基于企業(yè)專機(jī)夾具設(shè)計(jì)在課堂教學(xué)中的實(shí)踐

郭生霞　朱國(guó)明

[摘? ? ? ? ? ?要]? 隨著企業(yè)與學(xué)校的結(jié)合，對(duì)學(xué)校的教學(xué)模式提出了更高的要求，我院根據(jù)企業(yè)要求，積極探索新的模式，利用專機(jī)夾具設(shè)計(jì)作為突破，使學(xué)生在完成基本上課內(nèi)容的同時(shí)，提前接觸企業(yè)，在教師帶領(lǐng)下完成企業(yè)產(chǎn)品夾具設(shè)計(jì)。通過(guò)各類專機(jī)夾具設(shè)計(jì)的共同實(shí)施，使以后的課堂教學(xué)更加高效。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 專機(jī)夾具;高效;教學(xué)

[中圖分類號(hào)]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2018）35-0259-01

什么是夾具？很多學(xué)生都是茫然的，而本文提到的企業(yè)專機(jī)夾具會(huì)引導(dǎo)大家更好地認(rèn)識(shí)和理解夾具的概念。所謂專機(jī)夾具就是專為某工件的某道工序而設(shè)計(jì)的夾具，通過(guò)分析工件的幾何形狀、尺寸結(jié)構(gòu)及工藝特性而設(shè)計(jì)，涵蓋了有關(guān)機(jī)械課程的多方面內(nèi)容，而關(guān)于這方面的內(nèi)容恰是我們課堂教學(xué)中所欠缺的，利用企業(yè)真實(shí)產(chǎn)品進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)解決了理論課枯燥學(xué)生不易接受等問(wèn)題。鑒于此，本文借用企業(yè)的專機(jī)改造設(shè)計(jì)夾具，以使學(xué)生能夠利用良好的企業(yè)資源，使自身在空洞設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)上，在實(shí)踐應(yīng)用上有更大的提升。

一、夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

（一）夾具底板設(shè)計(jì)

夾具設(shè)計(jì)的首要任務(wù)是對(duì)企業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行分析（產(chǎn)品參數(shù)、加工工藝等），這與我們項(xiàng)目化教學(xué)理念是一致的，但學(xué)生課堂接觸的內(nèi)容過(guò)于理論化，需要更多的實(shí)踐來(lái)支撐。

例如，在底板設(shè)計(jì)中用到的避空處理，何謂避空？簡(jiǎn)而言之，就是讓位，即減少部件間的干涉幾率。由于工作臺(tái)在運(yùn)行到極限位置時(shí)，底板前部易于主軸發(fā)生碰撞;為便于工作臺(tái)螺釘安裝孔時(shí)，底板后部也需要預(yù)留一定的位置，所以對(duì)底板進(jìn)行避空處理。

通過(guò)事先確定采用的夾緊方式以及需要進(jìn)行的避空處理，最終確定底板的大致形狀，通過(guò)真實(shí)企業(yè)產(chǎn)品分析，學(xué)生可以很快將理論應(yīng)用其中，課堂效果事半功倍。

（二）螺栓分布及螺紋參數(shù)確定

在教學(xué)中各類工具書(shū)的使用是學(xué)生不擅長(zhǎng)的，而在專機(jī)改造夾具設(shè)計(jì)中要求學(xué)生根據(jù)實(shí)際要求選擇合理的螺栓，鍛煉了學(xué)生使用各類工具書(shū)的能力。主要從以下方面，確定螺栓孔的分布原則：

（1）根據(jù)受力分析來(lái)確定聯(lián)接面的幾何形狀;（2）完成受力分析，通過(guò)計(jì)算力的大小確定螺栓的布置情況;（3）為減少螺栓受力，防止變形，確定合適螺栓位置;（4）螺栓的布置應(yīng)有合適間隔，最小距離根據(jù)扳手活動(dòng)空間確定;（5）分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目為偶數(shù)。

