研究數(shù)控銑床與加工中心夾具設(shè)計

陳世斌

摘 要：針對目前利用數(shù)控銑床加工零部件過程中存在的問題，分析了其工藝路線設(shè)計、夾具對刀設(shè)計和固定方法，目的是為相關(guān)建設(shè)人員提供一些理論依據(jù)。結(jié)果表明，在數(shù)控銑床夾具的設(shè)計過程中，操作人員可通過控制對刀點定位的準(zhǔn)確性來提高加工工件產(chǎn)品的精確度。

關(guān)鍵詞：數(shù)控銑床；夾具；工藝流程；對刀點

中圖分類號：TG54 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.18.107

在數(shù)控銑床的零部件加工過程中，加工中心的夾具設(shè)計直接決定了工件產(chǎn)品的精確性。因而，相關(guān)設(shè)計人員應(yīng)在明確其工藝路線、對刀點和具體尺寸參數(shù)的基礎(chǔ)上，提高數(shù)控機(jī)械設(shè)備的工作質(zhì)量。此外，夾具設(shè)計水平的提高還能使與數(shù)控銑床類似的輔助加工夾具廣泛地運用到各類加工中心去，進(jìn)而促進(jìn)我國工業(yè)的健康、穩(wěn)定發(fā)展。

1 數(shù)控銑床夾具的工藝路線設(shè)計

當(dāng)確定數(shù)控銑床夾具設(shè)計對象后，就要對加工零件進(jìn)行分析，以明確零部件的結(jié)構(gòu)特性和材料性質(zhì)。此外，相關(guān)技術(shù)人員還要進(jìn)一步認(rèn)識精加工零部件尺寸和熱處理技術(shù)。在加工中心夾具的工藝路線方面，設(shè)計人員要做好實際加工過程的定位標(biāo)準(zhǔn)工作以及各個工序之間的銜接工作。其中，數(shù)控銑床所使用刀具的技術(shù)參數(shù)是提高零部件加工質(zhì)量的關(guān)鍵。因而，設(shè)備操作人員要在設(shè)定參數(shù)后，要把走刀的方式也明確下來，這就完成了夾具工藝路線的全部設(shè)計內(nèi)容。

2 數(shù)控銑床夾具對刀設(shè)計

首先，數(shù)控銑床夾具設(shè)計人員應(yīng)采用簡化的計算方式，找出具有應(yīng)用合理性的對刀點，這里指的對刀點就是零件加工的定位標(biāo)準(zhǔn)點；其次，還要將零件的定位標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行簡單的換算，以降低實際操作的難度；最后，設(shè)計人員還要嚴(yán)格要求零件后續(xù)的加工過程，以提高夾具設(shè)計的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計出數(shù)控銑床夾具設(shè)計對刀點，降低產(chǎn)品誤差。

在設(shè)計數(shù)控銑床的夾具過程中，要盡可能地避免撞刀問題的發(fā)生，這是降低零部件產(chǎn)品加工成本的關(guān)鍵。具體來說，加工人員可結(jié)合零件和夾具在銑床臺面的位置和刀具本身的尺寸和加工特點確定刀具的性能配置。對于零部件加工的粗細(xì)程度，要根據(jù)銑床實際切削量的大小來確定。對于粗加工來說，通過增加切削量即可保證加工產(chǎn)品生產(chǎn)效率的提升；而對于精加工來說，設(shè)計人員要充分考慮夾具涉及到的精度問題，保證夾具設(shè)計的應(yīng)用效果。

3 數(shù)控銑床夾具的固定方法

在數(shù)控銑床夾具的固定工作中，夾持構(gòu)件裝置是沿著加工作用力的方向來固定零部件。這樣一來，固定著的夾具就能防止工件在加工過程中發(fā)生移動，進(jìn)而給操作人員、工件和刀具帶來損壞。此外，當(dāng)夾具作用于新的零部件時，要把定位構(gòu)件和工件進(jìn)行復(fù)位，這就可以把工件產(chǎn)品的加工尺寸控制在公差范圍內(nèi)。在此過程中，可將夾具的夾緊和定位操作一步完成。由于夾持構(gòu)件位置的合理性直接決定著工件的加工質(zhì)量和安全生產(chǎn)效率，因此，可利用具備力學(xué)效果的機(jī)械通過輕微施力來產(chǎn)生強(qiáng)有力的夾持力，從而實現(xiàn)夾持構(gòu)件的固定。在利用數(shù)控銑床進(jìn)行實際加工時，可將多個元件合并起來使用，使工件夾具的夾持機(jī)構(gòu)具有快速、高效率、易檢修的特點。工件在加工過程中需要進(jìn)行多次安裝和拆卸，所以合并起來使用能夠提高產(chǎn)品的加工效率。

