關于數控銑床工裝夾具設計的探討*

王 琛

（西安職業技術學院，陜西 西安 710003）

在數控銑床中，工裝夾具因其自身特有的優勢發揮了重要作用。 因此，可以這樣說，“沒有工裝夾具，數控銑床作用便不能夠得到有效發揮”。 同時，還可能會在一定程度上限制工件生產質量和效率的提升。 就目前我國經濟發展形勢來看，正處在轉型關鍵階段，在國家相關發展戰略和規劃影響下，制造業也得到了迅猛發展。 如果仍然采取傳統夾具，將可能會限制企業長遠發展，導致其無法在激烈市場競爭中取得優勢。 為此，在今后工作中，制造企業相關工作人員必須要充分認識到夾具功能改進所產生的積極作用。 從整個行業發展規劃角度出發，進行綜合性考慮，從而為企業穩定發展奠定良好基礎[1]。

1 數控銑床工裝夾具設計的重點內容

1.1 從設計任務單角度出發

在開展數控銑床工裝夾具設計工作時，必須要充分認識到設計任務單在此過程中所產生的積極作用，并以此為基礎，對于夾具的夾緊程度、工件定位等內容進行詳細規劃。 需要確保全體設計人員都能夠對工件加工需求有著充分了解，從而有效降低各種不必要麻煩的發生。 這種夾具設計除了需要滿足具體和實際工作需求，還要符合國家部門相應標準、企業對其所設定的標準等。 設計人員應該結合多方面影響因素，進行綜合性考慮，提升企業生產速度和經濟效益。

1.2 零件安裝方位和數控機床編程坐標系保持較高一致性

從二者一致性角度來看，其主要強調的是在設計工作中，需要對夾具進行不定項安裝設計，從而使得數控機床和零件定位面之間能夠實現互相轉換的目的[2]。

1.3 加強安全管理

在開展任何一項生產活動時，都需要充分考慮到安全因素對其所產生的影響。 因此，在數控銑床工裝夾具設計工作中，也需要將安全作為工作重點內容和核心內容。設計人員在進行相關操作時，需要盡可能提升設計活動安全性。在此過程中，尤其要注意一些旋轉部位在設計時，需要借助到一些防護性部件的作用，防止在夾具設計時出現安全事故。 同時，對于相關工作人員來講，需要為其進行安全教育和培訓，讓他們能夠對設計活動中潛在的各種安全因素有所了解，并做好相應防范舉措，以此來保障設計工作有序開展。

2 數控銑床工裝夾具設計需要著重考慮的問題

2.1 充分發揮出準確原始工藝文件支持的積極作用

在開展正式設計工作之前，設計人員需要對整個設計活動中可能會運用到的各種工序坐標圖、被修改后的工序坐標圖有著充分了解。 具體來講，工序坐標圖主要指的是一種程序原點、起刀點和走刀路線的確定。 其中，需要將工件結構形狀和具體加工定位作為確定依據，對其位置進行明確。 同時，還需要在設計圖中，對零件加工位置、起刀位置和走刀路線等位置進行標注處理，從而為后期工作有序開展提供充足保障。 從工序坐標修正圖繪制的積極作用來看，其就是從機床坐標系統和工件坐標系統之間的聯系角度出發，所進行的各種設計。 借助系統性、科學性設計圖紙的積極作用，能夠為夾具安裝位置進行明確，讓工作人員能夠對整個安裝過程有所了解，對于各種基點性位置、程序原點、定位基準尺寸有所了解，從而有效提升設計效率和工件安裝效率。

2.2 盡可能提升工件加工精度

在進行數控銑床工裝夾具設計時，還需要考慮到工件定位精度和安全穩定性隨其所產生的影響。 為了在最大程度上保障夾具聯系表面獲得較高的耐磨性，并提高其形狀精度，可以借助到傳感器或者檢驗儀表的積極作用，將其固定在夾具底座位置，進行安全裝處理。 若想有效提升各種夾具敞開性能、加工孔的垂直度還需要借助到工作臺的積極作用，對其進行精準移位，并借助到剛性良好的刀具，提升夾具的生產性能。 為此，從該方面角度出發，可以看到道具系統剛度提升對于數控銑床工裝夾具精度所產生的重大影響[3]。

2.3 著重提高加工效率

在開展設計活動中，可以借助到一些通用化程度高、標準化、模塊化工裝夾具的積極作用，將其組合成為固定數控銑床，以此來保障夾具組裝和調整效率的有效提升。從另一方面來看，這還能夠在一定程度上縮短不必要工期成本的投入，對于生產效率和企業經濟效益的穩步提升能夠產生積極作用。

