机床夹具设计课程标准

机床夹具设计课程标准课程编码： 课程类别：专业课程适用专业：数控技术 授课单位：机械工程系学时：76学时 编写执笔人及编写日期：杨世成/2011.6.22学分： 审定负责人及审定日期：一、课程定位1. 课程性质与作用根据数控技术专业人才培养方案，机床夹具设计课程是专业学习课程，是理实一体化课程，是数控专业考证准备课程。通过本课程的学习，使学生具备从事数控加工所必须的工件定位、装夹、定位误差分析、夹紧机构选择设计、夹紧力计算和夹具设计等方面的职业能力。本课程的前导课程有机械制图与计算机绘图、零件材料与热成形技术、互换性与测量技术基础、机械设计基础等课程，后续课程有计算机辅助造型与编程。2. 课程基本理念课程标准在教研室的指导下，由课程组负责编写。课程标准在编写时体现以下课程基本理念：（1）坚持按照数控专业工作岗位确定的典型工作任务所对应的知识和能力确定课程的能力目标和知识目标。（2）以工作过程导向开发课程（3）课程注重培养学生专业技能和综合职业能力。（4）课程注意利用前导课程，如机械制图和计算机绘图、互换性与测量技术基础、机械设计基础提供的知识和技能，注意和机械零件加工工艺编制、数控加工编程与操作课程在知识和能力方面的合理衔接。（5）以数控加工岗位所必须的理论为度，注重理论和实践相结合。3. 课程设计思路（注：主要是有本专业特点课程实施蓝图和路径的描述）课程设计的思路是根据我院学生数控专业就业工作岗位，由校企专家依据国家职业标准确定典型工作任务；研讨典型工作任务需要的知识能力和素质，构成行动领域；然后由课程专家依据学生的认知特点和职业成长规律对能力进行排序，相关能力合并成学习领域，形成本课程。课程内容安排上，考虑先从简单机床夹具的使用开始，包括工件的定位、夹紧，使学生熟悉机床夹具的组成和工作原理，在此基础上再安排机床专用夹具的设计。课程采用理实一体的教学方法。课程对应工作岗位关于机床夹具的工作内容和职业能力如表1所示。表1 数控专业工作任务与职业能力结构分析岗位典型工作任务工作内容职业能力职业关键能力学习领域数控车床操作工与工艺员零件定位装夹3-5-5回转体零件定位夹紧工作原理 3-5-6 回转体零件专用夹具设计3-5-7定位误差的计算（1）能使用通用夹具装夹工件。（2）能设计回转体零件专用夹具（3）能选择和使用数控车床组合夹具。1.积极的人生态度，强烈的事业心。2.爱岗敬业，责任心强。3.善于与他人的合作、交流与协商，具有团队协作能力。4.具有语言及文字表达能力。5.通过自主学习获取新技术的能力。6.具有获取信息和综合处理信息的能力。7.遵守规章，重视安全。8.具有成本意识，节约成本，降耗增效。机床夹具设计数控铣床操作工与工艺员4-5-1箱体零件夹具定位夹紧工作原理4-5-2箱体零件专用夹具设计。 （1）能够选择箱体零件定位基准并选择常用夹具类型。（2）能够设计箱体零件专用夹具。二、课程设计1. 课程目标设计（1）能力目标学完本课程后，经过一定的工程训练，能够根据零件的制造要求和结构特点，设计所需要的夹具，主要包括：1）确定零件的定位方案和夹紧方案。2）设计满足零件加工质量的专用夹具。3）根据零件加工要求改造现有夹具。4）能够使用计算机辅助工具设计夹具。（2）知识目标1）熟悉工件定位方面的知识，包括工件的定位原理、常用的定位方式、定位元件设计、典型零件定位误差的计算。2）熟悉工件夹紧方面的知识，包括夹紧力确定的基本原则、基本夹紧机构、联动夹紧机构、定心夹紧机构及夹具动力装置。3）了解分度装置设计方面的知识，包括分度装置结构及分度对定机构的设计。4）了解典型机床夹具设计特点，包括车床夹具、铣床夹具、镗床夹具的设计特点。