數(shù)控銑床工裝夾具設計與改進

朱慶文

摘 要： 信息化背景下，數(shù)控技術(shù)不斷發(fā)展，數(shù)控機床得到了越發(fā)廣泛的應用，憑借本身高速性、復合化以及高精度的特征，數(shù)控銑床在制造加工領域扮演著越發(fā)重要的角色。本文對數(shù)控銑床工裝夾具設計與改進策略進行了分析，希望能夠為其功能的完善提供一些參考。

關鍵詞： 數(shù)控銑床；工裝夾具；設計；改進

前言：工業(yè)化進程的不斷加快，使得作為其基礎的制造業(yè)備受矚目，數(shù)控機床在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)得到了越發(fā)廣泛的應用，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時，也能夠促進生產(chǎn)效率的提高。從提高數(shù)控銑床生產(chǎn)精度著眼，需要做好其工裝夾具的設計工作，并且根據(jù)實際情況，做出相應的改進，提升加工整體效果。

1 數(shù)控銑床工裝夾具設計

1.1設計原則

一般情況下，數(shù)控銑床工裝夾具需要配合其他工具完成，在設計環(huán)節(jié)，需要堅持幾個基本原則，一是應該做好準確定位，保證設計參數(shù)合理；二是應該在保證其夾緊力適中，過小無法夾緊工件，過大可能導致工件損壞；三是需要定期對工裝夾具進行檢查，如果發(fā)現(xiàn)零件存在損壞或者腐蝕，需要及時進行更換；四是對于一些易損零件，應該采用質(zhì)地較好的材料。

1.2設計內(nèi)容

首先是工藝設計，為了保證設計效果，設計人員必須熟練掌握工序坐標圖，為設計加工提供便利。數(shù)控銑床工裝夾具工藝及路線設計中，應該做好交工零件的分析，把握好零件加工所需的材料，同時關注零部件的精度等級和熱處理應用技術(shù)等，在加工過程中則應該對前后工具之間的關聯(lián)和定位標準進行明確[1]。工裝夾具設計中，基礎內(nèi)容在與機床及刀具參數(shù)的確定，其會對作業(yè)時間產(chǎn)生直接影響；其次是夾具固定方式，為了避免加工過程中零件移動，在對其進行固定時，需要沿著作用力的方向，做好定位與夾緊的配合設計。夾持構(gòu)件通常包含惡劣多個零件，其位置會對工件的品質(zhì)與安全產(chǎn)生影響，因此，設計加工環(huán)節(jié)需要卸載工作物，確保其能夠為后續(xù)的維修提供便利；然后是刀點確認，設計人員應該盡量采用簡單化的計算方式，利用換算零件定位基準，為后續(xù)工作提供便利的同時，也能夠減少工件加工誤差。同時，應該做好刀具選擇，考慮數(shù)控銑床臺面位置、夾具和刀具本身的加工特點等，對銑床切削量進行控制，在了解加工精度要求的前提下，做好相應的判斷。

2 數(shù)控銑床工裝夾具改進

2.1多工件一次加裝

數(shù)控銑床在加工過程中，夾具執(zhí)行相關動作的動力是壓縮空氣，可以實現(xiàn)自動夾緊和松開，能夠為工作人員的操作提供便利，而且自動控制裝置也能夠?qū)崿F(xiàn)自動換刀操作，這樣的換刀能夠?qū)崿F(xiàn)多種表面次序加工，不過換刀過程相對較長，容易出現(xiàn)故障。因此，需要在充分考慮加工需求的情況下，做好換刀次數(shù)的改進設計，適當縮短加工時間，減低故障頻次，也可以顯著提升數(shù)控銑床加工的安全性和穩(wěn)定性。通過多工件一次裝夾設計的方式，能夠?qū)庸すに囘M行優(yōu)化，減少換刀次數(shù)。例如，可以根據(jù)數(shù)控銑床的設計形成以及工件尺寸，將夾具改進為一次裝夾數(shù)個工件，數(shù)量可以依照具體情況進行調(diào)整，在保證加工精度的前提下，盡可能縮短加工時間。

2.2關注內(nèi)部結(jié)構(gòu)

