中職學生夾具類課程設計之我見

何婭娜

摘 要：隨著現代制造業的發展和對人才的需求，機床夾具的設計和選用成為每個技術工人都應具備的基本技能。如何讓理論基礎水平不高的中職學生掌握這項技能，成了機械專業教師經常討論的問題。從夾具設計過程中定位基準的選擇、定位方法、定位元件的選用、定位誤差的分析計算、夾緊機構的選用等方面入手，提出了設計題目簡單化、設計環節步驟化的概念，以適應中職教育。

關鍵詞：夾具設計；定位；夾緊

筆者認為，夾具類課程設計應放在學生掌握了一定的專業知識，學習了機床夾具這門課程的前提下進行。題目宜簡單，但應涵蓋：定位基準的選擇、定位方法的確定和定位元件的選用、定位誤差的分析計算和夾緊機構的選用等環節。

一、定位基準的選擇

在工件加工工藝過程中，定位基準合理選擇的原則主要有基準統一原則和基準重合原則。即同一工件多道工序加工中，前后工序應盡量采用同一定位基準；工件定位基準盡量和工序基準重合。結合本加工工序，引導學生選擇套筒的軸心線為第一定位基準。由于工件以孔為定位表面時，其軸心線是一個空間要素，所以只能以孔的實際內表面來體現。

二、定位方法的確定和定位元件的選用

要想正確地確定定位方法，選用定位元件，前提是學生必須熟知六點定位基本原理，即在工件的定位中，用空間合理分布的最多六個定位點，來限制工件最多六個空間位置不定度。在六點定位基本原理的應用中，注意完全定位、不完全定位和欠定位的相關問題。可引導學生通過各種定位的典型實例來加深印象，避免在設計中出現類似問題。

常見的定位方法有：三基面定位、V型架定位、自定心定位、平面短銷定位、平面錐銷定位、平面長銷定位、平面雙銷定位、心軸定位等。在要求學生選擇定位方法之前，需將常見的定位方法分類后，進行知識的鞏固。

本工序屬于孔類元件，孔類定位元件主要有定位銷、定位心軸和錐銷類。定位元件的選用，可有多種方法。在設計過程中可不拘一格，但必須避免欠定位，盡量避免重復定位。鼓勵學生設計出批量生產的專用夾具。

三、定位誤差的分析計算

定位誤差的分析計算對于中職學生來說，是夾具設計的重點也是難點。因夾具的使用而造成的加工誤差主要分為工件在夾具中的安裝誤差、夾具相對于機床、刀具及切削成型運動的位置誤差和加工過程本身造成的加工誤差。對于中職學生，我們通常只要求在設計中考慮夾具的安裝誤差，而安裝誤差又分為定位誤差和夾緊誤差，所以在設計夾具時，只需要滿足定位誤差小于工序公差的1/3即可。

需要特別說明定位誤差主要是由兩個方面造成的：（1）因為定位基準與工序基準不重合造成的誤差，稱為基準不重合誤差。（2）理想的定位基準與實際的定位基準的位置誤差造成的誤差，稱為基準位置誤差。如設計中出現的是基準不重合誤差，則誤差值應等于從工件的定位基準到本工序的工序基準之間，所有尺寸環節誤差之和。在沒辦法調整基準的情況下，應盡量減少定位基準到工序基準的尺寸環節，并壓縮各尺寸環節的尺寸公差。如設計中出現的是基準位置誤差，則誤差值應等于理想定位基準與實際定位基準之間的位置誤差。主要的解決辦法是提高加工精度，減小位置誤差或預先補償。

四、夾緊機構的選用

在完成定位設計之后，夾緊機構同樣是夾具的重要部分。要求中職學生掌握夾緊機構的選用即可。

夾緊機構的選用，應保證夾緊可靠、不破壞定位、變形盡量小和操作便捷等因素。常見的夾緊機構有斜楔夾緊機構、螺旋夾緊機構、偏心夾緊機構和自定心夾緊機構。只有要求學生熟練掌握這幾種夾緊機構的工作原理、結構特征、有效行程和自鎖性能等，才能較好地在所設計的夾具中選用合理的夾緊機構。

機床夾具課程設計具有知識點多、雜、難等特點，它既有一定的理論基礎，又與實踐緊密結合。需要學生掌握比較全面的機械加工基礎知識。然而針對中職學生理論基礎普遍不高的情況，如何有效地改進課堂教學方法和教學內容，激發學生的求知欲，既讓學生感受到學習的挑戰性，又不至于因為內容太難而放棄學習，便成為教師認真探索的一個重要課題。將設計題目簡單化，同時設計環節步驟化。教學中從基本概念入手，用實際例子來說明，緊緊抓住理論聯系實踐這條主線，注重發揮學生主觀能動性的培養，在參與設計的同時，將大部分專業基礎知識重新梳理，使學生通過課程設計，得到全面的提高。

參考文獻：

[1]侯放.機床夾具.中國勞動社會保障出版社，2006-06.

[2]束傳俊.改革夾具課教學的有效措施[J].職業技術教育，2001（04）.