螺栓，头部加工沟槽，沟槽可通过车削进行加工，最后将所有零件装配起来（见图8）。

四、小结

课堂生产实践证明，在精密平口钳的加工过程中，每一项加工都有各自的知识点。通过整个精密平口钳的综合加工，调动了学生们的积极性，同时满足多项操作技能的强化要求。这种小组式的加工方式也给了学生更多讨论的空间，锻炼了学生在对待不同材料时加工参数的修改能力，加工方式的多样化，同时也使学生对加工精度的控制有明显的提高。加工过程让学生充分了解加工工艺的重难点，对工量具的选用也有了更深的体会。

参考文献：

[1]杨耀双，王志珍.教师上岗指导[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2015.

[2]单岩，夏天，赵雅杰.数控线切割加工[M].北京：机械工业出版社，2013.

[3]姜波.钳工工艺学（第四版）[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2005.

（作者单位：广东省国防科技技师学院）