中职学校产学研模式的探讨与实践

钟广源

[摘 要] 在职业学校“生产进校园”模式的运作过程中，肯定会遇到一些难加工的产品。在研究解决这些难加工产品的时候恰恰是教师科研的最佳切入点。在解决难题过程中应用以老带新的方式提高年轻教师的技术水平，促进生产的开展，让学生从实际生产过程中学到更多知识和技能。

[关 键 词] 校企合作；产学研；生产进校园

[中图分类号] G717 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2019）02-0006-02

中职学校一般都没有普通高校的先进设备及科研人才，在校企合作过程中如何开展科研，如何培养教师的科研能力，从而带动整个专业的教学水平。

本人的观点是在“生产进校园”的合作模式中立足生产，在组织生产的过程中发现难题，在解决难题的过程中研究、学习，锻炼能力，通过解决难题反过来促进生产，在生产过程中提供更多学习的机会。

一、寻找切入点——研什么

例如，我校数控车间承接了一批产品，产品名称“半提手”。这个产品形状较为复杂（如下图所示）：R74.5外圆、R54.5内球面、Φ10销孔、R10圆弧等，这些尺寸较为重要，R54.5内球面中心与Φ10销孔中心线同轴度±0.02，R10圆弧中心与Φ10中心同轴度±0.02。由于该产品中的R10圆弧在数控铣床上用常规夹具难装夹、难定位，使生产遇到难题。生产中遇到的困难正是我们开展科研的最好切入点！因为研究就是为了更好地开展生产，让教师和学生在研究学习中成长。

二、分析问题——如何研

学校立刻组织数控、模具车间的几个骨干教师成立科研小组，并带着几个年轻教师和学生骨干一起组成团队解决这一难题。首先，由数控教师提出工件难以加工的原因就是找正难。其次，模具教师提出“生产批量大不大，设计专用夹具合不合算？”的问题最后一致决定设计一套专用夹具来解决这个难题。确定生产工艺流程：

1.用车床专用夹具夹圆弧端面，车削R74.5圆弧至尺寸要求。

2.用车床专用夹具夹R74.5圆弧，车削一端面，加工R54.43圆弧球体至尺寸要求。

3.调头，车削厚度（20mm）至尺寸要求。

4.用铣床专用夹具夹两端面（厚度）铣削至16mm尺寸要求。

5.用钻床专用夹具夹端面，钻Φ10孔至尺寸要求，保证Φ10x2孔与两端面分中，两孔要对称。

6.用数控铣床专用夹具（研究重点）夹两端面，定Φ10x2孔铣削R10圆弧达到尺寸要求。

三、解决问题——学研结合

随着夹具加工技术的发展，在实际生产中夹具的使用不只是局限于单工序加工，而且适用于复杂繁琐的工件加工。夹具的设计是一门技术性很强的学科。实践证明，只有不断总结经验，认真收集设计资料，发挥团队优势特点，掌握设计原则，才能合理设计夹具的结构方案，正确制订制造工艺、装配工艺，保证产品的加工质量，提高生产效率，降低加工成本，提高整体经济效益，根据工件的加工要求、形状等设计专用装夹夹具。课题小组经过反复研究制定夹具的定位机构、夹紧机构、对刀机构等，确定该夹具主要由夹具体、定位圆盘、定位销、定位销辅助板和工件压板、压紧螺丝等六大部件组成（如右上图所示）。夹具体中的底板与立板是用沉头螺丝装配而成，装配后，立板侧面垂直于底板端面，立板上两定位销孔轴线平行于底板端面。定位圆盘上定位销槽轴线与Φ107圆轴线垂直。工件座端面平行于立板端面，限制了工件的 X 、Y、 Z 三个移动和两个转动共五个自由度。在定位销滑动槽上装上两定位销，该定位销与定位槽同一轴线上，通过滑动的定位销对工件进行快速定位，从而限制了工件的另一个移动的自由度。在定位销滑动槽上装上定位销辅助压板。该板与定位销滑动间隙配合，对定位销起定位作用，防止该定位销前后移动而影响精度。夹具体、定位圆盘、定位销、定位销辅助压板为工件提供了定位依据，限制了工件六个自由度。该夹具通过工件压板、螺丝进行对工件夹紧，防止工件在加工过程中振动、位移，从而实现对工件的装夹，使该夹具达到加工要求。在研究过程中，让整个团队都学习夹具的相关知识。

