工装夹具设计优化与制造工艺研究
工装夹具设计图解及实例
需限制哪几个自由度？
完全取决于加工技 术要求。
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图2-34a所示为铣削长方体工件上平面工序，
要求保证Z方向上的高度尺寸及上平面与底面 的平行度，只需限制 、、3个自由度即可。
而图2-34b所示为铣削一个通槽，需限制除了
外的其他5个自由度。
图中c所示在同样的长方体工件上铣削一个键
将工件装在机床上，然后按工件的某个（或
某些）表面，用划针或用百分表等量具进行 找正，以获得工件在机床上的正确位置。
直接找正装夹效率较低，但找正精度可以很
高，适用于单件小批生产或定位精度要求特 别高的场合 。
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2）划线找正装夹
这种装夹方法是按图纸要求在工件表面上事先划
一体沿着自动线从一个工位移到下一个工位，进行 不同工序的加工。
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（2）按使用的机床分类
由于各类机床自身工作特点和结构形式各不相同，
对所用夹具的结构也相应地提出了不同的要求。
按所使用的机床不同，夹具又可分为：车床夹具、
铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮 机床夹具和其他机床夹具等。
工件的六点定位原理是指用六个支撑点来分别限制
工件的六个自由度，从而使工件在空间得到确定定 位的方法。
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图
工件在空间的自由度与工件六点定位
几个需特别注意的问题
1）定位与夹紧的区别 机械加工中关于自由度的概念与力学中自由度 的概念不完全相同。 机械加工中的自由度实际上是指工件在空间位
1）能稳定地保证工件的加工精度
工装夹具的设计要点
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。
机械加工中工装夹具的定位设计
122中国航班设备与制造Equipment and ManufacturingCHINA FLIGHTS机械加工中工装夹具的定位设计卢宏亮 刘伟|中国航发燃气轮机有限公司摘要：工装夹具定位，是指夹具定位元件与被加工零件基准面之间形成有效接触，限制零件的非工作自由度。
本文基于机加工定位原理，梳理了定位基准类别，从工件定位形式确定、定位夹具功能定位、辅助定位基准选取、夹具典型设计思路四个方面，展开论述了机加工工装夹具定位设计，详细叙述了六点定位原理与力学自由度控制。
关键词：机械加工；工装夹具；定位设计1 机械加工定位原理与基准分类1.1 工件装夹原理及夹具设计方法1.1.1 差异化的机加工工艺流程不同零件在设计与加工工艺流程方面存在一定的差异性，因此，工艺人员应在加工前期确定合适的零件装夹方式。
依据工件结构的不同，选用合适的夹具，这就要考虑夹具自身设计与加工的合理性。
在计入各关联因素的同时，注重夹具适用性的体现，从而实现对被加工零件的合理装夹，不仅可以保障工件加工顺序，同时兼顾夹具自身成本。
工装夹具设计中，有两个基本原理是要遵守的，一是基于工件类型开展全面设计，优化使用效果的整体性能；二是工件、夹具、设备间的固定关系，在加工过程中应该牢固、可靠，以保证工件功能完整、性能达标。
1.1.2 加工精度保障措施机加工过程中，夹具起到对工件的固定与限位作用，避免加紧后的空间位移，这直接影响到工件的加工质量与加工精度。
工件定位操作时，精度是首要目标，依据科学的定位原理与规则操作，保障工件设计的产品变现，以六自由度定位法最为常见。
空间中的工件包含前、后、左、右、上、下六个直线自由度，对工件的定位应集中在这六个方向上。
但在实际的工装夹具中，对工件自由度的限制一般不会将六个自由度全部计入，避免零件过定位现象出现，保证定位元件的有效使用。
因此，工件所采用的加工方案与工艺流程，都会对最终加工精度产生影响。
