鄧江榮

摘 要：優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)控銑床和加工中心夾具能夠顯著加強(qiáng)生產(chǎn)精度和效率，因此在工件生產(chǎn)加工當(dāng)中占據(jù)重要位置。在設(shè)計(jì)期間采用專(zhuān)門(mén)的夾具能夠顯著減少對(duì)刀時(shí)間和工件工序的復(fù)雜程度，簡(jiǎn)化加工過(guò)程，降低人工操作量，因此在后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)方面也比較簡(jiǎn)便。本文主要是探討分析數(shù)控銑床與加工中心夾具設(shè)計(jì)，處理零部件加工期間存在的各項(xiàng)問(wèn)題，闡述了工藝路線設(shè)計(jì)和實(shí)際操作方法，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)設(shè)計(jì)人員起到一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：數(shù)控銑床；加工中心夾具；設(shè)計(jì)探究

在數(shù)控銑床加工期間夾具屬于重要工作設(shè)備，夾具在零部件生產(chǎn)加工當(dāng)中主要決定刀具和工件之間的位置，提升工件生產(chǎn)精度，確保其生產(chǎn)加工質(zhì)量，也能夠在一定程度上擴(kuò)大機(jī)床規(guī)模。隨著夾具設(shè)計(jì)和數(shù)控技術(shù)的快速發(fā)展，也逐漸擴(kuò)大了夾具應(yīng)用范圍，顯著提升了加工精度，促進(jìn)加工效率加快。

1 數(shù)控銑床夾具設(shè)計(jì)原則

數(shù)控銑床上的夾具需要配合型架工具，因此在設(shè)計(jì)期間需要遵循各項(xiàng)原則：在型架上夾具能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確定位；不會(huì)對(duì)工件造成損傷，具有適宜的夾持力度；扎囊?jiàn)A具可以?shī)A緊工件的加工位置，確保定位準(zhǔn)確性；需要將保護(hù)裝置安裝在工件與夾具之間；夾具結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較大，可以支撐工件加工期間的作用力；夾具能夠?qū)p壞零件及時(shí)更換，實(shí)現(xiàn)自我校正加工位置；夾具具有較高的尺寸精度，并且成本較低。

2 數(shù)控銑床夾具設(shè)計(jì)內(nèi)容

2.1 對(duì)刀設(shè)計(jì)

第一，夾具設(shè)計(jì)人員需要簡(jiǎn)化計(jì)算難度，并且準(zhǔn)確找尋對(duì)刀點(diǎn)，此研究所提及的對(duì)刀點(diǎn)主要是零件加工的定位標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)；第二，簡(jiǎn)單換算零件的定位標(biāo)準(zhǔn)，全面降低實(shí)際操作難度；第三，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)零件的后續(xù)加工進(jìn)行嚴(yán)格要求，加強(qiáng)夾具設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)性，與此同時(shí)還需要優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)控銑床夾具對(duì)刀點(diǎn)，以免產(chǎn)品誤差較大。

在設(shè)計(jì)夾具期間需要避免產(chǎn)生撞刀情況，這樣能夠顯著降低零部件產(chǎn)品加工成本。加工人員可以根據(jù)夾具和零件在銑床臺(tái)面上的位置以及刀具尺寸和加工特點(diǎn)來(lái)明確切削量的大小，并且按照銑床的實(shí)際切削量確定零部件的加工粗細(xì)程度。針對(duì)促加工來(lái)說(shuō)，增加切削量能夠全面提升加工產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，對(duì)于高精密的加工來(lái)說(shuō)，夾具設(shè)計(jì)人員需要全面注重精度問(wèn)題，確保夾具設(shè)計(jì)的實(shí)際使用效果。

