《機床夾具設計》教案課程名稱學習任務§1認識機床夾具教學時數2上課日期周次審批教學班級18機電授課教師學習項目描述根據學習工作臺上實物夾具，回答以下問題：1.該夾具由哪幾部分組成、各零件作用是什么？2.該夾具如何進行裝夾工件？3.簡述該夾具的工作原理。學習目標1.能描述機床夾具種類與特點。2.能描述專用夾具裝夾工件的特點。3.能使用專用夾具裝夾工件。4.能指出專用夾具組成及各部分作用。5.能描述較典型機床夾具裝夾工件的工作原理。學生情況分析本課程的授課對象是17機電（1），前幾個學期已上完《中級鉗工技能訓練》，《機械制造基礎》，并完成了中級工的鑒定，學習了機床加工、普銑加工等，具有一定的加工技能。學習重點專用夾具裝夾工件的特點、組成及各部分作用學習難點描述機床夾具裝夾工件的工作原理教學方法任務驅動場所與資源場地：機床夾具學習工作站資源：《機床夾具設計》學材，學生學習工作頁，課件，專用夾具及多媒體教學設備課后作業習題冊§1認識機床夾具學習內容及教學組織流程§1認識機床夾具§1.1任務引入與分析§1.2相關知識學習一、工件裝夾二、機床夾具的分類三、機床夾具的功能與作用四、機床夾具組成五、機床夾具工作原理§1.3項目實施§1.4小組展示與項目講評§1.5總結與拓展評價方法從課堂表現與課后作業等二個方面測評，課堂表現主要由考勤紀律、交流互動、小組合作成績、個人課堂作業四項組成。考勤紀律采用1分/節，遲到、早退、中途離開0.5分/次，缺課1分/節；交流互動回答問題1分/次；課堂作業以小組合作方式完成，并進行展示、評價；個人課堂作業考核每個同學完成情況；每個同學課后作業由教師批改。課后記

§1認識機床夾具§1.1任務導入與分析制造業是國民經濟的主體，是立國之本、興國之器、強國之基。十八世紀中葉開啟工業文明以來，世界強國的興衰史和中華民族的奮斗史一再證明，沒有強大的制造業，就沒有國家和民族的強盛。機械加工是制造業重要組成部分，針對一個工件在機床上是如何進行加工的呢？一個零件在無論普通機床或數控機床上加工，首先工件應在加工工位上進行正確地安裝并夾緊，然后才能進行加工。在機械制造過程中，用來固定加工對象，使之占有正確加工位置的工藝裝備稱為夾具。何謂機床夾具？在機械制造中用來固定加工對象、使之占有正確加工位置的工藝裝備。在機床上使用夾具稱為機床夾具，一般簡稱為夾具。工藝裝備指什么呢？工藝裝備簡稱“工裝”，是指為實現工藝規程所需的各種刃具、夾具、量具、模具、輔具、工位器具等的總稱。為了具體地認識機床夾具，我們從學習任務入手?！卷椖棵枋觥楷F有一件后蓋工件與一副后蓋鉆夾具，要求鉆后蓋上φ10mm的孔，如圖（a)鉆孔工序圖，（b）后蓋鉆夾具要求同學們回答以下問題：圖1-1工序圖與后蓋夾具1.該夾具屬于何種夾具？2.該夾具有幾部分組成？3.該夾具如何對工件定位夾緊？4.陳述其工作原理?！卷椖糠治觥窟@一任務涉及到工件裝夾.機床夾具種類、機床夾具組成、.機床夾具功能與作用、機床夾具的工作原理等相關知識。下面圍繞任務進行相關知識學習?！?.2相關知識學習一、工件裝夾要加工一個工件，首先需要需要裝夾。那么在實際生產中，工件的裝夾有幾種方式呢？（一）找正法裝夾如圖所示杠桿零件圖，材料HT200，中批量生產，已完成杠桿零件輪廓及總厚加工工序、φ30H8孔的鉸削工序，現需完成φ5mm孔的鉆削工序，若采用普通平口鉗裝夾，如何在Z4112A鉆床上完成φ5mm孔的加工？