1.2 机械加工中的定位基准类别实际定位基准的选择，与机加工操作紧密相关，集中表现在被加工零件的表面位置大小与加工精度，此外，工装夹具的设计与加工工艺形成联动机制。
工装夹具设计原理
5：良好的工艺性 （1）对工装夹具良好工艺性的基本要求 A:整体夹具结构的组成，应尽量采用各种标准件和通用件，制造专用 件的比例应尽量少，减少制造劳动量和降低费用。 B:各种专用零件和部件结构形状应容易制造和测量，装配和调试方便。 C:便于夹具的维护和修理。 （2）合理选择工装基准 工装基准应该是夹具上一个独立的基准表面或线，其它元件的位置只 对此表面或线进行调整和修配。工装基准一经加工完毕，其位置和尺寸 就不应再变动。因此，那些在工装装配过程中自身的位置和尺寸尚须调 整或修配的表面或线不能作为装配基准。所以选择工装基准应考虑： A:工装基准与工序基准重合，降低因基准不符产生误差； B:尽量用精基准作为定位基准，以保证足够精度；（若用表面，只用 一次） C: 使工件安装稳定，变形小。 D: 基准统一，降低设计制造夹具费用； E: 定位方便，夹紧可靠，便于操作。
三、工装夹具的组成：
工装夹具种类很多，但功用是共同的。工作原理基本相同。为了保证定位—— 夹紧，顺利进行，各类夹具中各部分元件，机构都以担负一定的作用。这些元件 既是独立的，也是互相联系的。 1．定位元件： 作用：确定工件在工装中位置的元件。象V型块，台阶销，定位销等 2．夹紧装置： 作用：将工件压紧固定，克服加工中所受的外力，保证工件受外力后不位移， 降低振动。例：螺母，螺栓旋紧，液压夹紧。 注：若在起定位作用的同时，又能起工件夹紧的作用的机构称为定心夹紧机构。 3．确定夹具对设备相互位置的元件： 作用：与设备安装面（工作面，主轴锥孔）连接。例：定向键。 4．确定夹具，刀具间位置的元件： a.导向元件：确定刀具位置引导刀具加工，钻套等。 b.对刀元件：确定刀具在加工前的正确位置，对刀块 5．其它装置或元件： a.分度装置：为使工作在一次安装中多次转位而加工不同位置上的表面而设。 b.顶出器：为便于卸下工件而设置的顶出器。 6．夹具体：使夹具成为一整体，上面安装定位装置，夹紧机构及其它元件。 注：夹具基本组成部分：定位装置，夹紧机构，夹具体等。
焊接工装夹具设计实例
焊接工装夹具设计实例焊接工装夹具是在焊接生产过程中使用的一种辅助工具，它可以用来固定和定位工件，提高焊接的精度和效率。
下面将介绍一个焊接工装夹具设计的实例，以帮助读者更好地理解和应用该技术。
本设计实例是针对某家汽车制造厂的焊接生产线上的一个环节进行的。
该环节是对汽车车身的某个零部件进行焊接，要求焊接点的位置精确，同时要保证焊接质量和效率。
设计人员进行了对焊接工艺的分析和研究，确定了焊接点的位置和要求。
然后，根据焊接工艺要求和工件的特点，设计人员提出了使用夹具进行固定和定位的解决方案。
根据工件的形状和结构特点，设计人员采用了一种自制的焊接夹具。
该夹具由上下两个固定夹具和一个可调节的定位夹具组成。
上下固定夹具用于固定工件，可通过螺丝进行调节，以适应不同尺寸的工件。
定位夹具则用于精确定位焊接点的位置，可以通过滑动和旋转进行调整。
在夹具的设计过程中，设计人员考虑到了工件的稳定性和安全性。
夹具的上部和下部都采用了防滑垫片，以增加夹具与工件之间的摩擦力，确保工件不会滑动或移位。
夹具的结构也经过了强度和稳定性的计算和测试，以确保在焊接过程中不会发生变形或松动。
设计人员还考虑到了操作人员的使用便利性。
夹具的操作简单明了，只需要调整螺丝和滑动定位器即可完成固定和定位。
夹具的大小和重量也经过了合理的设计，以便操作人员能够轻松搬动和调整夹具的位置。
在实际应用中，该焊接工装夹具的效果非常显著。
它可以准确地固定和定位工件，保证焊接点的位置精确。
同时，由于夹具的使用，操作人员可以更加专注于焊接过程，提高了工作效率。
总结起来，焊接工装夹具设计是焊接生产中非常重要的一环。
通过合理的设计和应用，可以提高焊接质量和效率，减少人为因素对焊接过程的影响。
在实际应用中，设计人员需要根据具体的工艺要求和工件特点，提出合适的夹具解决方案，并考虑到工件的稳定性、安全性和操作便利性。
通过不断的优化和改进，可以进一步提高焊接工装夹具的性能和效果。
工装研发流程
