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數控銑床加（jiā）工中（zhōng）薄板類零件的（de）夾具設計

2022-5-10 來源：中鐵建（jiàn）電氣化（huà）局集（jí）團軌道交通器材有限公司作者：員建璽

摘要：單件零件（jiàn）的（de）加（jiā）工（gōng）可以（yǐ）采（cǎi）用通用（yòng）夾具進行裝夾。加工前（qián），要先對其進行找正、夾緊和對刀。這類零件的加工耗時多在於前期（qī）工作中，實際切削加工占用的時間不多。由於是單件加工，隻能按照（zhào）這種方法進行。但是，對（duì）於中大批量零（líng）件，如果采用通用夾具（jù）進行（háng）找正、對刀等操作，每一個零件都重複（fù）一次（cì），將會浪費較多時間。因此，設計了（le）一種（zhǒng）可用於批量生產的專用夾具。該夾具在保（bǎo）證零件（jiàn）加工精度的同時，可最大（dà）限度地保證生產效率。

關鍵詞：數控銑床加工；薄（báo）板類零件；夾具設（shè）計（jì）

在一（yī）些薄板類零件的生產（chǎn）過程中，若能夠使零件的（de）裝夾位置相同、加緊力度適中（zhōng），不（bú）僅（jǐn）能夠保證零件的（de）生產質量，還可（kě）以有效縮減找正和對刀的時間，提升加工效（xiào）率。

在對零（líng）件進行準確定位時，技術操作人員先要明確零件的加工工藝要求和加工特點，而後綜合各種條件和因素選擇合適的加工方式。設計人員可根（gēn）據相關加工步驟設計專門用於生（shēng）產此（cǐ）類零件的夾具，從而在保證零件加工（gōng）精度的同時，提高零件的生產（chǎn）效率。

1、專用夾具的（de）介紹

專用夾（jiá）具是一種在（zài）固定的中大批量零件生產過程中使用的零件生產輔（fǔ）助工具，是依據加工工（gōng）藝要求（qiú）而（ér）設計的（de）工（gōng）藝設備，可提高零件（jiàn）的生（shēng）產速度和生產（chǎn）質量。通常情況下，專用夾具可以快速、準確地定位零件，並輔助落實對刀和夾緊操作，從而減輕（qīng）操作人（rén）員的（de）勞動強度，並保證全麵發揮機床工（gōng）藝性能。

1.1 專（zhuān）用夾具的使用優勢

第一，專用夾具能夠對零件進行準確可靠（kào）的定位。主要利用夾具中的（de）定位元（yuán）件以及其他裝置保證零件的定位更加精確，同時確保每個零件的裝夾位置一致（zhì），提高大批量零件的生產效率，使加（jiā）工過程更加穩定。

第二，大（dà）幅提升生產效率。由於使（shǐ）用專用夾具時，零件（jiàn）的找正和對刀可（kě）直接根據預設好的溝槽定位（wèi），所以不需（xū）要花費時間來定位元（yuán）件與各裝置的裝夾（jiá）位置，從而可以節約大量的時間。

1.2 夾具的主要（yào）組成元件在（zài）夾具中的作用

通過設（shè）計數控銑床加工中薄板類零件的夾（jiá）具並觀察其生產過程可知，夾具的主要組成元件以及夾具所體現的生（shēng）產輔（fǔ）助作用可直接有效定位零件與各裝置，並（bìng）保證（zhèng）零件的生產加工精度。同時，由（yóu）於每次裝夾的位置相同，零（líng）件生產技術人員不需要對每一個生產零件對刀，從（cóng）而有效節約了（le）大量的準備時間，提升了零件生產效率。

2、夾具設（shè）計案（àn）例

在裝夾薄板類（lèi）的零件時，如平口鉗等通用（yòng）夾具可能（néng）會無法使用，原因是平口鉗的裝夾工作效率較低。同時，裝夾過程中還可能無法保（bǎo）證零件的穩（wěn）定性，而（ér）且（qiě）因為該類零件的板厚較薄，所以在裝（zhuāng）夾過程中（zhōng）很容易導致零件出現（xiàn）變形問題。因此，技術操作人（rén）員需要依據零件的加工要求和特點使用更專業的夾（jiá）具或自主設計專用夾具，以保證零（líng）件（jiàn）的裝夾過程符合要求。

2.1 零件（jiàn）圖紙分析

本文以某 5 mm 薄板零件為例設計一種專用夾具，零件的（de）尺寸參數如圖 1 所示。

圖1 零件圖

此零（líng）件屬於可批量生產的零件，其（qí）外輪廓已經使用激光切割機處理完畢，但是 2 個孔和 4 個螺紋的加工操作還（hái）未得到落實。結合圖 1 可知，由於孔和螺紋加工的技術要求較高，尤其是孔心與（yǔ）零件中心距（jù）離（lí）的精確（què）度必須（xū）要符合相（xiàng）關要求（qiú），因此該部位的加工必須使用精度較高（gāo）的機床，以保證孔和螺紋的精度符合要求。

