数控机床工装夹具的选择和安装
《制造工程基础》实验指导书：组合夹具的设计和组装
实验指导书组合夹具的设计和组装在机床上加工工件时，为保证加工精度，工件必须正确安装在机床上，用于安装工件的工艺装备称为机床夹具。
夹具通常可分类为通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具以及随行夹具。
组合夹具是由一套预先制造好的标准元件组装成的专用夹具，它在使用时具有专用夹具的优点，当产品变换时又可重新组装成新的夹具。
因此它不仅适用于新产品试制和单件小批生产，也适用于较大批量的生产。
本次实验内容为工件定位、夹紧方案的设计和中型槽系组合夹具的设计与组装。
一.实验目的1.理解机床夹具在机械加工中的重要作用；2.深入理解六点定位原理、过定位、欠定位、完全定位、不完全定位、工序基准、定位基准、测量基准、设计基准等基本概念；3.了解组合夹具的主要特点以及槽系组合夹具各种元件及其功用；4.了解组合夹具设计的基本要求及基本组装知识；5.学会根据一个零件的工序工艺要求，设计并组装该工序加工需要的合理的组合夹具；6.学会检查、调整组合夹具中的定位尺寸；二.实验装置及工具1.中型系列槽系组合夹具元件；2.零件图；3.工件毛坯若干件；4.组装夹具需用的工、量具等；三.中型系列槽系组合夹具简介夹具具有保证加工质量、提高生产率、减轻劳动强度以及扩大机床工艺范围的作用。
采用6个按一定规则布置的约束点，可以限制工件的6个自由度，实现完全定位（六点定位原理）。
组合夹具分为槽系和孔系两个系列，孔系组合夹具是在槽系之后发展的柔性夹具，由于其便于计算机编程，所以特别适合于在加工中心、数控机床和柔性生产线上作为工装或随行夹具。
二者的主要区别在于槽系组合夹具元件主要靠键和槽来定位，而孔系组合夹具元件主要靠定位销和精密孔来定位。
槽系组合夹具元件按其主要的结构要素设计了三个型别：大（D）、中（Z）、小（X）。
槽系组合夹具具有元件品种规格多，组装灵活性大的特点，但其本身刚度低，需要考虑刚度问题，适合普通钻床、车床、铣床使用。
柔性夹具组件可以通过组装——使用——分解——再组装周而复始循环使用。
工装夹具的设计要点总结
工装夹具的设计要点总结工装夹具设计一般是在零件的机械加工工艺过程制订之后按照某一工序的具体要求进行的。
制订工艺过程，应充分考虑夹具实现的可能性，而设计工装夹具时，如确有必要也可以对工艺过程提出修改意见。
工装夹具的设计质量的高低，应以能否稳定地保证工件的加工质量，生产效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力和制造、维护容易等为其衡量指标。
一、工装夹具设计的基本原则1、满足使用过程中工件定位的稳定性和可靠性；2、有足够的承载或夹持力度以保证工件在工装夹具上进行的加工过程；3、满足装夹过程中简单与快速操作；4、易损零件必须是可以快速更换的结构，条件充分时最好不需要使用其它工具进行；5、满足夹具在调整或更换过程中重复定位的可靠性；6、尽可能的避免结构复杂、成本昂贵；7、尽可能选用标准件作为组成零件；8、形成公司内部产品的系统化和标准化。
二、工装夹具设计基本知识一个优良的机床夹具必须满足下列基本要求：1、保证工件的加工精度保证加工精度的关键，首先在于正确地选定定位基准、定位方法和定位元件，必要时还需进行定位误差分析，还要注意夹具中其他零部件的结构对加工精度的影响，确保夹具能满足工件的加工精度要求。
2、提高生产效率专用夹具的复杂程度应与产能情况相适应，应尽量采用各种快速高效的装夹机构，保证操作方便，缩短辅助时间，提高生产效率。
3、工艺性能好专用夹具的结构应力求简单、合理，便于制造、装配、调整、检验、维修等。
4、使用性能好工装夹具应具备足够的强度和刚度，操作应简便、省力、安全可靠。
在客观条件允许且又经济适用的前提下，应尽可能采用气动、液压等机械化夹紧装置，以减轻操作者的劳动强度。
工装夹具还应排屑方便。
必要时可设置排屑结构，防止切屑破坏工件的定位和损坏刀具，防止切屑的积聚带来大量的热量而引起工艺系统变形。
