淺談數(shù)控銑加工的裝夾方式

王青成

（中國(guó)空空導(dǎo)彈研究院，河南 洛陽(yáng) 471009）

1 裝夾方式考慮的范圍

數(shù)控機(jī)床加工方案中，首先要考慮裝夾方式的選擇。在確定裝夾方案時(shí)，根據(jù)已選定的加工表面和定位基準(zhǔn)，確定工件的定位裝夾方式，一般考慮以下幾點(diǎn)：

（1）夾緊裝置不得影響進(jìn)給，加工部位要敞開。

（2）必須保證最小的夾緊變形，保證零件精度合格。

（3）裝卸方便，輔助時(shí)間盡量短，有條件時(shí)，批量較大的零件應(yīng)采用氣動(dòng)、液壓夾具或多工位夾具。

隨著數(shù)控機(jī)床在我國(guó)日益廣泛的應(yīng)用，已逐漸代替了傳統(tǒng)的加工和裝夾方式。以往普通機(jī)床通過(guò)夾具來(lái)保證零件的幾何、形位公差要求；而現(xiàn)在通過(guò)數(shù)控機(jī)床的精度，來(lái)保證零件圖紙的要求。但現(xiàn)代數(shù)控加工對(duì)零件的裝夾方式，提出了新的要求。裝夾方式對(duì)加工的效率和加工精度影響很大，選擇合適的裝夾方式，既可以保證加工質(zhì)量穩(wěn)定性，又能提高加工效率，縮短生產(chǎn)周期。本文主要介紹數(shù)控銑加工的裝夾方式。

（4）對(duì)小型零件或工序時(shí)間不長(zhǎng)的零件，可以考慮在工作臺(tái)上同時(shí)裝夾數(shù)件或數(shù)十個(gè)零件進(jìn)行加工，以提高效率。

（5）夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單，降低夾具制造成本。當(dāng)零件加工批量小時(shí)，盡量采用組合夾具、可調(diào)式夾具及其他通用夾具；當(dāng)零件成批生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)考慮采用專用夾具，但力求成本能降低。

2 常用的裝夾方式類型

2.1 虎鉗直接夾緊裝夾

圖1 典型的殼體零件

這種裝夾方式是數(shù)控銑加工中最簡(jiǎn)單、最方便、最經(jīng)濟(jì)的裝夾方式。為了使定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)重合，加工前一般將軟鉗口粗銑、精銑一刀，以便保證加工過(guò)的兩個(gè)鉗口對(duì)機(jī)床一個(gè)軸的平行度和對(duì)機(jī)床另外兩個(gè)軸的垂直度，定位基準(zhǔn)的準(zhǔn)確度很高，產(chǎn)生的定位誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于零件本身的要求，這樣不會(huì)因?yàn)榛Q口的問(wèn)題造成零件的超差。

夾持深度一般分鋁件和鋼件，鋁件一般為1.5～2mm，鋼件一般為2.5～3mm；若夾持深度太大，下道工序飛底時(shí)，零件會(huì)發(fā)生變形，保證不了零件的幾何和尺寸精度。若夾持深度太小，本道工序零件加工時(shí)，零件會(huì)因?yàn)閵A持力不夠，而在加工過(guò)程中零件產(chǎn)生移動(dòng)，輕者零件報(bào)廢，重者產(chǎn)生生產(chǎn)安全事故。對(duì)于易變形的零件，粗加工時(shí)夾緊力可適當(dāng)大些；精加工前松動(dòng)虎鉗，調(diào)整裝夾力，防止零件變形。這種方法可進(jìn)行零件外型5個(gè)面的加工，對(duì)于臥式數(shù)控銑床，有2個(gè)面只能加工外型，不能進(jìn)行鉆、鉸、鏜等加工（典型零件見圖1）。

這種裝夾方式需要的輔助時(shí)間少，裝夾方便，省去工裝夾具的制造成本和制造時(shí)間，在小批量生產(chǎn)和單件試制生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛。

