探討數(shù)控銑床工裝夾具設(shè)計(jì)內(nèi)容與改進(jìn)

劉紅俊

（漢中燎原航空機(jī)電工程有限責(zé)任公司，陜西 漢中 723200）

探討數(shù)控銑床工裝夾具設(shè)計(jì)內(nèi)容與改進(jìn)

劉紅俊

（漢中燎原航空機(jī)電工程有限責(zé)任公司，陜西 漢中 723200）

對(duì)數(shù)控銑床工裝夾具設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，是當(dāng)前數(shù)控技術(shù)所面臨的主要問(wèn)題之一。文中對(duì)其設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了介紹，對(duì)其存在設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行了分析，并通過(guò)總結(jié)分析，提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。

數(shù)控銑床；工裝夾具；設(shè)計(jì)改進(jìn)

近幾年，伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)數(shù)控技術(shù)發(fā)展也十分迅速，尤其是在數(shù)控銑床方面，不僅速度和精度都有了大幅度提升，其作業(yè)也實(shí)現(xiàn)了復(fù)合化和信息化，并且這些優(yōu)勢(shì)都很好的體現(xiàn)在了生產(chǎn)應(yīng)用上，大大提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。但在數(shù)控銑床發(fā)展和應(yīng)用過(guò)程中，系統(tǒng)程序調(diào)整、刀具準(zhǔn)備情況以及工裝夾具設(shè)計(jì)和檢測(cè)等方面依舊存在問(wèn)題，影響了機(jī)床的生產(chǎn)效率。其中數(shù)控銑床工裝夾具的設(shè)計(jì)是主要問(wèn)題之一，需進(jìn)行重點(diǎn)解決。本文就以有效解決工裝夾具設(shè)計(jì)為主要目的，對(duì)其設(shè)計(jì)內(nèi)容和改進(jìn)措施進(jìn)行詳細(xì)探討。

1　數(shù)控銑床工裝夾具設(shè)計(jì)的要求

在整個(gè)數(shù)控銑床投入生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，工裝夾具雖然是確保其正常運(yùn)行和生產(chǎn)的主要因素，但是對(duì)其要求卻并不是很高，正常情況下，只要工裝夾具能夠加緊，足夠牢固即可。而在設(shè)計(jì)方面，工裝夾具的設(shè)計(jì)原理和數(shù)控銑床是沒(méi)有太大區(qū)別的，因此，在對(duì)工裝夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，只需要根據(jù)數(shù)控銑床的削加工特點(diǎn)，對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行合理設(shè)計(jì)即可，具體要求有以下幾個(gè)方面。

首先，在對(duì)工裝夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，為了能夠讓夾具加工順利進(jìn)行，就需要將加工部分大面積留在加工空間中，并確保裸露在外的部分盡量開(kāi)敞，避免對(duì)夾具的加工造成影響。除此之外，在加工過(guò)程中還需要注意，要進(jìn)行機(jī)械操作的過(guò)程中，為了能夠有效避免鐵床主軸套和加工刀具與夾具之間發(fā)生碰撞，需要避免夾具與部件之間發(fā)生大面積的直接接觸[1]。其次，在機(jī)床上，在對(duì)工裝夾具進(jìn)行安裝的過(guò)程中，一定要采取定向安裝，并使其坐標(biāo)與機(jī)床的坐標(biāo)保持在同一位置，只有這樣，才能夠保證在加工過(guò)程中機(jī)床的編程坐標(biāo)與安全方位沒(méi)有差別，才能夠保證加工的高效進(jìn)行。再次，工裝夾具對(duì)穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性以及自身剛性都有比較高的要求，因此，在生產(chǎn)過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)夾具的性能方面存在問(wèn)題，一定要對(duì)其進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，而不能簡(jiǎn)單的對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行調(diào)整即可。同時(shí)，在生產(chǎn)過(guò)程中如果夾具存在夾緊問(wèn)題，也需要進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，而不能直接進(jìn)行更換操作，否則也會(huì)對(duì)夾具加工的準(zhǔn)確性造成影響。最后，在加工過(guò)程中除了要考慮工裝夾具自身可能存在的問(wèn)題之后，還需要對(duì)數(shù)控銑床的加工精度進(jìn)行控制，并確保加工的靈活性和準(zhǔn)確性，盡可能降低加工的復(fù)雜性，減少在加工過(guò)程中可能存在的偏差，從根本上確保工裝夾具的質(zhì)量和整體性能。

