机床夹具教学大纲(高职).doc

《机床夹具设计》教学大纲
适用于数控与机加工高职班 40学时 学分
一．课程的地位与任务
本课程的地位：机床夹具设计是高职高专机械类专业的一门重要的专业技术课程。它不仅具有较强的理论性，同时具有较强的实用性，为学生在以后的实践中更好的设计选用、使用夹具、提高技术水平打下必要的基础。
本课程的任务：以常用机床夹具为学习、研究的对象，要求学生通过本门课程的学习，了解机床夹具在机械加工中的作用、种类及组成，了解各类机床夹具的结构特点和工艺特点，掌握各类专用机床夹具的工作原理和设计原理；掌握工件的六点定位原理和各种典型夹紧机构的工作原理；初步掌握夹具的主要组成元件或装置的设计计算方法及标准元件的选用；掌握专用机床夹具的设计方法和步骤。使学生初步具备能根据工件的结构特点及加工要求拟定工件的定位方案、能正确选用和设计夹紧装置、能设计一般程度专用夹具的能力。
二．课程简述
一)课程目标：
1、知识教学目标
1）要求掌握的基本知识：
掌握夹具的基本知识
掌握夹具的基本原理
熟练掌握各类夹具设计的要点
掌握常用各类夹具的结构、组成及其特点
了解一些先进的夹具结构
2）要求掌握的基本理论和方法:
掌握工件的定位原理，熟悉常用的定位方法。
掌握工件在夹具中的常用夹紧方法及夹紧结构原理。
2、能力培养目标
1）技术训练
能正确根据加工条件选用夹具
能够根据生产条件要求自行设计一些简单夹具
能够合理分析、解决改造一些常用的夹具或进行优化设计及加工
2）能力训练
能针对各种加工方法和加工内容确定装夹方案
能根据零件的生产工艺，设计夹具，制定夹具设计工艺
能对中等复杂、较复杂零件确定装夹方案，设计合理的夹具
3、思想教育目标
培养学生掌握科学的世界观和方法论，具有严谨求实的工作作风和不断探索的科学态度。要求学生细心观察、勤于思考、善于运用所学知识解决实际中出现的各种问题。
二）教学方法：课堂讲授做到因材施教，采用启发式、讨论式教学等多种形式，引导学生掌握正确的学习方法。在教学中充分利用各种实物、模型、挂图及电化教学等现代化教学手段，结合专业工程实际，使学生增强感性认识。习题课是本课程的重要教学环节之一，应给予足够重视，习题课安排在重点和难点章节。习题课进行的方式应多样化。可进行课堂讨论，归纳总结学生学习中的问题、分析典型习题等。
三．教学要求及时数分配
绪论
教学要求：
1、了解机床夹具在机械加工中的作用、种类及组成
2、了解课程的性质、任务及学习方法
教学内容：
1、机床夹具简介
2、机床夹具在机械加工中的作用
3、机床夹具的分类
4、机床夹具的组成
5、课程的性质、任务及学习方法
教学重点：机床夹具的种类及组成
教学建议：
1、讲述夹具在机械加工中的作用前可带着学生一起回顾机械加工的基础知识，了解学生的理论及实习知识结构，以利于以后教学过程中有针对性的辅导。
2、“夹具的作用”这一问题的讲授，应突出夹具的高效作用。生产中使用夹具，可以保证较稳定的产品质量；可以减轻劳动强度；可以扩大工艺范围…，但大多数情况下，使用夹具主要是为了追求高的生产效率，降低生产成本。在授课中应予以强调。
第一章 工件的装夹
教学要求：
1、掌握机床夹具、定位、夹紧、装夹等概念。
2、掌握六点定位基本原理及其合理应用，分析各类定位情况
3、掌握常用定位元件及常用定位方法
4、掌握常用定位方法的定位误差的分析计算及改进方案