用找正法裝夾：.劃線：根據圖紙的尺寸要求，用V型塊、高度游標尺等工具找出φ5mm孔的圓心位置。打樣沖眼：樣沖是鉗工劃線打眼的工具，它的作用是：在劃好的加工界面上點出關鍵點位?！皹記_眼”就是這些關鍵點位——小孔的圓心。找正。以工件上邊線或劃好的線痕跡找正。裝夾過程：預夾緊找正、敲擊完全夾緊。在這一過程中，平口鉗起什么作用呢？只是起到夾緊的作用。工件正確位置的獲得是通過找正獲得。由此可見，用找正法裝夾工件方便、簡單、生產效率低，適合于單件小批量生產。那么，我們能不能采用一種夾具，在工件裝夾過程中不需要劃線找正呢？（二）采用專用夾具裝夾工件如圖所示，圖中雙點劃線為工件，這副夾具專用針對鉆孔而設計。裝夾后，不需劃線找正，圖中杠桿零件中φ5mm的位置的尺寸是利用鉆模板中鉆套位置到心軸的軸線位置來保證。這種針對工件某道加工工序而設計的夾具稱為專用夾具。圖1-2鉆床專用夾具這個工件如何進行裝夾的呢？請看專用夾具裝夾工件微視頻。這種專用夾具的特點：1.工件在夾具中定位迅速；2.工件通過預先在機床上調整好位置的夾具，相對機床占有正確位置；3.工件通過對刀、導引裝置，相對刀具占有正確位置；4.對加工成批工件效率尤為顯著。二、機床夾具的分類用平口鉗緊夾工件，盡管裝夾的效率不高，但這種平口鉗具有通用性，它并不是針對某一個工件而設計，可針對一類工件進行裝夾。這類夾具用戶可根據規格尺寸直接購買。用專用夾具裝夾工件，盡管裝夾的效率高，但它只針對某一個工件而設計，使用這類夾具生產成本高，這類夾具不具備通用性。因此，按夾具按通用程度可分為通用夾具、專用夾具、組合夾具三個大類。PPT上排圖中三爪自動定心卡盤、四爪卡盤、機用平口鉗這類夾具可以從商店直接購買，稱為通用夾具。那它有什么特點呢？（播放視頻1.2）PPT中排圖中，第一副是車床使用夾具，圖中綠色的為加工工件，第二副是銑床使用的夾具，圖中藍色的為工件，這種夾具是針對某道加工工序而設計的夾具稱為專用夾具。那它有什么特點呢？（播放視頻1.3）。PPT下排圖中組合夾具是模塊化的專用夾具，由預先制造好的標準元件和組合件拼裝而成。那它有什么特點呢？（播放視頻1.4）夾具按所使用機床分類，可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具等。夾具按夾緊動力源分類，可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電動夾具等。三、機床夾具的功能與作用（一）機床夾具的功能機床夾具的有什么功能與作用呢？以圖1-2分析。首先分析機床夾具功能。夾具是用來固定加工對象、使之占有正確加工位置的工藝裝備。如圖所示鉆床專用夾具。圖中雙點劃線所示是工件。夾具是用來固定加工對象、使之占有正確加工位置的工藝裝備。首先定位功能，定位是確定工件在夾具中占有正確的位置的過程。正確的定位可以確保工件加工面的尺寸和形位精度。圖中工件是如何定位的呢？利用心軸定位銷的軸肩與工件底面接觸，確定高低位置，通過心軸外圓與工件φ30mm的內孔接解，確定工件內孔軸線的前后位置。那么，把工件放在軸上其位置就確定了嗎？沒有！工件還可以繞工件內孔軸線旋轉。當9-V型塊與工件R7.7外圓接觸，工件的位置就完全確定了。加工任何工件，刀具切削工件，工件都會受到力的作用，工件要保持正確的位置，必須夾緊。