試析數(shù)控銑床加工中薄板類(lèi)零件的夾具設(shè)計(jì)

張勇維

【摘 要】數(shù)控銑床在當(dāng)前零件加工中的應(yīng)用較為廣泛，能夠在提升生產(chǎn)工作效率的同時(shí)，滿足對(duì)零件加工質(zhì)量的要求。在數(shù)控銑床加工中，薄板類(lèi)零件的夾具是最為關(guān)鍵的一個(gè)工具類(lèi)型，能夠在保障零件位置準(zhǔn)確性的同時(shí)，適應(yīng)大批量加工生產(chǎn)的工作要求。論文通過(guò)分析專(zhuān)用夾具的優(yōu)勢(shì)與作用，探索數(shù)控銑床加工中薄板類(lèi)零件的夾具設(shè)計(jì)與制作方案，明確其設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)，為相關(guān)工作人員提供參考與建議。

【Abstract】CNC milling machine is widely used in parts machining at present， which can not only improve the production efficiency， but also meet the requirements of parts machining quality. In CNC milling machine， the fixture of thin plate parts is the most key tool type， which can not only ensure the accuracy of parts position， but also meet the requirements of mass processing and production. By analyzing the advantages and functions of the special fixture， this paper explores the fixture design and manufacture scheme of thin plate parts in CNC milling machine， identifies the key points of its design， so as to provide reference and suggestions for relevant staff.

【關(guān)鍵詞】數(shù)控銑床加工;薄板類(lèi)零件;夾具設(shè)計(jì)

【Keywords】CNC milling machine processing; thin plate parts; fixture design

【中圖分類(lèi)號(hào)】TG547 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2019）07-0161-02

1 引言

專(zhuān)用夾具應(yīng)用于數(shù)控銑床的加工當(dāng)中，不僅能夠促進(jìn)生產(chǎn)成本的降低，而且能夠有效促進(jìn)零件質(zhì)量與加工效率的提升，滿足企業(yè)的發(fā)展運(yùn)營(yíng)需求。尤其是在薄板類(lèi)零件的加工當(dāng)中，其對(duì)于精度的要求較高，專(zhuān)用夾具的使用可以防止在加工中出現(xiàn)嚴(yán)重偏差問(wèn)題，促進(jìn)產(chǎn)品合格率的提升。批量零件加工和單件零件加工，是加工生產(chǎn)的兩種主要形式，通用夾具通常應(yīng)用于單件零件的加工當(dāng)中，通過(guò)找正、夾緊和對(duì)刀等，能夠有效促進(jìn)單件零件加工效率與質(zhì)量的提升。而在大批量零件的加工當(dāng)中，通用夾具則表現(xiàn)出一定的限制性，導(dǎo)致工作效率不高。因此，應(yīng)該采用專(zhuān)用夾具進(jìn)行大批量薄板類(lèi)零件的加工，使得找正和對(duì)刀等工序的時(shí)間大大縮短。因此，應(yīng)該以零件加工特點(diǎn)為依據(jù)，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)化設(shè)計(jì)。

2 專(zhuān)用夾具概述

2.1 專(zhuān)用夾具的優(yōu)勢(shì)

在零件加工當(dāng)中，夾具的應(yīng)用范圍較廣，能夠滿足企業(yè)的生產(chǎn)加工需求。首先，夾具能夠增強(qiáng)定位的準(zhǔn)確性。在薄板類(lèi)零件的加工當(dāng)中，零件的定位效果能夠?qū)ζ浼庸べ|(zhì)量產(chǎn)生直接影響，合理使用定位元件和裝置，能夠防止零件裝夾位置出現(xiàn)偏差，有利于增強(qiáng)零件加工的可靠性與穩(wěn)定性[1]。其次，夾具能夠促進(jìn)生產(chǎn)效率的提升。找正和對(duì)刀是薄板類(lèi)零件加工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是決定零件加工精度的重要工序。而夾具定位元件和裝置的運(yùn)用，能夠有效省去找正和對(duì)刀工作，確保夾緊后能夠順利實(shí)施加工操作，促進(jìn)生產(chǎn)效率的提升。再次，夾具能夠降低在操作中的失誤率。由于薄板類(lèi)零件加工中涉及的環(huán)節(jié)較多，包括對(duì)刀、找正、刀補(bǔ)值的輸入和長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)男薷牡龋虼耍诟鱾€(gè)工序當(dāng)中容易導(dǎo)致誤操作。專(zhuān)用夾具的使用，能夠簡(jiǎn)化操作工序，降低失誤率。最后，夾具的使用能夠降低對(duì)操作人員的要求。操作人員利用夾具完成夾緊并合理控制夾緊力，就能促進(jìn)生產(chǎn)工作的順利實(shí)施，因此，降低了對(duì)工作人員的技術(shù)要求，有效防止了因人為操作失誤而引起的質(zhì)量問(wèn)題。