2　當(dāng)前數(shù)控銑床工裝夾具設(shè)計(jì)中存在的主要問(wèn)題

（1）缺乏原始工藝文件的支持。在對(duì)工裝夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，為了能夠更進(jìn)一步的提升設(shè)計(jì)質(zhì)量，要求設(shè)計(jì)人員必須要對(duì)工序坐標(biāo)圖進(jìn)行了解和掌握，包括修正前和修正后的坐標(biāo)圖。工序坐標(biāo)圖的主要作用是為了對(duì)工件的設(shè)計(jì)和加工進(jìn)行更好的掌握，其是以工裝夾具的整體結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，以主要設(shè)計(jì)和加工部位的明細(xì)為參考，然后對(duì)程序原點(diǎn)、加工過(guò)程中的起刀點(diǎn)和整個(gè)加工的起刀路線進(jìn)行記錄。除此之外，在工序坐標(biāo)圖中，還會(huì)對(duì)所有部件的加工點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)標(biāo)注，以便工件加工的順利進(jìn)行。因此，在對(duì)工裝夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，就需要有原始工藝文件的支持，只有這樣才能對(duì)程序的原點(diǎn)以及加工過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)了解，并針對(duì)性的對(duì)加工位置和注意事項(xiàng)進(jìn)行明確，避免都在加工過(guò)程中工裝夾具的加工位置與機(jī)械原點(diǎn)發(fā)生重合，影響加工順利進(jìn)行。但是當(dāng)前，在工裝夾具設(shè)計(jì)過(guò)程中，缺乏原始工藝文件的支持，進(jìn)而導(dǎo)致其設(shè)計(jì)精度存在一定問(wèn)題，需要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。

（2）提高加工精度。工裝夾具對(duì)自身剛性以及精準(zhǔn)度等都有較高要求，因此，在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，一定要提升其加工精度。為此，在對(duì)工裝夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，就需要保證工裝夾具定位的準(zhǔn)確性，在加工過(guò)程中，也需要確保其穩(wěn)定性。首先，在設(shè)計(jì)和加工過(guò)程中，可以在工裝夾具的底部安裝傳感器，通過(guò)傳感器對(duì)工作夾具定位的準(zhǔn)確性進(jìn)行分析和確定，同時(shí)，也對(duì)表面耐磨性和精確度進(jìn)行控制。其次，在加工過(guò)程中要對(duì)工作臺(tái)的移動(dòng)和加工流程進(jìn)行控制，并確保工裝夾具加工面的開(kāi)敞性，避免加工孔出現(xiàn)傾斜等問(wèn)題，從根本上提高加工精度。最后，要對(duì)整個(gè)數(shù)控銑床的加工精度和刀具的剛度進(jìn)行控制，確保整個(gè)加工流程的高效進(jìn)行，只有這樣，才能夠確保整個(gè)工裝夾具的高精確性和高穩(wěn)定性。而在當(dāng)前的工裝夾具設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)工作人員往往過(guò)于重視設(shè)計(jì)中的問(wèn)題，而忽視了加工過(guò)程中可能存在的問(wèn)題，也需要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行解決。

3　對(duì)數(shù)控銑床工裝夾具設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)的有效措施（1）提高數(shù)控銑床的加工效率。對(duì)于數(shù)控銑床工裝夾具的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，最優(yōu)秀的設(shè)計(jì)就是最大限度的提高其加工效率，因此，在對(duì)數(shù)控銑床工裝夾具進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，首要工作就是提高其加工效率。首先，在加工過(guò)程中，要盡可能采用高標(biāo)準(zhǔn)的模塊化通用工裝夾具，或者是使用成套的工裝夾具，這樣能夠有效提升數(shù)控銑床的加工效率，在優(yōu)化生產(chǎn)加工流程的同時(shí)，最大限度的提高數(shù)控銑床的加工效率[2]。其次，在數(shù)控銑床中可以配置最先進(jìn)的夾緊裝和靈活的夾具，以方便加工過(guò)程中的調(diào)整和改進(jìn)。最后，在加工過(guò)程中工作人員要對(duì)加工程序進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)置和嚴(yán)格控制，避免在加工過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，影響最終加工效率。