因此，）夾具第二功能是夾緊功能。圖中工件是如何夾緊的呢？通過3-開口墊圈接觸工件，再通過2-螺母旋轉，向下壓緊工件；同時，旋轉8-調節螺桿，使9-V型塊壓緊工件。工件裝夾在夾具中目的是為了加工，加工面的形狀與位置是由什么來確定的呢？是刀具。因此，夾具應具有對刀或刀具引導的功能。圖中鉆模板、鉆套用來引導刀具的。工件是裝在夾具上，而夾具是要裝在機床上，夾具與機床之間需要連接。因此，夾具還需具有連接的功能，通過連接使連接是將夾具與機床進行有機結合。這套鉆床夾具是怎么與機床連接的呢？是通過夾具體的底面與鉆床工作臺面接觸進行連接的。如果工件要加工幾個相同孔或其它要素，夾具還需要分度功能，分度是確定相同加工要素間的相對位置。綜上所述，機床夾具主要功能是使工件定位和夾緊，有的機床夾具還需有對刀、導向、分度等其它功能。（二）機床夾具的作用那么，機床夾具作用是什么呢？1.保有更好的加工精度，穩定整批零件的加工質量。機床夾具的應用保證了工件的相對位置精度，可使同一批工件的裝夾結果高度統一，穩定的裝夾使各工件間的加工條件差異性大為減小。所以，采用夾具可以穩定、可靠地保證整批工件的加工質量。2.提高勞動生產率。機床夾具可以快速而準確地完成工件的定位和夾緊，省去了逐個工件進行找正調整的裝夾過程，大大縮短了每一工件的裝夾輔助工時。這對于大批量生產的工件，尤其是外形輪廓較復雜、不易找正裝夾的工件，其效用更高4.改善工人的勞動條件。采用夾具后，使工件裝夾方便而快捷，減輕了工人的勞動強度5.降低對操作工作的技術等級要求。夾具的應用使工件的裝夾操作大為簡化，使得一些對生產并不熟練的技術工人有可能用任用6.擴大了機床使用范圍。專用夾具可擴大機床的使用范圍，如在車床鞍上安裝鏜模，可進行箱體孔系加工。機床夾具組成機床夾具雖然形態各異，但其功能卻具有共性，從功能的角度入手，機床夾具有幾部分組成呢？我們以以鉆床專用夾具為例進行講解。以圖1-2分析。工件在夾具中首先需要確定正確的位置，那么確定工件位置的元件有哪幾個呢？心軸定位銷；9-V型塊——定位元件起夾緊作用的零件是哪幾個呢？螺母3-開口墊圈7-螺母；8-調節螺桿——夾緊機構在一副夾具中，把定位、夾裝等裝置連成一體，并完成與機床連接的零件是哪一個？11-夾具體是夾具基礎元件。在這副夾具中，對刀或引導刀具的零件有哪幾個呢？鉆套；6-鉆模板——刀具引導。刀具引導是不是每副夾具都需要呢？不一定，例如，車床夾具，往往用試切對刀完成的。在這副夾具中，10-輔助支架；12-鎖緊螺釘起什么作用呢？輔助機床夾具是由基本組成與其它組成兩大部分構成。基本組成定位元件、夾緊機構、夾具體是機床夾具的基本組成。1.定位元件定位元件與工件定位基準（面）接觸的元件，用來確定工件在夾具中的正確位置。V型塊、定位心軸、定位套、角鐵等是常用的定位元件。2.夾緊機構夾緊機構是壓緊工件的裝置，使工件在切削力、重力、離心力等作用力下仍能牢固地緊靠在定位元件上。圖中所示為單個螺旋夾緊機構。3.夾具體夾具體是夾具的基礎元件，它將其它所有夾具元件連接成一個有機的整體，并完成夾具與機床的連接。圖a)為鉆床夾具夾夾體，b）為車床夾具夾夾體。其它組成連接元件、對刀、引導裝置、其它裝置是機床夾具的其它組成。1.連接元件連接元件——連接機床與夾具的元件，用來確定夾具在機床中的位置。2.對刀、引導裝置對刀、引導裝置用來確定夾具與刀具相對位置。