2.2 數(shù)控銑床夾具的工藝路線

在明確夾具設(shè)計(jì)對(duì)象之后，需要全面分析加工零部件，這樣能夠得知零部件材料性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特性等。其次，技術(shù)人員需要深入了解精加工零部件尺寸和熱處理技術(shù)，在加工中心夾具工藝路線設(shè)計(jì)方面，設(shè)計(jì)人員需要精準(zhǔn)定位加工期間的標(biāo)準(zhǔn)工作，有效銜接各個(gè)工序。數(shù)控銑床所使用的刀具技術(shù)參數(shù)能夠顯著提升零部件加工質(zhì)量。因此，設(shè)備操作人員在設(shè)置各項(xiàng)參數(shù)之后，需要明確走刀方式，這樣就能夠完成工藝路線設(shè)計(jì)。

2.3 數(shù)控銑床夾具固定方式

在夾具固定方式當(dāng)中，需要沿著加工作用力使夾持構(gòu)件裝置對(duì)零部件實(shí)施固定，這樣能夠使固定夾具避免工件加工期間的位移情況，以免損傷操作人員，使刀具和工件受損。其次，將夾具應(yīng)用在新零部件時(shí)需要將定位工件和構(gòu)件進(jìn)行復(fù)位處理，使工件產(chǎn)品尺寸控制在公差范圍內(nèi)。在此期間需要一次性完成定位操作和夾具固緊操作。夾持構(gòu)件位置合理性會(huì)對(duì)安全生產(chǎn)效率和工件加工質(zhì)量造成直接影響，所以在選擇夾持裝置時(shí)需要選擇具有力學(xué)效果的機(jī)械，并且利用輕微施壓力加強(qiáng)夾持力，這樣就能夠固定夾持構(gòu)件。在使用數(shù)控銑床實(shí)施加工制作時(shí)需要聯(lián)合多個(gè)元件，這樣能夠確保工件夾具夾持機(jī)構(gòu)的高效性和易檢修性。在加工期間需要對(duì)工件進(jìn)行重復(fù)安裝和拆卸，因此聯(lián)合應(yīng)用工件可以加強(qiáng)產(chǎn)品加工效率。

3 多件裝夾夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 優(yōu)化布置工件

在確定每一次裝夾布置方式和數(shù)量時(shí)需要按照機(jī)床工作臺(tái)尺寸，工件外形尺寸以及機(jī)床生產(chǎn)批量以及行程等，合理設(shè)置各工件之間的距離。在工件安裝完成之后需要具備良好的敞開(kāi)性，便于集中加工工序。

3.2 精確各定位元件組距離

由于夾具使用一面兩銷(xiāo)定位方式，因此需要按照工件尺寸確定每組定位元件的棱形銷(xiāo)和圓柱銷(xiāo)之間的距離，精確設(shè)計(jì)各定位元件的距離，確保機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件按照程序進(jìn)行移動(dòng)，使各個(gè)工件有精確位置。

3.3 夾緊方式

需要盡量簡(jiǎn)化夾緊元件，確保刀具運(yùn)動(dòng)的安全空間，考慮聯(lián)動(dòng)夾緊，同時(shí)夾緊多個(gè)工件，減少夾緊元件。每個(gè)壓板可以同時(shí)夾緊兩個(gè)工件。大部分?jǐn)?shù)控銑床都是應(yīng)用工序集中加工方式，因此無(wú)法區(qū)分精加工和粗加工，因此夾緊力比較大，使工件表面留下壓板壓痕，最有效的處理措施就是將銅焊接在工件與壓板接觸面。

3.4 立式夾具設(shè)計(jì)方式

在立式數(shù)控銑床加工時(shí)，切屑會(huì)落在夾具和工件上。因此夾具設(shè)計(jì)過(guò)程中需要全面注重排屑問(wèn)題，會(huì)直接影響連續(xù)加工中心和工序集中。合理排屑不會(huì)對(duì)刀具切削運(yùn)行造成影響；為了確保切屑不會(huì)落在定位元件上，需要全面確保定位精度，使切削液能夠?qū)⑶行紱_刷帶走，也可以使用壓縮空氣吹除切屑。

3.5 臥式夾具設(shè)計(jì)