5、了解夹紧装置的组成及基本要求
6、掌握夹紧力三要素合理确定的原则
7、掌握基本夹紧机构的应用特点、自锁条件及夹紧力的简单计算方法
※8、能构思定位、夹紧机构，并合理选用元件，实现对工件的装夹
教学内容：
1．1 工件定位的基本原理
1．2 基准、定位副及对定位元件的基本要求
1．3 定位基面与定位元件
1．4 定位误差的分析与计算
※1．5 一面两孔定位
※1．6 特殊表面定位
1．7 夹紧装置的组成和基本要求
1．8 夹紧力的确定
1．9 基本夹紧机构
※1．10 工件装夹的实例分析
教学重点：
1、 定位与夹紧的概念及区分
2、 工件定位原理的合理应用，定位元件的合理选用
3、 定位误差的分析，判别定位情况
4、 基本夹紧机构的区分与应用
教学建议：
1、“定位、夹紧”等概念是夹具课程中很重要的两个基本概念，夹具的根本任务就是要完成工件在夹具中的定位和夹紧。授课中应予以重视，既要讲清二者概念上的不同，还要注意区分二者的功能及对两类元件性能要求的不同。以避免学生产生“工件夹紧了，其位置当然也就被定位了”的糊涂概念。并注意强调：一般情况下应尽量避免用定位元件参与夹紧及用定位元件来承受切削力。
2、“常用定位方法”，可根据教学条件，结合夹具图册中的实例分析和参观、考察生产现场的夹具实际工作过程进行现场教学，使学生对工件的各种常用定位方法有进一步的感性认识和理解。
3、“定位基准选择”，应抓住“工序基准”这个概念。它实际上后面分析基准是否重合的关键，而它往往又是最容易被忽视的东西。教学中应结合例题，强化练习。
4、定位误差的分析是本课程的难点，也是课堂教学的重点，应下功夫讲细、讲透，由浅入深，由易再到难，逐步调动起学生分析问题的兴趣，使学生树立信心顺利完成学习任务。授课进度应灵活掌握，循序渐进，不宜过快，力求讲一个例题，就使学生搞懂一个类型。
5、夹紧机构结构复杂、种类繁多，由于课时所限，本课程重点介绍最基本又具有代表性的几种典型夹紧机构。教学中可根据实际培训要求，利用夹具图册实例和生产现场典型先进夹具的应用情况，适当拓宽复杂夹紧机构的教学内容。
6、夹紧力三要素的合理选择原则是设计和使用夹具应遵守的重要原则，授课中应予以重视，注意阐明其重要性，不要简单的一带而过。
7、斜楔夹紧是机械夹紧中最基本的夹紧形式，其他螺旋、偏心、凸轮夹紧等只不过是斜楔夹紧的变形和演化，所以斜楔夹紧中，主动力与夹紧力之间的关系、夹紧自锁条件、有效夹紧行程等基础问题，应作为授课重点予以讲清，这将直接影响到后续课程的教学效果和教学进度。
8、各类夹紧机构的应用特点，应从自锁性、有效夹紧行程、有效夹紧力大小这三个方面去作综合分析，便于学生根据不同的工作需要来合理选择相应的夹紧机构。课堂教学时应注意组织好该部分内容。
第二章 专用夹具的设计方法
教学要求：
1、了解专用夹具的一般设计方法、步骤、制造特点等基本知识。
2、了解专用夹具设计过程中涉及到的相关内容。（精度分析、经济分析、辅助设计）
※3、能够根据工件加工要求设计一些简单的夹具。
教学内容：
2．1 对专用夹具的基本要求和设计步骤
2．2 夹具体的设计
※2．3 专用夹具设计实例
2．4 夹具总图上尺寸、公差和技术要求的标注
※2．5 工件的夹具加工的精度分析
※2．6 夹具的经济分析
※2．7 机床夹具的计算机辅助设计简介
教学重点：专用夹具的设计方法及步骤
教学建议：