2.2 加（jiā）工方案

通過分析（xī）以上薄板類零件的加工精度要求（qiú）和加工技術難點，技術操作人（rén）員可采取以（yǐ）下兩種（zhǒng）加工技術方案並作出對比，保（bǎo）證最終選出的（de）加工技術方案科學、適宜，從而在最短的時間內完成加工操作，同時保證加工（gōng）精度。

方案一：先加工完成零件的外輪廓，在落實孔和螺紋加（jiā）工技術（shù）操作（zuò）步驟時，直接使用平口鉗裝夾。為了獲得更好的裝夾效果，操作人（rén）員需（xū）要在平口（kǒu）鉗的一側安（ān）裝定位裝置，同時在定位裝置的下部支撐平行墊鐵。定位裝置安裝（zhuāng）完成後，技術人（rén）員（yuán）要將零件和平行墊鐵壓實，以保證零件的加工精度。因為（wéi）該類零件的板厚（hòu）較薄（báo），所以（yǐ）在進行夾緊操作時需要精確（què）控製夾緊（jǐn）力度（dù）。若力度過大（dà），不僅會影響薄板零件的性能水平，而且會導致薄板零件在實際應用過程中出現不穩（wěn）定的情況。此加工技（jì）術方案最大的缺點在（zài）於加（jiā）工效率較低（dī）。

方案二：采（cǎi）用以壓板壓緊零件的操作方式。此方式可省（shěng）略平行墊鐵的壓實步驟，優勢是能夠獲得更好的加工（gōng）穩定性，且零件能夠獲得令人滿意的壓（yā）實與支撐效果。此方式能（néng）夠依據零件的輪廓落實定位操作（zuò），不僅不會占用過長的時間（jiān），而且能夠獲得較（jiào）好的零件加（jiā）工效果。

2.3 夾具製作步驟

夾（jiá）具的製作共可分為夾具安裝、加工找正基準和夾具凹槽以及加工夾具上的（de）孔和螺紋 3 個步驟。首先，安裝夾具的過程（chéng）中，技術操作（zuò）人員應保（bǎo）證板材的寬度和（hé）厚度較為適宜，同時保證（zhèng）下料的尺寸滿足（zú）要求。此時，技術操作人員應先處理機床壓緊的一麵，即將該麵銑平，然後加（jiā）工一鍵槽，並將鍵裝到（dào）鍵槽中。這一過程要保證鍵與機床 T 形槽（cáo）對應，而後將板材（cái）裝到（dào）數控銑床的（de）工作（zuò）台（tái）上（shàng），並嚴格按照相關操作標準要求做找正和壓（yā）緊處理。其次，在加工找正基準和夾具凹槽部分時，為（wéi）了使夾具拆卸步驟（zhòu）和下一次（cì）的安裝找正操作更加順利，技術操作（zuò）人員應先落實長直邊（biān）具上的壓板螺紋是壓板壓緊（jǐn）零件的主要參考依據，所以技術操作人員要依據尺寸要求先加工夾具上的壓（yā）板螺紋，然後在零件上的（de）預留孔位置開設（shè）出一些比零件孔稍大的孔洞，以預防加工過程中因為（wéi）孔洞預留數量不足或是尺（chǐ）寸不（bú）夠大（dà）而（ér）出現外在阻礙因素。設計的零件（jiàn）夾具如圖 2 所示。

圖2 夾具示意圖

由於後續的步驟（zhòu）可以參照前麵的操作經驗（yàn），在實際加工過程中，加工（gōng）效率會隨（suí）著零（líng）件加工數（shù）量的增加而提高。技術操作人員還（hái）可以依據實際情況擴大夾（jiá）具的（de）體（tǐ）積，從而進一步提高生產效率。具體操作是在（zài）加具體外部加工兩個凹槽，以協助加工操作。因為此夾具零件的定位基準（zhǔn）是凹槽輪廓，所以能夠獲得較為（wéi）可靠、穩定的定（dìng）位效果。同時，技術操作人員可以根據加工（gōng）的凹槽進行對刀操作。對刀時要保證零件尺寸與凹槽一致，以提升對刀（dāo）的準確度。借助塊夾板落（luò）實零件壓緊操作，不僅可以使零件獲得足夠的壓緊（jǐn）麵積，而且能夠保證夾緊力（lì）度適中。

3、結語

使用此夾具（jù）落實零件的加工步驟不僅能夠大幅提升生產效率，而（ér）且能夠提高零件的加工質量，從而加工出較為可靠的零件。加工其他薄板類的零件時，同樣可以采用此類方法。在夾（jiá）具設計和零件加工的過（guò）程中，需要結合零件的實際要求規劃設計合理的加工方案，並選擇合適的輔助（zhù）工具以提（tí）高零件的加工精度和生產效率。

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