工装研发流程工装研发流程是指在产品开发过程中，为了满足产品生产和组装的需要，设计和开发各种工装的过程。
工装是指用于加工、组装、检测和运输产品的设备、工具、夹具等。
工装研发流程一般包括以下几个步骤：需求分析、方案设计、工装制造、试用验证和优化改进。
下面将详细介绍各个步骤的内容。
一、需求分析在研发工装之前，首先需要进行需求分析，明确工装的具体要求和设计目标。
需求分析包括以下几个方面：1.产品要求：了解产品的规格、材料、尺寸等要求，以便设计出适用于产品生产和组装的工装。
2.加工工艺：确定产品的加工工艺，包括切削、焊接、冲压等工艺，以便设计出相应的加工工装。
3.工艺装备：了解加工工艺所需的设备和工具，以便为工装设计提供参考。
4.产能需求：确定产品的生产数量和周期，以便设计出能满足生产需求的工装。
5.质量要求：了解产品的质量要求，包括尺寸精度、表面光洁度等，以便设计出符合质量要求的工装。
二、方案设计在需求分析的基础上，进行方案设计。
方案设计需要考虑到工装的结构、功能、材料和制造工艺等方面。
具体包括以下几个步骤：1.结构设计：设计工装的整体结构，包括固定装置、夹具、支撑结构等，以便保证工装的稳定性和可靠性。
2.功能设计：确定工装的具体功能，包括定位、夹持、传递等功能，以便满足产品生产和组装的需求。
3.材料选择：选择适合工装的材料，包括金属、塑料、橡胶等，以便满足工装的强度、刚度和耐磨性等要求。
4.制造工艺：确定工装的制造工艺，包括数控加工、成型、焊接等，以便保证工装的加工精度和质量。
三、工装制造在方案设计完成后，需要进行工装的制造。
具体包括以下几个步骤：1.零部件制造：根据方案设计，制造各个工装零部件，包括机械零件、电气元件等。
2.组装调试：根据方案设计将各个零部件进行组装，并进行调试，以保证工装的稳定性和性能。
3.表面处理：对工装的表面进行处理，包括喷涂、镀铬等，以便提高工装的耐磨性和美观度。
4.配件采购：采购工装所需的配件和紧固件，确保工装的正常运行。
机械工艺技术与工装设计及应用研究
机械工艺技术与工装设计及应用研究摘要：机械加工是一个复杂且繁琐的工艺过程，需要严格的加工工艺技术，来提高机械产品的性能，其机械产品的耐久性和可靠性也是由机械加工工艺技术所决定。
因此，要严格控制机械加工工艺技术过程中出现误差的频率，以免造成严重的机械产品质量不达标。
在机械产品生产过程中，利用工艺技术会控制产品精度确保质量过关，这就需要严格对加工流程进行详细指导，严格控制工艺技术加工的位置、尺寸、规格、顺序等问题。
关键词：机械工艺技术；工装设计；应用；引言近年来，我国正逐步从“制造大国”向“制造强国”迈进。
机械制造产品的加工质量、生产效率、可靠性以及制造系统的柔性化、集成化和智能化等内容与基础工艺紧密关联，企业技术水平不高和工艺管理水平低下为制造工艺的瓶颈问题。
为此，在加快新设备、新技术、新工艺、新材料研发与应用的同时，工程技术人员需研究如何设计高质量工艺文件的策略，如何优化工艺管理的模式，并以此提高制造技术水平和劳动生产率，以适应装备制造业的快速发展。
1机械加工工艺技术机械加工工艺技术是指利用传统的机械加工方法进行机械制造，并在制造中结合机械产品尺寸、形状及性质等方面设计的图纸和相关生产技术，形成完整的机械产品的零部件加工。
机械加工工艺技术水平决定了机械加工产品的质量，所以需要机械产业技术人员做好全面的加工工作，减少加工误差的出现，降低机械产业的成本。
由于机械加工的零部件规格不同，因此机械加工工艺技术也有所不同。
这需要合理安排零部件加工工艺技术，严格按照机械产品制作图纸和生产技术要求进行加工，以免加工流程粗糙，浪费生产材料。
2机械工艺常见技术2.1精密磨削技术精密磨削技术精度精准，能得到亚微米级别的尺寸，可有效保障机械产品的制作质量和制作水平。
技术人员在应用精密磨削技术时，主要借助金刚石磨粒砂轮实现操作，需保障砂轮平均粒径在3mm左右。
应用280mm的硅片集成系统开展加工和制造时，应使金刚石砂轮或者光整加工处于同一个水平面。
“机械制造工艺与夹具”课程思政教学研究与实践
交通科技与管理249理论研究1 “机械制造工艺与夹具”课程思政教学存在的问题1.1 教学内容难以融入思政元素 “机械制造工艺与夹具”是一门专业技术核心课程，不像其它基础课，很难找到与之相对应的思政元素，难以开展课程思政。
