CN110014312A - 一种定位工装夹具及其使用工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种定位工装夹具及其使用工艺。定位工装夹具包括机床工作台以及工件装夹板，工件装夹板上设置有多个固定孔，所述固定孔内穿装有固定件，所述工件装夹板设置有用于隐藏固定件的容纳槽，机床工作台上设置有多个平行的导向槽，所述导向槽内导向移动装配有定位组件，定位组件包括定位柱以及挡止块，所述定位柱具有伸出段，所述伸出段上设置有挡止结构，所述定位组件通过挡止块与挡止结构的夹持作用固定在导向槽的设定位置处，所述工件装夹板通过与定位组件的相互挡止定位在机床工作台上，机床工作台上还设置有压板组件。通过采用本发明的定位工装夹具缩短了工件的安装时间，提高了工件的加工效率。

Description

一种定位工装夹具及其使用工艺

技术领域

本发明涉及工件加工技术领域，尤其涉及一种定位工装夹具及其使用工艺。

背景技术

现有的工件通常采用机床加工成型，工件加工作业之前，通常需要工装夹具将工件固定，然后利用刀具对工件进行加工。但是现有的工装夹具大都为压板组件压紧式工装夹具，即工件被相对设置的两个夹板夹持固定在中间。这种工装夹具一次只能对一个工件进行固定，工件在固定之前，由于工件在机床工作台的位置不确定，也不能靠目测的方式将工件水平地摆放在铣床的工作台面上，因此在开始加工前，需要对这个工件用百分表进行校正，将工件水平摆放在机床工件台面上，确定水平摆放之后，再对工件进行固定，不允许工件在工作台面移动(这个过程称为校表)。然后再用分中棒，找到工件的中心在机床工作台面的位置，并将数据记录在机床的控制器中，这个过程称为分中；再进行对刀，查到工作的基准平面与刀具零点位置的距离等工作，以确定这个工件在工作台的具***置，这个过程称为对刀。当校表、分中、对刀三个过程完成之后，才能加工工件。当对这个工件加工完成后，需要人工拆卸加工成型的工件，并重新按刚才的装夹流程再安装下一个工件，由于下一个工件安装在工作台的位置没有定位装置，不可能与上一个工件完全重合，因此，在加工下一个工件之前，还必须再次对重新装夹的工件进行校表、分中、对刀等工作，这导致重复性的工作较多，工件的加工效率较低，机床操作工人的劳动强度较大，此外，工件在加工过程中，即使是加工两个相同的工件，由于两个工件的基准不同，即使是用同一把刀具，都需要重新进行对刀，这一定程度上也降低了工件的加工效率。

发明内容

本发明提供了一种定位工装夹具，用于解决现有技术中的工装夹具在使用过程中存在工件加工效率较低的技术问题。本发明还提供了一种专用于上述定位工装夹具的使用工艺。

本发明的定位工装夹具采用如下的技术方案：

定位工装夹具包括机床工作台以及可拆安装在机床工作台上的工件装夹板，工件装夹板上设置有多个固定孔，所述固定孔内穿装有用于与工件螺纹连接的固定件，所述工件装夹板用于朝向机床工作台的一侧设置有用于隐藏固定件的容纳槽，机床工作台上设置有多个平行的导向槽，所述导向槽内导向移动装配有定位组件，定位组件包括定位柱以及卡装在导向槽内的挡止块，所述定位柱具有位于导向槽槽口外侧的伸出段，所述伸出段上设置有挡止结构，所述定位组件通过挡止块与挡止结构的夹持作用固定在导向槽的设定位置处，所述工件装夹板通过与定位组件的相互挡止定位在机床工作台上，机床工作台上还设置有用于将工件装夹板压紧在机床工作台上的压板组件。

有益效果：通过采用本发明的定位工装夹具，工件装夹板上可以同时固定多个工件，而刀具可以一次性的对这些工件进行加工，避免了现有技术中需要不断更换工件的情况。此外，机床工作台上设置有导向槽，工件装夹板的位置可以通过调整定位组件的位置进行调试，从而方便了对刀作业，而一旦定位组件的位置确定后，当再次固定工件装夹板时，工件装夹板可以直接通过定位组件固定在机床工作台上，从而省去了校表、分中、对刀等环节，缩短了工件的安装时间，提高了工件的加工效率。另外，容纳槽的设置避免了固定件的端部高出工件装夹板表面的情况，使得工件装夹板与机床工作台之间是面与面的接触，提高了工件装夹板安装的稳定性。