臥式數(shù)控銑床具備分度工作臺(tái)，因此在加工期間需要使夾具與工作臺(tái)同時(shí)回轉(zhuǎn)。在設(shè)計(jì)多件裝夾夾具時(shí)需要確保各個(gè)工件在回轉(zhuǎn)前后能夠重合。需要使夾具靠近工作臺(tái)邊緣，縮小主軸椎孔端面與工件之間的距離，這樣能夠顯著縮短刀桿長(zhǎng)度，利于排屑。

4 數(shù)控銑床夾具設(shè)計(jì)的實(shí)際案例分析

4.1 加工工藝設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要準(zhǔn)確找尋工件位置，加工外圓弧之后再實(shí)施倒角操作，之后反面裝夾再進(jìn)行反面倒角。其關(guān)鍵工序在于確保正面和反面倒角的一致性和均勻性，在加工期間夾具的設(shè)計(jì)制造比較簡(jiǎn)單，則會(huì)相應(yīng)對(duì)定位裝夾的過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)化，這樣能夠確保加工倒角和圓弧的精度。

4.2 夾具結(jié)構(gòu)方案

在制定夾具結(jié)構(gòu)方案時(shí)需要處理的關(guān)鍵問(wèn)題在于定位和裝夾操作的準(zhǔn)確性，最主要的就是找正。采用兩孔實(shí)施定位裝夾方法大部分都是應(yīng)用一柱一銷(xiāo)方式，所以?shī)A具對(duì)工件的加工和裝夾方法步驟主要表現(xiàn)在以下方面：（1）準(zhǔn)確定位銷(xiāo)邊并且將其固定在工作臺(tái)上；（2）安裝圓柱定位銷(xiāo)和墊板，只需要將稍微擰緊定位銷(xiāo)就可以；（3）準(zhǔn)確找尋兩個(gè)銷(xiāo)的中垂線，并且將其水平錄入到數(shù)控機(jī)床上。（4）合理安裝工件，并且?jiàn)A緊壓板；（5）讓數(shù)控機(jī)床根據(jù)已經(jīng)編制好的數(shù)控程序，先加工外圓弧之后再實(shí)施倒角；（6）取下工件之后，需要翻轉(zhuǎn)裝夾之后再加工反面倒角。

4.3 工藝流程改進(jìn)

（1）準(zhǔn)確定位夾具直邊；（2）根據(jù)已經(jīng)編制的數(shù)控程序使數(shù)控機(jī)床的數(shù)控程序完成外圓弧加工之后再進(jìn)行倒角操作；（3）取下工件翻轉(zhuǎn)，夾具再加工反面倒角。利用大量的加工實(shí)踐能夠看出，該種工藝路線改進(jìn)方法效果顯著，也能夠極大提升零部件質(zhì)量，其優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下方面：零部件不需要重新找準(zhǔn)定位；顯著加強(qiáng)剛性不需要實(shí)施分層加工；顯著提升加工效率；能夠穩(wěn)定倒角加工過(guò)程，使零部件的外觀更加精細(xì)；對(duì)于同等類(lèi)型的夾具在類(lèi)似的工件加工當(dāng)中也能夠使用。

在對(duì)夾具設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，既需要改進(jìn)圓弧找正，使用百分表找正，顯著提升生產(chǎn)效率，還需要將若干夾具零件組合加工，避免出現(xiàn)較多定位誤差現(xiàn)象，能夠顯著提升零部件剛性。在優(yōu)化改進(jìn)夾持受力點(diǎn)之后，能夠在較大程度上提升加工過(guò)程的零件質(zhì)量和穩(wěn)定性能等。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在數(shù)控機(jī)床機(jī)構(gòu)過(guò)程中合理設(shè)計(jì)加工夾具，不僅能夠確保零部件的質(zhì)量和技術(shù)要求，還能夠在較大程度上縮短定位和裝夾時(shí)間，顯著提升工作效率，降低生產(chǎn)成本，獲得滿意的效果。

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