數(shù)控車床鉆孔刀夾的設(shè)計探究

摘 要：在使用數(shù)控機床鉆孔時，刀夾的設(shè)計是否精良直接決定了鉆出來的孔是否精準(zhǔn)。文章就鉆孔刀夾的結(jié)構(gòu)設(shè)計進行分析，對如何提升夾具的精準(zhǔn)度提出了幾點解決方案。其宗旨是為了提升數(shù)控機床的工作效率，提升產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約成本。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；刀夾結(jié)構(gòu)；精確度

一般狀況下在進行零件加工這個環(huán)節(jié)中，作為零件加工工具--車床會根據(jù)需要進行鉆孔。依照往常的一般做法會將鉆孔的鉆頭直接與配套的套筒連接起來，此種做法最大的缺點就是勞動力需求耗費較大，不僅如此獲得的生產(chǎn)效率也并不理想。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，目前數(shù)控技術(shù)已經(jīng)逐步被眾多機械行業(yè)所使用，但是在許多的數(shù)控機械機床中尾座還處于一種無法自如的進行操作控制的狀態(tài)，因此在進行鉆孔或者孔隙加大操作時更多使用的還是普通的車床數(shù)控技術(shù)。在進行加工生產(chǎn)的過程中，如果套類零件的生產(chǎn)數(shù)量不多，所需要耗費的勞動力是相當(dāng)大的，如此一來在一定程度上會影響生產(chǎn)的整體效率，產(chǎn)品的質(zhì)量也會受到一定的波及。正是如此，就車床的數(shù)控層面來看，鉆孔刀夾的設(shè)計是否合理就顯得特別重要，其地位在整個環(huán)節(jié)中處于中心位置。

1 如何進行鉆孔刀夾的設(shè)計構(gòu)想

在整個的機械加工環(huán)節(jié)中，所謂的數(shù)控機床的刀夾作用主要是依照各個零件的實際大小需求，以其輪廓軌跡以及工藝為基礎(chǔ)，借助于系統(tǒng)編程這一輔助工具，在數(shù)控的技術(shù)下自主進行控制運行的。因此只需要設(shè)計出一類專門用于鉆孔刀夾的工具，使得鉆頭這一器械可以任意安裝在機械車床上，所有的問題就會隨之解決。

2 數(shù)控機床如何進行鉆孔刀夾的結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 進行刀具位置確定的主要策略以及方法

在夾具的設(shè)計環(huán)節(jié)中，事先需要對鉆頭的實際大小、形狀以及相關(guān)結(jié)構(gòu)有一個全面了解，以此為基礎(chǔ)制定一系列嚴(yán)格有效的實施標(biāo)準(zhǔn)。將這些標(biāo)準(zhǔn)視作為在生產(chǎn)過程中判斷零件是否合理是否專業(yè)的平衡點。為了進一步確保無論是在安裝方面還是使用方面刀具都可以運用自如，一般情況下都會將直徑小于16毫米的小鉆頭直接設(shè)計成外觀是直柄的樣子，與之相反的直徑大于16毫米的鉆頭則會設(shè)計成外觀是錐柄的樣子。該種直柄樣式的鉆頭大多數(shù)情況下所采用的定位是以圓柱的外圍表面為基準(zhǔn)的，其中使用到的定位元件通常也會選擇與之配套的定心設(shè)備對其進行夾緊，如此一來刀具的位置確定才會有意義。

2.2 實行刀具鉆頭確保夾緊的主要方案以及方法

在工作過程中，以鉆頭軸線為主要中心線，對鉆頭的主要使用技巧以及在機械中的作用進行全面探究，進一步確保鉆頭的主要中心線可以與進行加工的孔的軸線相協(xié)調(diào)。與此同時操作者還需要統(tǒng)籌考慮到數(shù)控機床本身實際使用過程中對夾具的要求，確保在使用過程中夾具表現(xiàn)出來的夾緊力度足夠達到需求，剛硬性可以達到一定標(biāo)準(zhǔn)，進一步提升定位的準(zhǔn)確度。除此之外，夾具在結(jié)構(gòu)設(shè)計時盡量做到簡單易操作，使其可以在安裝或者卸載時可以盡可能地方便快捷。在實際操作過程中，為了可以在不同規(guī)格的機械中共同使用，直柄的鉆頭在設(shè)計初始階段就可以采用普通機床中的彈簧夾筒，因為這些普通彈簧夾筒已經(jīng)經(jīng)過長時間的打磨，形成了一套標(biāo)準(zhǔn)化的要求，充分使用此類彈簧夾筒原本所含有的變形力度，可以更進一步地實現(xiàn)鉆頭位置穩(wěn)定，提升其夾緊的力度，保證位置的確定性。

2.3 完善彈簧夾筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計

在夾具中主要的構(gòu)成配件就是彈簧夾筒，此配件是依照實際需求以及機械特色進行設(shè)計的，一般情況下的彈簧夾筒所確定的定位標(biāo)準(zhǔn)是以圓錐表面為基礎(chǔ)的。借助于特定的螺帽釘子通過轉(zhuǎn)動，帶動彈簧夾筒也可以隨之相應(yīng)的向某個方向運動。在此作用力之下彈簧夾筒的圓錐錐體由于處在被夾具夾中的錐體表面，會受到一定程度的壓力進行適當(dāng)收縮，如此一來鉆頭的中心點就會被牢牢夾緊，位置也不會隨便移動。