进一步地，所述固定件为固定螺丝，各固定孔均为沉头通孔，各沉头通孔的沉头部分均构成所述的容纳槽。其有益效果是：沉头通孔一方面起到了隐藏固定螺丝螺栓头的作用，提高了工件装夹板安装的稳定性，另一方面还能够与固定螺丝的侧壁进行挡止，能够起到限制固定件横向移动的作用。

进一步地，所述定位柱螺纹装配在挡止块上。其有益效果是：通过旋拧定位柱即可实现定位柱与挡止块卡在工作台的容纳槽中，从而实现定位组件的固定，使得定位组件的结构简单。

进一步地，所述导向槽为倒立的T型槽，所述挡止块为凸字型带螺纹孔的结构。

进一步地，所述挡止结构与定位柱一体设置，挡止结构的外侧面上设有相对布置的安装平面。

进一步地，各固定孔横向成排、竖向成列进行排列，各排固定孔中任意相邻两个固定孔之间的孔心距介于10～30mm。

进一步地，所述压板组件包括压板、垫块、压板螺栓以及压板螺母，所述压板上设置有供压板螺栓穿过的长槽，压板通过压板螺栓和压板螺母固定在机床工作台上，压板螺栓导向移动装配在所述的导向槽中。其有益效果是：使得压板组件的位置能够随着工件装夹板的移动而进行调整。

本发明的定位工装夹具的使用工艺采用如下的技术方案：

定位工装夹具使用工艺包括以下步骤：

1)在各工件上钻取螺纹孔；

2)将各工件通过固定件固定在工件装夹板上；

3)校正各导向槽中定位组件的位置，并通过挡止块和定位柱上挡止结构的夹持作用将定位组件固定在校正的位置处；

4)通过挡止结构与工件装夹板边沿的相互挡止将工件装夹板定位在机床工作台的相应位置处；

5)利用压板组件将工件装夹板压紧固定在机床工作台上；

6)检查刀具位置，然后启动刀具对工件进行加工。

进一步地，在步骤1)中，各工件上至少钻取有一排螺纹孔，各排螺纹孔中均包括至少两个螺纹孔，各排螺纹孔中任意相邻两个螺纹孔的孔心距等于各排固定孔中任意相邻两个固定孔的孔心距。

进一步地，在步骤2)中，各工件在固定时，按照工件装夹图来确定各工件在工件装夹板上的固定位置、各固定件对应的螺纹孔。

附图说明

图1是本发明的定位工装夹具的实施例1的整体结构示意图；

图2是本发明的定位工装夹具的实施例1的工件装夹板的整体结构示意图；

图3是本发明的定位工装夹具的实施例1的工件装夹板固定孔处的剖视图；

图4是本发明的定位工装夹具的实施例1的工件主透视图；

图5是本发明的定位工装夹具的实施例1的工件仰视图；

图6是本发明的定位工装夹具的实施例1的工件与工件装夹板安装示意图；

图7是本发明的定位工装夹具的实施例1的工件装夹板与机床工作台安装示意图；

图8是本发明的定位工装夹具的实施例1的挡止块的结构示意图；

图9是本发明的定位工装夹具的实施例1的挡止块和定位柱装配示意图；

图10是本发明的定位工装夹具的实施例1的定位组件与机床工作台形成“┓”定位的示意图；

图11是本发明的定位工装夹具的实施例1的压板螺栓结构示意图；

图12是本发明的定位工装夹具的实施例1的压板组件结构示意图；

图13是本发明的定位工装夹具的实施例1的工件装夹板固定示意图；

图14是本发明的定位工装夹具使用工艺的实施例1的工件装夹图。

附图标记说明如下：

1-机床工作台，2-工件装夹板，201-固定孔，3-导向槽，4-定位柱，401-安装平面，5-工件，501-螺纹孔，6-压板组件，601-压板螺栓，602-压板螺母，603-压板，604-垫块。

