环保型钳工技能实训台的设计开发

在现代机械制造技术不断发展的今天，虽然有数控加工等各种先进的加工方法，然而，一直以来钳工仍是机械制造业中不可缺少的一个工种。钳工技能是职业院校机电专业学生必备的专业技能，是培养学生实践能力的重要工种之一，而作为此项实训的主要设备之一的钳工实训台一直处于陈旧的状态，随着信息社会的发展，产品更新换代的速度越来越快，"人性化"需求的不断深人，传统型台虎钳无法根据不同人群的身高来调节台虎钳高低等弊病已凸显出来。因此，有必要开发一种新型的钳工实训台。

一、现用钳工技能实训台的不足由于钳工大多是在台虎钳上用手工操作方法进行工作，那是因为一些采用机械方法不适宜或不能解决的加工，都可由钳工来完成。钳工的基本操作技能主要有划线、锯割、锉削、錾削、钻孔、扩孔铰孔、攻丝等，其中的锯割、錾削和锉削又是非常重要的基本功，其操作技能都是在钳工实训台上用手工工具操作，对工件进行加工的。钳工实训台的主要设备是一台虎钳装在一张桌子上，这可能是职业院校实训室中最容易建的一个实训室，一是必需，二是简单，三是投资少。

一直以来，无论是我们的教材上，还是在钳工实训基本操作技能的挂图上都对钳工实训台的高度有所要求。一般钳台高度约为800～900mm，装上台虎钳后，将手肘放在钳台口上，手握成拳可以顶在人下巴处，这时的人自然站直，这时的钳台高度就基本合适。那么如果不合适呢?这一问题我们却没有加以思考，分析后发现目前钳工实训台的不足之处主要是：钳台高度为一固定值。

实训台的高度固定造成学生训练时基本功动作不规范。当今职业院校学生的身高，有的女生还不到1．5米，而有的男生会在1．8米以上，操作者的身高与我们提供的实训台相差甚远。而现行的钳工实训台，不管是院校自己制作还是从商家定制，从安装台虎钳用的钳桌到台虎钳本身，其尺寸都是固定的值，高度也不会有所变化。对于高个子的学生来说，实训台过低，学生的脊椎会过度前曲甚至驼背。长时间弯着身子，还会影响肺部发育、肺的换气功能以及心肺功能，导致胸廓小、肺活量小，容易疲劳，疾病抵抗能力减弱等不良影响。

二、环保型钳工技能实训台的开发

在国外，一些职业教育先进的国家，对钳工实训台已早有研究，将"气弹簧升降台虎钳"作为一种定型产品用于实训和生产中，适应了学生不同身高的需要。气弹簧升降台虎钳的优点是升降速度快，不足之处是往下降低高度时需要较大的力，方可压下。综合德国和瑞典等国外有关钳工实训台的优点，结合我国职业教育的实际，经多次研究、试制和改进，一种"环保型钳工技能实训台" 已获得成功，其主要创新点有以下几个方面：

1． 台虎钳的高度可轻松地调整

要解决不同身高学生在实训中都能有合适的高度的问题，只有在台虎钳的高度可调上想办法，提升与下降省力是关键，在机械传动中，我们采用的是蜗轮丝杠升降机构，将蜗轮减速机和丝杠螺母副等巧妙地结合在一起，组成一个运动单元，实现台虎钳的升降。蜗轮丝杠升降机构作为一种功能部件已被广泛应用于各行各业。例如：机械行业的传动装置、数控执行装置；冶金行业的轧辊运动装置、炼钢厂钢包提升和翻转装置以及人所不能及的场所的运动传递装置；铁路车辆行业的车辆举升架，大型柔性夹紧、转位工装、焊接机器人等；建筑行业的举升装置、大型门窗自动或遥控开启装置；水利等行业用闸门的开启装置、雷达及太阳能遥感装置；医疗器械、升降舞台及汽车制造业的举升装置；以及航空航天、国防军事的传动装置等。事实上，蜗轮丝杠升降机构几乎可以在任何需要实现机械位移传动的地方使用。

2．将环保理念落实到实训教学中

将环保理念落实到实训教学中，建设生态文明从我做起，生态文明是工业文明高度发展之后的觉醒，是人们物质需求和精神需求两相博弈后的权衡。中国作为发展中的大国，可持续发展的压力比许多发达国家和发展中国家都要大、都要严峻。因此，只有牢固树立可持续发展的生态文明观，我们面临的资源环境问题才能得到有效改善，科学发展才能落到实处，可持续发展才不会是一句空话。

钳工技能实训不像机械加工那样会产生大量的铁屑，所以学生每天实际操作后产生的铁屑并没有引起重视，往往是将铁屑当垃圾处理。环保型钳工技能实训台，节能化设计，将学生在錾削、锉削和锯削中产生的铁屑设计成收集箱，做到节能环保不分家，本项目的开发是通过一个小抽屉的设置，达到了环保和节能的双赢。

3．工具和量具有固定的存放箱

钳工实训台要完成的主要任务有锯、锉、錾等。钳工常用量具与工具有带测深杆的游标卡尺、锉刀、可调节式锯弓、手锤、角尺、普通划规、台虎钳、划线盘、开口扳手(双头)、开口扳手(单头)、活动扳手、方形整体扳手、六方形整体扳手、内六角扳手、钢尺、卡规。这些工具和量具以往都是放在抽屉内，用时才找出，极为不便。

环保型钳工技能实训台一改过去将使用的工具、量具放在抽屉里的做法，设计了便于存放和拿取的工具量具箱，实训结束后老师检查时能一目了然。

4． 多种工作平台合一，方便实用钳工台按用途分：
(1)钳工装配平台：上面加工有T型槽或装有虎钳，主要用于固定工件，是钳工工人用来调试设备、装配设备、维修设备的基础平台。
(2)钳工检验平台：适用于各种检验工作，精度测量用的基准平面，用于机床机械检验测量基准，检查零件的尺寸精度或行为偏差，并作精密划线，在机械制造检验中也是不可缺少的基本工具。
(3)钳工划线平台：平台平面上划有标志线，是钳工工人用来检验工件，对工件划线时使用的基准标志线，标志线由用户按其使用情况，作出标志线的具体尺寸。

环保型钳工技能实训台还从节省实训室空间，省去设备搬运，方便使用等方面加以考虑，将划线平台、检验平台、平时操作用的工作台三台合一。从集约化设计考虑主要采用了三面同轴翻板装置：三面同轴翻板装置是根据等边三角形三边距重心的距离相等这一原理制作的，通过这一装置，可以实现不同工作平面的转换。

该实训台的研究与开发，真正考虑到了一切为了学生的健康，能够让不同身高的学生在实训中都能按标准的姿势操作，完全避免了职业病的产生。

该技术的推广不需投入大量的资金，可以在原有实训台的基础上加以改造，但其功效大大得到改善。如果是新建钳工实训室，职业院校的机械实训中心就能自己加工。


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