2.2 壓板壓緊裝夾

這種裝夾方式是數(shù)控銑加工中最常用的裝夾方式。由于虎鉗直接夾緊產(chǎn)生的夾緊力比較大，產(chǎn)生零件變形，即使通過(guò)調(diào)整裝夾力，也無(wú)法避免變形問(wèn)題。所以，通過(guò)壓板壓緊裝夾，來(lái)避免由于裝夾力造成零件的變形。裝夾零件前先加工出一個(gè)基準(zhǔn)面，然后在基準(zhǔn)面加工出壓板（螺釘孔）的位置和零件定位所需要的定位面或定位孔，如果要加工零件的四周外型，則需要通過(guò)倒壓板進(jìn)行夾緊，讓開加工的部位。有時(shí)螺釘孔位置在零件表面上，則需要特殊的墊片，防止將零件表面壓傷或者零件變形。這種裝夾方式在加工壁厚較薄的零件中廣泛應(yīng)用（典型零件見圖2）。

圖2 連接盤

這種裝夾方式的夾具制造成本低，時(shí)間周期短，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但這種裝夾方式的裝夾時(shí)間較長(zhǎng)，零件加工需要兩次裝夾才能完成，技巧性較高，夾緊力要適當(dāng)，防止零件變形。

2.3 工裝裝夾

工裝裝夾法，是一般對(duì)于復(fù)雜的零件所使用的裝夾方法。零件的形狀和加工要求，不能用前面兩種方法進(jìn)行裝夾，通過(guò)工裝將零件夾緊，這樣裝夾既不影響加工內(nèi)容，又不產(chǎn)生夾緊變形，夾緊力比較大，一次裝夾能夠完成工序內(nèi)容。工裝裝夾法對(duì)于不同的零件，其工裝的設(shè)計(jì)也會(huì)有所不同，主要目的要實(shí)現(xiàn)裝夾可靠，操作方便，不產(chǎn)生夾緊變形，從而保證零件的精度要求。有的零件通過(guò)工裝一次加工十多件，大大減少加工的換刀時(shí)間和裝夾時(shí)間，提高加工效率。

這種裝夾方式的夾具制造成本較高，工裝時(shí)間周期較長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，但這種裝夾方式的裝夾時(shí)間短，裝夾可靠方便，適合批量大的零件生產(chǎn)。

2.4 虎鉗和V型塊裝夾

虎鉗和V型塊裝夾，一般用于零件比較小，外型尺寸在15mm以下，由于零件尺寸小，無(wú)法利用上述3種方法裝夾，在普通銑床上進(jìn)行多道工序加工，而在數(shù)控機(jī)床上一次裝夾完成零件的全部加工內(nèi)容，然后用鋸片刀將零件切下。零件的原材料形狀一般為圓棒。這樣通過(guò)V型塊和虎鉗或壓板將零件夾緊，比較可靠、方便。加工者還可以在一塊鋁塊上銑出多個(gè)V型槽，通過(guò)壓板將棒料壓緊在V型槽上，這樣可以實(shí)現(xiàn)一次裝夾，加工多個(gè)零件，從而節(jié)省換刀次數(shù)，節(jié)約加工時(shí)間，提高了加工效率，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度（典型零件見圖3）。

圖3 壓板

上面的典型零件非常小，如果分多道工序在普通機(jī)床上加工時(shí)，裝夾定位比較困難，給操作者帶來(lái)很大的麻煩，而在數(shù)控機(jī)床上一次加工完成，顯然大大提高了效率。裝夾方法也不同傳統(tǒng)的數(shù)控銑裝夾方法。這種裝夾方法廣泛地用于線夾等小零件的生產(chǎn)中。

3 結(jié)束語(yǔ)

上面介紹了4種常用的裝夾方式。裝夾方式的選擇尤為重要，隨著數(shù)控加工技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)控加工中的裝夾方式越來(lái)越重視，其可以大大提高加工效率，提高加工的品質(zhì)和縮短加工周期。