在實(shí)際的工程圖中，大多采用粗牙、右旋、長(zhǎng)旋合的內(nèi)六角螺釘，如果是標(biāo)準(zhǔn)件，大家都可以很快確定，那么對(duì)非標(biāo)件如何確定就依靠各類工具書(shū)的使用以及工作經(jīng)驗(yàn)。因此對(duì)內(nèi)六角螺釘?shù)倪x擇，首先根據(jù)計(jì)算結(jié)果中出現(xiàn)的帶小數(shù)的尺寸，然后利用工具書(shū)中的長(zhǎng)系列尺寸，調(diào)整為合適的整數(shù)后再查閱相應(yīng)的工具書(shū)進(jìn)行選擇，最終確定。

螺釘主要參數(shù)：杯頭直徑=1.5倍公稱直徑+1mm（公稱直徑≤10）;杯頭厚度=公稱直徑。

孔的主要參數(shù)：沉頭直徑=杯頭直徑+1～4mm。

沉頭深度要保證沒(méi)過(guò)杯頭厚度，一般最深為公稱直徑的5～7倍，特殊情況下需要加長(zhǎng)扳手。

螺釘孔的倒角不要忽略，否則有可能導(dǎo)致螺釘孔方向攻偏。

根據(jù)進(jìn)行受力分析、計(jì)算、查表一系列的工作流程，學(xué)生對(duì)工具書(shū)應(yīng)用的重要性有了更深的了解，對(duì)設(shè)計(jì)類的工作也有了更大的興趣。

（三）夾具定位及實(shí)現(xiàn)

課堂教學(xué)中夾具如何準(zhǔn)確定位是課堂的重點(diǎn)，也是夾具設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。如何使在裝夾過(guò)程中不欠定位、不過(guò)定位是我們需要考慮的問(wèn)題。綜合各方面分析、考慮采用“一面兩銷”定位，為了避免采用兩短圓銷所產(chǎn)生的過(guò)定位問(wèn)題，選擇將其中一個(gè)圓銷削邊，這樣，既保證沒(méi)有過(guò)定位，又不增大定位時(shí)工件的轉(zhuǎn)角誤差。同時(shí)為了保證“一面兩銷”支承面的準(zhǔn)確性，安放六個(gè)等高塊來(lái)保證。

二、設(shè)計(jì)過(guò)程

（一）多工序集一體

專機(jī)中的每個(gè)孔系都需要兩個(gè)或兩個(gè)以上的工序才能完成加工，為了使多工序一次性加工完成，采用的是成型刀具。

（二）工件的快速裝夾

專機(jī)設(shè)計(jì)中為了方便工件的快速裝夾、有較強(qiáng)的鎖緊力。設(shè)計(jì)了一個(gè)在工件安裝平臺(tái)上的鎖緊機(jī)構(gòu)，并與工件安裝平臺(tái)上的卡槽進(jìn)行配合，底部的氣缸將其鎖緊，完成快速裝夾。

（三）工作平臺(tái)二次加工工位的精準(zhǔn)定位

專機(jī)設(shè)計(jì)中粗加工和精加工是分為兩個(gè)工位進(jìn)行的，我們沒(méi)有使用伺服電機(jī)、滾珠絲桿等高額傳感機(jī)構(gòu)，只使用了氣缸進(jìn)行第一工位與第二工位之間的移動(dòng)。

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)專機(jī)夾具設(shè)計(jì)豐富了課堂內(nèi)容，原先空洞的知識(shí)變得鮮活，師生在理論和實(shí)踐上有了很大提高，師生受益匪淺。機(jī)械發(fā)展的過(guò)程是不斷創(chuàng)新的過(guò)程，這要求我們?cè)谝院蟮慕虒W(xué)中要不斷提高創(chuàng)新意識(shí)，從功能原理、原動(dòng)力、機(jī)構(gòu)、結(jié)構(gòu)、材料、制造工藝、檢驗(yàn)試驗(yàn)到設(shè)計(jì)理論和方法均不斷涌現(xiàn)創(chuàng)新和發(fā)明，推動(dòng)機(jī)械向更完美的方向發(fā)展，使其更好地用于生產(chǎn)實(shí)踐中。

參考文獻(xiàn)：

[1]余強(qiáng).UG零件設(shè)計(jì)技術(shù)與實(shí)踐（NX6）[M].電子工業(yè)出版社，2007.

[2]何華妹.三維造型設(shè)計(jì)UGNX6文版事例詳解[M].人民郵電出版社，2008.

[3]陳立德.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].高等教育出版社，2002.

[4]陳榕林.機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊(cè)[M].科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1995.