并熟悉专用夹具设计方面的知识5）了解现代机床夹具方面的知识，包括通用可调夹具、成组夹具、组合夹具、数控机床夹具的特点。（3）素质目标：学生学完本课程后，除了具备上述专业能力外，还应具备与本课程相适应的方法能力和社会能力。方法能力主要有：具备查阅资料、获取信息的能力，独立制订工作计划的能力，独立分析问题解决问题的能力，能组建团队并利用团队解决较复杂的综合性问题的能力。社会能力主要包括：与解决问题相关人员良好的沟通能力，具有良好的职业道德和行为规范，较强的团队精神和合作意识，较强的责任感和严谨的工作作风。2. 课程内容设计机床夹具设计课程内容见表2所示。表2机床夹具设计课程内容模块名称学时1工件定位方案设计142.工件夹紧方案设计103.工件分度装置设计104.典型机床夹具设计 105.现代机床夹具设计43. 能力训练项目设计 能力训练项目设计如表3所示。表3 能力训练项目表编号能力训练项目名称拟实现的能力目标相关支撑知识训练方法手段与步骤结果（可展示）项目1钢套零件钻5径向孔钻床夹具定位方案设计1）根据零件工序加工要求，确定定位方式。2）根据零件工序加工要求，确定定位方案。3）能设计常用的定位元件，如心轴、轴套等。4）会分析计算零件的定位误差。1）六点定位原理2）常用定位元件限制的自由度3）工件定位方式、完全定位、不完全定位、过定位和欠定位4）定位误差的分析与计算任务驱动法：1）读懂零件设计夹具的那道工序的技术要求。2）确定保证加工要求要限制的自由度。3）设计定位方案。4）选择或设计定位元件。5）计算定位误差，分析定位精度能否满足工序要求。项目2钢套零件钻5径向孔钻床夹具夹紧方案设计1）根据机床夹紧力的确定原则，确定专用夹具夹紧力的方向和作用点。2）通过查阅手册或利用软件，计算切削力和夹紧力。3）会设计专用夹具的夹紧方案。4）会设计夹紧机构中的夹紧元件。5能够选择夹紧机构中的动力装置。1）熟悉机床夹具夹紧装置的组成与基本要求。2）熟悉机床夹具夹紧力的确定原则。3）熟悉基本夹紧机构、联动夹紧机构和定心夹紧机构的应用特点。4）熟悉常用夹紧动力装置的特点。任务驱动法：1）计算本工序的切削力。2）选择夹紧机构3）建立受力模型，计算夹紧力。4）分析夹紧机构是否满足夹紧要求。5）分析夹紧机构是否引起工件变形，导致工件加工精度下降。6）选择动力装置。项目3盘类零件径向等分孔专用夹具分度装置设计1）能根据工件加工要求选择分度装置类型。2）会选择和设计分度夹具结构。1）熟悉分度装置的结构和类型。2）熟悉分度对定机构及其控制机构的工作原理。3）熟悉分度机构的分度精度计算方法。任务驱动法：1）选择分度机构的类型。2）选择和设计分度机构的结构。项目4连杆铣槽专用夹具设计1）根据工序加工要求，选择铣床夹具类型。2）会根据工件工序加工要求，设计定位方案。3）会根据零件的结构特点和生产类型等要求，设计夹紧方案。4）会根据铣床夹具的特点，设计定位键和对刀元件。1）铣床夹具的类型。2）铣床夹具的特点。3）其它典型机床夹具的类型和特点任务驱动法：1）选择机床夹具类型。2）设计定位方案。3）设计夹紧方案。4）设计其它连接件和对定件。4. 进度表设计机床夹具设计课程进度如表4所示。表4机床夹具设计客车厂进度表序号学时教学目标和主要内容单元标题能力目标能力训练项目编号知识目标其他内容114工件定位方案设计1）根据零件工序加工要求，确定定位方式。2）根据零件工序加工要求，确定定位方案。3）能设计常用的定位元件，如心轴、轴套等。4）会分析计算零件的定位误差。