电火花机头电极校正教具的研制与应用

李龙国

摘 要：随着我国机械加工专业化程度的不断提高，社会急需大量电火花加工技术人员。目前，电火花设备还存在不稳定性，电极安装校正需要花费大量时间。为此，笔者研制了电火花机头电极校正教具，以方便学生学习，提高学习效率。

关键词：电火花加工   电极校正  教具

随着我国经济的飞速发展，机械加工专业化程度也越来越高。许多零件和模具加工制造需要通过电火花来加工，这就迫切需要大量的电火花加工技术人员。在具体的教学与生产实践中，电火花加工机头电极安装校正操作烦琐、耗时长、精度要求高。虽然运用现代教育技术与手段使电火花课程教学更具形象性和直观性特点，提高了学生学习电火花加工的兴趣，但学生对所学知识仍然会很快遗忘。在实操教学过程中，教师在电火花机床上做示范，学生在旁边观摩学习，这难以体现教与学的效果。

一、电火花加工教学现状

目前，电火花加工电极安装校正操作与教学仍然采用传统的教学模式，理论与实操对学生人数较少的小班额还是不错的，而对学生人数较多，如40～50人的班额或更多时，机械设备就会显得不足，教与学的效果就会大打折扣。为了提高教学效果，减轻教师教学负担，同时，为了给学生提供更多的实验工具，笔者研制了一种符合研教结合的电火花机头电极校正教具。电极安装校正操作效率快慢直接影响其他教学工作的开展，而电火花加工电极安装校正操作是电火花加工模块的重点和难点。具体实施步骤如下。

第一，分析图纸选择加工方法。电极准备→材料选择→尺寸设计→加工制作。第二，装夹方法。电极装夹用通用夹具或专用夹具;工件装夹用通用压板或专用夹具。第三，校正定位。垂直度，平行度，相互定位。第四，加工参数选择。电参数：脉冲宽度→脉冲间隔→峰值电流→加工电压→加工极性;电参数：冲油方式→冲油压力→液面高度→加工深度→平移量。第五，加工。冲油压力→进给调节→规准转换→平動量调节。第六，检验。加工时间→加工精度→电极损耗→表面粗糙度。

二、电火花机头电极校正教具的研制

教师进行电火花机床操作时，因围观学生多，教与学的效果不显著。在电火花加工教学实践环节中，电极安装校正精度要求高、技术性强、操作烦琐、耗时长。学生进行电火花加工电极安装校正有一定难度。针对上述问题，笔者积极投入到该项目的研制中。笔者经过不断的优化设计与制造，完成了电火花机头电极校正教具的研制工作。电火花机头电极校正教具的结构设计结合电火花机床的特点，以电火花加工原理为依据，它是电火花加工教学不可缺少的实验工具，其结构如图所1示。

用此工具实施教学示范时，教师把百分表放在工作台上固定好，利用百分表测头碰工具电极底面，分别移动工作台的X轴 和Y轴，调节电火花教具机头上的前后、左右两颗螺栓来检测电极的平行度。观察百分表表针跳动的变化情况，若读数在0.01～0.02mm范围内变化，则校正工具电极X轴 、Y轴的平行度符合要求，Z轴与工作台垂直度，通过调节电火花教具机头顶部的螺栓检测来保证其检验、校正示范。

三、电火花机头电极校正教具的应用

（一）加强学生动手能力的培养

在电火花加工的步骤中，工具电极校正定位十分关键且耗费时间较长。因此，利用电火花机头电极校正教具进行课堂教学校正电极是电火花加工教学不可缺少的手段。进行粗校正电极教学时，教师可以指导学生借助电火花机头电极校正教具实验，用眼睛目测调节四颗可调螺栓，看看电极大概位置调整后，再用百分表进行调校。如表座吸附在工作台上，松开校表身的螺栓使表身倾斜，工作台成45度后锁紧，表针与被校面夹角小于20度。移动时，看校表针跳动检査校表头是否松动或被校平面不平，动手校正电极的X轴、Y轴与工作台的平行度。

精校正电极教学时，让学生把百分表放在工作台上，利用百分表测头碰电极底面，移动工作台的X轴 、Y轴看百分表表针跳动数值的变化。观察电火花机头X轴、Y轴方向电极底面与电火花机头教具工作台平行度的情况，调节电火花教具机头上的前后、左右两颗螺栓来检测电极的平行度。若百分表读数在某一数值范围变化时，看到百分表表针跳动的读数精度在0.01～0.02mm范围内变化，则校正工具电极X轴 、Y轴的平行度符合要求。

（二）激发学生潜能，提高设备利用率

教师进行理论教学时，用自制电火花机头电极校正教具进行模拟示范教学，使学生熟悉电火花机加工校正原理，了解校正电极的方法，激发学生的学习兴趣。让学生独立进行或以小组合作的方式完成学习工作任务，开展一体化教学。在分组训练过程中，教师要多指导鼓励学生加强团队合作，引导学生通过学习解决问题，提升学生自主学习、自主探究的能力，激发学生对电火花机操作的欲望和对教具制造创新的热情，满足学校不同班级的教学需求。在任务实施过程中，教师应有意识地讲解知识难点，并加以示范。教师要多巡回指导与答疑，解决学生在完成任务过程中出现的问题。让学生在实践中掌握职业技能，获得专业知识，从而激发学生的潜能，构建属于自己的经验、知识能力。

（三）节省上机操作时间，提高教与学效率

自制电火花机头电极校正教具主要应用于电火花加工的实训教学，通过对比常规教学（不用实验教具）与使用电火花机头电极校正教具实验的教学方法来进行测试。教学结束，再在同一台机器上进行操作，并对使用教具与应用常规教学方法完成电极校正安装的时间、操作能力等进行测试对比。测试前后对比，使用电火花机头电极校正教具实验教学后比常规教学方法上机操作时间缩短15～20分钟，在同一台电火花机操作电极校正的效率提高了约35%。此教具在笔者所在学校2011—2018级模具制造、数控加工等专业应用得到师生的好评，节省了学生上机操作时间，提高了教与学的工作效率。利用电火花机头电极校正教具进行教学任务设计时，涵盖的范围不能太大，否则学习周期过长，学生难以接受和掌握，但又不能设计得过于简单，否则会导致工作任务不够完整。教师要带领学生不断回顾以前学习的知识，帮助学生更好地掌握理论知识，加深学生对工作过程必备知识的认识。

四、推广价值

电火花机头电极校正教具具有较高教学推广应用的价值，可满足学校、企业岗前培训教与学的需求。它具有自制教具实用性强、结构合理、使用方便、测量精度高、制造简便、成本低等特点。自制教具有利于培养师生创新与实践动手能力，培养学生相互协作、勇于拼搏的团队合作精神。

五、小结

总之，实训教学减少装夹及找正定位误差的辅助时间，是非常必要的。引入自制教具的方法进行教学后，经过上述几方面的校验可以看到以下几方面的成果：一是促进了学生职业能力的提高和团队合作精神的养成，减轻了教师教学负担;二是有助于提高师生创新与实践动手能力的培养，提高了理论与实训教学的效果;三是可用于学校教学实验或企业批量技术人员岗前的培训，能提高学员学习兴趣和工作效率，有较大的推广应用价值。

参考文献：

[1]徐维雄.火花成型加工工艺 [M].福州：福建科技出版社，2010.

[2]刘慎玖.机械制造工艺案例教程[M].北京：化学工业出版社，2010.

（作者单位：茂名技师学院）