2.4 注意防碰撞的校核對夾具所產生的影響

在數控技術快速發展過程中，加工活動時所利用到的刀具種類、數量呈現出了急劇增長的態勢。 因此，在這種因素影響下，會因為各種刀具性能之間的差異，導致夾具和刀具之間出現碰撞和摩擦問題。 為此，在開展正式安裝之前，便需要對工序坐標圖中各種起刀點、起刀路線和相關坐標點位置進行明確，從而在最大程度上降低刀具和夾具互相干擾現象發生的可能性。 如果在夾具設計時，出現了結構較為復雜的問題，設計人員可以根據實際工作需求，制造出一個仿真性塑料夾具模型。 對于整個設計工作中，可能會出現的工件側壁凸出、凹陷、夾具與工件聯系位置進行細致性觀察，如果有必須要的話，還可以進行碰撞計算。 在最終加工程序中對其計算結果進行明確，從而有效提升工件設計與安裝效率。

3 數控銑床工裝夾具的設計分析

3.1 從工件特征出發，對其進行優化設計

在開展數控銑床工裝夾具設計時，需要將加工的工件作為研究基礎。 為此，從該方面特點來看，設計人員必須要對其所設計的工件有著充分認識和了解。 在不同工件中，其規格、性能、各項參數等都會存在較大差別。 在設計工作開展之前，設計人員應該對工件進行多次檢驗，包括工件各部位的數值、材質等相關信息。 同時，在完成檢驗工作之后，還需要將這些信息及時登記在檔案中。 在信息化技術快速發展過程中，可以借助到互聯網、大數據技術的積極作用，對其進行信息化數據備份處理。 這樣，如果在后期工作中出現了數據丟失問題，也可以在大數據系統中及時查詢到相關信息，從而為設計工作有序開展提供充足保障。 設計人員需要對工件設計中所利用到的各種加工技術、 加工流程和設計進度等內容有著全面化認識，在不同夾具設計時，其所需要使用的加工技術會出現一定差異。 有效借助到前期所獲得的各種數據，對數控銑床基本結構設計圖紙進行繪制，從而有效提升工件安裝的準確性。 在此過程中，需要著重考慮到工件之間距離對其所產生的影響。 一般來講，如果兩個工件之間距離較窄，很可能會在加工過程中出現相互碰撞或者拆卸工作難度加大問題；如果在加工過程中產生了大量碎屑，也需要對其進行徹底清理，從而降低因其對工件精度所產生的影響；如果出現了工件之間距離過寬問題，將可能會出現減少工件安裝的問題。 這便會在一定程度上降低加工效益，對于企業經濟效益的穩步提升產生負面影響。 因此，為了有效規避上述相關問題的發生，設計人員需要從實際角度出發，對于整個安裝和設計過程中可能會出現的各種問題進行綜合性考慮。 并以此為基礎，做好相應防范舉措，從而有效提升設計圖紙的科學性和合理性，為工作效率和經濟效益的穩步提升提供充足保障[4]。

3.2 從工件材料角度出發，選擇合適元件

一般來講，工件夾具是由多個元件組合而成，每個元件所發揮的作用不同，對于工件在應用過程中所產生的最終效果也會出現一定差異。 就目前應用狀況，元件功能主要分為定位元件、夾緊元件、控制位置元件等多種形式。在加工設計中，借助到不同元件的積極作用，形成一個統一性夾具整體。 制造企業在進行工件加工和設計過程中，會使用到不同規格、不同種類工件，這些工件的安裝工序有著不同要求。為此，針對上述問題，設計人員便可以借助調節夾具元件的積極作用，使得各種工件都能夠有效滿足加工需要，從而為企業經濟效益的穩步提升提供充足保障[5]。

3.3 通用標準工件為制造企業加工提供便利

在工件使用過程中，因其總是會不可避免出現異常狀況，便需要對工件進行定期更換。 在該背景影響下，便出現了可以通用的標準工件，推動了工件的廣泛使用。 從制造企業角度來看，這也在一定程度上推動其通用工件加工量的增長。 為此，在今后設計過程中，設計人員還需要加強對通用工件測量工作的重視度。 對于各種通用性工件進行合理設計，從而為企業生產活動的有序開展創造有利條件。 但是從另一方面來看，雖然工件之間存在著一定的通用性特征。然而在具體應用中，其也會存在著一定差異。如果在加工過程中出現了誤差較大的問題，將可能導致其松動現象較為明顯。 為了有效避免上述問題的發生，在開展實際設計活動時，設計人員可以在各個部門和元件之間借助墊圈、墊片的積極作用，降低松動現象發生的可能性。

3.4 根據實際需求自動換刀

傳統工裝夾具多是采取人工換刀方式，這雖然能夠保障各項作業有序開展，但需要耗費大量人力成本。 并且在整個換刀作業中，會因為人為主觀因素方面的影響，降低其生產效率，限制了企業經濟效益的穩步增長。 為了降低上述因素的影響，可以借助自動換刀裝備的積極作用。 從其影響來看，這種裝備能夠根據實際工作需求，完成自動換刀操作[6]。

4 結語

綜上所述，在社會需求不斷增長背景下，相關設計人員在開展數控銑床工裝夾具設計活動時，需要從多個角度進行思考，針對其中可能會出現的各種影響因素，對其進行優化設計，從而為企業生產效率和經濟穩步提升奠定良好基礎。