中職學校產學研模式的探討與實踐

鐘廣源

[摘 要] 在職業學校“生產進校園”模式的運作過程中，肯定會遇到一些難加工的產品。在研究解決這些難加工產品的時候恰恰是教師科研的最佳切入點。在解決難題過程中應用以老帶新的方式提高年輕教師的技術水平，促進生產的開展，讓學生從實際生產過程中學到更多知識和技能。

[關 鍵 詞] 校企合作；產學研；生產進校園

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

中職學校一般都沒有普通高校的先進設備及科研人才，在校企合作過程中如何開展科研，如何培養教師的科研能力，從而帶動整個專業的教學水平。

本人的觀點是在“生產進校園”的合作模式中立足生產，在組織生產的過程中發現難題，在解決難題的過程中研究、學習，鍛煉能力，通過解決難題反過來促進生產，在生產過程中提供更多學習的機會。

一、尋找切入點——研什么

例如，我校數控車間承接了一批產品，產品名稱“半提手”。這個產品形狀較為復雜（如下圖所示）：R74.5外圓、R54.5內球面、Φ10銷孔、R10圓弧等，這些尺寸較為重要，R54.5內球面中心與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。由于該產品中的R10圓弧在數控銑床上用常規夾具難裝夾、難定位，使生產遇到難題。生產中遇到的困難正是我們開展科研的最好切入點！因為研究就是為了更好地開展生產，讓教師和學生在研究學習中成長。

二、分析問題——如何研

學校立刻組織數控、模具車間的幾個骨干教師成立科研小組，并帶著幾個年輕教師和學生骨干一起組成團隊解決這一難題。首先，由數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“生產批量大不大，設計專用夾具合不合算？”的問題最后一致決定設計一套專用夾具來解決這個難題。確定生產工藝流程：

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

三、解決問題——學研結合

隨著夾具加工技術的發展，在實際生產中夾具的使用不只是局限于單工序加工，而且適用于復雜繁瑣的工件加工。夾具的設計是一門技術性很強的學科。實踐證明，只有不斷總結經驗，認真收集設計資料，發揮團隊優勢特點，掌握設計原則，才能合理設計夾具的結構方案，正確制訂制造工藝、裝配工藝，保證產品的加工質量，提高生產效率，降低加工成本，提高整體經濟效益，根據工件的加工要求、形狀等設計專用裝夾夾具。課題小組經過反復研究制定夾具的定位機構、夾緊機構、對刀機構等，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 三個移動和兩個轉動共五個自由度。在定位銷滑動槽上裝上兩定位銷，該定位銷與定位槽同一軸線上，通過滑動的定位銷對工件進行快速定位，從而限制了工件的另一個移動的自由度。在定位銷滑動槽上裝上定位銷輔助壓板。該板與定位銷滑動間隙配合，對定位銷起定位作用，防止該定位銷前后移動而影響精度。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，限制了工件六個自由度。該夾具通過工件壓板、螺絲進行對工件夾緊，防止工件在加工過程中振動、位移，從而實現對工件的裝夾，使該夾具達到加工要求。在研究過程中，讓整個團隊都學習夾具的相關知識。

四、夾具加工——產研結合

根據總體方案（見下面立體圖），由骨干教師指導學生進行制作，在制作的過程中學習夾具的相關知識和技能，并加強實操能力。

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

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，保證銷孔軸線與導向槽的軸線垂直度，導向槽以Φ107外圓的軸線為基準進行分中，使導向槽的軸線與Φ107外圓軸線滿足同軸度要求。

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

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距離要準確，因該端面是對工件壓板進行定位，防止壓板旋轉之用，縮短裝夾時間，中間的9×85圓弧槽是避空M8螺絲對控制定位銷滑動的作用，在9×85圓弧槽兩側15寬的板條是要配合到定位槽上的，限制定位銷滑動不能前后移動，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。（2）彈簧：選用圓柱形螺旋縮彈簧，彈簧絲Φ0.8、內圈Φ16mm，端部結構有磨平的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不出現歪斜。（3）緊固螺母：選用M16普通標準螺母，通過工件壓板對工件進行夾緊，可限制工件Z自由度，起緊固作用。

五、專用夾具的應用——產學研一體

首先把夾具放在數控銑床的工作臺上，教師教學生用百分表校正底座的基準面與機床的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。然后撥動定位銷，以工件R54.5內圓環及端面內基準在圓盤Φ107外圓上，拉開定位銷滑動，定位銷在彈簧力作用下，導向槽對工件間Φ10定位孔進行找正定位，通過操作，教會學生夾具的找正定位。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圓的側面對齊，從而將工件固定。首次加工必須進行X、Y、Z軸對刀，將Φ10孔圓心進行分中，Z軸零點定在Φ10孔上方，對刀后，便可按照預先編好的程序進行銑削加工。在加工完一端后，將工件調頭裝夾即可完成另一端R10圓弧的加工。經過測量產品，表面粗糙度值達到Ra1.6， R10圓弧加工后的尺寸、位置精度均達到圖紙要求；工件安裝后不會頂到底面，檢查旋轉靈活。最后，用該專用夾具連續加工數百件都沒有出現廢品，證明夾具設計符合加工要求。

六、結語

在“生產進校園”的模式下，由學校承接產品加工，由于學校管理水平、設備、工藝等都會影響加工質量。當加工遇到問題，正是教師學習和研究的切入點。在這次批量生產中的產品存在較難加工的結構，為保證產品的加工質量，提高生產效率，降低加工成本，提高整體經濟效益，根據工件的加工要求、形狀等設計專用裝夾夾具，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“生產進校園”模式下，教學管理團隊一定把握時機，可以學校解決的由學校解決，確實難以獨立解決的盡量在企業的協助下進行，在產學中加入研，在研究過程中促進“學”和“產”。例如，該夾具設計制作過程簡單，成本較低，能充分發揮銑床的潛力，制作出結構合理、定位可靠、經濟實用的夾具體，達到加工技術要求。所以，只要充分發揮團隊的智慧，即使條件有限的基礎上，也能產學研一體，讓操作方便，提高工作效率，保證產品質量。

編輯 張 慧