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數（shù）控銑床加工特殊零件的夾（jiá）具分析

2021-11-23 來源：江蘇省徐州技師學院作者：孫奇

摘要（yào）：我國工業領域的發展，使各種特殊零件被大量應用於各種（zhǒng）機械設備中，這些特殊零件能否得到精確的加工，將直接關乎（hū）整個機（jī）械設備的運行性能（néng）。數控銑床作為加工特（tè）殊零件的關鍵工具，在對特殊零件進行加工時更要合理地使用夾具，因此，需對夾具的（de）設計及製造問題進行深入研究，了解夾具的基礎構造，掌握其不足之處並進行優化，對於特殊零件加工具有巨大助益。本文就此展開論述，僅供參考（kǎo）。

關鍵詞：數控銑床；零件加工；特殊（shū）零件；夾具

數控銑床在零件加（jiā）工方麵要比普通銑床有（yǒu）優勢（shì），能夠利用數控程序來對零部件實時精密化、自動（dòng）化的（de）加工。在應（yīng）用數控銑床（chuáng）進（jìn）行實（shí）際加工時，往往需要將其作為加工特殊零件的（de）重要設備，並且在用數控銑床來加工特殊零件過程中，還要應用到相應的夾（jiá）具，以確保（bǎo）特殊零件在經過加工以後（hòu），精度能夠（gòu）達到使用標準，且有助於提高數控銑床對特殊零件的加（jiā）工效率[1-4]。本文對數控（kòng）銑床在加工特殊（shū）零件過程中采用的夾具進（jìn）行分析，其（qí）目的在於縮短特殊零件的裝夾時間（jiān）與定位時間，以確保特殊零件的（de）加工效率得到有效提升。

1、數控銑床加工特殊零件過程中改（gǎi）造夾具的重要性

本文（wén）以某（mǒu）吊耳零件作為實例，在對該吊（diào）耳零件進（jìn）行加工時，需要（yào）采用數控（kòng）銑床來完成。該吊耳零件（jiàn）的厚度（dù）為40mm，加工公差為 1.6mm，吊耳零件的兩大（dà）麵需要進行直倒角加工，直倒角為 45°，且沿尺寸軸向寬度為 2mm，在吊耳零件中，其兩孔直徑均為 64mm，外孔至大（dà）圓輪（lún）廓（kuò）的距離為 100mm，而（ér）內孔至小圓輪（lún）廓的距離則為 60mm，外孔與內孔（kǒng）的最近邊緣距離為 116mm，整個（gè）吊耳零件的長度可達到276mm。在對該吊耳零件進行加工（gōng）以後（hòu），其兩大麵均已加工完畢，而對外孔與內孔則采（cǎi）取鏜銷加（jiā）工，並對外圓弧（hú）保留加工餘量（liàng）控製在 2mm至 3mm，在應用數控銑床進行加工時，需要對吊耳零件（jiàn）的倒角及圓弧進（jìn）行加工（gōng），其中圓弧邊（biān）的（de）加工可進行一次裝夾。對於倒角加工來（lái）說，則需采取正、反兩次裝夾方可完成。在對（duì）吊耳零件的外圓弧進行加工過程中，所采用的銑刀直徑為 40mm，且需要對其實施全厚度加工，這是因為（wéi）采取全厚度加工能夠使（shǐ）加工效率提高，而且不需要進行分層。

在應用數控銑床進行吊耳零件加工時，其具體加工流程如下：1）對工件進行找正；2）對其外圓弧進行加工（gōng）；3）對倒角進行加工；4）將工件翻轉（zhuǎn）後用夾具（jù）進行裝夾，並對（duì）反麵倒角進行加（jiā）工。需要注（zhù）意的是，在進（jìn）行倒（dǎo）角加工時，必須要確保其正反麵倒角能（néng）夠均勻一（yī）致。　

這種加工方法可以實現對吊耳零件的有效加工，不過其弊端卻也比較明顯，主要體現（xiàn）在夾具方麵，並容易引發（fā）以下加工問題。

1）考慮到類似於吊耳（ěr）零件的特殊零件（jiàn）往往需要進行大批量的生產，因（yīn）此必須要保證數控銑床能（néng）夠利用夾具來對工件進（jìn）行快（kuài）速找正，但夾件在定位工件時隻能根（gēn）據工件的中心孔來完成裝（zhuāng）夾，對兩孔中心連線找平（píng）時則要耗費很多時間和精力，對工件進行批量生（shēng）產更是無從（cóng）談起。

2）即（jí）使對吊耳零件這種特殊零件進行了找正，在利用數控銑床加工吊耳零件時（shí）也易產生各種問題（tí），對於（yú）外圓弧加工（gōng）來說還能夠（gòu）順利完（wán）成，但在加工（gōng）兩邊倒角時便會存在很（hěn）多困難，即使對吊耳零件的正麵倒角進（jìn）行了（le）高（gāo）標（biāo）準的加工，在後續加工吊耳（ěr）零件反麵倒角時（shí）也易出現反麵圓弧無法（fǎ）全部切到。

