楊龍

【摘 要】我國自改革開放以來大力發(fā)展經濟，現階段已經發(fā)展成為制造業(yè)大國。數控機床是制造業(yè)發(fā)展中不可或缺的一部分，而數控技術發(fā)展的核心之一是數控銑床的應用。在實際的生產作業(yè)中，此類加工技術不僅可以高效地提高制造產品的質量和可靠性，還能減少原料不必要的浪費，節(jié)約成本。工裝夾具作為數控銑床的重要組成部分，它設計的合理性、實用性和科學性直接關系到數控銑床的加工效率。文章就工裝夾具設計的要點、步驟、內容和改進方法對數控銑床的工裝夾具進行相關的探討，具有一定的現實意義。

【關鍵詞】數控銑床;工裝夾具設計;改進

【中圖分類號】TG751.3 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）10-0045-02

數控技術發(fā)展的核心之一是數控銑床的應用，在實際的生產作業(yè)中，此類加工技術具有適用性廣泛、高精度、速度快等特點，可以高效地提高制造產品的質量和加工效率。工裝夾具作為數控銑床中的關鍵組成部分之一，對數控銑床有很重要的作用。工裝夾具的設計質量，不僅影響著產品的加工精度、效率，同時關系著企業(yè)的生產成本。

1 工裝夾具設計的要點

數控銑床在實際的生產加工中對工裝夾具的要求相對來說比較簡單，一般情況下只需要滿足有效定位和夾緊的作用。根據生產工藝的實際操作要求，對工裝夾具進行設計時，應該遵守以下4個原則：一是保證夾具的開敞程度，在加工時，應該保證加工工件的待加工面全部暴露，因此需要增加夾具的開敞性。保證待加工面和工件的科學安全距離，防止主軸套筒和刀具與夾具之間相互干涉。二是確保機床零件的安裝位置和與之匹配的編程坐標系一致，為了能夠讓工件的定位面和數控機床的坐標相互轉換，工裝夾具還要使用不定向的安裝設計。三是要考慮夾具的剛性和穩(wěn)定性。要保證夾具的設計質量，讓夾具的剛性和穩(wěn)定性能夠滿足數控銑床加工的實際作業(yè)需求。四是要考慮夾緊點更換的問題。要掌握夾緊點是否需要更換和如何進行更換，在實際生產作業(yè)時，夾緊點的更換和更換方法均有可能對工件、夾具的定位方向及精度產生不同程度的影響，進而影響整個生產工藝。因此，在實際的加工過程中，應該重視對夾緊點更換方法的設計，同時要確保合理科學的更換周期，以此來提高工件的精度，降低原料消耗和生產成本，生產出更優(yōu)質的產品。對工裝夾具進行設計時，除了遵守以上4個原則之外，還要考慮銑床的加工效率與實際操作性等問題，同時采用科學合理的設計盡量簡化加工的過程，保證工藝簡單、方便、實用及靈活，確保工人在生產作業(yè)時的安全性和避免超負荷勞動，促進我國制造業(yè)健康平穩(wěn)地發(fā)展。

2 工裝夾具設計的步驟和內容

首先，要對工件進行分析，進而制定相應的加工工序和工藝。在對工件進行分析前，要先了解該工件的特點、工件的材質和操作時的技術要求，然后分析它的加工量、加工精度和加工定位、加工表面情況，確定定位的基準和工序的連接順序，全面地進行分析后再制定科學合理的加工路線。設計夾具時要注意走刀的次數，從而確定刀具和機床的參數。實際加工時盡量做到一次裝夾成功和加工成型，這樣可以縮短加工的時間，從而提高加工的效率和質量。其次，要盡可能地將裝夾速度提升到一定水平，可以采用多位、多件夾具式設計，縮短加工時間。為了方便工人操作，簡化操作程序，對刀點的選取應該依據零件的定位進行設定，方便糾偏檢測，從而減少工作誤差。對刀具和切削用量進行系統(tǒng)性的設定，力求滿足夾具設計的標準，確保刀具的大小、形狀等滿足要求，避免機床超程、撞刀等情況的發(fā)生。切削用量應該依據加工的方法進行選取，例如當進行粗加工的時候，基礎條件是提高生產效率，因此在切削量和力度較大的時候，主要考慮裝夾的穩(wěn)定性和裝夾的負荷。當機床進行精加工、半精加工的時候，最主要的條件是工件裝夾的精確度。對夾具進行設計時，其通用化設計不能以單一的工件為基礎，而是要求能夠進行相似工件的設計和生產，因此在夾具的實際設計階段，應該依據零部件的結構特征、尺寸大小、應用途徑、加工精度等進行詳細的分類，以確保能夠提高夾具的通用性。

3 工裝夾具設計改進方法

3.1 多個工件實現一次夾裝

工裝夾具在進行設計的時候，使用壓縮空氣來提供所需要的動力，對夾具的松緊度進行操控，可以簡化程序，方便對不同的產品表面進行次序加工。但是，此類換刀耗費的時間比較長，而且在產品加工過程中的故障大多出現在自動換刀時期。

