基于企业专机夹具设计在课堂教学中的实践

郭生霞　朱国明

[摘           要]  随着企业与学校的结合，对学校的教学模式提出了更高的要求，我院根据企业要求，积极探索新的模式，利用专机夹具设计作为突破，使学生在完成基本上课内容的同时，提前接触企业，在教师带领下完成企业产品夹具设计。通过各类专机夹具设计的共同实施，使以后的课堂教学更加高效。

[关    键   词]  专机夹具;高效;教学

[中图分类号]  G712                   [文献标志码]  A                      [文章编号]  2096-0603（2018）35-0259-01

什么是夹具？很多学生都是茫然的，而本文提到的企业专机夹具会引导大家更好地认识和理解夹具的概念。所谓专机夹具就是专为某工件的某道工序而设计的夹具，通过分析工件的几何形状、尺寸结构及工艺特性而设计，涵盖了有关机械课程的多方面内容，而关于这方面的内容恰是我们课堂教学中所欠缺的，利用企业真实产品进行夹具设计解决了理论课枯燥学生不易接受等问题。鉴于此，本文借用企业的专机改造设计夹具，以使学生能够利用良好的企业资源，使自身在空洞设计理论基础上，在实践应用上有更大的提升。

一、夹具结构的设计

（一）夹具底板设计

夹具设计的首要任务是对企业产品进行分析（产品参数、加工工艺等），这与我们项目化教学理念是一致的，但学生课堂接触的内容过于理论化，需要更多的实践来支撑。

例如，在底板设计中用到的避空处理，何谓避空？简而言之，就是让位，即减少部件间的干涉几率。由于工作台在运行到极限位置时，底板前部易于主轴发生碰撞;为便于工作台螺钉安装孔时，底板后部也需要预留一定的位置，所以对底板进行避空处理。

通过事先确定采用的夹紧方式以及需要进行的避空处理，最终确定底板的大致形状，通过真实企业产品分析，学生可以很快将理论应用其中，课堂效果事半功倍。

（二）螺栓分布及螺纹参数确定

在教学中各类工具书的使用是学生不擅长的，而在专机改造夹具设计中要求学生根据实际要求选择合理的螺栓，锻炼了学生使用各类工具书的能力。主要从以下方面，确定螺栓孔的分布原则：

（1）根据受力分析来确定联接面的几何形状;（2）完成受力分析，通过计算力的大小确定螺栓的布置情况;（3）为减少螺栓受力，防止变形，确定合适螺栓位置;（4）螺栓的布置应有合适间隔，最小距离根据扳手活动空间确定;（5）分布在同一圆周上的螺栓数目为偶数。

在实际的工程图中，大多采用粗牙、右旋、长旋合的内六角螺钉，如果是标准件，大家都可以很快确定，那么对非标件如何确定就依靠各类工具书的使用以及工作经验。因此对内六角螺钉的选择，首先根据计算结果中出现的带小数的尺寸，然后利用工具书中的长系列尺寸，调整为合适的整数后再查阅相应的工具书进行选择，最终确定。

螺钉主要参数：杯头直径=1.5倍公称直径+1mm（公称直径≤10）;杯头厚度=公称直径。

孔的主要参数：沉头直径=杯头直径+1～4mm。

沉头深度要保证没过杯头厚度，一般最深为公称直径的5～7倍，特殊情况下需要加长扳手。

螺钉孔的倒角不要忽略，否则有可能导致螺钉孔方向攻偏。

根据进行受力分析、计算、查表一系列的工作流程，学生对工具书应用的重要性有了更深的了解，对设计类的工作也有了更大的兴趣。

（三）夹具定位及实现

课堂教学中夹具如何准确定位是课堂的重点，也是夹具设计的难点。如何使在装夹过程中不欠定位、不过定位是我们需要考虑的问题。综合各方面分析、考虑采用“一面两销”定位，为了避免采用两短圆销所产生的过定位问题，选择将其中一个圆销削边，这样，既保证没有过定位，又不增大定位时工件的转角误差。同时为了保证“一面两销”支承面的准确性，安放六個等高块来保证。

二、设计过程

（一）多工序集一体

专机中的每个孔系都需要两个或两个以上的工序才能完成加工，为了使多工序一次性加工完成，采用的是成型刀具。

（二）工件的快速装夹

专机设计中为了方便工件的快速装夹、有较强的锁紧力。设计了一个在工件安装平台上的锁紧机构，并与工件安装平台上的卡槽进行配合，底部的气缸将其锁紧，完成快速装夹。

（三）工作平台二次加工工位的精准定位

专机设计中粗加工和精加工是分为两个工位进行的，我们没有使用伺服电机、滚珠丝杆等高额传感机构，只使用了气缸进行第一工位与第二工位之间的移动。

三、结语

通过专机夹具设计丰富了课堂内容，原先空洞的知识变得鲜活，师生在理论和实践上有了很大提高，师生受益匪浅。机械发展的过程是不断创新的过程，这要求我们在以后的教学中要不断提高创新意识，从功能原理、原动力、机构、结构、材料、制造工艺、检验试验到设计理论和方法均不断涌现创新和发明，推动机械向更完美的方向发展，使其更好地用于生产实践中。

参考文献：

[1]余强.UG零件设计技术与实践（NX6）[M].电子工业出版社，2007.

[2]何华妹.三维造型设计UGNX6文版事例详解[M].人民邮电出版社，2008.

[3]陈立德.机械设计基础[M].高等教育出版社，2002.

[4]陈榕林.机械设计应用手册[M].科学技术文献出版社，1995.