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(jī)床得到了越發(fā)廣泛的應(yīng)用，憑借本身高速性、復(fù)合化以及高精度的特征，數(shù)控銑床在制造加工領(lǐng)域扮演著越發(fā)重要的角色。本文對(duì)數(shù)控銑床工裝夾具設(shè)計(jì)與改進(jìn)策略進(jìn)行了分析，希望能夠?yàn)槠涔δ艿耐晟铺峁┮恍﹨⒖肌?/p>

關(guān)鍵詞： 數(shù)控銑床；工裝夾具；設(shè)計(jì)；改進(jìn)

前言：工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，使得作為其基礎(chǔ)的制造業(yè)備受矚目，數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)得到了越發(fā)廣泛的應(yīng)用，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，也能夠促進(jìn)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(shè)計(jì)工作，并且根據(jù)實(shí)際情況，做出相應(yīng)的改進(jìn)，提升加工整體效果。

1 數(shù)控銑床工裝夾具設(shè)計(jì)

1.1設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，需要堅(jiān)持幾個(gè)基本原則，一是應(yīng)該做好準(zhǔn)確定位，保證設(shè)計(jì)參數(shù)合理；二是應(yīng)該在保證其夾緊力適中，過(guò)小無(wú)法夾緊工件，過(guò)大可能導(dǎo)致工件損壞；三是需要定期對(duì)工裝夾具進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)零件存在損壞或者腐蝕，需要及時(shí)進(jìn)行更換；四是對(duì)于一些易損零件，應(yīng)該采用質(zhì)地較好的材料。

1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容

首先是工藝設(shè)計(jì)，為了保證設(shè)計(jì)效果，設(shè)計(jì)人員必須熟練掌握工序坐標(biāo)圖，為設(shè)計(jì)加工提供便利。數(shù)控銑床工裝夾具工藝及路線(xiàn)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該做好交工零件的分析，把握好零件加工所需的材料，同時(shí)關(guān)注零部件的精度等級(jí)和熱處理應(yīng)用技術(shù)等，在加工過(guò)程中則應(yīng)該對(duì)前后工具之間的關(guān)聯(lián)和定位標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行明確[1]。工裝夾具設(shè)計(jì)中，基礎(chǔ)內(nèi)容在與機(jī)床及刀具參數(shù)的確定，其會(huì)對(duì)作業(yè)時(shí)間產(chǎn)生直接影響；其次是夾具固定方式，為了避免加工過(guò)程中零件移動(dòng)，在對(duì)其進(jìn)行固定時(shí)，需要沿著作用力的方向，做好定位與夾緊的配合設(shè)計(jì)。夾持構(gòu)件通常包含惡劣多個(gè)零件，其位置會(huì)對(duì)工件的品質(zhì)與安全產(chǎn)生影響，因此，設(shè)計(jì)加工環(huán)節(jié)需要卸載工作物，確保其能夠?yàn)楹罄m(xù)的維修提供便利；然后是刀點(diǎn)確認(rèn)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該盡量采用簡(jiǎn)單化的計(jì)算方式，利用換算零件定位基準(zhǔn)，為后續(xù)工作提供便利的同時(shí)，也能夠減少工件加工誤差。同時(shí)，應(yīng)該做好刀具選擇，考慮數(shù)控銑床臺(tái)面位置、夾具和刀具本身的加工特點(diǎn)等，對(duì)銑床切削量進(jìn)行控制，在了解加工精度要求的前提下，做好相應(yīng)的判斷。

2 數(shù)控銑床工裝夾具改進(jìn)

2.1多工件一次加裝

數(shù)控銑床在加工過(guò)程中，夾具執(zhí)行相關(guān)動(dòng)作的動(dòng)力是壓縮空氣，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)夾緊和松開(kāi)，能夠?yàn)楣ぷ魅藛T的操作提供便利，而且自動(dòng)控制裝置也能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)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(guò)換刀過(guò)程相對(duì)較長(zhǎng)，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(jìn)設(shè)計(jì)，適當(dāng)縮短加工時(shí)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(guò)多工件一次裝夾設(shè)計(jì)的方式，能夠?qū)庸すに囘M(jìn)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(shè)計(jì)形成以及工件尺寸，將夾具改進(jìn)為一次裝夾數(shù)個(gè)工件，數(shù)量可以依照具體情況進(jìn)行調(diào)整，在保證加工精度的前提下，盡可能縮短加工時(shí)間。