在滿足加工基本要求的基礎上，需要對換刀的次數進行合理的設計和改進，進而減少產品加工所需要的時間，降低其故障發(fā)生的可能性，提高安全生產系數。對于上述情況進行設計改進，將多個工件實現一次夾裝，對產品加工程序進行優(yōu)化，盡量減少換刀的頻數。例如，依據產品的尺寸大小和機床的設計程序，將工裝夾具設計為20個工件，工件的數量可以依據具體的作業(yè)情況進行實際調整，對它的C和D兩個位置進行孔擴作業(yè)。首先要對這20個工件進行排序，將其分成兩排，每一排為10個工件。采用C孔的擴孔刀順序對20個工件的C孔進行擴孔工作。然后將C擴孔刀換成D擴孔刀，按照上述操作繼續(xù)對這20個工件進行擴孔工作。擴孔工作完成后，把D擴孔刀換成C鉸刀，對其進行鉸孔操作，再將工件的鉸刀由C孔換成D孔，繼續(xù)進行鉸刀工作。從上述換刀的次數來看，對這20個工件進行擴鉸操作時只需要進行4次換刀的操作，這樣能夠最大限度地節(jié)約工件的加工時間。

3.2 多件裝夾工裝夾具設計要求

多件裝夾工裝夾具在設計的時候，要滿足以下幾個設計要點：首先要對工件進行合理布局，根據工件的形狀、尺寸大小、生產數量、機床參數及尺寸等進行科學、合理的布置。同時，工件與工件之間應該設置一定的距離，這樣能夠方便工件的安裝和卸載、清除等工作。工件在安裝完成后應該有良好的敞開性，目的是便于日后的集中加工。其次要精確定位元件。在對元件進行定位的時候，定位方式應該選擇一面兩銷的方式，同時根據工件的實際尺寸準確地確定每一個組件的菱形銷和圓柱銷之間的距離，進而確定每一個組建在工件加工的售后能夠移動到各自的合理位置中。再次要改善夾緊的方法。夾緊方式應該簡單、方便，從而給刀具留出較大的運動空間，同時在設計的時候，應該采取聯動夾緊的方法同時對多個工件進行夾緊。數控銑床的工序較為集中，會產生較大的夾緊力，工件表面會留下一些壓痕，可以在壓板和工件接觸的接觸面焊上一層銅來解決這個問題。最后要進行立式數控銑床工裝夾具的設計。和普通的銑床有一定的區(qū)別，立式數控銑床在工件進行加工的時候，工裝夾具上經常會存留一些切削。因此，對于此類銑床，一定要提前安裝排屑裝置，及時做好切削的清理和回收工作，并且要保證在排屑的時候不會影響刀具的正常工作，也不可以落在工裝夾具的元件表層，這樣就能夠保證元件高精度的定位。

3.3 合理改進工件安全距離

在實際的操作過程中，為了改善工裝夾具乃至數控銑床整體的工作效率，需要結合實際的作業(yè)情況，采用合理科學的措施和方式提高整體工裝夾具的性能。高度重視工件的安全距離，尤其是部分工作包含同步加工生產問題。進行科學并符合實際操作條件的安全距離設計，能夠有效地提高待加工產品的換裝和安裝及清洗的方便性。工件和工件之間的距離應該進行嚴格控制，防止它超出合理的距離范圍，太密集的工作將會產生清洗系數增加等難題，進而對工裝夾具的拆卸產生一定的負面影響，嚴重時能夠降低生產效率。所以，在實際作業(yè)之前，應該多方面綜合考慮，全面分析工裝夾具的實際，改進工件之間的安全距離，并且確保其距離的準確性、可靠度，為將來工件加工工作的順利進行提供保障，也能提高整體的精確度。

3.4 科學改進夾具加緊方式

工裝夾具在數控銑床中具有十分重要的作用，受機械振動和刀具作用力等的影響，要采用科學的方法解決夾具夾緊的方式。首先，在工裝夾具時，要保證工裝夾具可以合理地夾緊，從而避免在實際工作的切削過程中發(fā)生掉落或者是偏移，故而影響整體的加工效率和加工精度及加工進度。其次，在運用夾具時，可以采取聯動夾緊的方法。聯動夾緊的方法具有科學性，能夠在同步夾緊數個工件的同時，明顯地提高工藝的加工效率。

4 結論

現階段，隨著經濟的飛速發(fā)展，我國已經成為世界制造業(yè)大國之一。制造業(yè)發(fā)展的核心技術之一是數控銑床技術，對數控銑床技術的不斷優(yōu)化和發(fā)展，能夠有效地推動制造業(yè)的進步。數控銑床中工裝夾具的設計和優(yōu)化，對數控銑床的應用有很大的作用，因此我們應當重視工裝的夾具設計，根據實際操作需求，對其進行科學合理的優(yōu)化和改進，提高工件的精準度和生產效率，降低原料的浪費，節(jié)約成本，增大企事業(yè)的生產效益，進而推動整個制造業(yè)健康平穩(wěn)地發(fā)展。

參 考 文 獻

[1]李爽.數控銑床工裝夾具的設計及改進[J].黑龍江科學，2019，10（8）：84-85.

[2]謝友銀.數控銑床工裝夾具設計與改進建議[J].中外企業(yè)家，2019（2）：126.

[3]余新軍.數控銑床工裝夾具設計與改進[J].科技風，2018（6）：151.