淺談自動化加工中機床夾具設(shè)計

鄭云龍

摘? 要：面對日益成熟先進的現(xiàn)代化工業(yè)科技，對比曾經(jīng)傳統(tǒng)的老式工業(yè)模式，可以說是迥然不同的。對現(xiàn)如今的加工工業(yè)流線上，已經(jīng)實現(xiàn)用機器代替工人來進行精準加工，工人現(xiàn)在的工作就只需要在旁邊對儀器進行控制即可。針對于自動化形式的加工中，機床的夾具作為常規(guī)用具之一，有著至關(guān)重要作用。夾具是將工件、機床和切割具進行統(tǒng)一編排的工業(yè)用具，其可以保障加工產(chǎn)品的精確性和一致性，不僅可以保證質(zhì)量，加工效率還很高。對于機床夾具的設(shè)計，并非只是加工一個普通夾具即可，還必須考慮到相關(guān)加工時的規(guī)格、定位的準確度、強度要求、后續(xù)清潔和維護等一系列問題。

關(guān)鍵詞：自動化加工? 機床夾具? 定位? 強度要求

中圖分類號：TG751 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）09（a）-0056-02

在現(xiàn)代化的工業(yè)加工流水線上，與老式的加工程序有諸多差異，隨著自動化機器的引入后，工廠的工人們可以解放雙手，將加工流程和加工處理全權(quán)交給機器。這種自動化加工模式帶來非常多的便利，直接推動了工業(yè)發(fā)展速度進程。全程交由機器進行加工，不但會提高加工的精確度，且不會出現(xiàn)人工加工時出現(xiàn)的因外界因素或疲勞等導(dǎo)致的誤差，而且加工出的產(chǎn)品基本一致，不會發(fā)生偏移。自動化加工的出現(xiàn)，大幅度提高工業(yè)生產(chǎn)加工的效率，而在自動化加工中，使用機床夾具作為加工中的基礎(chǔ)部件，正是給加工帶來效益和速率的根本原因。夾具不僅可以穩(wěn)定夾持工件，不會晃動，而且不再需要對工件進行找正標位等步驟，實現(xiàn)一體化，大大提高了加工效率。機床夾具是根據(jù)工件基準，然后準確夾持，使得在加工生產(chǎn)時，工件和機床還有加工刀具的位置相對精準，不會發(fā)生偏移。而且機床夾具一旦確定，然后開始準確工作，就可以進行大規(guī)模生產(chǎn)，實現(xiàn)大批量的工業(yè)加工，加工出來的工件基本一致，不會有明顯差異。不過正是因為這點，導(dǎo)致加床夾具具有專一性，一種夾具只能實現(xiàn)一種工件的加工生產(chǎn)，一旦換個工件，原來的夾具將毫無用處，所以機床夾具一般都用作進行大規(guī)模加工生產(chǎn)或者工件較為一致的工程。而對于機床夾具，其還存在制造難度較大、耗時較長、費用較高等不足。

1? 機床夾具的設(shè)計思路

機床夾具結(jié)構(gòu)由定位文件、夾緊設(shè)施、對刀設(shè)施、連接器件和夾具體等元件組成，夾具在機床加工工藝過程中，不單單起到一個簡單夾持穩(wěn)定的作用，其還負著定位工件、校準、對刀和工藝銜接等重要責(zé)任。在進行機床夾具設(shè)計時，需要事先了解相關(guān)工件的基準位置、中心線、添料方式、夾具的形態(tài)結(jié)構(gòu)和定位點等信息，使用更為合理的夾緊方法。