5、经济性好专用夹具应尽可能采用标准元件和标准结构，力求结构简单、制造容易，以降低夹具的制造成本。
因此，设计时应根据订单及产能情况对夹具方案进行必要的技术经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。
数控铣床工装夹具设计和改进刍议
数控铣床工装夹具设计和改进刍议发布时间：2022-01-12T02:19:51.677Z 来源：《现代电信科技》2021年第13期作者：吴杰刘威[导读] 数控机床属于制造业的重要工具，数控铣床作为其中一种，普遍应用于精密零件、工装元件等产品的生产制造，工装夹具对于数控铣床的功能发挥具有关键作用，可以缩短生产时间、避免人员干涉造成的停机问题，很大程度上提升数控铣床的生产效率[1]。
（三河建华高科有限责任公司河北省廊坊三河市 065201）摘要：科技快速发展的大环境下，以数控铣床为代表的数控技术也在不断进步，体现在加工生产的精度以及速度等方面，直接影响到制造型企业的生产效益与经济效益。
数控铣床的工装夹具设计直接决定了其精准度，目前关于数控铣床工装夹具设计的研究不断深入，发掘传统设计中存在的问题并进行充分改善显得尤为重要，本文以此为研究目标，阐述了数控铣床工装夹具设计的基本内容及改善对策，期望能够对相关从业人员起到借鉴作用。
关键词：数控铣床；工装夹具；设计；改进对策数控机床属于制造业的重要工具，数控铣床作为其中一种，普遍应用于精密零件、工装元件等产品的生产制造，工装夹具对于数控铣床的功能发挥具有关键作用，可以缩短生产时间、避免人员干涉造成的停机问题，很大程度上提升数控铣床的生产效率[1]。
就目前数控铣床工装夹具设计的具体内容来看，需要考虑到加工工件的工艺、自身的材料的强度与刚度等属性，这些因素都会影响到使用性能，基于此，需要展开对数控铣床工装夹具的研究，通过开展改进对策促使其功能得到有效发挥[2]。
一、数控铣床工装夹具设计的基本内容1.数控铣床工装夹具的设计原则数控铣床工装夹具在使用过程中需要搭配其他工具，基于此，设计过程中需要遵循相关的设计原则。
（1）数控铣床工装夹具在设计过程中要做到正确的定位；（2）数控铣床工装夹具的主要功能是装夹工件，切记不可用力过度造成工件损伤；（3）工装夹具的相关零件必须做到定期更换，包括损坏的零件以及发生腐蚀的零件[3]；（4）对于容易损伤的相关零件，在进行设计时需要选择强度、硬度合适的材料，确保其稳定的使用性能。
车床数控夹具操作规程
车床数控夹具操作规程
《车床数控夹具操作规程》
一、操作前的准备工作
1. 确认数控车床的电源和气源已打开并正常运转。
2. 检查夹具和工件，确保夹具安装正确，工件位置合适。
3. 根据程序设定好数控系统，确保程序正确且无误。
二、夹具的安装和调整
1. 将夹具放置在车床工作台上，并使用螺丝将夹具固定在工作台上。
2. 按照工件的尺寸和形状，调整夹具的夹持力，确保工件能够稳固地固定在夹具上。
3. 确保夹具的各个部件都安装牢固，没有松动或者损坏的地方。
三、工件的安装和调整
1. 确保工件符合加工要求，没有杂质或者损坏的地方。
2. 根据图纸上的要求，将工件正确放置在夹具上，并调整工件的位置，使其符合加工要求。
3. 使用测量工具，检查工件的位置和尺寸，确保工件的加工精度符合要求。
四、数控系统的操作
1. 打开数控系统，按照程序的要求进行操作。
如果是首次操作，需确保程序正确并进行试运行。
2. 在操作过程中，密切关注数控系统的显示屏，及时调整加工速度和深度，保证加工质量。
五、加工完成后的处理
1. 关闭数控系统，等待车床停止运转后，关闭电源和气源。
2. 将夹具和工件从车床上取下，并进行清洁和保养。
3. 整理工作台和周围环境，确保工作场所的整洁。
以上就是《车床数控夹具操作规程》的内容，希望能够帮助大家更好地操作数控车床夹具，保证加工质量和安全。
数控机床上的工装夹具
2. 工件以外圆柱面定位 （1）支承定位 最常见的是V形块定位。
（2）定心定位 三爪自动定心卡盘和弹簧夹头
3.