在教学中可结合实例，具体零件某一道工序的夹具设计图进行讲述，引导学生了解夹具设计的一般流程及设计方法，把设计要求、步骤、设计方案和技术参数确定、绘制工作图这样一个全过程作详细的讲解，对于学生以后的逐步胜任夹具技术革新工作起到指导作用。
第三章 钻床夹具
教学要求：
1、掌握钻床夹具的结构特点及主要类型。
2、掌握钻床夹具的构成及元件的合理选用
※3、能设计改造简单的钻床夹具。
教学内容：
3．1 普通钻模
3．2 分度式钻模
3．3 其他钻模
※3．4 斜孔钻模设计示例
教学重点：钻床夹具的种类与应用、元件的合理选用
教学建议：
钻床夹具应用广泛，种类繁杂，授课中应抓住要点，选择较典型的钻模实物，加以剖析。授课中注意强调：钻模夹具结构上的铰链、回转、滑动、插销等可动结构应尽量少用，以提高孔位精度。
第四章 车床夹具
教学要求：
1、掌握车床夹具的结构特点及主要类型。
※2、能设计改造简单的车床夹具。
教学内容：
4．1 角铁式车床夹具
4．2 卡盘式车床夹具
4．3 心轴式及夹头式车床夹具
4．4 高效车床夹具
※4．5 车床夹具设计示例
教学重点：车床夹具的种类与应用
教学建议：
车床夹具与圆磨床夹具结构相似，故合并在一起以车床夹具为代表。授课中应注意强调车床工作条件及夹具特点，考虑到夹具本身要与工件一起随主轴高速旋转，应对夹具的强度、刚性、夹紧可靠性、质量分布均衡及平衡情况等直接影响操作安全的各项因素，予以特别重视。必要时，应强调采取相应防护措施。
第五章 铣床夹具
教学要求：
1、掌握铣床夹具的结构特点及主要类型。
※2、能设计改造简单的铣床夹具。
教学内容：
5．1 直线进给式铣床夹具
5．2 其他铣床夹具
※5．3 铣床夹具设计示例
教学重点：铣床夹具的种类与应用
教学建议：
讲述不同类型的铣床夹具时，应强调夹具的结构对其加工高效性有重要影响，可结合具体示例加以讲述。
第六章 镗床夹具
教学要求：
1、掌握铣镗床夹具的结构特点及主要类型。
※2、能设计改造简单的镗床夹具。
教学内容：
6．1 双支承镗床夹具
6．2 其他镗床夹具
教学重点：镗床夹具的种类与应用
教学建议：
在介绍镗床夹具时，应注意让学生从镗工艺基础入手，逐步认识到镗床夹具的结构灵活性，通过使用镗床夹具可扩大机床的加工范围。
第七章 现代机床夹具简介
教学要求：
1、了解现代机床夹具的发展。
2、熟悉了解可调夹具、组合夹具、数控机床夹具、自动夹具及随行夹具等新型的应用特点。
教学内容：
7．1 现代机械制造业对机床夹具的要求
7．2 可调夹具
7．3 组合夹具
7．4 数控机床夹具简介
7．5 自动夹具及随行夹具简介
教学重点：组合夹具与数控夹具的种类与应用
教学建议：
1、本章内容基本上属于拓宽性知识内容，实际教学中可根据教学具体情况灵活组织，并尽可能组织学生参观和考察一些先进的自动化生产线、柔性加工系统，使学生对现代自动化生产中的自动夹具、随行夹具、数控夹具等的应用情况，建立感性认识，以提高课堂教学效果。
2、组合夹具的最大长处在于它避免了一般夹具因产品更换而报废所造成的巨大浪费，使得夹具基本元件得以重复利用。但组合夹具的经济运行需建立在专业化规模生产的基础之上，并不是任何情况下的单件生产、新产品试制都适合组合夹具，这一点应向学生说清。
学时分配表
序号
单元内容
学时数
合计
讲课
习题
实验
机动
1
绪论
2
2