项目1钢套零件钻5径向孔钻床夹具定位方案设计1）熟悉六点定位原理2）熟悉常用定位元件限制的自由度3）熟悉工件定位方式、完全定位、不完全定位、过定位和欠定位4）熟悉定位误差的分析与计算方法210工件夹紧方案设计1）根据机床夹紧力的确定原则，确定专用夹具夹紧力的方向和作用点。2）通过查阅手册或利用软件，计算切削力和夹紧力。3）会设计专用夹具的夹紧方案。4）会设计夹紧机构中的夹紧元件。5能够选择夹紧机构中的动力装置。项目2钢套零件钻5径向孔钻床夹具夹紧方案设计1） 熟悉机床夹具夹紧装置的组成与基本要求。2） 熟悉机床夹具夹紧力的确定原则。3） 熟悉基本夹紧机构、联动夹紧机构和定心夹紧机构的应用特点。4） 熟悉常用夹紧动力装置的特点。310工件分度装置设计1）能根据工件加工要求选择分度装置类型。2）会选择和设计分度夹具结构。项目3盘类零件径向等分孔专用夹具分度装置设计1） 熟悉分度装置的结构和类型。2） 熟悉分度对定机构及其控制机构的工作原理。3） 熟悉分度机构的分度精度计算方法。410典型机床夹具设计1）根据工序加工要求，选择机床夹具类型。2）会根据工件工序加工要求，设计定位方案。3）会根据零件的结构特点和生产类型等要求，设计夹紧方案。4）会根据机床夹具的特点，设计夹具安装方式及与刀具的位置关系。项目4连杆铣槽专用夹具设计1） 铣床夹具的类型2） 铣床夹具的设计要点3） 专用夹具精度分析方法。1）车床夹具、钻床夹具和镗床夹具的类型2）车床夹具、钻床夹具和镗床夹具的设计要点3）专用夹具精度分析方法。54现代机床夹具1）根据零件类的加工特点，会通用可调夹具和成组夹具的设计。2）根据零件工序的加工要求，会组合夹具的安装和调整。1） 了解现代夹具的发展方向。2） 熟悉通用可调夹具、成组夹具。3） 知道随行夹具和数控夹具三、考核方案设计1、工作任务评价（1）能力目标80%；对机床夹具部分结构进行分析，形成分析报告，根据报告评定成绩。（2）分析答辩20%对机床夹具中的关键技术形成问答题或计算题，并做成相应的计算机软件，由学生选择来进行答辩。2、综合评价（1）课程总成绩=平时成绩（60%）+ 期末成绩（40%）；（2）平时成绩（100%）为工作任务评价成绩（3）期末成绩（100%）为期终头面笔试成绩。根据生产岗位和职业资格证书对课程的要求，将相关内容编辑成考试题库，对试题库进行组卷，作为期末考试卷，通过笔试确定期末成绩。条件成熟后也可做成考试系统，在计算机上考试，由计算机自动评分作为期末考试成绩。四、课程实施条件1专任教师原则上应具有讲师以上教师系列职称，并具备中级以上技术职称或职业资格或两年以上企业经历。有一定的企业技术服务经历，具有较强实践动手能力、社会培训能力；业务能力强，取得相应职业资格证书，参加工作过程导向的课程开发工作。2专业兼职教师原则上应具有5年以上企业一线工作经历，掌握本行业最新技术与工艺，能够指导专业实践教学环节，具有较高操作技能，能够及时解决生产过程中的技术问题，具有一定的教学能力，善于沟通和表达。具有参与人才培养方案的制定、课程开发与建设、相关教学文件的编写，承担一定的教学任务，指导实习实训的能力。3校内外实践教学条件要求（1）机床夹具设计为专业课程，具有较强的实践性，要有相应的实践条件来支撑。要求学院具备夹具实验室（包括夹具模型和常用机床夹具）以及校内实训基地，以便对设计夹具是否满足要求进行验证。（2）由于专用夹具主要用在普通机床加工形状不规则零件或批量较大的零件，所以专用机床夹具应用较少。在校外实训基地主要参观数控夹具或自动化生产线用夹具，因此要求校外实训基地具有组合夹具、成组夹具、数控夹具等较为先进的机床夹具。 4. 课程资源的开发与利用、教材的选用与编写。机床夹具课程图形较多，因此