工件以圆孔定位 （1） 定位销
（2） 圆柱心轴
（3） 圆锥销
（4） 圆锥心轴
4.
工件以一面两孔定位 利用工件上的一个大面和与该平面垂直的两个圆孔作 为定位基准。为了避免过定位，将其中一个销做成削 边销（菱形销）。菱形销不限制X自由度。
（1）粗基准的选择 ① 为保证不加工表 面与加工表面之间的 位置要求，应选择不 加工表面为粗基准。
② 为保证重要 加工面的余量 均匀，应选择 重要加工面为 粗基准。
③ 为保证各加工 面都有足够的加 工余量，应选择 毛坯余量最小的 面作为粗基准。
④ 粗基准比较粗糙且精度低，一般在同 一尺寸方向上不应重复使用。 ⑤ 作为粗基准的表面，应尽量平整，没 有浇口、冒口或飞边等其他缺陷，以便 使工件定位可靠，夹紧方便
② 测量基准 测量时所采用的基准。
③
④
工序基准 在工序图上用来确定本工序所加工表面加 工后的尺寸、形状、位置的基准。 定位基准 在加工中确定工件的位置所采用的基准。
2. 定位基准的选择 定位基准有粗基准和精基准两种。用未 加工过的毛坯表面作为定位基准的称为 粗基准；用已加工过的表面作为定位基 准的称为精基准。
（5） 随行夹具 随行夹具是在自动线加 工中针对某一种工件所采用的一种夹具。 除了有装夹工件的功能以外，它还担负 着自动线输送工件的任务。
2．按使用机床类型分类
可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、 镗床夹具、加工中心夹具和其他机床夹 具。
3．按驱动夹具工作的动力源分类
可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、 电动夹具、磁力夹具、真空夹具以及自 夹紧夹具。
铣削加工常用的夹具【详解】
常用的数控刀具有车削刀具、铣削刀具、孔加工刀具；车削刀具有内外圆车刀、切槽及切断刀、螺纹车刀等；铣削刀具有立铣刀、面铣刀以及键槽铣刀、成型铣刀之分；按结构形式又可分整体式和可转位式、焊接式等；孔加工刀具又钻头、铰刀、镗刀、丝锥等；数控铣削加工常用的夹具种类有:1、精密组合式平口钳说起平口钳，大家对它都不陌生，它是传统加工设备最为常见的夹具。
我们这里说的精密组合式平口钳可不是指的这种老旧工装，它实际上是一种组合夹具，与其它组合夹具元件相比它的通用性更强、标准化程度更高、使用更简便、装夹更可靠，是目前床身式数控铣床进行小批量工件加工最为主要的夹具形式。
2、可调式夹具可调式夹具分为通用可调夹具和成组夹具两大类。
它的特点是只需要更换或者调整少量的定位、夹紧或者导向部件，就可以进行多种工件的夹紧作业。
因而具有良好的适应性，是现在床身式数控铣床多品种、大批量加工的主要夹具类型。
3、电永磁夹具电永磁夹具的夹紧与松开过程极快，可大幅缩短工件的加工过程。
此外，与其它夹具相比，这种夹具的使用范围更广，并且体积较小。
对机床的行程及工件的加工不会造成影响。
不过，这种夹具的造价较高，适合床身式数控铣床多品种、大批量工件的使用场合。
4、组合夹具组合夹具又称为“积木式夹具”，它由一系列经过标准化设计、功能各异、规格尺寸不同的夹具元件组成，加工时可根据具体加工要求，象“搭积木”一样，快速拼装出各种类型的机床夹具。
因而具有装夹柔性大、循环重复性高等特点，一般用于床身式数控铣床的小批量工件加工。
数控铣床对夹具的选用原则：（1）对夹具的基本要求实际上数控铣削加工时—般不要求很复杂的夹具，只要求有简单的定位、夹紧机构就可以了。