2
工件的装夹
20
16
2
2
3
专用夹具的设计方法
4
4

4
钻床夹具
2
2

5
车床夹具
2
2

6
铣床夹具
2
2

7
镗床夹具
4
2
2

8
其他机床夹具
6
2
2
2
合计
40
30
6
4
四．任课教师教学过程中应注意的事项
1．贯彻理论联系实际的原则
在教学中要注意理论密切联系实际，讲解工件定位概念、原理和定理时，采用讨论引导法，根据学生已有的知识和能力，把教学内容分成若干组，并就各组内容提出问题→引导讨论→归纳总结→提高认识，引导实践的方式组织教学。
2．切实加强基础知识的教学和基本技能训练
课堂教学要确保达到大纲的教学要求，完成教学内容。为了加强基础知识的教学，在教学中必须注意突出重点、抓住关键、解决难点，注意用启发式教学法，注重采用科学的教学方法提高教学效果，通过设疑提问点燃学生的好奇心，打开学生的思路，激发学生思考，把学生引入求知境界，主动去思索探求。
3．注重发挥教师的主导作用和学生的主体作用。
教师在组织课堂教学内容，把握教学发展方向的同时。时刻注意学生认知积极性的调动，引导学生主动地去观察问题，主动对各种信息材料进行分析研究，及时改正自己的错误认识和错误的学习方法。教师应有计划地安排布置各种类型的思考题和练习题，并要求学生及时、认真地独立完成作业，这对帮助学生掌握基础知识，提高运算技能，培养学生分析问题和解决问题的能力，这都是十分重要的。
4．加强直观教学
直观教学是帮助学生更好地理解教学内容、提高教学效果的重要方法，在教学中要充分利用各种实物、模型、挂图及电化教学等现代化教学手段，还可组织学生现场参观，使学生增强感性认识。
五．本程与其他课程的关系
  本课程是一门重要的专业课程，夹具是为满足机械加工工艺要求而进行的一种工装设计，同时它又是一项较为独立的生产实用技能。本课程的学习需要有机床、刀具、公差与技术测量、机械制图、工程材料及热处理、机械原理与机械零件、理论力学及材料力学等机械专业多门专业基础课程做支撑。
六．教学参考资料
1、《机床夹具设计》 （第二版 机械工业出版社出版）
2、《机床夹具设计》 （王启平主编 哈尔滨工业大学出版社出版）
3、《机床夹具设计与制造》 （李昌年主编 机械工业出版社出版）
4、《机床夹具设计》（马佐贤主编  北京理工大学出版社出版）
5、《机床夹具设计》 （张权民主编 科学出版社）
七．课程的考核要求
1、 试卷中对不同能力层次的试题比例大体是：“识记”占10％，“理解”占30％，“应用”占60％。试题难易程度要合理，易、较易、较难、难的比例为2:3:3:2。 每份试卷中，各类考核点所占比例约为：重点65％，次重点25％，一般10％。 本课程试题类型一般有：单项选择题、填空题、判断题、简答题和计算题等。
2、考试采用闭卷或开卷考试，考试时间120分钟，百分制评分，试卷成绩70%，平时作业等30%，60分及格。学生必须在完成作业和实验后，经考核合格，方能参加考试。
编写说明：
在学习本课程之前学生应掌握一定的机械加工基础知识及一定的实习基础。教学中要积极改进教学方法，按照学生学习的规律和特点，从学生实际出发，以学生为主体，充分调动学生学习的主动性、积极性。

八．审核意见
课程名称

总课时
40
适用对象
08级数控高职
编制人（签字）

审核时间

主持人（签字）

参加人（签字）

系部审核意见

签字：
年 月 日
论证
意见

签字：
年 月 日
批准

签字：
年 月 日