四、夹具加工——产研结合

根据总体方案（见下面立体图），由骨干教师指导学生进行制作，在制作的过程中学习夹具的相关知识和技能，并加强实操能力。

1.夹具体：该夹具体采用45#钢制造，是各元件的装配基准，夹具体的底板两平面采用磨床加工，保证两平面的平行度，侧板取用铣床一次性装夹加工平面、侧面及两定位销孔，保证平面与侧面垂直度要求及两定位销孔与侧板表面垂直度要求。

2.定位圆盘：该圆盘外圆与端面加工，在加工过程中保证Φ107外圆与Φ149台阶端面同出，两端面与台阶端面相互平行，圆盘的导向槽与两Φ8销孔取用铣床一次性装夹加工，保证销孔轴线与导向槽的轴线垂直度，导向槽以Φ107外圆的轴线为基准进行分中，使导向槽的轴线与Φ107外圆轴线满足同轴度要求。

3.定位销：为消除工件的重复定位，所以该定位销采用圆锥式设计。加工定位销时，圆锥的轴线与方头的轴线相重合，方头17mm高度与圆盘导向槽宽作滑动配合。保证装配后定位销在导向槽内在弹簧力作用下对工件两个Φ10定位孔进行辅助定位。

4.定位销辅助压板：采用45#钢材料制造，该固定板对定位销有着定位的作用，R54.5固定板半圆中的19mm距离要准确，因该端面是对工件压板进行定位，防止压板旋转之用，缩短装夹时间，中间的9×85圆弧槽是避空M8螺丝对控制定位销滑动的作用，在9×85圆弧槽两侧15宽的板条是要配合到定位槽上的，限制定位销滑动不能前后移动，尺寸精度要求在0.02mm，深度精度要求在0.02 mm，两端面加工要平行，平行度0.03mm，粗糙度Ra1.6，从而限制了定位销滑动Y的自由度。

5.工件压板：采用45#钢材料制造，该压板对工件有着夹紧的作用。（1）螺钉：用M16的螺钉一头拧紧在定位圆盘M16螺孔内。（2）弹簧：选用圆柱形螺旋缩弹簧，弹簧丝Φ0.8、内圈Φ16mm，端部结构有磨平的YI型，以保证支承端面与弹簧的轴线垂直，从而保证弹簧受压时不出现歪斜。（3）紧固螺母：选用M16普通标准螺母，通过工件压板对工件进行夹紧，可限制工件Z自由度，起紧固作用。

五、专用夹具的应用——产学研一体

首先把夹具放在数控铣床的工作台上，教师教学生用百分表校正底座的基准面与机床的X轴、Y轴平行度垂直度在0.02mm范围，并用螺栓将夹具固定在工作台上。然后拨动定位销，以工件R54.5内圆环及端面内基准在圆盘Φ107外圆上，拉开定位销滑动，定位销在弹簧力作用下，导向槽对工件间Φ10定位孔进行找正定位，通过操作，教会学生夹具的找正定位。再拧M16螺母，在工件压板的工作下，将工件夹紧，使工件的端面与Φ149圆的侧面对齐，从而将工件固定。首次加工必须进行X、Y、Z轴对刀，将Φ10孔圆心进行分中，Z轴零点定在Φ10孔上方，对刀后，便可按照预先编好的程序进行铣削加工。在加工完一端后，将工件调头装夹即可完成另一端R10圆弧的加工。经过测量产品，表面粗糙度值达到Ra1.6， R10圆弧加工后的尺寸、位置精度均达到图纸要求；工件安装后不会顶到底面，检查旋转灵活。最后，用该专用夹具连续加工数百件都没有出现废品，证明夹具设计符合加工要求。

六、结语

在“生产进校园”的模式下，由学校承接产品加工，由于学校管理水平、设备、工艺等都会影响加工质量。当加工遇到问题，正是教师学习和研究的切入点。在这次批量生产中的产品存在较难加工的结构，为保证产品的加工质量，提高生产效率，降低加工成本，提高整体经济效益，根据工件的加工要求、形狀等设计专用装夹夹具，通过夹具简化加工工艺，很好地处理圆弧的加工，而且精度要求得到保证，降低了装夹难度。在“生产进校园”模式下，教学管理团队一定把握时机，可以学校解决的由学校解决，确实难以独立解决的尽量在企业的协助下进行，在产学中加入研，在研究过程中促进“学”和“产”。例如，该夹具设计制作过程简单，成本较低，能充分发挥铣床的潜力，制作出结构合理、定位可靠、经济实用的夹具体，达到加工技术要求。所以，只要充分发挥团队的智慧，即使条件有限的基础上，也能产学研一体，让操作方便，提高工作效率，保证产品质量。

编辑 张 慧