其设计原理也与通用铣床夹具相同，结合数控铣削加工的特点，这里只提出几点基本要求：1）为保持零件安装方位与机床坐标系及程编坐标系方向的一致性，夹具应能保证在机床上实现定向安装，还要求能协调零件定位面与机床之间保持一定的坐标尺寸。
C6150车床主轴箱箱体加工工艺及工装夹具设计
C6150车床主轴箱箱体加工工艺及工装夹具设计1.C6150车床主轴箱箱体加工工艺主轴箱箱体一般由铸铁材料制成，其加工工艺主要包括以下几个步骤：(1)铸造准备：对铸铁材料进行熔炼、净化和浇铸前的处理，确保铸件质量。
(2)铸件浇铸：将熔化的铸铁材料倒入模具中，使其冷却、凝固成型。
(3)铸件脱模：待铸件冷却后，从模具中取出，进行清理和修整。
(4)精密加工：对铸件进行加工，包括切割、铣削、钻孔等工序，以使得箱体尺寸和形状精确到达要求。
(5)表面处理：对箱体表面进行打磨、抛光，以提高外观质量。
(6)检测和装配：对加工好的主轴箱箱体进行检测，确保质量达到要求，然后进行组装。
在主轴箱箱体的加工过程中，合理设计工装夹具可以提高加工效率和加工质量，减少劳动强度。
(1)定位夹具设计：主要用于确定箱体的位置和角度，以保证加工精度。
定位夹具可以根据箱体形状和尺寸设计，一般采用刚性夹具，如V型块。
(2)夹紧夹具设计：用于夹紧箱体，以防止其在加工过程中发生松动或位移。
夹紧夹具可以采用螺栓和垫圈进行固定，或者采用气动或液压夹紧装置。
(3)切削夹具设计：用于加工箱体的切削过程，包括刀具和刀架的选择和安装。
切削夹具要根据加工要求和箱体材料的切削特性来设计，以保证加工质量和效率。
(4)保护夹具设计：用于保护箱体的外表面和内孔。
保护夹具可以采用橡胶垫和保护套等材料进行设计，以确保箱体不被切削工具碰伤。
(5)检测夹具设计：用于检测箱体的尺寸和形状，以确保其符合加工要求。
检测夹具可以采用测量工具和传感器等设备进行设计，以确保检测的准确性和可靠性。
总之，C6150车床主轴箱箱体加工工艺和工装夹具设计是车床加工中的重要环节，可以通过合理的工艺和夹具设计来提高加工效率和加工质量。
数控铣床工装夹具设计与改进策略
内燃机与配件0引言随着我国制造业的升级，互联网科技和智能制造的发展使得数控加工技术在制造业中得到了更广泛、更深入的应用。
目前，数控铣削机床正朝着高精密、高效率、数字化和智能化的趋势向前高速发展，这对数控铣床工装夹具的设计工艺提出了更具体的设计要求。
因此，对数控铣床工装夹具的工艺结构设计和对现有工装夹具进行优化设计及改进是一项非常有价值的研究。
1数控铣床工装夹具的功能1.1加强对数控加工零件精度的控制在零件加工生产过程中，为了提升零件各类数据的精准度，保证工件加工质量，需要利用工装夹具将零件进行精准固定，保证工件加工精度，稳定整批零件的加工质量，提高数控加工设备的加工质量。
1.2提高劳动生产率工装夹具在结构上具有精确定位部件和快速夹紧控制机构，依靠工装夹具对加工零件进行定位装夹时，只需要把工件毛坯安放到工装夹具上即可实现快速的定位和装夹，可以有效缩短零件在定位装夹时所需的辅助时间。
特别是对那些形状一致，轮廓整体结构复杂，且不易快速找到正确定位安装的零件，可以实现高效率的安装夹紧。
机床操作工人还可轻松实现多个复杂零件同时综合装夹加工，提高加工效率。
1.3改善数控机床操作工人的基本劳动条件，降低对数控机床操作工人的专业技术水平等级上的要求数控铣床切削工件时，采用专用工装夹具后，使工件可以快速而有效的安装夹紧，方便快捷，减轻了机床操作工人的劳动强度。
