摘要:夾具裝（zhuāng）置在數控銑床加工過程中（zhōng）起著非常的作用,能夠把機（jī）床、工件、刀具固定在正確的位置上,使銑床加工過程中（zhōng）更加的（de）精確。隨著數（shù）控機床技術不斷向高效、精密、智能方向發展,工裝夾具作為數控銑床的重要機械部件也需要在（zài）技術上不斷的予以改進和（hé）完善,以適應數控機床技術革新的（de）需要。

   
 
 
      隨著先進製造業的迅猛發展,作為集高精密、高速度和複合化（huà）等特點於一身（shēn）的數控銑床在生（shēng）產中被廣泛的推廣和應用,並大大提高了產品的精度,降低了工作強度。在數控銑床操作加工的（de）過程中,材料的準備、程序的編製調試、工裝夾具的準（zhǔn）備以及工件檢測等步驟占（zhàn）用了很多生產時間,影響了數控機床加工的效率。因此,本文對數控銑床（chuáng）工（gōng）裝夾具內容的設計進行深入的分析,以便提（tí）高工作效率。

      1 、數控銑床工裝夾具設計的要求（qiú）

      夾具作為（wéi）數控銑床生產的重要組成（chéng）要素,要求並不是很高,隻要做到能牢固加緊即可,夾具的設計原理與銑（xǐ）床基本相同。這（zhè）裏根據（jù）數控銑削加工特點,對銑床工（gōng）裝夾（jiá）具（jù）的設計（jì）進行分析。

     首先,為了使加工的部（bù）件截麵在加工中盡可能的顯露在能夠加工的空間裏,夾具要最大限度的開敞。也就（jiù）是部件加工麵與夾具應（yīng）該保持足夠的寬度（dù）,不影（yǐng）響加工,夾具要盡可能的減少與部件的接觸麵（miàn）積,以避免在機械操作中,銑床主軸套筒或者刀具與夾具發生碰撞;其次,為了確保銑床部件（jiàn）安裝方位與機床的編程（chéng）坐標係方向一致,工裝夾具在機床上采取定向安裝,使夾具與數控機床之間保持坐標一致;再次,夾具應該有較好的剛性、穩定性和（hé）精確性（xìng）,避免在部件加工中對夾具重新進行設（shè）計與操作,如果在生產加（jiā）工中,因夾緊的問題更換夾具時（shí）,要對夾具進行設計,不要（yào）因為夾具更（gèng）換而導致加工部件的精確性出現問（wèn）題。此外,對工裝（zhuāng）夾具進行設計時,除（chú）了（le）要考慮夾具的定位和精（jīng）確度之外,還要考慮在數控銑床的加工過程中,應使加工過程更（gèng）加的靈活（huó）、方便（biàn）,減少加工的勞動強度,提高加工部件（jiàn）的質量。

      2 、數（shù）控銑床工裝夾具（jù）設計的（de）重點

      在進行工裝夾具（jù）設計（jì）時（shí）,設計人員（yuán）首先應熟悉工序坐標圖。工序坐標圖（tú）反映了設計的結果,包括工件（jiàn）結構形狀（zhuàng）和具體的加工部位,包括程序的原點、起刀點以及走刀路線。圖中還應該標注出加工部位、起刀點和走刀路線與程序原點的坐（zuò）標位置。繪製工序坐標修正圖的目（mù）的是將工件坐標係統和機床坐標係統聯係起來,進一步（bù）繪製機床（chuáng）夾具工件的安裝情況示（shì）意圖,才（cái）能準確標注程序原點及相對定（dìng）位基準的位置尺寸,防（fáng）止（zhǐ）各加工麵位置與機（jī）械原（yuán）點（diǎn）發生重合。

      其次,工裝夾具設計要確保工件加工（gōng）的精度。工裝夾具設計（jì）要確（què）保工件加工中的精確度和穩定（dìng）性。為（wéi）了（le）保證機床與夾具表（biǎo）麵的耐磨性與精確（què）性,可以通（tōng）過安裝在夾具下麵的檢測儀器來準確的測定。同時,通過工作台的移位、轉位和（hé）采用（yòng）剛性的刀具（jù）保證夾具敞開性、加工孔的垂直度、同軸度良好。

      再次,應注重數控銑床工（gōng）裝夾具的加工效率設計。在銑床工裝夾具設計中,應該采用程度化、標準化和模塊化的工裝夾具。對於組合夾具,盡可能最大限度的提高夾具組裝（zhuāng）與調（diào）整的效（xiào）率（lǜ）,縮短加工準備周期。為了提高機床加工生產的效率,可以使用氣動、液動或者（zhě）氣液聯（lián）合的夾緊設備。