（2）選擇正確的對(duì)刀點(diǎn)。當(dāng)前，伴隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，在數(shù)控銑床的加工過(guò)程中，所應(yīng)用的刀具數(shù)量也在不斷增加，即使普通的數(shù)控銑床，其應(yīng)用的刀具也超過(guò)數(shù)十把，而刀具數(shù)量的增加，也導(dǎo)致了在工裝夾具的加工過(guò)程中刀具和工裝夾具之前容易發(fā)生碰撞。因此，為了能夠有效避免該問(wèn)題的出現(xiàn)，在加工過(guò)程中就需要對(duì)工序坐標(biāo)圖中的起刀點(diǎn)以及起刀路線進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)劃，并且要求在加工過(guò)程中如果出現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行處理。因此數(shù)控銑床的夾具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以在工序坐標(biāo)圖中的起刀點(diǎn)以及起刀路線進(jìn)行研究的過(guò)程中，工作人員可以預(yù)先用塑料磨具進(jìn)行模擬加工，并在模擬過(guò)程中觀察刀具與夾具之間是否會(huì)發(fā)生碰撞和摩擦，如果存在問(wèn)題，則及時(shí)對(duì)其進(jìn)行處理；甚至，在必要的情況下，還可以通過(guò)計(jì)算機(jī)程序?qū)Y(jié)果進(jìn)行計(jì)算，以確定最終加工流程的精確性。

（3）選擇適宜的刀具與切削用量。在對(duì)工裝夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員要對(duì)刀具的長(zhǎng)度、配置以及運(yùn)行軌跡等進(jìn)行有效規(guī)劃，并以此為依據(jù)對(duì)刀具的位置進(jìn)行確定，避免在加工過(guò)程中出現(xiàn)超程和撞刀等問(wèn)題。同時(shí)，為了能夠有效提高工裝夾具的生產(chǎn)量，還應(yīng)該對(duì)刀具的切削量以及切削力等進(jìn)行合理設(shè)置；不過(guò)，在對(duì)刀具切削量以及切削力進(jìn)行設(shè)置的過(guò)程中，為了能夠確保加工的高效進(jìn)行，要重點(diǎn)考慮夾具的穩(wěn)定性，而如果對(duì)加工精度要求較高，還應(yīng)該對(duì)刀具的精準(zhǔn)度等進(jìn)行檢測(cè)。除此之外，為了能夠方便對(duì)刀具切削量以及切削力進(jìn)行高效控制，最好選擇統(tǒng)一規(guī)格的刀具。

4　結(jié)語(yǔ)

伴隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控銑床工裝夾具的設(shè)計(jì)與加工已經(jīng)與傳統(tǒng)加工工藝出現(xiàn)了一定變化，以傳統(tǒng)方式進(jìn)行設(shè)計(jì)和加工已經(jīng)無(wú)法滿足數(shù)控銑床工裝夾具的設(shè)計(jì)和加工需求。因此，設(shè)計(jì)人員就應(yīng)該明確當(dāng)前工裝夾具的設(shè)計(jì)所需，對(duì)其設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行有效改進(jìn)，以更好的提高數(shù)控銑床工裝夾具的設(shè)計(jì)和加工效率，在推動(dòng)數(shù)控技術(shù)持續(xù)發(fā)展的同時(shí)，也最大限度的提高制造企業(yè)的加工效率。

[1] 趙敏，王金員.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)方法[J].機(jī)械工程師，2012(9).

[2] 李紹華.數(shù)控機(jī)床與工裝夾具設(shè)計(jì)[J].工業(yè)技術(shù)，2010(l0).

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A

1671-0711（2016）09（上）-0092-02