中职学生夹具类课程设计之我见

何娅娜

摘 要：隨着现代制造业的发展和对人才的需求，机床夹具的设计和选用成为每个技术工人都应具备的基本技能。如何让理论基础水平不高的中职学生掌握这项技能，成了机械专业教师经常讨论的问题。从夹具设计过程中定位基准的选择、定位方法、定位元件的选用、定位误差的分析计算、夹紧机构的选用等方面入手，提出了设计题目简单化、设计环节步骤化的概念，以适应中职教育。

关键词：夹具设计；定位；夹紧

笔者认为，夹具类课程设计应放在学生掌握了一定的专业知识，学习了机床夹具这门课程的前提下进行。题目宜简单，但应涵盖：定位基准的选择、定位方法的确定和定位元件的选用、定位误差的分析计算和夹紧机构的选用等环节。

一、定位基准的选择

在工件加工工艺过程中，定位基准合理选择的原则主要有基准统一原则和基准重合原则。即同一工件多道工序加工中，前后工序应尽量采用同一定位基准；工件定位基准尽量和工序基准重合。结合本加工工序，引导学生选择套筒的轴心线为第一定位基准。由于工件以孔为定位表面时，其轴心线是一个空间要素，所以只能以孔的实际内表面来体现。

二、定位方法的确定和定位元件的选用

要想正确地确定定位方法，选用定位元件，前提是学生必须熟知六点定位基本原理，即在工件的定位中，用空间合理分布的最多六个定位点，来限制工件最多六个空间位置不定度。在六点定位基本原理的应用中，注意完全定位、不完全定位和欠定位的相关问题。可引导学生通过各种定位的典型实例来加深印象，避免在设计中出现类似问题。

常见的定位方法有：三基面定位、V型架定位、自定心定位、平面短销定位、平面锥销定位、平面长销定位、平面双销定位、心轴定位等。在要求学生选择定位方法之前，需将常见的定位方法分类后，进行知识的巩固。

本工序属于孔类元件，孔类定位元件主要有定位销、定位心轴和锥销类。定位元件的选用，可有多种方法。在设计过程中可不拘一格，但必须避免欠定位，尽量避免重复定位。鼓励学生设计出批量生产的专用夹具。

三、定位误差的分析计算

定位误差的分析计算对于中职学生来说，是夹具设计的重点也是难点。因夹具的使用而造成的加工误差主要分为工件在夹具中的安装误差、夹具相对于机床、刀具及切削成型运动的位置误差和加工过程本身造成的加工误差。对于中职学生，我们通常只要求在设计中考虑夹具的安装误差，而安装误差又分为定位误差和夹紧误差，所以在设计夹具时，只需要满足定位误差小于工序公差的1/3即可。

需要特别说明定位误差主要是由两个方面造成的：（1）因为定位基准与工序基准不重合造成的误差，称为基准不重合误差。（2）理想的定位基准与实际的定位基准的位置误差造成的误差，称为基准位置误差。如设计中出现的是基准不重合误差，则误差值应等于从工件的定位基准到本工序的工序基准之间，所有尺寸环节误差之和。在没办法调整基准的情况下，应尽量减少定位基准到工序基准的尺寸环节，并压缩各尺寸环节的尺寸公差。如设计中出现的是基准位置误差，则误差值应等于理想定位基准与实际定位基准之间的位置误差。主要的解决办法是提高加工精度，减小位置误差或预先补偿。

四、夹紧机构的选用

在完成定位设计之后，夹紧机构同样是夹具的重要部分。要求中职学生掌握夹紧机构的选用即可。

夹紧机构的选用，应保证夹紧可靠、不破坏定位、变形尽量小和操作便捷等因素。常见的夹紧机构有斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构、偏心夹紧机构和自定心夹紧机构。只有要求学生熟练掌握这几种夹紧机构的工作原理、结构特征、有效行程和自锁性能等，才能较好地在所设计的夹具中选用合理的夹紧机构。

机床夹具课程设计具有知识点多、杂、难等特点，它既有一定的理论基础，又与实践紧密结合。需要学生掌握比较全面的机械加工基础知识。然而针对中职学生理论基础普遍不高的情况，如何有效地改进课堂教学方法和教学内容，激发学生的求知欲，既让学生感受到学习的挑战性，又不至于因为内容太难而放弃学习，便成为教师认真探索的一个重要课题。将设计题目简单化，同时设计环节步骤化。教学中从基本概念入手，用实际例子来说明，紧紧抓住理论联系实践这条主线，注重发挥学生主观能动性的培养，在参与设计的同时，将大部分专业基础知识重新梳理，使学生通过课程设计，得到全面的提高。

参考文献：

[1]侯放.机床夹具.中国劳动社会保障出版社，2006-06.

[2]束传俊.改革夹具课教学的有效措施[J].职业技术教育，2001（04）.