2.2 專(zhuān)用夾具的作用

在定位零件時(shí)，主要采用了定位元件和裝置，避免了對(duì)刀的重復(fù)性;在支撐零件時(shí)，主要采用了輔助支撐元件和裝置，能夠促進(jìn)裝夾穩(wěn)定性的提升;確定刀具和零件確定時(shí)，主要采用了對(duì)刀和引導(dǎo)元件。此外，夾具還包括了夾具體、夾緊元件與裝置等[2]。在設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，應(yīng)該確保夾具良好的強(qiáng)度與剛度，同時(shí)保障零件與壓板之間合理的接觸面積。自鎖功能是夾緊裝置的關(guān)鍵功能，能夠有效防止松脫問(wèn)題的產(chǎn)生。

3 數(shù)控銑床加工中薄板類(lèi)零件的夾具設(shè)計(jì)

3.1 零件圖紙分析

在5mm光板的加工當(dāng)中，其設(shè)計(jì)圖如圖1所示。

該5mm光板為批量件，運(yùn)用激光切割機(jī)對(duì)其外輪廓進(jìn)行加工，其螺紋數(shù)量為4個(gè)，孔數(shù)量為2個(gè)。在生產(chǎn)加工當(dāng)中采用數(shù)控銑床，能夠有效提升其加工精度，滿足零件中心距和孔精度要求。

3.2 加工方案

在加工完成外輪廓的基礎(chǔ)上，應(yīng)該重點(diǎn)對(duì)零件螺紋和孔的加工予以重視，在裝夾過(guò)程中運(yùn)用了平口鉗，并將定位裝置設(shè)置于平口鉗的側(cè)位，在底部支撐時(shí)主要運(yùn)用平行墊鐵。對(duì)刀工序由于定位裝置的運(yùn)用而得到優(yōu)化，但是由于在零件加工中平行墊鐵的運(yùn)用，壓實(shí)操作也成了平行墊鐵和零件之間必不可少的一項(xiàng)操作內(nèi)容，這是導(dǎo)致工作效率降低的關(guān)鍵因素。與此同時(shí)，加工穩(wěn)定性也會(huì)受到薄板類(lèi)零件夾緊力大小的影響，導(dǎo)致加工實(shí)際效果不佳[3]。為了對(duì)上述加工方案進(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化，在裝夾當(dāng)中可以使用壓板壓緊零件，壓實(shí)操作工序得到有效優(yōu)化，促進(jìn)加工穩(wěn)定性的提升。在定位時(shí)主要是依靠零件自身的輪廓，也能夠促進(jìn)加工精度的提升。在5mm光板的裝夾過(guò)程中運(yùn)用平口鉗，變形問(wèn)題容易由于較大的夾緊力而出現(xiàn)，嚴(yán)重影響零件的質(zhì)量。但是如果降低夾緊力就會(huì)導(dǎo)致裝夾的可靠性缺失。如前所述，平行墊鐵的使用也會(huì)大大降低加工生產(chǎn)效率。通過(guò)對(duì)該方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)，在支撐時(shí)對(duì)夾具體下的平面進(jìn)行充分利用，在增強(qiáng)加工可靠性的同時(shí)，能夠保障定位的準(zhǔn)確性。

3.3 夾具制作步驟

3.3.1 安轉(zhuǎn)夾具體

在選擇板材時(shí)，應(yīng)確保其寬度尺寸與厚度尺寸符合要求，并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行下料。板材與機(jī)床壓緊后銑一刀，確保其具有良好的平整性，并對(duì)一鍵槽進(jìn)行加工。在鍵槽當(dāng)中完成鍵的安裝，應(yīng)該確保機(jī)床T形槽的鍵具有良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在數(shù)控銑床工作臺(tái)當(dāng)中實(shí)現(xiàn)板材的合理安裝后，完成找正和壓緊操作[4]。

