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數控銑（xǐ）床工裝夾具設計與改（gǎi）進（jìn）探索

2016-11-17 來源（yuán）：駐馬店技師學院作者：張（zhāng）永超

摘要:隨著現代高技術的日益先（xiān）進，數控（kòng）銑床設備不斷得到更新換代。數控銑床的應用較為廣泛，其（qí）可以用於平麵、斜麵和（hé）成型麵加工。工裝夾具主要是根據工件加工過程的某道工（gōng）序要求以（yǐ）及相關生（shēng）產需要（yào）等進行具體設計的。而夾具設（shè）計質量對工件質量、生產效率（lǜ）以及生產成本等影響較大。夾具設計應簡單實用，可製造性好，便於裝配維修。但（dàn）實際生產過程中，工裝夾具的質量和效率限製著數控銑床的大量應用，如何采用合理改進方法解決機床夾具設計中存在（zài）的問（wèn）題意義重大。

關鍵詞:數控銑床；工（gōng）裝（zhuāng）夾具設計；改進

引言：

數控銑床是以普通銑床器械為基石成長出來的自動加工（gōng）設備，它與其他的銑床在加工工藝方麵並沒有太大的差異，彼此的結構也存在類似之處。數控銑床主要可以分成兩個大的類（lèi）型，即不帶刀庫和帶（dài）刀庫兩種。對於帶刀庫的數控銑床來說，它擔任著加工中心的作用。就具體的XK5040A 型數控立式（shì）升降台銑床而言，它包含有FANUC0— MC 數控（kòng）係統，驅動方式主要是全（quán）數字交流。其中（zhōng）的機床可以（yǐ）劃分為床（chuáng）身、銑頭、工（gōng）作台、橫進（jìn）給（gěi）、升降台（tái）以及冷卻、潤滑部分。床身內部的結構科（kē）學，並且它的剛（gāng）性很強（qiáng），底（dǐ）座包括4 個調節螺（luó）栓，它們起著可以任意在水平方向對機床開展調控的作用。

1.數控銑床工裝夾具（jù）設計的重點

數控銑床實際（jì）加（jiā）工過程對工裝夾具的要求相對（duì）簡單，一般隻需要工裝夾具做到有效定位和（hé）夾緊作用。在進（jìn）行工裝夾具設計時，設計人員首（shǒu）先應熟悉工序坐標圖。工序坐標圖反映了（le）設計的結果，包括工件結構形狀和具體的加工（gōng）部位，包（bāo）括程序的原點（diǎn）、起（qǐ）刀點以及走刀路線。圖中還應該標注出加工部位、起刀點和走刀（dāo）路線與程序原點的坐標位置。繪製（zhì）工序坐標修正（zhèng）圖的目的是將工件坐標係統和機床坐標係統聯（lián）係起（qǐ）來，進（jìn）一步繪製機床（chuáng）夾具工件的安裝情況示意圖，才（cái）能準確標注程序原點及相對定位基準的位置（zhì）尺寸，防止各加工麵（miàn）位置與機械原點發生重合。工裝夾具設計要確保工件加工的精度。工裝夾具設計（jì）要確保工（gōng）件加工中的精確度和穩定性。為了保證機床與夾具（jù）表（biǎo）麵的耐磨（mó）性與精確性，可以通過安裝在夾（jiá）具下麵的檢測儀器來準確的測定。同時，通（tōng）過工（gōng）作台的（de）移位、轉位和采用剛性的刀具（jù）保證夾具（jù）敞開性、加工孔的垂直度、同軸（zhóu）度良好。應注重數控銑床工裝夾具的加工效率（lǜ）設（shè）計。在銑床工裝夾具設計中（zhōng），應該（gāi）采用程度化、標準化和模塊化的（de）工裝夾（jiá）具（jù）。最後，設計數控銑床工裝夾具要進（jìn）行（háng）防碰撞的校核。夾具設計時，應重點考慮夾（jiá）具的剛性和穩定性問題，保證夾具的剛性和穩定性符合數（shù）控銑床加工（gōng）要求。同時也需明確是否進行更換夾緊點以及更（gèng）換方式的（de）問題，實際加工過程中夾緊點更換以及更換（huàn）方式都有可能對工件或夾具定位精度造成嚴重影響，因此實際設計過程中，應對夾緊點更換方式（shì）進行重點（diǎn）設計，從而確保工件（jiàn）或夾（jiá）具定位（wèi）精度。還應采用合理化設計保（bǎo）證加工（gōng）過程簡單實用、操作靈活方便，可有效降低人（rén）工（gōng）勞動強度和生產安全。

