楊龍

【摘 要】我國自改革開放以來大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)，現(xiàn)階段已經(jīng)發(fā)展成為制造業(yè)大國。數(shù)控機(jī)床是制造業(yè)發(fā)展中不可或缺的一部分，而數(shù)控技術(shù)發(fā)展的核心之一是數(shù)控銑床的應(yīng)用。在實(shí)際的生產(chǎn)作業(yè)中，此類加工技術(shù)不僅可以高效地提高制造產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，還能減少原料不必要的浪費(fèi)，節(jié)約成本。工裝夾具作為數(shù)控銑床的重要組成部分，它設(shè)計(jì)的合理性、實(shí)用性和科學(xué)性直接關(guān)系到數(shù)控銑床的加工效率。文章就工裝夾具設(shè)計(jì)的要點(diǎn)、步驟、內(nèi)容和改進(jìn)方法對(duì)數(shù)控銑床的工裝夾具進(jìn)行相關(guān)的探討，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控銑床;工裝夾具設(shè)計(jì);改進(jìn)

【中圖分類號(hào)】TG751.3 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2019）10-0045-02

數(shù)控技術(shù)發(fā)展的核心之一是數(shù)控銑床的應(yīng)用，在實(shí)際的生產(chǎn)作業(yè)中，此類加工技術(shù)具有適用性廣泛、高精度、速度快等特點(diǎn)，可以高效地提高制造產(chǎn)品的質(zhì)量和加工效率。工裝夾具作為數(shù)控銑床中的關(guān)鍵組成部分之一，對(duì)數(shù)控銑床有很重要的作用。工裝夾具的設(shè)計(jì)質(zhì)量，不僅影響著產(chǎn)品的加工精度、效率，同時(shí)關(guān)系著企業(yè)的生產(chǎn)成本。

1 工裝夾具設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

數(shù)控銑床在實(shí)際的生產(chǎn)加工中對(duì)工裝夾具的要求相對(duì)來說比較簡(jiǎn)單，一般情況下只需要滿足有效定位和夾緊的作用。根據(jù)生產(chǎn)工藝的實(shí)際操作要求，對(duì)工裝夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該遵守以下4個(gè)原則：一是保證夾具的開敞程度，在加工時(shí)，應(yīng)該保證加工工件的待加工面全部暴露，因此需要增加夾具的開敞性。保證待加工面和工件的科學(xué)安全距離，防止主軸套筒和刀具與夾具之間相互干涉。二是確保機(jī)床零件的安裝位置和與之匹配的編程坐標(biāo)系一致，為了能夠讓工件的定位面和數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)相互轉(zhuǎn)換，工裝夾具還要使用不定向的安裝設(shè)計(jì)。三是要考慮夾具的剛性和穩(wěn)定性。要保證夾具的設(shè)計(jì)質(zhì)量，讓夾具的剛性和穩(wěn)定性能夠滿足數(shù)控銑床加工的實(shí)際作業(yè)需求。四是要考慮夾緊點(diǎn)更換的問題。要掌握夾緊點(diǎn)是否需要更換和如何進(jìn)行更換，在實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)時(shí)，夾緊點(diǎn)的更換和更換方法均有可能對(duì)工件、夾具的定位方向及精度產(chǎn)生不同程度的影響，進(jìn)而影響整個(gè)生產(chǎn)工藝。因此，在實(shí)際的加工過程中，應(yīng)該重視對(duì)夾緊點(diǎn)更換方法的設(shè)計(jì)，同時(shí)要確保合理科學(xué)的更換周期，以此來提高工件的精度，降低原料消耗和生產(chǎn)成本，生產(chǎn)出更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。對(duì)工裝夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，除了遵守以上4個(gè)原則之外，還要考慮銑床的加工效率與實(shí)際操作性等問題，同時(shí)采用科學(xué)合理的設(shè)計(jì)盡量簡(jiǎn)化加工的過程，保證工藝簡(jiǎn)單、方便、實(shí)用及靈活，確保工人在生產(chǎn)作業(yè)時(shí)的安全性和避免超負(fù)荷勞動(dòng)，促進(jìn)我國制造業(yè)健康平穩(wěn)地發(fā)展。