      最後,設計數控銑床工裝夾具要進（jìn）行防碰撞的校核。數控銑（xǐ）床加工過程中的改進增加了刀具的數量,通常使用的刀具達（dá）數十把,刀具數量（liàng）的增多很（hěn）容易發（fā）生刀具與夾（jiá）具（jù）之間碰撞的現象（xiàng）。因此,在刀具的裝置設計中,要認真（zhēn）研究工序（xù）坐標圖中的起刀點與起刀路（lù）線,以避免夾具與機床或刀具發生摩擦或者碰撞。在對工裝夾具結構進行研究時,編程設計人員應（yīng）製造一個仿真的塑料夾具模型,對機床、刀具和夾具之間是否發生碰撞進行觀察,如果有必要的話,可以對三者之間發生碰撞的幾率進行計算,並將計算結果輸入程序中分析（xī）。

      3 、數控銑床（chuáng）工裝夾具設計（jì）的內容和步驟

      製訂相對合理的加工工藝和加工路（lù）線。首先對加工的部件進行分析,弄清楚部件的材質和（hé）結構（gòu）特點,以及通過加工所達到的精度以及熱處理等方麵的技術要求。並分（fèn）析加工部（bù）件的定位基準、加工（gōng）餘量和前後工序聯係等具體情況。工裝夾具的設計要與機（jī）床和刀具的參數想結合（hé）,來確定在加（jiā）工中（zhōng）走刀的次數。同時,加工路（lù）線要做到裝夾一（yī）次可實（shí）現（xiàn）多方位加工或一次加工成形。這樣可以減少工件安裝次（cì）數,縮短加工（gōng）工件的（de）裝夾和搬（bān）運時間（jiān）。此外,在規模化加工中,可以采用多件、多位夾具縮短回刀次數,提高加工效率。

      正確選擇對刀點。夾具設計是為了使程序簡單化和計算（suàn）簡便,對刀點應選擇在與零件定位基準換算（suàn）容易的地點,這樣便於發現問題,也便於加工檢（jiǎn）查,使（shǐ）加工中誤差盡可能的減少（shǎo）。在設計實踐中,通常可將對刀（dāo）點選擇在（zài）工件的基準點上。

     選擇適宜的刀（dāo）具與切削用量。在工裝夾具設計時（shí）,應（yīng）該仔（zǎi）細考慮銑床工作台上夾具和（hé）工件（jiàn）的（de）準確位置,即以數控銑床行程、刀具的長度以及工件加工軌跡等（děng）條件為依據,科學合理的選擇刀具及其長度,並將（jiāng）刀具安置在機床加工部位的最佳位置上,這是避（bì）免銑床超程、撞刀等（děng）問題的有效措（cuò）施。在選擇數（shù）控（kòng）銑床切削（xuē）用量時,在進行粗加工時,為了加大切削量與切（qiē）削（xuē）力,需要考慮工裝（zhuāng）夾具的（de）穩定性（xìng）,在進（jìn）行精細（xì）化加工時,應該在設計中關注工裝夾具的精度問題。此外,在（zài）進行夾具設計時要考慮夾具的通用化與（yǔ）標準化。即盡量使用統一標準,這樣既方便了夾具（jù）各零部件間的互換,也提高了數（shù）控銑床的（de）生產精度與生產效率。

     4、 數控（kòng）銑床工裝夾具設（shè）計（jì）的實例研究
 

     為加深對夾具設計優化的（de）認識,這裏以電子秤加工時夾具（jù）的設（shè）計為例予以分析（xī）。

     4.1 分析被加工零件的結構特點

     工件加工時要求倒角（jiǎo）2x45°,工件其他工序已經完（wán）成,兩大麵已（yǐ）經加工好,兩個孔已經膛削加工完畢,外圓弧餘量2-3mm。在（zài）數控銑床上（shàng）要求加工周邊圓弧和倒角,圓弧邊一次裝夾可以加工完成,但是倒角（jiǎo）需要正、反兩次裝夾才可以完（wán）成。在（zài）加工時外圓弧采用直徑40mm的銑刀全厚度加工,以便提高（gāo）效率不分層（céng）。結合（hé）零件特點,我們設計的（de）具體加工工藝過（guò）程為:工件找正→加工外圓弧→倒角→翻（fān）麵裝夾（jiá）→進行反麵倒角。這個零件（jiàn）加工的關鍵就在於正（zhèng）、反兩麵要求倒角（jiǎo）均（jun1）勻一致,在實際加工過程中有必要設計和製作一個簡單的夾具,能使工件進行簡便、快（kuài）速、準確的定位裝夾（jiá）,以保證加工時的圓弧（hú）精度和倒角（jiǎo）精度（dù）,而且夾具力求結構簡單,製作方（fāng）便,有一定（dìng）的通用性,可供長期使用。

