數控技能大賽中復雜零件的裝夾

徐文

長沙縣職業中專學校 湖南長沙 410137

1 序言

數控技能大賽中，一名優秀的選手除了要擁有高超的技術和穩定的心理素質外，還要熟悉賽場使用的機床設備、工裝、夾具、量具和工具[1]，對競賽中的各個環節進行優化，才能取得優秀的成績。隨著技能競賽的進步和發展，零件的復雜程度和加工精度也不斷提高，對參賽選手的技術水平、心理素質以及工裝量具的性能和使用提出了新的要求[2]。工裝量具可以賽前準備，在技能水平不相上下的前提下，誰的工裝量具準備得更合理、更先進，誰獲勝的幾率就會增大一些。本文主要研究數控銑削復雜零件的夾具和裝夾方式，對其進行改進和創新。

2 復雜工件的裝夾要求

在數控銑削方面，隨著零件復雜程度以及精度要求不斷加大，單單使用通用夾具已經不能滿足要求。企業的工裝夾具多種多樣，而學校在數控銑削夾具方面，大部分都是使用平口虎鉗，應對基礎教學與實訓已經足夠了，但是面對越來越難的技能大賽，已經不能滿足要求。解決方法：如果零件形狀比較復雜，且使用的硬鉗口無法進行安裝，則將虎鉗的鉗口進行改裝，換成比零件材料更軟的軟鉗口，并且根據零件的形狀加工出合適的夾持位置，這樣就能應對復雜零件的加工。

3 夾具改裝方案

3.1 軟鉗口材料的選擇

軟鉗口常用的材料通常有低碳鋼、鋁合金等，或者可以選用與工件材料一致的材料。如何選擇軟爪材料成了一個關鍵。一般軟鉗口比零件硬度低或者硬度一樣，才不會有夾傷的痕跡。例如：加工比較硬的鋼材，通常使用45鋼作為軟鉗口。加工鋁合金，則使用2A12鋁合金作軟鉗口。

3.2 制作軟鉗口的技術要點

1）制作軟鉗口時，應使鉗口與虎鉗上平面盡量平齊。軟鉗口的正確安裝方式如圖1所示。這樣能防止在裝夾工件時鉗口形成喇叭口（見圖2，其中紅色部分為工件），影響工件定位精度。

圖1 軟鉗口的正確安裝方式

圖2 喇叭口軟鉗口

2）在銑削軟鉗口裝夾位置時，應該在軟鉗口中夾持一個支撐塊（見圖3，鉗口中紫色部分為支撐塊），避免軟鉗口在加工過程中產生松動[3]。

圖3 軟鉗口夾持塊安裝

3）軟鉗口夾持位置銑削完成后，要將毛刺去除干凈，必要時，銳邊可以倒角，防止毛刺影響工件定位精度，使軟鉗口盡可能與工件貼合，從而保證工件定位精度。軟鉗口銳邊去毛刺如圖4所示。

圖4 軟鉗口銳邊去毛刺

3.3 軟鉗口裝夾工件的技術要點

夾持工件時，應注意以下技術要點：①盡量使工件對稱受力。②清除裝夾面的毛刺，保證工件與鉗口完美貼合。③避免工件與鉗口發生過定位而造成加工時工件產生變形[4]。

4 夾具改裝效果

4.1 裝夾方案改進前后對比

（1）改進前 使用硬鉗口裝夾工件后，有夾痕，非平面對稱平面的工件不能裝夾，定位精度不高。

（2）改進后 裝夾后工件夾痕明顯減少，適用于形狀復雜且不對稱的零件裝夾，定位精度提高。

4.2 軟鉗口的不足之處

（1）損耗大 不同工件的形狀特征不一樣，需要加工出不同形狀的鉗口，以及頻繁更換軟鉗口。對于單件加工，每一個工件都需要一副軟鉗口，成本也隨之提高。

（2）加工難度大 由于不同的工件需要設計不同的軟鉗口，且復雜的軟鉗口需要使用自動編程軟件進行編程，因此對設計人員的要求也比較高。因為如果鉗口設計不合理，則會造成零件加工不合格，甚至造成工件松動或者飛出，所以設計和加工難度較大。

4.3 軟鉗口的優勢

1）能適應復雜難裝夾的零件。相對于硬鉗口，軟鉗口能適應更多難以裝夾的工件，裝夾方式也比較簡單，能提高加工效率與加工精度。

2）適用于批量生產的專用夾具。對于同樣的零件，軟鉗口能反復使用，定位精度高，裝夾方式簡單。

3）節省工件裝夾校正時間。和硬鉗口相比，軟鉗口定位精度較高，裝夾時能節省校正工件的輔助時間。

4）能有效地保護工件。在使用軟鉗口裝夾工件時，因為鉗口材料比工件軟，所以能有效地保護工件，防止夾傷工件。

5 結束語

實際生產中經常會用到軟鉗口，這是因為它制造簡單，實用性強，適合批量生產的零件，可以減少校正工件時的輔助時間，提高生產效率。近年來，技能競賽中的零件加工難度不斷提升，軟鉗口作為專用夾具也使用得越來越廣泛。數控技能競賽的本質是服務于制造和生產，培養更多的技能人才，參賽選手要以此為契機，綜合運用自己的專業技能，解決復雜零件的裝夾和變形難題，提升加工精度，推動工裝夾具的創新。