4 數(shù)控銑床夾具設(shè)計實例

對于初步制訂的數(shù)控銑床夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，主要考慮的內(nèi)容有定位、裝夾等。其中，定位找正是夾具設(shè)計最為關(guān)鍵的步驟。首先，要采用一柱一銷的方法來對兩孔進(jìn)行定位裝夾操作；其次，按照工件夾具的操作流程進(jìn)行裝夾；最后，實施零部件的加工。其中，工件夾具的具體流程是：①將定位的銷邊牢牢地固定在數(shù)控銑床的工作臺上；②在裝上墊板和圓柱定位銷后進(jìn)行擰緊固定；③找準(zhǔn)兩個銷的中垂線，并水平輸入到數(shù)控銑床的操作系統(tǒng)內(nèi)；④安裝好工件后，應(yīng)用壓板進(jìn)行夾緊；⑤啟動數(shù)控機(jī)床，使其按照已編好的數(shù)控程序進(jìn)行先后加工；⑥取下加工完的工件，將其翻過來裝夾固定后，加工零部件反面的倒角。

根據(jù)數(shù)控銑床平臺的加工工藝設(shè)計流程，首先要做的是找正工件的具體位置、加工外圓弧和進(jìn)行倒角操作，然后實施反面裝夾、加工工件的反面倒角。在此過程中，要想降低加工工件的誤差，操作人員必須保證工件正反兩面的倒角均勻一致。此外，在加工過程中，設(shè)計制作比較簡易的夾具能夠簡化、加快定位裝夾的過程，進(jìn)而確保加工圓弧和倒角的精度。因此，相關(guān)研究人員應(yīng)對此引起重視，并用于實際加工中，提高零部件產(chǎn)品的生產(chǎn)加工效率。

改進(jìn)存在問題的工藝流程，操作人員可通過系統(tǒng)改進(jìn)來進(jìn)行定位找準(zhǔn)。首先，操作人員要找準(zhǔn)夾具的直邊；其次，保證數(shù)控銑床加工中心按照已編好的數(shù)控程序進(jìn)行外圓弧和倒角的加工；最后，取下工件翻過來裝夾，再次加工反面的倒角。相關(guān)研究表明，利用改進(jìn)后的加工工藝流程所加工出來的工件誤差較小。由此可見，工藝流程的改進(jìn)效果良好。值得注意的是，改進(jìn)工藝流程不僅要

利用傳統(tǒng)的圓弧加工進(jìn)行找正，還要利用百分表來改進(jìn)。事實證明，夾持受力點改進(jìn)可有效提高整個加工過程的穩(wěn)定性和零件質(zhì)量，并在提高生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)上，降低加工工件的定位誤差，增加零件產(chǎn)品使用的剛度。

5 結(jié)束語

綜上所述，在數(shù)控銑床零部件加工的夾具設(shè)計過程中，采用多件加工的方式不僅提高了加工產(chǎn)品的質(zhì)量，還提高了實際操作的效率。然而，在實際的數(shù)控加工系統(tǒng)平臺應(yīng)用過程中，加工技術(shù)和夾具使用技術(shù)的缺失使得多件加工的方式并沒有得到充分利用。針對這一問題，相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)通過設(shè)計合理的輔助加工夾具，滿足加工零件的質(zhì)量和技術(shù)要求，縮短裝夾、定位時間，從而提高零部件產(chǎn)品的加工效率。事實證明，夾具及加工中心的優(yōu)化設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)降低生產(chǎn)成本的目標(biāo)，從而有效減少廢品出現(xiàn)的概率。

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〔編輯：王霞〕