3.其它裝置其它裝置是起輔助作用的裝置，如分度裝置、吊裝元件等。五、機床夾具工作原理如圖1-2所示，鉆床專用夾具，加工杠桿零件中φ5mm的孔，φ5mm孔的大小由定尺寸刀具確定。夾具如何保證工件中φ5mm孔軸線與φ30mm軸線之間位置尺寸呢？工件加工表面是刀具切削刃運動軌跡的形成的，工件相對于刀具的位置需相對正確，而刀具安裝在機床上，工件裝在夾具中。因此，首先保證工件在夾具中占有正確位置，同時，要保證夾具與機床、刀具之間相對位置正確。圖中要保證φ5mm孔軸線與φ30mm軸線之間距離，夾具在鉆床中的位置是由夾具體底面與機床接觸確定的，夾具與刀具的相對位置是由鉆模板中鉆套的位置確定的。因此，分析一個夾具的工作原理，就是分析工件如何在夾具中確定位置，夾具如何與機床、刀具保持正確的位置。因此，采用夾具加工工件，首先工件在夾具中正確定位，通過連接元件使夾具在機床中正確定位，通過對刀或刀具引導裝置確定夾具與刀具的位置，從而保證工件與機床位置正確、工件相對于刀具位置正確，最終保證滿足工件加工要求。【例1-1】如圖所示，分析銑床夾具工作原理圖1-4銑床夾具該銑床夾具工作原理：工件通過定位心軸在夾具中占有正確的位置，夾具通過定位鍵在機床工作接觸占據正確位置，夾具通過對刀裝置與刀具占有正確位置。從而保證工件相對于機床位置正確、工件相對于刀具位置正確，最終保證滿足工件加工要求。§1.3項目實施由同學們分組討論完成，并展示在小黑板中。教師巡回指導?！?.4小組展示與項目講評展示在小黑板中，教師進行評價?！卷椖恐v評】1.該夾具屬于何種夾具？按通用程度分類,屬于專用夾具；按使用機床分類，屬于鉆床夾具；按夾緊動力源分類，屬于手動夾具。2.該夾具有幾部分組成？各部分作用該夾具有定位元件、夾緊機構、夾具體、刀具引導裝置組成。定位元件用來確定工件在夾具中的正確位置。夾緊機構是壓緊工件的裝置，使工件在切削力、重力、離心力等作用力下仍能牢固地緊靠在定位元件上。夾具體將所有夾具元件連接成一個有機的整體，并完成夾具與機床的連接。刀具引導裝置用來確定夾具與刀具相對位置。3.該夾具如何對工件定位夾緊？工件內孔φ30裝入定位心軸1，端面緊靠支承板4進行定位，用口墊片6、與螺母7將工件夾緊。4.陳述其工作原理。工件通過定位心軸、支承板在夾具中占有正確的位置，夾具通過夾具體底面與鉆床工作臺機接觸占據了高度方向正確位置，通過鉆模板中鉆套引導刀具，不僅確定了刀具與夾具的相對正確位置，同時也確定夾具在機床中前后左右的位置，從而保證了工件相對于機床、刀具的位置正確，最終保證工件加工要求?！?.5總結與拓展總結二、現代機床夾具發展方向隨著現代科學技術的進步，社會生產力發展，機床夾具已由一種簡單的輔助工具發展成為門類齊全的重要機械加工工藝裝備?，F代夾具的發展方向主要表現為高精度、高效率、柔性化和標準化等幾個方面。高精度隨著各類產品制造精度日益提高，對機床和夾具的精度要求也越來越高，為適應高精度產品的加工需要，高精度成為近代機床夾具發展的一個重要方向。目前，用于精密車削的高精度三爪自動定心卡盤，其定心精度可達5μm以內；高精度心軸的同軸度誤差可控制1μm以內；用于軸承座圈磨削的電磁無心夾具，可使工件圓度誤差控制在0.2~0.5μm。高效率高效率主要體現在高切速、大用量、重負荷三個方面，高效夾具除應適應高效加工的夾緊要求外，還表現在工件安裝的