數(shù)控機床程控多工位自適應(yīng)夾具的開發(fā)及應(yīng)用分析

唐亞華

（廣東省高級技工學(xué)校，廣東 惠州 516000）

數(shù)控機床程控多工位自適應(yīng)夾具的開發(fā)及應(yīng)用分析

唐亞華

（廣東省高級技工學(xué)校，廣東 惠州 516000）

在數(shù)控機床成孔設(shè)計中，技術(shù)人員應(yīng)該從機床設(shè)備的配套設(shè)計出發(fā)，確保夾具裝備與機床完整配套。使用三爪卡盤夾具裝備進行車床設(shè)備的固定配置，能夠提高數(shù)控機床的穩(wěn)定性。為了提高數(shù)控機床夾具的自適應(yīng)性，技術(shù)人員應(yīng)該采取綜合誤差補償技術(shù)，提高機床生產(chǎn)效率。在數(shù)控機床功能性開發(fā)的過程中，技術(shù)人員應(yīng)該積極引進先進的生產(chǎn)技術(shù)，本文提出幾點有利于夾具適應(yīng)效果提高的可行性措施。

數(shù)控機床；程控設(shè)計；自適應(yīng)；夾具應(yīng)用

在自適應(yīng)夾具的設(shè)計和生產(chǎn)過程中，技術(shù)人員應(yīng)該考慮到加工工藝對于生產(chǎn)質(zhì)量的影響因素。為了確保夾具自適應(yīng)設(shè)備的加工工藝改進工作能夠順利開展，設(shè)計人員還需要從市場創(chuàng)新中的具體調(diào)查活動入手，深入調(diào)查采集信息，根據(jù)調(diào)查研究的分析材料，出具機械夾具產(chǎn)品設(shè)計的可行性分析報告。在明確了設(shè)計的任務(wù)要求之后，對總功能分析和設(shè)計進行考量，從功能分析的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新方面，實現(xiàn)功能元分步驟求解。

1 重點做好數(shù)控機床程控多工位自適應(yīng)夾具設(shè)計的誤差控制工作

在數(shù)控機床加工過程中，使用自適應(yīng)夾具加工的新型方法，能夠顯著提高機床生產(chǎn)活動運行的穩(wěn)定性，顯著降低夾具的不適應(yīng)效果，降低產(chǎn)品生產(chǎn)中的誤差率。在數(shù)控機床加工設(shè)計的過程中，技術(shù)人員應(yīng)該從編程誤差控制出發(fā)，確保機床輪廓畢竟誤差值達到最小，從而顯著縮小生產(chǎn)線上的插補誤差。在機床實際生產(chǎn)環(huán)境誤差控制活動中，使用動態(tài)誤差數(shù)據(jù)采集的方法，技術(shù)人員可以根據(jù)動態(tài)數(shù)據(jù)進行分析，將其帶入到機床生產(chǎn)的模型中去，從而有效地控制機床系統(tǒng)的動態(tài)誤差。

2 數(shù)控機床程控多工位自適應(yīng)夾具的開發(fā)及應(yīng)用分析

（1）自適應(yīng)夾具的徑、軸向尺寸控制。對于數(shù)控機床設(shè)備進行熱誤差的調(diào)節(jié)處理，能夠顯著提高機床設(shè)備的使用壽命。其中，在機床設(shè)備的生產(chǎn)效率保障活動中，進行夾具的安裝需要考慮到外界環(huán)境氣溫變化的因素，如果外界氣溫過高，在安裝夾具的過程中，應(yīng)該對其進行防高溫變形的相關(guān)處理。利用機床的熱特性進行切削熱的排放控制，采用有效的手段顯著降低機床設(shè)備的載荷誤差，將機床設(shè)備刀具的切削力誤差控制在最小的水平，并且采用非線性摩擦的設(shè)計方法，顯著提高數(shù)控機床刀具的切削效果。自適應(yīng)夾具的徑向尺寸小于8 mm時，其軸向尺寸應(yīng)該控制在小于8 mm的水平，確保形位公差和尺寸公差在0.0003以下，并且自適應(yīng)夾具的粗糙度應(yīng)該小于0.8，加工精度不低于IT5的水平。自適應(yīng)夾具的徑向尺寸在8～20 mm時，其軸向尺寸應(yīng)該控制在小于8～20 mm的水平，確保形位公差和尺寸公差在0.0003～0.0012范圍之間，并且自適應(yīng)夾具的粗糙度應(yīng)該大于0.8，加工精度不低于IT6的水平。