在數(shù)控銑床工裝夾具設計中，安全問題是必須關注的核心，而結(jié)構(gòu)設計則是最為關鍵的內(nèi)容。在結(jié)構(gòu)設計中，應該關注荷載及使用功能性問題等內(nèi)容，其設計結(jié)構(gòu)相對復雜，而且很多時候在數(shù)控銑床工裝夾具結(jié)構(gòu)設計中，很少會將連續(xù)加工和排屑問題考慮在內(nèi)，這樣必然會對數(shù)控銑床的性能產(chǎn)生影響。合理的排屑結(jié)構(gòu)能夠確保機床刀具切削的順利進行，確保切屑不會落在工裝夾具定位元件上，一方面確保切屑能夠順利排出，另一方面也能夠保證定位精度和準度[2]。

2.3優(yōu)化夾緊方式

工裝夾具的主要功能，是對需要加工的零件進行固定，避免其在加工過程中出現(xiàn)移動，保證加工精度。因此，設計人員需要對工裝夾具的夾緊方式進行優(yōu)化，在夾緊工件的同時，避免對工件的破壞，同時方便刀具運動。如果可能，應該留出足夠的安全空間，盡量采用聯(lián)動夾緊的方式，確保能夠同時夾緊多個元件。就目前來看，數(shù)控銑床在進行工件加工的過程中，采用的多是工序集中的方法，這種方法雖然有效，但是并不能有效區(qū)分粗加工和精加工，可能導致夾具夾緊力過大，輕則影響加工效果，重則在工件表面產(chǎn)生壓痕甚至導致工件整體損壞。想要對這個問題進行解決實際上非常簡單，就是在工裝夾具與工件接觸的部位，進行壓板鍍銅，以此來保證夾緊方式合理。

2.4合理布置工件

工件布置是否合理同樣會對加工精度及加工質(zhì)量產(chǎn)生影響，因此，在對工件進行布置時，設計人員需要關注許多方面的問題，如工件外形尺寸調(diào)整、機床行程參數(shù)設置、機床工作臺尺寸設置等，確定好相應的參數(shù)后，需要根據(jù)具體情況，確定一次性加工工件的數(shù)量以及工件裝夾方式，保證工件加工的效果。在這個過程中，工作人員還應該對相鄰工件之間的距離進行有效控制，確保工件安裝完成后具備一定的敞開性，為工件的集中加工提供良好保障（如圖1）。

2.5提升加工效率

加工效率同樣是數(shù)控銑床工裝夾具優(yōu)化設計中需要考慮的一個關鍵性問題，合理的設計不僅可以保證工件加工效果，還可以使得數(shù)控銑床的加工效率得到有效提升。對于設計人員而言，在設計環(huán)節(jié)，應該優(yōu)先選擇成套的工裝夾具，以此來提升機床運作過程中的工作效率。另外，還可以選擇一些相對靈活的夾具，這樣即便在工件加工過程中存在不合理或者不恰當?shù)牡胤剑僮魅藛T也可以及時作出調(diào)整和改進，而不會對工件加工效率產(chǎn)生負面影響。不僅如此，在加工環(huán)節(jié)，操作人員必須嚴格依照規(guī)范化的加工程序進行操作控制，避免違規(guī)操作的情況，可以有效預防很多加工過程中的常見問題，從而促進加工效率的提高[3]。

3 結(jié)語

總而言之，對于數(shù)控銑床而言，在進行工裝夾具的設計中，設計人員應該立足工件加工需求，關注夾具的所有細節(jié)，充分考慮可能存在的影響因素，對數(shù)控銑床工裝夾具設計中的缺陷和問題進行詳細分析，通過改進和優(yōu)化設計進行完善，以此來保證數(shù)控銑床工作夾具設計的合理性、實用性，充分體現(xiàn)人性化設計，通過這樣的方式，能夠切實推動數(shù)控加工技術(shù)的快速發(fā)展。

參考文獻

[1]蔣信芳.數(shù)控銑床工裝夾具設計內(nèi)容與改進分析[J].科技視界，2014，（33）：247.

[2]余廣強.數(shù)控銑床工裝夾具設計與改進策略研究[J].科技資訊，2017，（35）：76.

[3]劉紅俊.探討數(shù)控銑床工裝夾具設計內(nèi)容與改進[J].中國設備工程，2016，（11）：92.