3）對於吊耳零件來說，往往需要定期加工，加工數量也比較多，但由（yóu）於該（gāi）零件的加工難度（dù）較大（dà），並且需要耗時耗力，造（zào）成加工企業往往很難滿足該類特殊（shū）零件的加工需求，從而延誤了生產（chǎn）周期。所以，在對特殊零件進行加工時，為了確保企業能夠利用數控銑床來實現對特殊零件的順利加工，就必須要對加工過程中采用的夾具（jù）進（jìn）行改進與優化設計，以使工件能夠在數控銑床中進行快速、便捷（jié）、準確的定（dìng）位裝夾，從而使特（tè）殊零件的倒角及圓（yuán）弧加工精度得到可靠保證。並且，在設計夾具過程中，必須要確（què）保夾具有著較為簡單的構造，人們可（kě）以方便地製造夾具，且夾具還要具備一定的通用性，能夠在特殊零件加工過程中得到長期使用。

2、特（tè）殊零件加工過程中的夾具設計

2.1 基礎構造

企業在應用數控銑床加工一些比較特殊的零件過程中，其關鍵（jiàn）在（zài）於對特殊零件進行找正，而找正則需保證其定（dìng）位（wèi）裝夾的準確性與快（kuài）速性。根據本文中提到的吊耳零件，其兩孔裝夾需要（yào）采取一銷一柱方法（fǎ），在應（yīng）用上述裝夾方（fāng）法過程中，可（kě）不用縮小定位銷的原（yuán）始直徑，不過卻需要擴大（dà）連心線的間隙距離，這（zhè）樣便（biàn）會在一定程（chéng）度上（shàng）起到（dào）縮小（xiǎo）定位銷原始直徑的作用，從而使中心距誤差得到有效補償。在對上述影（yǐng）響因素進行全麵、綜合考（kǎo）慮以後，需要通過特殊夾具來完成定位裝夾與零件加工，以此確保特（tè）殊零件的加工精度達標。在對特殊零件進行定位裝（zhuāng）夾時，裝夾後的特殊零件中包括墊板、定位（wèi）銷、開口壓板（bǎn）、T 型（xíng）塊與（yǔ）螺母，其中墊板（bǎn）能夠有效支撐特殊零件，以此保證特殊零件在加工過程中（zhōng）保持穩定，而且在加工外圓弧過程中，還能（néng）給走刀預留出充足的空間（jiān）。對於吊耳零件的兩孔（kǒng）加工工作，則需利用數控銑床來完成，以使兩孔孔距（jù）達到設計標準。對於定位銷來說，其關（guān）鍵作用體現在定位零件方（fāng）麵，同時，為了使特（tè）殊零件的裝卸更加方便，還需要應用到開口（kǒu）壓板，夾具則通（tōng）過 T形板來（lái）對特殊零件進行固定。

在通過夾具（jù）來對特殊零件進行定位裝夾時，具體加工方法如（rú）下：1）先對定（dìng）位銷進行固定，再對墊板進行安裝，並對（duì）特殊零件的中心軸線進行（háng）找正；2）將特殊零件的（de）找平（píng）信息錄入到數控銑床係統中，在（zài）平台中裝上特殊零（líng）件，利用開口（kǒu）壓（yā）板來壓緊特殊零件；3）利（lì）用數控銑床來對特殊（shū）零件的外圓弧進行加工，待圓弧加工完（wán）畢後進行倒角加工；4）將特殊零件進行翻轉，然後重新裝夾和倒角加工。

2.2 夾具使（shǐ）用

在應用上文中提到的夾具來對特殊零件進行（háng）定位裝夾以後（hòu），並（bìng）通（tōng）過（guò）數控銑床（chuáng）來進（jìn）行加工，仍有以下不足：1）對刀和找正的難度較（jiào）大；2）加工（gōng）人員（yuán）在應用數控銑床來對特殊零件進行加工時，應對螺栓、T形塊、螺母及開口（kǒu）壓板進（jìn）行壓緊（jǐn），其緊（jǐn）固程度是否達到標準難以保證（zhèng），如（rú）果（guǒ）實際緊固（gù）程（chéng）度不足，會造成特殊零件在加工過程中的原有位置發生變動，而這勢必會導致數控銑床在（zài）加工特殊零件（jiàn）的反麵倒角時出現（xiàn）一（yī）邊無、一邊有的問題；3）當夾具出現鬆動時，要對特殊零件進行重（chóng）新找正，這（zhè）樣反而會耗費更多時（shí）間，同時也會（huì）對（duì）特殊零件的加工效率及精度造成（chéng）不利影響。如果上述不足存在，需（xū）要對夾具的基本構造予以相（xiàng）應（yīng）改進與優（yōu）化，使其能夠以百分表為依據來進行找正，以使找正流程得到相應簡化（huà）。並且，若要確保夾具具備更（gèng）大的剛度、降低定位過程中產生的誤差，還需要對夾具零件（jiàn）進行合成，同時針對特殊零件裝夾穩固性問題要改變（biàn）原有的受力點（diǎn）。