2? 定位操作的設(shè)置原理

機床夾具中的定位元件是為了保證工件放置在正確位置，讓工藝體系坐標位置達到統(tǒng)一，確保在進行加工時，切刀具可以準確無誤地切割到應(yīng)該切到的位置，定位元件是跟加工工件的定位基準進行重合的。在進行定位，首先要對工件的運動進行相關(guān)的阻礙，使得工件不能進行自由運動，這里的自由運動細分為關(guān)于X、Y、Z軸3個方向和各自繞X、Y、Z軸進行轉(zhuǎn)動的相關(guān)運動。在進行工件加工時，根據(jù)工件類型，分別采取不同的加工定位手段：如果是沒有定位點的工件，一般就使用到6個定位點，具體是在工件的3個不同垂直面上，選取3個定位點、2個定位點和1個定位點。如果是有定位點的工件，就會使用到一面兩銷的方法進行定位工作，具體就是有一個定位面、一個原銷和一個菱銷。這兩種方法中，更為方便、使用最為最廣的，就是一面兩銷，但對于這種方法有幾個需要特別留心的事項：首先，在選取菱銷的時候，其角度必須要跟圓銷的連線保持垂直關(guān)系，這樣才能更為精確無誤（如圖1中所示）;其次，對于工件上設(shè)有的定位孔，由于在進行之后的操作手藝里，夾具穩(wěn)定夾持住工件是需要插入工件的定位孔的，所以在進行銜接插入過程中，容易撐壞損毀工件定位孔，所以在進行工件定位孔加工時，對其外圍只需要進行細微加工，孔徑留大留多，確保加工時定位孔的精度（如圖2所示）;再次，對于定位塊的大小要保證與其余所有夾具的規(guī)格保持一致，可以進行拆卸更替;最后，對于定位塊的設(shè)計要有清理余料能力，保證在進行加工時，余料廢料不會留在定位面，導(dǎo)致切削加工出現(xiàn)誤差。

3? 夾緊裝置的設(shè)置原理

夾緊裝置在進行工件加工時，起到對工件的夾持和固定，確保工件不會晃動，影響加工精度。在進行夾持時，確保夾緊點跟定位塊是在一條線的位置，這樣可以在夾緊過程中，不會有太多的力作用在工件上，工件不會損毀，提高加工的準確度。而夾緊力并非就可以隨意選擇的，因為夾緊力還是有作用的，不過主要是在定位塊上，如果力過大，會導(dǎo)致定位塊損毀。而在進行實際操作加工時，有時候水平力過大，會導(dǎo)致工件發(fā)生水平晃動，所以還需要對夾持裝置設(shè)置水平防抖裝置。而有的工序中，元件會發(fā)生形狀大小變化，這時就會發(fā)生松動，所以對夾緊裝置要設(shè)有感應(yīng)自動緊合設(shè)置。

4? 對刀和引導(dǎo)元件的設(shè)置

在進行工件加工的過程中，必須要先了解到工件和刀具的各自坐標，以及加工時各自所應(yīng)處的坐標位置。而對刀和引導(dǎo)元件的職責(zé)，就是要確保原件和加工刀具要時刻保持相對理想的距離。加工之前，對刀元件就需要引導(dǎo)切割刀具處于位置零點，也就是初始坐標，加工時，引導(dǎo)元件就需要時刻記錄切割刀具坐標并帶領(lǐng)切割刀具前往正確的加工坐標上去。有了這兩個調(diào)焦元件，才能確保在處理工件時，進行精準加工。

5? 連接元件和夾具體的設(shè)置

對于夾具要保持與機床長期的穩(wěn)定銜接，就需要在夾具和機床之間構(gòu)建一個穩(wěn)固的連接元件，而夾具體就是為了確保夾具上每一個元件都能牢牢連接在夾具上。

6? 結(jié)語

在工業(yè)加工中，高效率的自動化加工已成為主導(dǎo)，并且不可逆轉(zhuǎn)，為了保證這一工業(yè)進步可以持續(xù)有效的長存下去，就必須對相關(guān)的器械進行調(diào)整完善和創(chuàng)新，對加工流程進行更為合理的優(yōu)化。對于機床自動加工，其有著高效有序、精準無誤、快捷方便等優(yōu)點，已經(jīng)成為主流加工方式，而機床構(gòu)件夾具的存在，使得加工準確、夾持穩(wěn)固，實現(xiàn)大規(guī)模有效生產(chǎn)。而對于常用夾具也存在著缺陷和不合理之處，所以，在往后工作中，要對機床夾具進行合理的改善設(shè)計。

參考文獻

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