具体实施方式

为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的定位工装夹具的实施例1：

如图1至图13所示，定位工装夹具包括用于固定在机床上的机床工作台1以及可拆装配在机床工作台1上的工件装夹板2。本实施例中机床工作台1和工件装夹板2均为长方形板。机床工作台1上设置有多个平行的导向槽3，本实施例中各导向槽3均为截面为倒立的T型槽，各导向槽3均沿着左右方向延伸布置。导向槽3内导向移动装配有定位组件，定位组件包括定位柱以及卡装在导向槽内的挡止块，本实施例中挡止块为凸字型，这样使得挡止块的外轮廓与T型导向槽的内轮廓相适配，从而起到了很好的导向作用，避免了挡止块在导向槽内晃动的问题。本实施例中定位柱螺纹装配在挡止块上，挡止块上设置有供定位柱螺纹装配的挡止块螺纹孔，定位柱具有位于导向槽3槽口外侧的伸出段。定位柱的伸出段上设置有挡止结构，本实施例中挡止结构一体设置在定位柱上，定位柱可以分成两个不同的直径段，其中大直径段即构成本实施例中的挡止结构。本实施例中为了方便讲定位柱旋拧在挡止块上，挡止结构的外周面上还设有两个相对布置的安装平面401，安装平面401的设置方便利用扳手上紧定位柱。本实施例中，通过旋拧定位柱，定位柱的挡止结构与挡止块会将导向槽的槽口沿夹紧，从而实现了对定位组件的固定。本实施例中共设置有三个定位组件，三个定位组件的其中两个导向移动装配在同一个导向槽3内，另一个定位组件导向移动装配在另一个导向槽3内。

本实施例中工件装夹板2采用普通的钢板(45#钢)加工成型，工件装夹板2的上表面和下表面均用磨床磨平，上表面和下表面具有非常高的平整度，这样能够保证工件5与上表面之间、机床工作台1与下表面之间充分接触，从而保证了工件5和工件装夹板2具有较好的固定效果，避免了刀具加工时导致工件5发生移动的问题。本实施例中工件装夹板2上设置有多个固定孔201，工件装夹板2上的各固定孔201沿着左右方向成排、沿着前后方向成列布置。各工件5通过穿装在相应固定孔201内的固定件进行固定，本实施例中固定件具体为固定螺丝，各工件5上钻取有用于与固定螺丝螺纹装配的螺纹孔501，如图4和图5所示。

工件装夹板2用于朝向机床工作台1的一侧(即下表面)设置有用于隐藏固定螺丝的容纳槽，本实施例中设置在工件装夹板2上的固定孔201均为沉头通孔，各沉头通孔的沉头部分均构成容纳槽，容纳槽能够将固定螺丝的螺丝头嵌入工件装夹板2的内部，从而避免了螺丝头高出下表面的情况，这样保证了工件装夹板2和机床工作台1之间始终是面与面的接触，提高了工件装夹板2固定的稳定性。

本实施例中工件装夹板2的尺寸具体为400(长)×205(宽)×25(高)mm，工件装夹板2上设置有4排￠8mm的固定孔201，固定螺丝具体为M6螺丝。本实施例中相邻两排固定孔201之间的间距为50mm，各排固定孔201中任意相邻的两个固定孔201的孔心距为20mm。

本实施例中机床工作台1上还设置有用于将工件装夹板2压紧在机床工作台1上的压板组件6，压板组件6共有四个，四个压板组件6分别压在工件装夹板2的四个边角处。各压板组件6包括压板603、垫块604、压板螺栓601以及压板螺母602，各压板组件6均通过压板螺栓601和压板螺母602进行固定，本实施例中压板螺栓601的螺栓头导向移动装配在对应的导向槽3内，压板组件6通过压板螺栓601的螺栓头和压板螺母602的相互夹持作用进行固定，压装时，压板603的一端搭在工件装夹板上，另一端搭在垫块604上。本实施例中，为了实现对各压板螺栓601位置的微调整，各压板组件的压板603上还设置有长槽，这样使得压板螺栓601能够沿着左右方向进行位置的调整。