2 工裝夾具設(shè)計(jì)的步驟和內(nèi)容

首先，要對(duì)工件進(jìn)行分析，進(jìn)而制定相應(yīng)的加工工序和工藝。在對(duì)工件進(jìn)行分析前，要先了解該工件的特點(diǎn)、工件的材質(zhì)和操作時(shí)的技術(shù)要求，然后分析它的加工量、加工精度和加工定位、加工表面情況，確定定位的基準(zhǔn)和工序的連接順序，全面地進(jìn)行分析后再制定科學(xué)合理的加工路線。設(shè)計(jì)夾具時(shí)要注意走刀的次數(shù)，從而確定刀具和機(jī)床的參數(shù)。實(shí)際加工時(shí)盡量做到一次裝夾成功和加工成型，這樣可以縮短加工的時(shí)間，從而提高加工的效率和質(zhì)量。其次，要盡可能地將裝夾速度提升到一定水平，可以采用多位、多件夾具式設(shè)計(jì)，縮短加工時(shí)間。為了方便工人操作，簡(jiǎn)化操作程序，對(duì)刀點(diǎn)的選取應(yīng)該依據(jù)零件的定位進(jìn)行設(shè)定，方便糾偏檢測(cè)，從而減少工作誤差。對(duì)刀具和切削用量進(jìn)行系統(tǒng)性的設(shè)定，力求滿足夾具設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，確保刀具的大小、形狀等滿足要求，避免機(jī)床超程、撞刀等情況的發(fā)生。切削用量應(yīng)該依據(jù)加工的方法進(jìn)行選取，例如當(dāng)進(jìn)行粗加工的時(shí)候，基礎(chǔ)條件是提高生產(chǎn)效率，因此在切削量和力度較大的時(shí)候，主要考慮裝夾的穩(wěn)定性和裝夾的負(fù)荷。當(dāng)機(jī)床進(jìn)行精加工、半精加工的時(shí)候，最主要的條件是工件裝夾的精確度。對(duì)夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，其通用化設(shè)計(jì)不能以單一的工件為基礎(chǔ)，而是要求能夠進(jìn)行相似工件的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，因此在夾具的實(shí)際設(shè)計(jì)階段，應(yīng)該依據(jù)零部件的結(jié)構(gòu)特征、尺寸大小、應(yīng)用途徑、加工精度等進(jìn)行詳細(xì)的分類，以確保能夠提高夾具的通用性。

3 工裝夾具設(shè)計(jì)改進(jìn)方法

3.1 多個(gè)工件實(shí)現(xiàn)一次夾裝

工裝夾具在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，使用壓縮空氣來提供所需要的動(dòng)力，對(duì)夾具的松緊度進(jìn)行操控，可以簡(jiǎn)化程序，方便對(duì)不同的產(chǎn)品表面進(jìn)行次序加工。但是，此類換刀耗費(fèi)的時(shí)間比較長(zhǎng)，而且在產(chǎn)品加工過程中的故障大多出現(xiàn)在自動(dòng)換刀時(shí)期。

在滿足加工基本要求的基礎(chǔ)上，需要對(duì)換刀的次數(shù)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和改進(jìn)，進(jìn)而減少產(chǎn)品加工所需要的時(shí)間，降低其故障發(fā)生的可能性，提高安全生產(chǎn)系數(shù)。對(duì)于上述情況進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，將多個(gè)工件實(shí)現(xiàn)一次夾裝，對(duì)產(chǎn)品加工程序進(jìn)行優(yōu)化，盡量減少換刀的頻數(shù)。例如，依據(jù)產(chǎn)品的尺寸大小和機(jī)床的設(shè)計(jì)程序，將工裝夾具設(shè)計(jì)為20個(gè)工件，工件的數(shù)量可以依據(jù)具體的作業(yè)情況進(jìn)行實(shí)際調(diào)整，對(duì)它的C和D兩個(gè)位置進(jìn)行孔擴(kuò)作業(yè)。首先要對(duì)這20個(gè)工件進(jìn)行排序，將其分成兩排，每一排為10個(gè)工件。采用C孔的擴(kuò)孔刀順序?qū)?0個(gè)工件的C孔進(jìn)行擴(kuò)孔工作。然后將C擴(kuò)孔刀換成D擴(kuò)孔刀，按照上述操作繼續(xù)對(duì)這20個(gè)工件進(jìn)行擴(kuò)孔工作。擴(kuò)孔工作完成后，把D擴(kuò)孔刀換成C鉸刀，對(duì)其進(jìn)行鉸孔操作，再將工件的鉸刀由C孔換成D孔，繼續(xù)進(jìn)行鉸刀工作。從上述換刀的次數(shù)來看，對(duì)這20個(gè)工件進(jìn)行擴(kuò)鉸操作時(shí)只需要進(jìn)行4次換刀的操作，這樣能夠最大限度地節(jié)約工件的加工時(shí)間。

