机床夹具设计教学大纲.doc

机床夹具设计课程教学大纲英文名称: Design of Clamp of Machine Tool课程编码：B401305课内教学时数：36学时学分：2学分适用专业：机械设计制造及自动化开课单位：机械与电子工程系制定（或修订）时间：2010年7月一、课程的性质和任务本课程是机械设计制造及自动化专业方向的主干专业课，同时也可作为机械类其它专业方向的选修课。机床夹具是机械加工工艺系统的一个重要组成部分，课程主要讲授机床夹具的基本理论、基本知识和设计方法、设计要点。使学生在掌握机械制造的基本理论之后，为分析和解决机械制造过程中的工艺问题，以及根据零件的工艺规程设计专用夹具等方面得到培养，为今后从事本专业工作打下必要的基础。通过本课程的学习，使学生掌握夹具设计与制造所必须具备的设计理论和工艺知识；提高合理设计夹具的能力；初步建立现代机床夹具CAD/CAM的概念和基本技能；奠定学生适应未来工业发展所必需的分析问题、解决问题、自我学习的科学研究方法与能力。二、课程教学内容的基本要求、重点和难点基本要求：要求学生了解各类机床夹具的结构特点和工艺特点； 了解对机床夹具夹紧装置的基本要求、掌握夹紧力的计算方法； 了解机床夹具在机械加工中的作用、种类及组成；掌握专用机床夹具的设计方法和步骤；掌握各类专用机床夹具的工作原理和设计原理；掌握工件常用的定位表面及其定位元件；掌握夹具的定位误差、夹紧误差、对刀误差、分度误差的分析与计算方法；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。使学生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；能设计中等复杂程度的专用夹具。重点和难点：（1）工件的定位原理、定位方案的设计（2）各种典型夹紧机构的工作原理及结构（3）夹具设计的方法和步骤（4）钻床、镗床夹具、铣床夹具（5）定位误差的分析与计算、夹紧误差的分析与计算（6）夹具结构方案的确定；结构尺寸、配合与技术要求第一章 机床夹具概述 基本要求 理解工件装夹的概念、方法；掌握用夹具装夹时保证工件加工精度的条件以及夹具的组成；了解夹具的分类及作用；熟悉机床夹具设计研究的内容。 教学重点 工件装夹的概念、方法及夹具的组成 教学难点 用夹具装夹时保证工件加工精度的条件 教学内容1、工件的装夹与夹具（1） 工件装夹的概念（2） 工件装夹的方法（3） 用夹具装夹时保证工件加工精度的条件（4） 夹具的组成 2、夹具的分类与作用（1）按夹具的应用范围分类（2）按夹具上的动力源分类（3）夹具的作用3、机床夹具设计研究的内容第二章 工件在夹具中的定位 基本要求 了解工件定位的目的、实质、任务、作用和意义；理解工件定位的基本要求；理解工件定位的基本原理、工件定位规律；掌握定位元件的基本要求；熟练掌握平面定位元件、圆孔表面定位元件、外圆表面定位元件、锥面定位元件的定位原理及其基本结构组成； 掌握工件组合定位时的分析原理、方法。 教学重点 工件定位的基本要求；工件定位原理；定位元件的选择与设计；组合定位分析 教学难点 工件组合定位时的分析原理、方法；定位方案的设计 教学内容1、工件定位原理（1）完全定位（2）部分定位（3）欠定位（4）重复定位2、定位元件的选择与设计（1）平面定位元件（2）圆孔表面定位元件（3）外圆表面定位元件（4）锥面定位元件3、定位误差的分析与计算（1）定位误差及其计算方法（2）几种典型表面定位时的定位误差（3）表面组合定位时的定位误差（4）提高工件在夹具中定位精度的主要措施4、工件定位方案设计及定位误差计算举例（1）杠杆铣槽夹具的定位方案设计及定位误差计算（2）拨叉钻孔夹具定位方案设计及定位误差计算第三章 工件在夹具中的夹紧 基本要求 了解夹紧的目的及基本任务、夹紧装置的组成；掌握夹紧的目的及夹紧装置的设计要求；熟练掌握夹紧力的方向、作用点的确定方法及其计算；掌握常用典型的夹紧机构的工作原理及工作特点。 教学重点 夹紧力的方向、作用点的确定方法及其计算 教学难点 夹紧机构的设计；各种典型夹紧机构的工作原理及结构 教学内容1、夹紧装置的组成及其设计要求（1）夹紧装置的组成（2）夹紧装置的设计要求2、夹紧力的确定（1）夹紧力的方向（2）夹紧力的作用点（3）夹紧力的大小3、夹紧机构设计（1）斜楔夹紧机构（2）螺旋夹紧机构（3）圆偏心夹紧机构（4）铰链夹紧机构（5）定心、对中夹紧机构（6）联动夹紧机构4、 夹紧动力装置设计（1）气动夹紧（2）液动夹紧（3）气一液增压夹紧（4）手动机械增压装置5、 夹紧装置设计实例（1）工序加工要求（2）定位夹紧方案（3）夹紧力计算及夹紧元件的确定第四章 夹具在机床上的定位、对刀和分度 基本要求 了解夹具在机床上定位的目的及定位的方式；掌握夹具在机床上的定位误差的计算及定位元件定位面对夹具定位面的技术要求；掌握提高夹具在机床上定位精度的措施及方法；熟练掌握夹具在机床上的对刀方法及影响对准精度的因素；了解分度装置的基本形式及其对定与锁紧。 