本发明的定位工装夹具的实施例2，与实施例1的区别技术特征在于：固定孔为普通的通孔，工件装夹板的下表面设置有一个大的容纳槽，各固定孔用于朝向机床工作台的孔口均设置在容纳槽的槽底上。

本发明的定位工装夹具的实施例3，与实施例1的区别技术特征在于：导向槽可以为横截面为L型的L型槽，对应的挡止块也对应为L型。

本发明的定位工装夹具的实施例4，与实施例1的区别技术特征在于：定位组件还包括定位螺母，定位柱与挡止块一体设置，定位柱伸出导向槽槽口的部分螺纹装配有定位螺母，通过定位螺母与挡止块的夹持作用实现对定位组件的固定。

在其他实施例中：工件装夹板的固定孔可以为圆环状布置，即固定孔从一个中心向四周方向进行辐射；工件装夹板和机床工作台的形状可以为圆形、六边形等其他形状；各导向槽可以沿着前后方向、斜向方向等延伸布置；各排固定孔中任意相邻的两个固定孔的孔心距可以为10mm、15mm、25mm、30mm等。

本发明的定位工装夹具使用工艺的实施例1：

需要说明的是，本发明的定位工装夹具使用工艺中的定位工装夹具的结构与上述定位工装夹具的实施例1中对应结构相同，此处不再赘述。定位工装夹具使用工艺具体包括以下步骤：

1)工件较多时，可以一次性装夹尽可能多的工件，如图14所示。

2)为了便于与编程人员或其他人员进行交流，可以在装夹图上给每个工件做好名称标识，如图14的GJ1、GJ2、…、GJ7所示，并标上工件与装夹板连接的螺栓位置，如图14黑点所示。

3)首先在各工件5上钻取螺纹孔，当工件5较为狭长时，可以在工件5的中间位置钻取一排螺纹孔，当工件5较为方形时，可以在工件5上钻取两排以上的螺纹孔，具体如图14所示。需要说明的是，各排螺纹孔中均包括两个以上的螺纹孔，各排螺纹孔中任意相邻的两个螺纹孔的孔心距要等于工件装夹板2上各排固定孔201中任意相邻的两个孔心距的整数倍，由于上述定位工装夹具中工件装夹板2上各排固定孔201中任意相邻的两个孔心距为20mm，本实施例中各排螺纹孔中任意相邻的两个螺纹孔的孔心距也为20mm的整数倍。同样的，各个螺纹孔的孔径大小要与M6螺丝相适配。

4)参照工件装夹图，确定各个工件5在工件装夹板2上的对应固定位置、确定工件装夹板2需要穿装定位螺丝的固定孔201以及确定各个工件5上需要与定位螺丝螺纹装配的螺纹孔。图14中黑点即表示各个工件5上需要与定位螺丝螺纹装配的螺纹孔，也表示工件装夹板2上需要穿装定位螺丝的固定孔201。需要说明的是，本实施例中工件装夹图是与数控机床中所编制的程序相配套的，编程人员在编制完成相应的程序时，也需要绘制相应的工件装夹图，并发给机床操作人员，以便机床操作人员按工件装夹图装夹工件。

5)调试或校正导向槽中各定位组件的位置，当各个定位组件移动到位后，通过旋拧定位柱将定位组件固定在导向槽的相应位置处。

6)待三个定位组件调整完毕后，利用三个定位组件形成的90°“┓”型排列对工件装夹板2进行定位，定位时工件装夹板2的两个边沿分别顶在对应的定位柱上。

7)安装四个压板组件，将四个压板组件分别压紧在工件装夹板2的边沿位置，然后旋拧压板螺母，通过压板螺母和压板螺栓的螺栓头的夹持作用将工件装夹板2压紧固定在机床工作台上。

