机床夹具设计教学大纲（机械）
课程编号：21200335
课程名称：机床夹具设计
英文名称：Design of Clamp of Machine Tool
学时：56
学分：3.5
适用专业：机械制造与自动化专业
课程性质：职业技能必修
授课对象：机械制造与自动化专业专科学生
执笔人：
先修课程：机械制图、工程材料与热处理、机械设计基础、极限配合与测量技术、机械制造技术
编写日期：2014年3月
修订日期：
机床夹具设计教学大纲（机械）
一、课程教学目标
本课程是机械制造与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、教学内容及基本要求
第一章机床夹具概述
（一）基本要求理解工件装夹的概念、方法；
1、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；
2、了解夹具的分类及作用；
3、熟悉机床夹具设计研究的内容。
（二）教学重点工件装夹的概念、方法及夹具的组成；
（三）教学难点用夹具装夹时保证工件加工精度的条件；
（四）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
（一）基本要求
1、了解工件定位的目的、实质、任务、作用和意义；
2、理解工件定位的基本要求；
3、理解工件定位的基本原理、工件定位规律；
4、掌握定位元件的基本要求；
5、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；
6、元件的定位原理及其基本结构组成；
7、掌握工件组合定位时的分析原理、方法。
（二）教学重点
1、工件定位的基本要求；
2、工件定位原理；
3、定位元件的选择与设计；
4、组合定位分析。
（三）教学难点
1、工件组合定位时的分析原理、方法；
2、定位方案的设计。
（四）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
（一）基本要求
1、了解夹紧的目的及基本任务、夹紧装置的组成；
2、掌握夹紧的目的及夹紧装置的设计要求；
3、熟练掌握夹紧力的方向、作用点的确定方法及其计算；
4、掌握常用典型的夹紧机构的工作原理及工作特点。（二）教学重点
夹紧力的方向、作用点的确定方法及其计算。
（三）教学难点
1、夹紧机构的设计；
2、各种典型夹紧机构的工作原理及结构。
（四）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
（一）基本要求
1、了解夹具在机床上定位的目的及定位的方式；
2、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；
3、掌握提高夹具在机床上定位精度的措施及方法；
4、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；
5、了解分度装置的基本形式及其对定与锁紧。
（二）教学重点
1、夹具在机床上的定位；
2、夹具在机床上的对刀；
3、夹具的转位和分度装置。
（三）教学难点
1、定位误差的分析与计算；
2、夹紧误差的分析与计算。
（四）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
（一）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)。
（二）教学重点铣床夹具、镗床夹具、车床夹具；
（三）教学难点铣床夹具、镗床夹具、车床夹具；
（四）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
（一）基本要求
1、了解可调夹具及组合夹具设计的概述；
2、了解通用可调夹具、成组夹具及特点、原则；
3、了解组合夹具的应用范围、夹具元件、作用及组装。（二）教学重点
1、通用可调夹具及成组夹具特点；
2、组合夹具元件、组装。
（三）教学难点
（四）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
（一）基本要求
1、掌握夹具结构的基本方法与步骤；
2、掌握夹具结构中零部件的相关联系尺寸、配合与技术要求；
3、熟悉了解夹具设计的基本要求。
（二）教学重点
1、夹具结构方案的确定；
2、结构尺寸、配合与技术要求；
3、夹具设计的方法和步骤。
（三）教学难点夹具体的设计；
（四）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、教学安排及方式
机床夹具设计是一门应用性较强的专业方向与专业特色课，其教学主要为课内讲授。课程开设的时间在第五学期， 56学时，其中课堂讲授48学时，实验8学时。
学时课内外章次课程主要内容
学时比
讲授上机实验合计
1 第一章机床夹具概述 6
2 第二章工件在夹具中的定位10
3 第三章工件在夹具中的夹紧10
4 第四章夹具在机床上的定位、对刀和分度8
5 第五章各类机床夹具的结构特点 4
6 第六章可调夹具及组合夹具设计 6
7 第七章机床夹具的设计方法及步骤 4
合计48
四、考核方式
机床夹具设计是一门应用性较强的专业方向与专业特色课，其考核方式为考试。成绩评定依据平时作业及实验情况占20%、上课听讲情况20%、测验成绩占60%。
五、推荐教材
《机床夹具设计》，王启平主编，哈尔滨工业大学出版社，2007年，第二版
六、参考资料
《简明机床夹具设计手册》，吴拓主编，化学工业出版社，2010年
《机床夹具设计集锦》，吴拓主编，机械工业出版社，2012年