1.2 课程学时少，没有时间开展课程思政 “机械制造工艺与夹具” 教学内容包含了以前“机械制造工艺学”和“机床夹具”两门课程的教学内容，仅有78学时。
学时少，内容多是客观存在的事实，用这么少的学时，把教学内容讲完已经是非常理想的状态了，没有办法再增加思政的教学内容。
1.3 课程思政不够重视 认为专业课把专业知识、技能讲好就可以了，没有必要融入思政元素，但又迫于教学要求，被动的开展课程思政，往往把与课程无关的时事政治等内容机械式的加入专业课的教学当中。
2 “机械制造工艺与夹具”课程思政教学实施2.1 课程性质与教学目标 “机械制造工艺与夹具”是机械制造与自动化专业的专业技术核心课程。
通过本门课程的学习，使学生了解零件机械加工的生产及工艺过程，掌握机械制造工艺设计的基础知识和基本方法，能够熟练编制典型零件机械加工工艺文件，完成数字化设计职业岗位上工艺与工装设计任务，具备简单机床专用夹具的设计能力，为从事生产加工、装配与检测、数字化设计、生产管理等岗位工作奠定良好的基础。
2.1.1 素质目标 （1）具有正确的世界观、人生观、价值观；（2）具有正确的逻辑思维、分析问题、解决问题能力；（3）具有报效祖国、争创一流的职业理想；（4）具备严谨的学习态度和一丝不苟的工作作风；（5）具备勇于创新的时代精神；（6）具有责任担当的职业理想和崇尚劳动实事求是的职业态度；（7）具备良好的综合职业素质（敬业爱岗、安全生产、交流沟通、团队协作、遵守规则、守时守约、节能环保）；（8）具有良好的劳动素养与规范操作的职业素养2.1.2 知识目标 （1） 了解机械制造工艺编制的基础知识；（2） 掌握制订机械加工工艺规程的原则与设计步骤；（3） 掌握典型零件机械加工工艺设计与工艺编制方法；（4） 掌握装配工艺设计与编制方法；（5） 掌握机床简单专用夹具的设计方法。
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工装夹具设计优化与制造工艺研究
工装夹具是在制造业中扮演着重要角色的一种工具，它能够提供持久的支撑和稳定性，为工作人员进行操作提供便利。
工装夹具不仅能够提高生产效率，还可以保证产品质量的稳定性。
因此，对于工装夹具的设计优化和制造工艺的研究具有重要的意义。
首先，工装夹具设计优化是提高生产效率的关键因素之一。
通过合理的夹具设计，可以使操作人员更加高效地工作。
例如，通过合理的设计，可以使夹具与产品的尺寸、形状等要求相匹配，从而提高工作效率。
此外，夹具的设计还需要充分考虑工人的使用感受，使其更加符合人体工程学原理。
只有在设计优化的基础上，工人才能更加舒适地进行操作，进而提高生产效率。
其次，工装夹具的制造工艺对于提高产品质量至关重要。
制造工艺的精细化和合理化，可以提高夹具的稳定性和耐用性，在使用过程中减少故障率。
夹具制造工艺的研究和改进也是一个非常重要的方向。
以传统的制造工艺为例，一些夹具的制造过程需要多次加工和组装，耗费了大量的时间和人力。
而现代的制造工艺可以采用先进的数控机床等设备，通过一次性加工完成夹具的制造，提高了制造效率。
此外，在工装夹具的设计优化与制造工艺的研究中，还需要充分考虑材料的选择。
夹具的材料应具备一定的强度和硬度，以保证其在工作中不会出现形变或者断裂。
此外，材料的选择还需要充分考虑成本因素，以使制造成本降低。
工装夹具设计优化与制造工艺研究的重点之一是降低制造成本。
制造成本是夹具制造中的一个重要因素，通过对制造工艺的研究和改进，可以降低夹具的制造成本。
例如，可以采用更加经济高效的制造工艺，减少加工、组装等环节所需的时间和人力。
另外，可以通过材料的选择、优化设计等方式来降低制造成本。
这样既可以保证夹具的质量，又可以降低制造成本，提高了企业的竞争力。
总之，工装夹具设计优化与制造工艺研究对于提高生产效率和产品质量具有重
要意义。
通过设计优化，可以使夹具更加适应产品要求，提高操作人员的工作效率。
通过制造工艺的研究和改进，可以提高夹具的稳定性和耐用性。
与此同时，还需要充分考虑成本因素，降低制造成本。
工装夹具设计优化与制造工艺研究的成果不仅可以推动制造业的发展，还可以为企业创造更大的经济效益。