在實際工作中使用彈簧夾筒進行鉆孔時，一般都是以圓錐的內(nèi)表面為基礎(chǔ)實現(xiàn)鉆頭定點以及夾緊效果的，正是如此在進行鉆頭選擇時必須注意該鉆頭的耐磨性是否達到標(biāo)準(zhǔn)，表面的粗糙度是否符合要求等一系列側(cè)重點。彈簧夾筒在使用的過程中，可以依照實際需求在圓錐內(nèi)部以及圓柱內(nèi)部兩者之間設(shè)計一個過渡作用的孔，通過這個孔可以一定程度的降低當(dāng)彈簧夾筒的刀柄槽經(jīng)過防轉(zhuǎn)銷時夾具內(nèi)的圓錐孔小端與圓錐小端相互干涉的風(fēng)險。

因此為了方便操作，在實際的數(shù)控機床工作中，選擇的刀具可以是一種簡單易操作的可以自己進行刀具變換的先進設(shè)備。正是如此在進行夾具外形設(shè)計時可以采用方形，以便在工作中快速使用到機械中。由于車床的高度是不唯一的，所以需要以車床的中心高度為基準(zhǔn)，將圓錐體的內(nèi)部孔軸線一直到夾具的基準(zhǔn)表面總高度設(shè)置為二十毫米，即使存在誤差也只能在0.005毫米之內(nèi)。在夾具安裝時為了確保可以順利進行，操作者必須全面對刀架的結(jié)構(gòu)進行分析研究，設(shè)計出來的刀夾應(yīng)該高度為36毫米寬度為34毫米。通過精良計算制造出來的彈簧夾筒無論是結(jié)構(gòu)還是尺寸都可以裝卸方便，減少人工消耗。

2.4 確定刀具準(zhǔn)確快速的安裝

一般的鉆頭需要依照夾具的原本尺寸再制定，對刀具進行綜合計算獲得車床數(shù)控在水平狀態(tài)下與刀之間存在的某一偏差值，通過這個偏差值再來確定該鉆頭的真實同心度。除此之外，在夾具的實際安裝操作過程中必須保證夾具和車床的中心線始終保持平行狀態(tài)，以此為基礎(chǔ)才可以確保鉆頭在使用過程中可以始終保持與工件的中心線在一條直線上，不會出現(xiàn)偏差。

3 進一步確定夾具的精準(zhǔn)度

在數(shù)控機床工作的過程中，使用夾具進行配件加工期間孔的準(zhǔn)確度之所以會出現(xiàn)偏差，絕大一部分原因是與有關(guān)配件的同軸度有關(guān)系。為了將孔的尺寸大小確定在一定范圍內(nèi)，提高其精準(zhǔn)度，主要的途徑就是強化刀具的準(zhǔn)確度。以下就對同軸度如何進行改良提升精確度進行分析，首先需要找出出現(xiàn)誤差的原因。誤差的出現(xiàn)通常是因為基準(zhǔn)在使用初始階段就不符合規(guī)定所引發(fā)的。其次在夾具的使用環(huán)節(jié)中，因為圓錐內(nèi)部孔的軸線同夾具的定位面這兩者之間存在尺寸偏差，最終導(dǎo)致加工出來的孔中心軸出現(xiàn)偏差現(xiàn)象。最后因為鉆頭在工作過程中是運動的，操作者的使用方法不一樣也會一定程度的導(dǎo)致誤差現(xiàn)象出現(xiàn)。這些偏差一般都會保持在0.02毫米之內(nèi)。因此在工作中操作者只有盡量避免這三個方面的誤差因素才會盡可能的提高夾具的精準(zhǔn)度。

4 結(jié)束語

綜上所述，為了順應(yīng)時代發(fā)展需求，同時也為了促進經(jīng)濟發(fā)展，我國的社會經(jīng)濟制度必須在原有基礎(chǔ)上更加趨于完善。此種形勢之下我國的企業(yè)需要面臨更多更激烈的挑戰(zhàn)，因此作為金屬切割技術(shù)中心的重要環(huán)節(jié)，夾具的存在必須可以順應(yīng)時代需求而改變，在持續(xù)的改進完善中使得設(shè)計更加完美，在數(shù)控機床的鉆孔刀夾環(huán)節(jié)中進一步提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，隨之產(chǎn)品的質(zhì)量也會受到一定程度的變化。在一系列狀況往好的方向發(fā)展時，生產(chǎn)的整體成本也會有所降低，長此以往企業(yè)的整體競爭實力也會得到相應(yīng)的提高，經(jīng)濟效率也會獲得回報。

參考文獻

[1]馬興昭.淺談數(shù)控車床鉆孔刀夾的設(shè)計[J].職業(yè)教育研究，2010，（4）.

[2]甘成君.數(shù)控車床刀架鉆夾的設(shè)計與使用[J].機床與液壓，2009，（5）.

[3]燕峰，熊文偉，屈楚柏.數(shù)控車床四工位刀架上安裝麻花鉆夾具設(shè)計[J].煤礦機械，2012，（4）.

作者簡介：王月培（1956-），男，籍貫：浙江諸暨，職稱：工程師，學(xué)歷：大專，主要研究方向：車床的設(shè)計制造。