2.2關(guān)注內(nèi)部結(jié)構(gòu)

在數(shù)控銑床工裝夾具設(shè)計(jì)中，安全問(wèn)題是必須關(guān)注的核心，而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)則是最為關(guān)鍵的內(nèi)容。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該關(guān)注荷載及使用功能性問(wèn)題等內(nèi)容，其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，而且很多時(shí)候在數(shù)控銑床工裝夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，很少會(huì)將連續(xù)加工和排屑問(wèn)題考慮在內(nèi)，這樣必然會(huì)對(duì)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(jī)床刀具切削的順利進(jìn)行，確保切屑不會(huì)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(zhǔn)度[2]。

2.3優(yōu)化夾緊方式

工裝夾具的主要功能，是對(duì)需要加工的零件進(jìn)行固定，避免其在加工過(guò)程中出現(xiàn)移動(dòng)，保證加工精度。因此，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)工裝夾具的夾緊方式進(jìn)行優(yōu)化，在夾緊工件的同時(shí)，避免對(duì)工件的破壞，同時(shí)方便刀具運(yùn)動(dòng)。如果可能，應(yīng)該留出足夠的安全空間，盡量采用聯(lián)動(dòng)夾緊的方式，確保能夠同時(shí)夾緊多個(gè)元件。就目前來(lái)看，數(shù)控銑床在進(jìn)行工件加工的過(guò)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(dǎo)致夾具夾緊力過(guò)大，輕則影響加工效果，重則在工件表面產(chǎn)生壓痕甚至導(dǎo)致工件整體損壞。想要對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行解決實(shí)際上非常簡(jiǎn)單，就是在工裝夾具與工件接觸的部位，進(jìn)行壓板鍍銅，以此來(lái)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(huì)對(duì)加工精度及加工質(zhì)量產(chǎn)生影響，因此，在對(duì)工件進(jìn)行布置時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要關(guān)注許多方面的問(wèn)題，如工件外形尺寸調(diào)整、機(jī)床行程參數(shù)設(shè)置、機(jī)床工作臺(tái)尺寸設(shè)置等，確定好相應(yīng)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(gè)過(guò)程中，工作人員還應(yīng)該對(duì)相鄰工件之間的距離進(jìn)行有效控制，確保工件安裝完成后具備一定的敞開(kāi)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(shè)計(jì)中需要考慮的一個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題，合理的設(shè)計(jì)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(duì)于設(shè)計(jì)人員而言，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，應(yīng)該優(yōu)先選擇成套的工裝夾具，以此來(lái)提升機(jī)床運(yùn)作過(guò)程中的工作效率。另外，還可以選擇一些相對(duì)靈活的夾具，這樣即便在工件加工過(guò)程中存在不合理或者不恰當(dāng)?shù)牡胤剑僮魅藛T也可以及時(shí)作出調(diào)整和改進(jìn)，而不會(huì)對(duì)工件加工效率產(chǎn)生負(fù)面影響。不僅如此，在加工環(huán)節(jié)，操作人員必須嚴(yán)格依照規(guī)范化的加工程序進(jìn)行操作控制，避免違規(guī)操作的情況，可以有效預(yù)防很多加工過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題，從而促進(jìn)加工效率的提高[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，對(duì)于數(shù)控銑床而言，在進(jìn)行工裝夾具的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該立足工件加工需求，關(guān)注夾具的所有細(xì)節(jié)，充分考慮可能存在的影響因素，對(duì)數(shù)控銑床工裝夾具設(shè)計(jì)中的缺陷和問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)分析，通過(guò)改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行完善，以此來(lái)保證數(shù)控銑床工作夾具設(shè)計(jì)的合理性、實(shí)用性，充分體現(xiàn)人性化設(shè)計(jì)，通過(guò)這樣的方式，能夠切實(shí)推動(dòng)數(shù)控加工技術(shù)的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]蔣信芳.數(shù)控銑床工裝夾具設(shè)計(jì)內(nèi)容與改進(jìn)分析[J].科技視界，2014，（33）：247.

[2]余廣強(qiáng).數(shù)控銑床工裝夾具設(shè)計(jì)與改進(jìn)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(shè)計(jì)內(nèi)容與改進(jìn)[J].中國(guó)設(shè)備工程，2016，（11）：92.