何婭娜
(重慶市機械高級技工學校)
筆者認為,夾具類課程設計應放在學生掌握了一定的專業知識,學習了機床夾具這門課程的前提下進行。題目宜簡單,但應涵蓋:定位基準的選擇、定位方法的確定和定位元件的選用、定位誤差的分析計算和夾緊機構的選用等環節。
在工件加工工藝過程中,定位基準合理選擇的原則主要有基準統一原則和基準重合原則。即同一工件多道工序加工中,前后工序應盡量采用同一定位基準;工件定位基準盡量和工序基準重合。結合本加工工序,引導學生選擇套筒的軸心線為第一定位基準。由于工件以孔為定位表面時,其軸心線是一個空間要素,所以只能以孔的實際內表面來體現。
要想正確地確定定位方法,選用定位元件,前提是學生必須熟知六點定位基本原理,即在工件的定位中,用空間合理分布的最多六個定位點,來限制工件最多六個空間位置不定度。在六點定位基本原理的應用中,注意完全定位、不完全定位和欠定位的相關問題??梢龑W生通過各種定位的典型實例來加深印象,避免在設計中出現類似問題。
常見的定位方法有:三基面定位、V 型架定位、自定心定位、平面短銷定位、平面錐銷定位、平面長銷定位、平面雙銷定位、心軸定位等。在要求學生選擇定位方法之前,需將常見的定位方法分類后,進行知識的鞏固。
本工序屬于孔類元件,孔類定位元件主要有定位銷、定位心軸和錐銷類。定位元件的選用,可有多種方法。在設計過程中可不拘一格,但必須避免欠定位,盡量避免重復定位。鼓勵學生設計出批量生產的專用夾具。
定位誤差的分析計算對于中職學生來說,是夾具設計的重點也是難點。因夾具的使用而造成的加工誤差主要分為工件在夾具中的安裝誤差、夾具相對于機床、刀具及切削成型運動的位置誤差和加工過程本身造成的加工誤差。對于中職學生,我們通常只要求在設計中考慮夾具的安裝誤差,而安裝誤差又分為定位誤差和夾緊誤差,所以在設計夾具時,只需要滿足定位誤差小于工序公差的1/3 即可。
需要特別說明定位誤差主要是由兩個方面造成的:(1)因為定位基準與工序基準不重合造成的誤差,稱為基準不重合誤差。(2)理想的定位基準與實際的定位基準的位置誤差造成的誤差,稱為基準位置誤差。如設計中出現的是基準不重合誤差,則誤差值應等于從工件的定位基準到本工序的工序基準之間,所有尺寸環節誤差之和。在沒辦法調整基準的情況下,應盡量減少定位基準到工序基準的尺寸環節,并壓縮各尺寸環節的尺寸公差。如設計中出現的是基準位置誤差,則誤差值應等于理想定位基準與實際定位基準之間的位置誤差。主要的解決辦法是提高加工精度,減小位置誤差或預先補償。
在完成定位設計之后,夾緊機構同樣是夾具的重要部分。要求中職學生掌握夾緊機構的選用即可。
夾緊機構的選用,應保證夾緊可靠、不破壞定位、變形盡量小和操作便捷等因素。常見的夾緊機構有斜楔夾緊機構、螺旋夾緊機構、偏心夾緊機構和自定心夾緊機構。只有要求學生熟練掌握這幾種夾緊機構的工作原理、結構特征、有效行程和自鎖性能等,才能較好地在所設計的夾具中選用合理的夾緊機構。
機床夾具課程設計具有知識點多、雜、難等特點,它既有一定的理論基礎,又與實踐緊密結合。需要學生掌握比較全面的機械加工基礎知識。然而針對中職學生理論基礎普遍不高的情況,如何有效地改進課堂教學方法和教學內容,激發學生的求知欲,既讓學生感受到學習的挑戰性,又不至于因為內容太難而放棄學習,便成為教師認真探索的一個重要課題。將設計題目簡單化,同時設計環節步驟化。教學中從基本概念入手,用實際例子來說明,緊緊抓住理論聯系實踐這條主線,注重發揮學生主觀能動性的培養,在參與設計的同時,將大部分專業基礎知識重新梳理,使學生通過課程設計,得到全面的提高。
[1]侯放.機床夾具.中國勞動社會保障出版社,2006-06.
[2]束傳俊.改革夾具課教學的有效措施[J].職業技術教育,2001(04).