工装夹具的广泛应用，使得各种复杂工件的精确装夹定位得到大大简化，使得一些零件生产企业的普通机床操作技术人员对复杂大型工件的精确定位和安装夹紧工作也得到胜任。
因此，工装夹具的广泛应用推广可以大大降低机床操作技术人员在工件找正和夹紧方面的技术要求。
2数控铣床工装夹具设计要点与内容2.1数控铣床工装夹具设计要点数控铣床在实际生产应用当中对工装夹具的要求并不高，只要求工装夹具能保证工件的定位和固定作用，以及工件在加工过程中的稳定性即可。
因此，在工装夹具设计时，应当结合数控铣床的实际加工需求进行。
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数控机床工装夹具的选择和安装
目前，机械加工按生产批量可分为两大类：一类是单件、多品种、小批量（简称小批量生产）；另一类是少品种、大批量（简称大批量生产）。
其中前者大约占到机械加工总产值的70——80%，是机械加工的主体。
同样一款机床，为何生产效率却相差好几倍？得出的结论是：数控机床选用的夹具不合适，从而使数控机床的生产效率大幅降低。
下面介绍数控机床夹具的合理选择及应用。
如何提高数控机床利用率？通过技术分析，夹具的使用有很大的关系。
据不完全统计，国内企业数控机床选用夹具不合理的比例高达50%以上。
至2010年底，中国数控机床保有量近一百万台，也就是说有50万台以上的数控机床由于夹具选择不合理或应用不当，而出现了“窝工”现象；从另外一个角度来讲，在数控机床夹具的选择与应用上大有文章可做，因为其中蕴含枱可观的潜在经济效益。
小批量生产周期﹦生产（准备/等待）时间+工件加工时间由于小批量生产“工件加工时间”很短，因此“生产（准备/等待）时间”的长短对于加工周期有枱至关重要的影响。
要想提高生产效率，就必须想办法缩短生产（准备/等待）时间。
1、下面推荐三类小批量生产可优先考虑的数控机床夹具：
组合夹具
组合夹具又称为“积木式夹具”，它由一系列经过标准化设计、功能各异、规格尺寸不同的机床夹具元件组成，客户可以根据加工要求，象“搭积木”一样，快速拼装出各种类型的机床夹具。
由于组合夹具省去了设计和制造专用夹具时间，极大地缩短了生产准备时间，因而有效地缩短了小批量生产周期，即提高了生产效率。
另外，组合夹具还具有定位精度高、装夹柔性大、循环重复使用、制造节能节材、使用成本低廉等优点。
故小批量加工，特别是产品形状较为复杂时可优先考虑使用组合夹具。
精密组合平口钳
精密组合平口钳实际上属于组合夹具中的“合件”，与其它组合夹具元件相比其通用性更强、标准化程度更高、使用更简便、装夹更可靠，因此在全球范围内得到了广泛的应用。
精密组合平口钳具有快速安装（拆卸）、快速装夹等优点，因此可以缩短生产准备时间，提高小批量生产效率。
目前国际上常用的精密组合平口钳装夹范围一般在1000mm以内的，夹紧力一般在5000Kgf以内。
需要注意的是，这里所说的精密组合平口钳并不是老式机加虎钳，老式机加虎钳功能单一、制造精度低、无法成组使用、使用寿命短，不适宜在数控机床、加工中心上使用。
这里所说的精密组合平口钳是起源于欧美等工业发达国家，专门针对数控机床、加工中心特点所设计的一系列新型平口钳，此类产品具有装夹柔性大、定位精度高、夹紧快速、可成组使用等特点，特别适合数控机床、加工中心使用。
电永磁夹具
电永磁夹具是以钕铁硼等新型永磁材料为磁力源，运用现代磁路原理而设计出来的一种新型夹具。
大量的机加工实践表明，电永磁夹具可以大幅提高数控机床、加工中心的综合加工效能。