2.數控銑床工裝夾具的設（shè）計步驟與（yǔ）內容

首先進行工件分析，確定加工工藝與工序。這工作需要了（le）解工件的特點、材料性質以及相應的技術要求。同時對加工餘量、精度（dù）、定位和表麵情況進行（háng）分（fèn）析，也需要考慮定位基準和前後工序連接情況，綜合分（fèn）析後確定出合理的加工路線。設計夾具過程中走刀次數的確定至關重要，其（qí）次數確定可參（cān）考刀具、機床的參數。加工過程應盡可能一次裝夾和加工成形，有效縮短加工生產實際，提高生產效率和加工精度。其次盡量加快裝夾速度，可在數控銑床加工工件過程中，使用多位、多件夾具，加快裝（zhuāng）夾速度以及縮短加工（gōng）時間。再次是（shì）對刀點的選擇，通

常為了簡化程序計算，對刀（dāo）點選擇應根據零（líng）件的定位基準，以便進行機床找正檢測，盡可（kě）能的減小加工誤差。一（yī）般加工人員（yuán）將對刀點選擇在工（gōng）件的基準上。接（jiē）下來刀具和（hé）切削用量進行合理化選擇（zé），保（bǎo）證刀具的（de）形狀和尺寸符合夾具設計要（yào）求，

避免機床超程、撞刀情況（kuàng）。同時（shí）機床的切削用量的選擇應根據加（jiā）工方式，如機床進行（háng）粗加工時，生產效率的有效提高（gāo）是基礎（chǔ）條件，通常其切削量和切削力相對較大，因此應重點考慮工件裝夾穩定性和夾具負荷。若機床進行半精加（jiā）工（gōng）和精加工時（shí），工件裝夾的精度是切削用量選擇的重要參數。最後是夾具設計（jì）的標準化與通用化，夾具設計的標（biāo）準化可保（bǎo）證各零部（bù）件采用統一標準，可提高夾具製造的精度與生產效（xiào）率。夾具設計的通用化，其具（jù）體指（zhǐ）夾具設計不再以單一產品為設計對象，而是可進行類似產品的設計和生產。因此夾具設計階段，應根據零件的結（jié）構特征、尺寸、用途和加工精度進行具體分類（lèi），以便於夾具（jù）的通用（yòng）性的有效提高。

3.數控銑床工裝（zhuāng）夾具（jù）的設（shè）計改進（jìn）方法

工裝夾具設計采用壓縮空氣作為動力源，對夾具進行鬆（sōng）開以及夾緊操作，這極（jí）大方便工作人（rén）員（yuán）的手工換刀（dāo）作（zuò）用，而加裝自動（dòng）控（kòng）製（zhì）裝置則可進行自動換刀，這種換刀可進（jìn）行多種表麵的次序加工。但這種換（huàn）刀過（guò）程耗時較長，如自動換刀出現故（gù）障概（gài）率（lǜ）較（jiào）大，這個加工過程（chéng）中的較大比例的故障都出現在自動換刀裝置。因此基於加工要（yào）求的基（jī）礎上，對（duì）換刀次數進（jìn）行適當的設計改進（jìn），縮短加工時間，降低（dī）故障頻次以及提高數控機床的安（ān）全穩定性。針對這種情況進行的（de）設計優化為多個工件一次裝夾設計，實現對（duì）加工工藝的優化調整，盡可能的減少換刀次數。根據工（gōng）件加（jiā）工尺寸要（yào）求和數控（kòng）機床設計（jì）行程，工裝夾具設計成每次裝夾10 個工件，工件數可根據實際需求進行調整，對其進行A、B 兩孔擴鉸作業。首（shǒu）先將10 個工件（jiàn）排列（liè）成兩行，每行5 個工件，使用A 孔擴孔刀依次對10 個工件的A 孔進行擴孔[3]。A 孔擴孔刀換為B 孔擴孔刀後，依次對10 個（gè）工件的B孔進行擴孔。擴孔作業完成後將B孔擴孔刀換為（wéi）A 孔鉸刀，依次對10 個工件（jiàn）的A 孔進行鉸孔。作業（yè）完成後將A 孔鉸刀換為B 孔鉸刀，依（yī）次對10 個工件的A 孔進行（háng）鉸孔。從（cóng）換刀次（cì）數來看，10 個工件進行擴鉸作業（yè）隻需進行4 次換刀操（cāo）作。

4.結束（shù）語

通過本文（wén）對數控銑床工裝夾具設計要點的闡述，對數控（kòng）銑床工裝夾具設計相關問題、設計步驟與內容以及設計改進（jìn）方法進行具體分析。工裝夾具設（shè）計對於數控銑（xǐ）床加工生產至關重（chóng）要，在數控銑床工裝夾具設計應對可能的（de）影響因素進行（háng）全麵分析，並從實際（jì）生產（chǎn）細節出發，對工裝夾具設（shè）計進行（háng）適當的優化改進，才能使得工裝夾（jiá）具設（shè）計更符合實際生產（chǎn）要求，從而有效推動數控機床技術（shù）的（de）大規模應用。在進行夾具設計時要考慮夾具的標準化與通用化。即盡量使（shǐ）用統一標準，這樣既方（fāng）便了夾具各零（líng）部件間的互換（huàn），也（yě）提高了數控銑（xǐ）床的生產（chǎn）精度與生產效率（lǜ）。

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