     4.2 初定夾具結構方案

     對於這種加工要求的工件,首先是如何能（néng）準確地進行定位裝夾,找正是關鍵。工件以兩個（gè）孔來進行定位裝夾,一般都采用一柱一銷（xiāo）的方法。所（suǒ）以我們首先（xiān）采用了夾具來進行工（gōng）件的裝夾、加工。方法步驟如下:(1)先將削邊定位銷（xiāo）緊固在工作台上。(2)再將墊板、圓柱定位銷裝上,但是圓柱定位銷不可緊固死,而是稍微給一定的預緊力即（jí）可。(3)利用百分表找正兩個銷的中心軸線,使其水平,錄入數控（kòng）機床。(4)裝上（shàng）工件,壓緊壓板。(5)數控機床執行已經編製好（hǎo）的數控（kòng）程序,首先加外圓弧,然後倒角（jiǎo）。(6)卸（xiè）下工件,翻轉過來再次（cì）裝夾,加工反麵倒角。

     4.3 製定審查方案與改進設計

     製定的審查方（fāng）案為:首先（xiān）,工件找正、刀具對刀還是比較麻煩。

     其次,由於整個工件在加工過程中是靠兩個T形塊、螺栓、螺母、壓板進行（háng）壓緊定位,緊固程度顯得有些不夠（gòu）,加工過程中在切削力（lì）的作用下會發生（shēng）微（wēi）小位移（yí）,致使反麵輪廓倒角經（jīng）常出現一邊有、一（yī）邊無的情況。再有,一旦出現夾具鬆動,又要進（jìn）行重新找正。對（duì）於這類問題,筆者覺得關鍵在於夾具上,夾具不（bú）解決,效率、精度將無從談起（qǐ）。所以對這個夾具做了進（jìn）一步改進。

   
     製定的改進設計方案為（wéi）:如何解決此類（lèi）問題,以便在加（jiā）工過程中能夠盡可能地提高效率、增大夾具剛性?筆者構思設（shè）計（jì）了一個（gè）夾（jiá）具,能實現以下功能:

     (1)夾具在機床上找正不再通過圓弧（hú）而是變為利用百分表找直線,這就簡化了很多。
     (2 )將幾個夾（jiá）具零（líng）件合為一（yī）個,減少了定位誤差,也增加了剛性。
     (3)改變了夾持力的（de）受力點（diǎn）,提高了加工過（guò）程中的穩定性。

     改進設計步（bù）驟如下:

     (1)找正夾具直邊。
     (2)數控機床執行已經編製好的數控程序,首先加（jiā）工外圓弧,然後（hòu）倒角（jiǎo）。
     (3)卸下工件,翻轉過來再（zài）次裝夾,加工反（fǎn）麵倒角。經過幾批零件的加工實踐,效果很（hěn）好,對刀找正方便、夾具整體剛性（xìng）好、倒（dǎo）角（jiǎo）對稱均勻,零件外觀質量得到了提（tí）高。

     通過以上夾具（jù）改（gǎi）進,加工效果明顯凸顯。具體表現在（zài）:

     (1)一批零件加工過程（chéng）中（zhōng）不用重新（xīn）找正。
     (2)剛性提高不用分層加工。
     (3)倒角均（jun1）勻,外觀漂亮。
     (4)加工一批零件50個一天半左右,效率提高一倍。
     (5)此夾具還可以（yǐ）用在其（qí）他的（de）類似工件加工上,方（fāng）便、高效、可（kě）靠。

     5、 結語

     總之,通過多（duō）年數控銑床工裝夾具設計的實踐表明,從具體生產實際（jì）和細節入手,要不斷深入的研究分析影響工裝夾具設計因素,采取有效措施,才能使數（shù）控（kòng）銑床（chuáng）工裝夾具設計（jì）越來越人性化,也才能使工裝設計更貼近數控銑床的生產實際,從而推動數（shù）控機床技術的發展更加實用、更加完美。