电永磁夹具的夹紧与松开过程只需1秒左右，因此大幅缩短了装夹时间；常规机床夹具的定位元件和夹紧元件占用空间较大，而电永磁夹具没有这些占用空间的元件，因此与常规机床夹具相比，电永磁夹具的装夹范围更大，这有利于充分利用数控机床的工作枱和加工行程，有利于提高数控机床的综合加工效能。
电永磁夹具的吸力一般在15——18Kgf/cm2，因此一定要保证吸力（夹紧力）足够抵抗切削力，一般情况下，吸附面积不应小于30cm2，即夹紧力不小于450Kgf。
2、宜大批量加工的数控机床夹具
大批量加工周期＝加工等待时间＋工件加工时间＋生产准备时间“加工等待时间”主要包括工件装夹和更换刀具的时间。
传统的手动机床夹具“工件装夹时间”可达到大批量加工周期的10——30%，这样“工件装夹”就成为了影响生产效率的关键性因素，也是机床夹具“挖潜”的重点对象。
故此大批量加工宜采用快速定位、快速夹紧（松开）的专用夹具，可优先考虑以下三类机床夹具：
液压/气动夹具
液压/气动夹具是以油压或气压作为动力源，通过液压元件或气动元件来实现对工件的定位、支承与压紧的专用夹具。
液压/气动夹具可以准确快速地确定工件与机床、刀具之间的相互位置，工件的位置精度由夹具保证，加工精度高；定位及夹紧过程迅速，极大的节省了夹紧和释放工件的时间；同时具有结构紧凑、可多工位装夹、可进行高速重切削，可实现自动化控制等优点。
液压/气动夹具的上述优点，使之特别适宜在数控机床、加工中心、柔性生产线使用，特别适合大批量加工。
电永磁夹具
电永磁夹具所具有的快速夹紧、易实现多工位装夹、一次装夹可多面加工、装夹平稳可靠、节能环保、可实现自动化控制等优点。
与常规机床夹具相比，电永磁夹具可以大幅缩短装夹时间，减少装夹次数，提高装夹效率，因此不仅适用于小批量生产，亦适用于大批量生产。
光面夹具基座
光面夹具基座在国内应用还不是很多，但在欧美等工业发达国家应用很广泛。
它实际上就是经过精加工的夹具基体精毛坯，元件与机床定位连接部分和零件在夹具上的定位面已经精加工完毕。
用户可以根据自己的实际需要，自行加工制作专用夹具。
光面夹具基座可以有效缩短制造专用夹具的周期，减少生产准备时间，因而可以从总体上缩短大批量生产的周期，提高生产效率；同时可以降低专用夹具的制造成本。
因此光面夹具基座特别适合周期较紧的大批量生产。
合理使用夹具，挖掘设备潜能
经验表明，为了提高数控机床加工效能，仅仅“选对”数控机床夹具还是不够的，还必须在“用好”数控机床夹具上下功夫。
3、下面介绍三种常用的方法：
多工位法
多工位法的基本原理：通过一次装夹多个工件，达到缩短单位装夹时间，延长刀具有效切削时间的目的。
多工位夹具即拥有多个定位夹紧位置的夹具。
随着数控机床的发展和用户提高生产效率的需要，现在多工位夹具的应用越来越多。
在液压/气动夹具、组合夹具、电永磁夹具和精密组合平口钳的结构设计中多工位设计越来越普遍。
成组使用法
将相同的几个夹具放在同一工作枱使用，同样可以实现“多工位”装夹的目的。
这种方法所涉及的夹具一般应经过“标准化设计、高精度制造”，否则难以达到数控机床工序加工的要求。
成组使用法可以充分利用数控机床行程，利于机床传动部件的均衡磨损；同时相关夹具可独立使用，实现多件装夹，又可联合使用，实现大规格工件装夹。
局部快换法
局部快换法是通过对数控机床夹具的局部（定位元件、夹紧元件、对刀元件和引导元件）进行快速更换，达到迅速改变夹具功能或使用方式的目的。
例如：快换组合平口钳，可以通过快速更换钳口实现装夹功能的改变，比如由装夹方料转变成装。