【通用可調定位夾緊原理綜合教具】
一、作品摘要
夾具的定位原理、夾緊原理及定位夾緊方式是《機械制造基礎》中重要的教學內容之一，同時也是機床夾具設計、工藝工裝課程設計、機械工藝與夾具設計、車床夾具課程設計等多門課程的重點內容，為分析和解決機械制造過程中的工藝問題以及對同學們根據零件的工藝規程設計夾具等方面能力進行培養，同時也為今后從事本專業工作打下必要的基礎。針對機械學科專業必修課的夾具設計教學內容，我們通過資料檢索、實際調研得出目前相關教學情況如下：
(1)課堂教學：
目前在國內教學課堂上大都是通過書本、多媒體對夾具知識進行展示，缺乏實物及模型，課堂效果較差，難以調動學生積極性;
(2)實驗教學：
在實驗課上用于教學的典型夾具教具產品有：
?、?夾具設計示教陳列柜
此教具采用鋁合金、銅合金結合進口工程塑料精心制作，實物標準件聯接，分為成套展示陳列柜和單件課堂裝拆立體模型二大類型，但是單件展示原理單一，整體尺寸較大，且成本較高，對定位與夾緊原理演示不足。
?、?孔系組合夾具教具
孔系組合夾具元件之間的定位聯接是采用高精度的孔、銷定位、螺栓緊固。由于孔系組合夾具是由各個元件拼接起來[1]，構成專用夾具，所以對一般常見零件進行教學時元件較多導致操作繁瑣，實驗及設計周期也較長，且展示定位夾緊方式有限，不便于課堂教學。
?、?槽系組合夾具教具
槽系組合夾具元件之間定位聯接是采用高精度的槽、鍵定位、螺栓緊固。槽系夾具的特點是平移調整方便，和孔系組合夾具類似[2]，實驗操作較復雜，不利于學生直觀理解相關裝夾基本原理。
上述產品雖然都對夾具工裝的教學提供了很好的展示平臺，但展示定位夾緊原理都較為單一，通用性差，不能結合多種工件演示多種定位夾緊方案，實驗操作繁瑣，不便于初學者理解并系統掌握定位與夾緊原理。
基于以上背景，設計一款新型通用可調定位夾緊原理演示綜合教具，能對定位與夾緊原理及多種方式進行演示，同時能夠根據工件及加工工序，演示多種定位與夾緊方案設計與優選過程;根據復合工件及加工工藝要求，將定位元件進行合理調整及變換，演示多種定位方案與夾緊方案的組合，并能夠依據不同的定位基準面或加工工藝設計出多種定位夾緊方案，通過方案對比與優選，體現夾具設計的思路，使課堂教學效果更加顯著，學生也更易于理解夾具定位與夾緊原理知識。
定位原理上，運用偏置曲柄滑塊、四桿、槽輪、雙向絲桿等機構實現V型塊、升降平面、支承板、頂尖等定位元件的調節，實現六點定位原理及七種基本定位方法演示。夾緊原理上，結合斜楔、螺旋、杠桿等夾緊機構特點設計一種組合夾緊機構，實現針對工件不同工序要求的夾緊方案演示。
在演示了定位與夾緊原理的基礎上，利用成組技術復合零件法設計撥叉、連桿、盤套、箱體及軸類等復合零件，用來配合教具演示定位與夾緊方案的設計與優選過程。針對復合零件進行定位夾緊方案設計，通過工件的工序要求分析對比方案特點，體現定位與夾緊方案的設計思路及其優選過程。
通過該教具，學生能在課堂教學中感性認識定位與夾緊現象，更易于理解定位夾緊基本原理、定位方式、夾緊方式，并可以結合多種工件自行對其進行相應的定位夾緊方案設計，使教學更加方便與輕松，教學效果更加顯著。
二、作品結構原理與功能
1、作品的機構組成及工作原理
該教具主要由三大部分構成，第一部分是由定位平面、支撐板、V型塊、頂尖等組成定位元件及其調整機構，第二部分是由斜楔、螺桿、杠桿等組成的夾緊機構，第三部分是由成組技術設計的復合工件。
2、總體功能
該教具可以系統地演示六點定位原理及七種基本定位方法(一個平面、兩個平面、三個平面、平面與曲面的組合定位、一面一孔、一面兩孔及兩面一孔定位);夾緊原理方面，演示斜楔、螺旋、杠桿等典型夾緊機構的夾緊原理，也可以結合成組工件進行定位與夾緊方案的設計與優化選擇。
三、應用前景
1)適用范圍
本作品屬于機械專業課程類的教學用具，主要適用于《機械制造基礎》中夾具工裝設計的課堂教學，課堂演示提高了學生學習興趣和學習效率;學生也可自己動手進行定位夾緊方案設計，使老師們教學更輕松，也培養了學生們夾具設計的思路。
2)應用前景
該教具目前已投入武漢理工大學《機械制造技術基礎》課堂試用，演示效果吸引了學生濃厚的興趣;課間學生積極性高漲，爭相操作裝置進行探索性學習。此外，該教具還可應用于《機械制造裝備》、《機械工藝及夾具設計》等包含夾具定位夾緊原理內容的專業課程。該教具已申請國家發明專利，目前已被受理。
作品名稱：通用可調定位夾緊原理綜合教具
完成單位：武漢理工大學
