彭賢峰

（臺州科技職業(yè)學(xué)院，浙江 臺州 318020）

引言

機床夾具設(shè)計是機械類及近機械類專業(yè)中一門重要的核心課程，主要內(nèi)容包括夾具基礎(chǔ)知識、定位原理與誤差計算、工件的夾緊、典型夾具結(jié)構(gòu)實例等知識。該課程大多數(shù)院校采用傳統(tǒng)理論教學(xué)，對學(xué)生要求是經(jīng)歷過車工、鉗工、銑工的實訓(xùn)課程；對機床的結(jié)構(gòu)、原理、工件的定位等有初步的認識，有一定的機床操作技能，同時也有CAD/CAM 軟件制圖的基礎(chǔ)。本課程采用三維建模軟件Solidworks，在機床夾具教學(xué)與課程設(shè)計過程中參與夾具的機構(gòu)設(shè)計與裝配演示，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)相關(guān)教學(xué)資源，希望對機械類其他相關(guān)課程有一定的借鑒作用。

一、傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題

機床夾具設(shè)計作為一門專業(yè)核心課，該課程比較偏理論，大多數(shù)院校采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，在教學(xué)過程中存在的主要問題有以下兩點：

（一）缺乏機械加工經(jīng)驗

雖然在大一階段安排有金工實訓(xùn)和機械加工實習(xí)，但大多數(shù)學(xué)生對機械類產(chǎn)品的制造過程沒有深刻體會，相關(guān)的機械加工參數(shù)不會查閱和應(yīng)用，機床和加工工藝不太了解，普通的實習(xí)只是起到一個導(dǎo)入作用，在機械加工經(jīng)驗方面，還是相當(dāng)缺乏。

（二）計算機繪圖能力不足

在機床夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，由于夾具原理和定位誤差部分偏理論，部分學(xué)生對常見的二維和三維軟件設(shè)計能力不足。尤其在機床夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計和裝配方面，工程數(shù)據(jù)計算較為繁瑣，學(xué)生容易產(chǎn)生厭學(xué)情緒；在傳統(tǒng)教學(xué)過程中，師生之間互動程度少，學(xué)生容易把興趣轉(zhuǎn)移到課堂玩手機方面。

二、機床夾具設(shè)計教學(xué)資源開發(fā)

機床夾具設(shè)計課程實踐性較強，理論只有32課時，但內(nèi)容偏理論和繁雜，傳統(tǒng)教學(xué)灌輸模式很難調(diào)動學(xué)生積極性，本課程案例以工程實踐為基礎(chǔ)，以機床分類為參考，通過結(jié)構(gòu)簡單的夾具設(shè)計來提高學(xué)生解決工程問題的能力，相應(yīng)的案例教學(xué)設(shè)置如表所示。

（一）常見定位元設(shè)計與建模

機床夾具常見定位元件主要包括平面定位類、圓柱孔定位類、外圓柱面定位類、特殊表面定位類零件，利用三維建模軟件的進行設(shè)計。

（二）夾具體設(shè)計

機床夾具是機械加工過程中一種不可缺少的工藝裝備，按用途可分為通用夾具和專用夾具。夾具體是夾具的基礎(chǔ)元件，基面與機床連接，其他工作表面裝備各種元件和裝置，以組成夾具總體，對夾具體的設(shè)計也有一定的要求和規(guī)定。

（三）機床夾具虛擬裝配、爆炸圖和運動仿真

以某鉆床夾具設(shè)計為例，該工序要求在右支架零件上實現(xiàn)鉆孔和擴孔兩個工步，該夾具采用整體式固定鉆模結(jié)構(gòu)，具有低成本、精度高等優(yōu)點。利用三維建模設(shè)計軟件solidworks 進行虛擬設(shè)計和裝配，按照圖紙要求和實際情況依次插入鉆模、夾具體、定位元件、夾緊元件等，然后對各零件添加重合、同軸等配合關(guān)系，最后生成裝配體如圖1 所示，利用軟件的設(shè)計功能，可將鉆模夾具進行爆炸拆裝和虛擬仿真加工，如圖所示。

圖1 齒輪泵總裝配圖

圖2 爆炸圖

圖3 虛擬仿真加工

三、總結(jié)

在機床夾具設(shè)計課程的教學(xué)中，傳統(tǒng)教學(xué)存在上述缺點，教學(xué)效果不夠理想。本項目采用三維建模軟件參與課程設(shè)計與演示，經(jīng)教學(xué)證明，該方法可以立體直觀的將復(fù)雜是機床夾具結(jié)構(gòu)顯示出來，不僅激發(fā)了學(xué)生的興趣，提高了學(xué)習(xí)積極性，而且利于學(xué)生理解和掌握夾具的設(shè)計，為下一設(shè)計更加復(fù)雜的夾具奠定了基礎(chǔ)。