夹具的定位原理、夹紧原理及定位夹紧方式是《机械制造基础》中重要的教学内容之一，同时也是机床夹具设计、工艺工装课程设计、机械工艺与夹具设计、车床夹具课程设计等多门课程的重点内容，为分析和解决机械制作的完整过程中的工艺问题以及对同学们根据零件的PROC设计夹具等方面能力进行培养，同时也为今后从事本专业工作打下必要的基础。针对机械学科专业必修课的夹具设计教学内容，我们通过资料检索、实际调研得出目前相关教学情况如下：

  目前在国内教学课堂上大都是通过书本、多媒体对夹具知识进行展示，缺乏实物及模型，课堂效果较差，难以调动学生积极性;

  此教具采用铝合金、铜合金结合进口工程塑料精心制作，实物标准件联接，分为成套展示陈列柜和单件课堂装拆立体模型二大类型，但是单件展示原理单一，整体尺寸较大，且成本比较高，对定位与夹紧原理演示不足。

  孔系组合夹具元件之间的定位联接是采用高精度的孔、销定位、螺栓紧固。由于孔系组合夹具是由各个元件拼接起来[1]，构成专用夹具，所以对一般常见零件进行教学时元件较多导致操作繁琐，实验及设计周期也较长，且展示定位夹紧方式有限，不便于课堂教学。

  槽系组合夹具元件之间定位联接是采用高精度的槽、键定位、螺栓紧固。槽系夹具的特点是平移调整方便，和孔系组合夹具类似[2]，实验操作较复杂，不利于学生直观理解相关装夹基本原理。

  上述产品虽然都对夹具工装的教学提供了很好的展示平台，但展示定位夹紧原理都较为单一，通用性差，不能结合多种工件演示多种定位夹紧方案，实验操作繁琐，不便于初学者理解并系统掌握定位与夹紧原理。

  基于以上背景，设计一款新型通用可调定位夹紧原理演示综合教具，能对定位与夹紧原理及多种方式来进行演示，同时能根据工件及加工工序，演示多种定位与夹紧方案设计与优选过程;根据复合工件及加工工艺技术要求，将定位元件做到合理调整及变换，演示多种定位方案与夹紧方案的组合，并可根据不同的定位基准面或加工工艺设计出多种定位夹紧方案，通过方案对比与优选，体现夹具设计的思路，使课堂教学效果更加显著，学生也更易于理解夹具定位与夹紧原理知识。

  定位原理上，运用偏置曲柄滑块、四杆、槽轮、双向丝杆等机构实现V型块、升降平面、支承板、顶尖等定位元件的调节，实现六点定位原理及七种基本定位方法演示。夹紧原理上，结合斜楔、螺旋、杠杆等夹紧机构特点设计一种组合夹紧机构，实现针对工件不同工序要求的夹紧方案演示。

  在演示了定位与夹紧原理的基础上，利用成组技术复合零件法设计拨叉、连杆、盘套、箱体及轴类等复合零件，用来配合教具演示定位与夹紧方案的设计与优选过程。针对复合零件做定位夹紧方案设计，通过工件的工序要求分析对比方案特点，体现定位与夹紧方案的设计思路及其优选过程。

  通过该教具，学生能在课堂教学中感性认识定位与夹紧现象，更易于理解定位夹紧基础原理、定位方式、夹紧方式，并能结合多种工件自行对其进行一定的定位夹紧方案设计，使教学更便利与轻松，教学效果更加显著。

  该教具主要由三大部分构成，第一部分是由定位平面、支撑板、V型块、顶尖等组成定位元件及其调整机构，第二部分是由斜楔、螺杆、杠杆等组成的夹紧机构，第三部分是由成组技术设计的复合工件。

  该教具可以系统地演示六点定位原理及七种基本定位方法(一个平面、两个平面、三个平面、平面与曲面的组合定位、一面一孔、一面两孔及两面一孔定位);夹紧原理方面，演示斜楔、螺旋、杠杆等典型夹紧机构的夹紧原理，也能结合成组工件做定位与夹紧方案的设计与优化选择。

  本作品属于机械专业课程类的教学用具，一般适用于《机械制造基础》中夹具工装设计的课堂教学，课堂演示提高了学生学习兴趣和学习效率;学生也可自己动手做定位夹紧方案设计，使老师们教学更轻松，也培养了学生们夹具设计的思路。

  该教具目前已投入武汉理工大学《机械制造技术基础》课堂试用，演示效果吸引了学生浓厚的兴趣;课间学生积极性高涨，争相操作装置进行探索性学习。此外，该教具还可应用于《机械制造装备》、《机械工艺及夹具设计》等包含夹具定位夹紧原理内容的专业课程。该教具已申请国家发明专利，目前已被受理。

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