（2）數(shù)控機床夾具設(shè)計零件加工。在數(shù)控機床夾具設(shè)計活動中，技術(shù)人員應(yīng)該根據(jù)夾具設(shè)計的特征信息進行分析，對功能元組合方式進行優(yōu)化，根據(jù)新理念指導(dǎo)作用下的功能組合方式進行方案評價，從而確定出最有利的自適應(yīng)控制方案。采用TR IZ創(chuàng)新知識庫的方式，依據(jù)前期機械環(huán)境中生產(chǎn)的具體產(chǎn)品的各類參考系數(shù)進行分析。然后，優(yōu)化生產(chǎn)設(shè)計環(huán)節(jié)中的技術(shù)運用標準，通過建立基于CBR的最相似實驗檢索通道，體現(xiàn)出數(shù)控機床程序控制設(shè)計中的信息共享，打造一個良性的產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)據(jù)分享渠道。最后，調(diào)整并且完善創(chuàng)新設(shè)計自適應(yīng)夾具產(chǎn)品設(shè)計的具體方案。

（3）數(shù)控機床自適應(yīng)正交分析。采用正交分析方法，對數(shù)控機床自適應(yīng)夾具的參數(shù)進行控制，使其達到較為均衡的水平取值標準需要。其中，夾具壁厚為1 mm時，其槽數(shù)個數(shù)為4個，槽位的寬度為0.6 mm，槽長度設(shè)計控制為16.75 mm比較合適，此時的自適應(yīng)夾具的壓強應(yīng)該不小于3 MPa。數(shù)控機床的夾具壁厚為1.5 mm時，其槽數(shù)個數(shù)為6個，槽位的寬度為0.8 mm，槽長度設(shè)計控制為14.75 mm比較合適，此時的自適應(yīng)夾具的壓強應(yīng)該不小于4 MPa。夾具壁厚為2 mm時，其槽數(shù)個數(shù)為8個，槽位的寬度為1.0 mm，槽長度設(shè)計控制為12.75 mm比較合適，此時的自適應(yīng)夾具的壓強應(yīng)該不小于5 MPa。夾具的上定位梁和下定位梁應(yīng)該起到良好的支撐力效果。其中，加強筋的根數(shù)配置應(yīng)該符合前期設(shè)計的需要，彎梁板的弧度滿足機床設(shè)計的需要。此時的自適應(yīng)壓板應(yīng)該對彎梁板起到有效的固定和支撐的作用。

3 參考西方國家先進技術(shù)夾具設(shè)計的定量參數(shù)優(yōu)化在數(shù)控機床不開槽的情況下，自適應(yīng)的夾具壁厚為1.5 mm左右，其夾具屈服極限范圍內(nèi)能夠達到的最大變形數(shù)值波動范圍為0.04 mm左右，將夾具的開槽后最大變形壓強波動數(shù)值控制在105 MPa左右，那么此時多工位自適應(yīng)夾具所要達到的變形所需壓強為91 MPa（如圖1）。通過對機械設(shè)計的方案進行優(yōu)化，保證整體理念符合時代發(fā)展的需求。從總體設(shè)計方面來看，應(yīng)該對大型機械設(shè)備的總能耗進行計算。

TG751

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1671-0711（2016）10（上）-0086-02