8)刀具是否处于适合的位置，若合适，则启动刀具依次对各个刀具进行切削加工；若不合适，则对刀具的位置进行调试。

当需要对下一批工件5进行加工时，只需要将工件装夹板2从机床工作台上拆除，然后重复上述步骤1)至8)即可。需要说明的是，由于定位柱的位置基本不变，安装完工件5的工件装夹板2可以通过定位柱直接定位在机床工作台的相应位置处，即工件装夹板2安装的机械坐标不变，而数控机床中已将上一次装夹的工件装夹板2在机床工作台的位置存储在控制器中，可以直接重复利用，由于工件装夹板2尺寸的固定，机床操作人员也省去了校表、分中、对刀等中间环节，这一定程度上实现了工件5加工的批量化，节约了加工作业的时间，提高了工件5加工的效率。

以上实施例主要描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (10)

1.一种定位工装夹具，其特征在于：包括机床工作台(1)以及可拆安装在机床工作台(1)上的工件装夹板(2)，工件装夹板(2)上设置有多个固定孔(201)，所述固定孔(201)内穿装有用于与工件(5)螺纹连接的固定件，所述工件装夹板(2)用于朝向机床工作台(1)的一侧设置有用于隐藏固定件的容纳槽，机床工作台(1)上设置有多个平行的导向槽(3)，所述导向槽(3)内导向移动装配有定位组件，定位组件包括定位柱(4)以及卡装在导向槽内的挡止块，所述定位柱(4)具有位于导向槽(3)槽口外侧的伸出段，所述伸出段上设置有挡止结构，所述定位组件通过挡止块与挡止结构的夹持作用固定在导向槽的设定位置处，所述工件装夹板(2)通过与定位组件的相互挡止定位在机床工作台(1)上，机床工作台(1)上还设置有用于将工件装夹板(2)压紧在机床工作台(1)上的压板组件(6)。

2.根据权利要求1所述的定位工装夹具，其特征在于：所述固定件为固定螺丝，各固定孔(201)均为沉头通孔，各沉头通孔的沉头部分均构成所述的容纳槽。

3.根据权利要求1所述的定位工装夹具，其特征在于：所述定位柱(4)螺纹装配在挡止块上。

4.根据权利要求1所述的定位工装夹具，其特征在于：所述导向槽(3)为倒立的T型槽，所述挡止块为凸字型带螺纹孔的结构。

5.根据权利要求1所述的定位工装夹具，其特征在于：所述挡止结构与定位柱(4)成一体设置，挡止结构的外侧面上设有相对布置的安装平面(401)。

6.根据权利要求1所述的定位工装夹具，其特征在于：各固定孔(201)横向成排、竖向成列进行排列，各排固定孔(201)中任意相邻两个固定孔(201)之间的孔心距介于10～30mm。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的定位工装夹具，其特征在于：所述压板组件(6)包括压板(603)、垫块(604)、压板螺栓(601)以及压板螺母(602)，所述压板上设置有供压板螺栓(601)穿过的长槽，压板通过压板螺栓(601)和压板螺母(602)固定在机床工作台(1)上，压板螺栓(601)导向移动装配在所述的导向槽(3)中。

8.定位工装夹具使用工艺，其特征在于包括以下步骤：

1)在各工件(5)上钻取螺纹孔(501)；

2)将各工件(5)通过固定件固定在工件装夹板(2)上；

3)校正各导向槽(3)中定位组件的位置，并通过挡止块和定位柱(4)上挡止结构的夹持作用将定位组件固定在校正的位置处；

4)通过挡止结构与工件装夹板(2)边沿的相互挡止将工件装夹板(2)定位在机床工作台(1)的相应位置处；

5)利用压板组件将工件装夹板(2)压紧固定在机床工作台(1)上；

6)检查刀具位置，然后启动刀具对工件(5)进行加工。

9.根据权利要求8所述的定位工装夹具使用工艺，其特征在于：在步骤1)中，各工件(5)上至少钻取有一排螺纹孔(501)，各排螺纹孔(501)中均包括至少两个螺纹孔(501)，各排螺纹孔(501)中任意相邻两个螺纹孔(501)的孔心距等于各排固定孔(201)中任意相邻两个固定孔(201)的孔心距。

10.根据权利要求8所述的定位工装夹具使用工艺，其特征在于：在步骤2)中，各工件(5)在固定时，按照工件装夹图来确定各工件(5)在工件装夹板(2)上的固定位置、各固定件对应的螺纹孔(501)。