2.3 夾具改造及使用效果

對於數控銑床夾具改造設計而言，由（yóu）上述內容可知，在進行數控銑床夾具改造過程中，需要有計劃、有步驟地來進行夾具設計，將（jiāng）不同設（shè）計步驟轉化成不同的幾項，並確保各（gè）個設計程序能夠獨立、分開的完成，確保每名設計人員都能（néng）發揮其長處，通（tōng）過彼此之間的密切交流，采取求同存異的設計理念，以（yǐ）使不同設計人員的想法得以整合起（qǐ）來，並落實責任製度，由專業人員來進行錯誤（wù）改正，這樣（yàng）才能使夾具在改造後具（jù）備更高的精準度（dù）。同時，對於不同部件的零件需要予以特別對待，在以往的夾具設計中（zhōng），需要（yào）吸取夾具設計的經驗（yàn）與教訓，轉變以往的單一化生產方式。許多特（tè）殊零件都有著不同的加工要（yào）求（qiú），需（xū）要盡可能減少換刀（dāo）次數，由於（yú）某些特殊零（líng）件的剛度較差，因此需要采取（qǔ）相（xiàng）應的技術手段（duàn）來保證加工精度（dù），而這要對專用（yòng）的夾具進行設（shè）計，可通過一次對多個零件進行裝夾（jiá），以達到降低換刀次（cì）數的目的，也可采取多個裝夾（jiá）的（de）夾具來保證（zhèng）加工精度，在此過（guò）程中需要利用（yòng）計算機輔助技術來對夾具進行三維立體圖像設計，模擬析夾具金屬變形和受力狀況（kuàng），並對夾具應用過程中可能出現的起皺、破裂等問題進行預測（cè），方（fāng）可使夾具的設計變得更加精（jīng）密、合理。

根據以上設計改造思路，在對夾具進行改造過（guò）程中（zhōng），具體流程（chéng）如下：首先在夾具底部（bù）安裝大（dà）麵積墊板，以確（què）保墊板、定位銷能夠形成一個完整的整體（tǐ），定位元件則采用邊銷和圓柱，以（yǐ）使平台中（zhōng）的特殊零（líng）件在定位過程中得以牢固（gù）支撐。數控銑床對特殊零件加（jiā）工時，以中心點為依據可提高加（jiā）工精度。夾具中（zhōng）心線需要和大麵（miàn）積墊板相互平行，即使產生平行誤差，也應控製誤差值在 0.017mm以內，由此使得找正流（liú）程得到有效簡化。

對（duì）於夾具圓柱和大麵積墊板來說，兩者之間的垂（chuí）直度應（yīng）保持良好，垂直誤差需要小於 0.018mm，在應用上述方法來優化夾具的（de）原有基本構造以後，加工人員在使用數控（kòng）銑床來加（jiā）工（gōng）特殊零件（jiàn）時，具（jù）體的流程步（bù）驟便精簡為以下（xià）：首先是找正夾具直邊，然後通過數控銑床進（jìn）行加工，待特（tè）殊零件的外圓弧得以（yǐ）被加（jiā）工完畢後，再對其倒角（jiǎo）進行數控加工，當（dāng）倒角（jiǎo）也加工完畢時，便可將裝夾於工作台中的特殊零件進行卸下（xià），然後翻轉到特殊零件的另一麵，以便於進行二次裝夾與二次倒（dǎo）角加工。經（jīng）改造以後，實際加工結果表（biǎo）明，夾具（jù）基本構造的優化，使得找正（zhèng）次數得以有效降低，具體降低幅度可達到 54% 左右，而且夾具剛性也得到了（le）有（yǒu）效（xiào）改善，不需（xū）要（yào）再進行分層加工，特殊零件在加工（gōng）完畢後，其倒角均勻一致，零件外（wài）觀美觀性更（gèng）好。更（gèng）為重要的是，通過夾具改造，還（hái）使得原有的裝夾與定位步驟得（dé）到了有效簡化，進而使企業能夠實現對特殊零（líng）件的大批量加工生產。

3、結語

綜上所述（shù），加工人員在利用數控銑床來對（duì）特殊零件進行加工時，夾具在其中起到非常重要的作用，因此有必要對現在夾具進行深入研（yán）究與改造。通過不斷完善特殊零件的加工技術，以（yǐ）使數控銑床在加工特殊零件時取得更（gèng）高的生產加工效率，進而使現代工業的發展逐漸具備更加深厚的（de）技術（shù）基礎與底蘊。

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