3.2 多件裝夾工裝夾具設(shè)計(jì)要求

多件裝夾工裝夾具在設(shè)計(jì)的時(shí)候，要滿足以下幾個(gè)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：首先要對(duì)工件進(jìn)行合理布局，根據(jù)工件的形狀、尺寸大小、生產(chǎn)數(shù)量、機(jī)床參數(shù)及尺寸等進(jìn)行科學(xué)、合理的布置。同時(shí)，工件與工件之間應(yīng)該設(shè)置一定的距離，這樣能夠方便工件的安裝和卸載、清除等工作。工件在安裝完成后應(yīng)該有良好的敞開性，目的是便于日后的集中加工。其次要精確定位元件。在對(duì)元件進(jìn)行定位的時(shí)候，定位方式應(yīng)該選擇一面兩銷的方式，同時(shí)根據(jù)工件的實(shí)際尺寸準(zhǔn)確地確定每一個(gè)組件的菱形銷和圓柱銷之間的距離，進(jìn)而確定每一個(gè)組建在工件加工的售后能夠移動(dòng)到各自的合理位置中。再次要改善夾緊的方法。夾緊方式應(yīng)該簡(jiǎn)單、方便，從而給刀具留出較大的運(yùn)動(dòng)空間，同時(shí)在設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該采取聯(lián)動(dòng)夾緊的方法同時(shí)對(duì)多個(gè)工件進(jìn)行夾緊。數(shù)控銑床的工序較為集中，會(huì)產(chǎn)生較大的夾緊力，工件表面會(huì)留下一些壓痕，可以在壓板和工件接觸的接觸面焊上一層銅來解決這個(gè)問題。最后要進(jìn)行立式數(shù)控銑床工裝夾具的設(shè)計(jì)。和普通的銑床有一定的區(qū)別，立式數(shù)控銑床在工件進(jìn)行加工的時(shí)候，工裝夾具上經(jīng)常會(huì)存留一些切削。因此，對(duì)于此類銑床，一定要提前安裝排屑裝置，及時(shí)做好切削的清理和回收工作，并且要保證在排屑的時(shí)候不會(huì)影響刀具的正常工作，也不可以落在工裝夾具的元件表層，這樣就能夠保證元件高精度的定位。

3.3 合理改進(jìn)工件安全距離

在實(shí)際的操作過程中，為了改善工裝夾具乃至數(shù)控銑床整體的工作效率，需要結(jié)合實(shí)際的作業(yè)情況，采用合理科學(xué)的措施和方式提高整體工裝夾具的性能。高度重視工件的安全距離，尤其是部分工作包含同步加工生產(chǎn)問題。進(jìn)行科學(xué)并符合實(shí)際操作條件的安全距離設(shè)計(jì)，能夠有效地提高待加工產(chǎn)品的換裝和安裝及清洗的方便性。工件和工件之間的距離應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格控制，防止它超出合理的距離范圍，太密集的工作將會(huì)產(chǎn)生清洗系數(shù)增加等難題，進(jìn)而對(duì)工裝夾具的拆卸產(chǎn)生一定的負(fù)面影響，嚴(yán)重時(shí)能夠降低生產(chǎn)效率。所以，在實(shí)際作業(yè)之前，應(yīng)該多方面綜合考慮，全面分析工裝夾具的實(shí)際，改進(jìn)工件之間的安全距離，并且確保其距離的準(zhǔn)確性、可靠度，為將來工件加工工作的順利進(jìn)行提供保障，也能提高整體的精確度。

3.4 科學(xué)改進(jìn)夾具加緊方式

工裝夾具在數(shù)控銑床中具有十分重要的作用，受機(jī)械振動(dòng)和刀具作用力等的影響，要采用科學(xué)的方法解決夾具夾緊的方式。首先，在工裝夾具時(shí)，要保證工裝夾具可以合理地夾緊，從而避免在實(shí)際工作的切削過程中發(fā)生掉落或者是偏移，故而影響整體的加工效率和加工精度及加工進(jìn)度。其次，在運(yùn)用夾具時(shí)，可以采取聯(lián)動(dòng)夾緊的方法。聯(lián)動(dòng)夾緊的方法具有科學(xué)性，能夠在同步夾緊數(shù)個(gè)工件的同時(shí)，明顯地提高工藝的加工效率。

4 結(jié)論

現(xiàn)階段，隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國已經(jīng)成為世界制造業(yè)大國之一。制造業(yè)發(fā)展的核心技術(shù)之一是數(shù)控銑床技術(shù)，對(duì)數(shù)控銑床技術(shù)的不斷優(yōu)化和發(fā)展，能夠有效地推動(dòng)制造業(yè)的進(jìn)步。數(shù)控銑床中工裝夾具的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，對(duì)數(shù)控銑床的應(yīng)用有很大的作用，因此我們應(yīng)當(dāng)重視工裝的夾具設(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)際操作需求，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)合理的優(yōu)化和改進(jìn)，提高工件的精準(zhǔn)度和生產(chǎn)效率，降低原料的浪費(fèi)，節(jié)約成本，增大企事業(yè)的生產(chǎn)效益，進(jìn)而推動(dòng)整個(gè)制造業(yè)健康平穩(wěn)地發(fā)展。

參 考 文 獻(xiàn)

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