教学重点 夹具在机床上的定位；夹具在机床上的对刀；夹具的转位和分度装置 教学难点 定位误差的分析与计算；夹紧误差的分析与计算 教学内容1、夹具在机床上的定位（1）夹具在机床上定位的目的（2）夹具在机床上的定位方式（3）夹具在机床上的定位误差（4）提高夹具在机床上定位精度的措施 2、夹具在机床上的对刀（1）铣床夹具的对刀（2）钻床夹具中刀具的对准和导引 3、夹具的转位和分度装置（1）分度装置的基本形式（2）分度装置的对定机构（3）分度装置的拔销及锁紧机构（4）精密分度装置第五章 各类机床夹具的结构特点 基本要求 了解钻床夹具、铣床夹具、镗床夹具、车床夹具、圆磨床、齿轮加工机床的结构特点(包括对刀元件、导向元件以及与机床连接的方式)。 教学重点 铣床夹具、镗床夹具、车床夹具 教学难点 铣床夹具、镗床夹具、车床夹具 教学内容1、钻床夹具（1）钻床夹具的主要类型及其适用范围（2）钻床夹具的结构特点及其设计 2、镗床夹具（1）镗床夹具的主要类型及其适用范围（2）镗床夹具的结构特点及其设计 3、铣床夹具（1）铣床夹具的主要类型及其适用范围（2）铣床夹具的结构特点 4、车床和圆磨床夹具（1）车床夹具的主要类型及其设计（2）圆磨床夹具的结构特点及其设计 5、齿轮加工机床夹具（1）滚齿机床夹具（2）插齿机床夹具第六章 可调夹具及组合夹具设计 基本要求 了解可调夹具及组合夹具设计的概述；了解通用可调夹具、成组夹具及特点、原则；了解组合夹具的应用范围、夹具元件、作用及组装。 教学重点 通用可调夹具及成组夹具特点；组合夹具元件、组装。 教学难点 教学内容1、 概述2、 通用可调夹具及成组夹具（1）通用可调夹具及成组夹具特点（2）成组夹具的设计原则3、 组合夹具（1）组合夹具的应用范围及其使用效果（2）组合夹具元件及其作用（3）组合夹具的组装（4）组装举例第七章 机床夹具的设计方法及步骤 基本要求 掌握夹具结构的基本方法与步骤；掌握夹具结构中零部件的相关联系尺寸、配合与技术要求；熟悉了解夹具设计的基本要求。 教学重点 夹具结构方案的确定；结构尺寸、配合与技术要求；夹具设计的方法和步骤 教学难点 夹具体的设计 教学内容1、 机床夹具设计的一般步骤（1）研究原始资料、分析设计任务（2）确定夹具的结构方案（3）绘制夹具总图（4）确定并标注有关尺寸、配合和技术条件2、 机床夹具设计举例（1）夹具设计例一（2）夹具设计例二3、 机床夹具计算机辅助设计简介（1）概述（2）机床夹具计算机辅助设计的基本过程4、 夹具体的设计（1）夹具体设计的基本要求（2）夹具体毛坯的制造方法5、 夹具结构的工艺性（1）夹具的结构应便于用调整法、修配法保证装配精度（2）夹具的结构应便于进行测量与检验（3）夹具结构应便于拆卸、维修和加工三、课程学时分配（宋体小四号加粗）教学单元内容总学时学时安排讲授实验上机课程设计其它1第一章 机床夹具概述442第二章 工件在夹具中的定位883第三章 工件在夹具中的夹紧884第四章 夹具在机床上的定位、对刀和分度665第五章 各类机床夹具的结构特点226第六章 可调夹具及组合夹具设计447第七章 机床夹具的设计方法及步骤44合计3636四、本课程与其它课程的联系学习本课程之前必须先有有关专业基础课和专业课的知识，机械制图、机械工程材料、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、互换性与测量技术基础、机械制造技术基础等课程，并进行了生产实习后学习该课程。同时，该课程将在后续的课程设计和毕业设计中得到综合的应用。五、本课程的特点及教法、学法建议机床夹具是机械加工工艺系统的一个重要组成部分，为保证工件某工序的加工要求，必须使工件在机床上相对刀具及切削成形运动处于准确的相对位置。当用夹具装夹加工一批工件时，是通过夹具来实现加工精度要求的，所以机床夹具设计的好坏直接关系到工件加工的质量。本课程是综合运用机械制造技术及其有关先修课程，如机械制图、公差配合、金属材料与热处理、理论力学等的理论和生产实践知识进行机床夹具设计的。因此，在学习本课程之前，应先进行生产实习的教学环节，使学生有一定的感性认识。在学习过程中，应做一定数量的作业，消化课堂中讲授的内容。在学习之后，应在课程设计及毕业设计中巩固和应用。六、考核类型、考核方式与成绩评定 考核类型：考查 考核方式与成绩评定：1、考核方式：本课程采用期末考试与平时成绩的考核方式。2、课程考核的成绩评定：以五级制计分，最终成绩的构成为平时成绩占（20%）、期末考试成绩占（80%）。注：最终成绩的构成比例以有关教学管理制度的规定为依据。 3、期末考试命题要求：笔试命题要有一定的题量以及知识点覆盖面，并要体现重点；试题的难度要求及其比例为:识记占10%、理解占20%、掌握与应用占30%，分析与综合占40%。根据本课程的特点，建议命题采用填空、选择、计算等题型。七、建议使用教材及主要教学参考资料 教材：机床夹具设计，王启平主编