3.3.2 加工找正基準(zhǔn)和夾具凹槽部分

首先，應(yīng)該對(duì)長(zhǎng)直邊進(jìn)行加工，為拆下夾具的下次安裝找正奠定基礎(chǔ)。在定位夾具時(shí)，應(yīng)該充分運(yùn)用加工夾具凹槽的基本特點(diǎn)。鉆孔加工應(yīng)用于零件直角位置，由于在凹槽加工當(dāng)中無(wú)法完成直角的加工，通常會(huì)有圓弧出現(xiàn)在凹槽當(dāng)中，導(dǎo)致零件的放入存在較大的困難。為了對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行有效處理，應(yīng)該完成一個(gè)孔的事先加工，應(yīng)該確保零件厚度比凹槽深度大2mm[5]。在壓緊零件工作當(dāng)中，可以運(yùn)用壓板對(duì)此高出部分進(jìn)行充分利用，提高零件的實(shí)際加工質(zhì)量。

3.3.3 加工夾具的螺紋與孔

應(yīng)該嚴(yán)格以設(shè)計(jì)圖紙的相關(guān)尺寸為依據(jù)，對(duì)夾具上壓板的螺紋進(jìn)行加工，能夠?yàn)閴喊鍖?duì)零件進(jìn)行壓緊處理提供保障。與此同時(shí)，還應(yīng)該加工比零件上孔略大的孔，能夠防止干涉問(wèn)題出現(xiàn)在加工環(huán)節(jié)當(dāng)中，促進(jìn)加工生產(chǎn)效率的提升。對(duì)于該夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，能夠促進(jìn)其加工效率的提升，同時(shí)，在增大夾具體時(shí)設(shè)置凹槽數(shù)量為兩個(gè)，也是提升加工效率的關(guān)鍵措施。在夾具的定位過(guò)程中，其定位依據(jù)應(yīng)該是零件的凹輪廓，防止裝夾位置出現(xiàn)較大的偏差。與此同時(shí)，完成一次性對(duì)刀找正后，能夠有效減少傳統(tǒng)加工方式中由于該工序的頻繁操作而引起的時(shí)間增長(zhǎng)問(wèn)題。在支撐時(shí)主要是借助于凹槽底平面，能夠保障支撐的安全性。在對(duì)刀時(shí)主要以凹槽為依據(jù)，確保零件尺寸的一致性[6]。在壓緊零件的操作當(dāng)中，運(yùn)用了兩塊壓板，能夠保障其具備合適的壓緊力，防止壓緊力過(guò)大或者過(guò)小對(duì)加工質(zhì)量造成的影響。

4 結(jié)語(yǔ)

在數(shù)控銑床加工當(dāng)中，應(yīng)該設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具提升薄板類(lèi)零件的加工質(zhì)量與效率，增強(qiáng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，防止出現(xiàn)嚴(yán)重的人力資源與物力資源浪費(fèi)的問(wèn)題。在實(shí)際設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，應(yīng)該明確不同夾具構(gòu)件的實(shí)際作用，并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行逐步優(yōu)化，使其更加適應(yīng)生產(chǎn)加工的工作要求。同時(shí)，應(yīng)該對(duì)安轉(zhuǎn)夾具體、加工找正基準(zhǔn)和夾具凹槽部分和加工夾具的螺紋與孔等制作工序的要點(diǎn)進(jìn)行控制，增強(qiáng)夾具的可靠性，防止對(duì)生產(chǎn)效率造成影響。

【參考文獻(xiàn)】

【1】邢立明.淺析數(shù)控銑床加工特殊零件的夾具[J].民營(yíng)科技，2018（06）：12.

【2】謝用記.數(shù)控銑床多件加工夾具的設(shè)計(jì)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（09）：40.

【3】陳文升.數(shù)控銑床與加工中心夾具設(shè)計(jì)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（09）：41.

【4】賴(lài)關(guān)保.數(shù)控銑床加工中薄板類(lèi)零件的夾具設(shè)計(jì)[J].科技與創(chuàng)新，2017（03）：119-120.

【5】王軍歌.數(shù)控銑床加工中薄板類(lèi)零件專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)與制作[J].裝備制造技術(shù)，2016（10）：157-159.

【6】陳世斌.研究數(shù)控銑床與加工中心夾具設(shè)計(jì)[J].科技與創(chuàng)新，2016（18）：107.