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三軸數控銑床快速加工雙麵零件（jiàn）的夾具（jù）設計

2023-2-15 來源：- 作者：周列葉健鋒

摘要（yào）：夾具是三軸數（shù）控銑床的機械加工過程中非常重要的工裝設備，作用在於能夠明確工件和刀具相互之間的對應位置（zhì），對工件夾緊使其（qí）處於牢固（gù）狀態，通過夾具的應用能（néng）夠增（zēng）強工件的生產（chǎn）量，拓寬機床的應用（yòng）範圍。近年來在（zài）數（shù）控技術快速進步的過程中，數控加（jiā）工技術開始被廣泛運用，三軸數控銑床的應用範圍也不斷擴大，合理設計快速加工雙麵零件的夾具勢在（zài）必行。基於此，文章對三軸數控銑（xǐ）床快速加工雙麵零（líng）件（jiàn）的夾（jiá）具設計進行研究，提出幾（jǐ）點設計的建議，旨在為增強夾具應用效果提供基礎性的幫助。

關鍵（jiàn）詞：三（sān）軸數控銑床；快速加工雙麵零件；夾具（jù）設計（jì）

三軸數控銑床快速加工雙麵零（líng）件（jiàn）的過程中，應結合加工（gōng）的內容、特點等合理設計夾具的裝備，盡可能縮短工（gōng）件裝夾操作時間、對刀的處理時間周期，加快工作速度的（de）同時提升工作效率和精確度，使其向著大批量生產的方向進步，從而提高夾具的應用效（xiào）果和經濟效益。

1、三軸數控銑床快速加工雙麵零件的夾具設計（jì）必要性

1.1 保證加工效果和效（xiào）益

如果在三軸（zhóu）數控銑（xǐ）床的機械（xiè）加工環節使用常規的普通夾具，那（nà）麽在每個（gè）工件生產期間都需（xū）要執行 2 次裝夾處理和對刀處（chù）理工作，導致工作的時間周期延長，質量很難得到有效控製（zhì），甚至還會（huì）增加成（chéng）本、降低（dī）企業的效益水（shuǐ）平，並且無法滿足批量性生產的基本（běn）需求，嚴重製約加工的效果和效益。通過合（hé）理設計三軸（zhóu）數控銑床快速加工雙麵零件的夾具裝置，可實現對工件的（de）底（dǐ）座位置的循環、反複定（dìng）位（wèi），在每個工件的加工過（guò）程（chéng）中都可以自（zì）動化進行對刀和裝夾處理，無（wú）需人（rén）工再次操作，不僅能（néng）夠縮短工作的時間，還能提高作業的（de）精確（què）度和準確性。

1.2 預防加工問題

如果在三軸數控銑床的機械加工環節使用傳統類型的直（zhí）接性夾具操作（zuò），例如：虎鉗（qián）夾具（jù），在操作期間會出現正麵、反麵加工的過程中重新裝夾處理的問題，在重（chóng）新裝（zhuāng）夾操作之後還需反複對刀和校正，以此保證（zhèng）工件位置的（de）準確性，在此情況下每個工件加工的過程中都需要執行（háng） 2 次的裝夾（jiá）工作、對刀（dāo）工作和校正工作，浪（làng）費的時間（jiān）很長，也可能會出現（xiàn）誤差問題，不（bú）能確保生產質（zhì）量，也無法提升效（xiào）益水平，甚至無法（fǎ）按照工期的標準要求完成加工工作。在合理設計相關的夾具裝置（zhì）之後，就能有效地應對和解決問（wèn）題，提升裝（zhuāng）由（yóu）此可見，在三軸數（shù）控銑床的機械加工環節合理設計快（kuài）速（sù）加工雙麵零件（jiàn）的夾具，不（bú）僅可以提升生產工作效果和效（xiào）率，還能避免（miǎn）出現不必要的成本消耗問題，保（bǎo）證整體的

生產效率和效益。因此（cǐ），在具體的加工環節中需按照雙麵零件的毛坯材料成型尺寸的規格指標，針（zhēn）對性地（dì）設（shè）計相應的夾具結構，以保證企業能夠高質量、精準性地進行雙麵零件的生產加工。

2、三軸數控銑床快速加工雙麵零件的夾具設計措施（shī）

雙麵零件的生產和傳統類型單麵零件存在一定的差異性，雖然使用三軸數控銑床（chuáng）中（zhōng）的常規夾具，也可以起到加工作用，但（dàn）是很容易出現浪費（fèi）時間的問題，不能保證生產周期符合標準，會嚴重（chóng）影響效益水平，因此企業應按照三軸數控銑床的加工特點與雙（shuāng）麵零件的情況合理設計相應的夾具，保證結構形式的完善性，使夾緊度（dù）的程度符合標準要求。主（zhǔ）要的設計建議如下。

2.1 完（wán）善結構形（xíng）式

首先應重點分析零件毛坯料的成型尺寸指標，反複進行（háng）定位處理，設計（jì）相應的夾具（jù）結構，例如（rú）：若（ruò）所需要加工（gōng）的雙麵零（líng）件毛坯成型的尺寸為（wéi） 25mm×25mm 的方形（xíng）底座，那麽在定位之後就應將夾具的尺寸控製為 55mm×20mm× 40mm，凹槽部分的尺（chǐ）寸設計22.5mm×15mm×25mm，凹（āo）槽（cáo）內部設計成 R5mm 的圓角結構，使得毛坯（pī）方形（xíng）底座能夠快速、便利地設置在凹槽的內部區域，形成一定的導向結構形式。但是需要注意，所設計的圓角結構尺寸需要小於毛坯（pī）方形底座（zuò）的圓角部分尺寸指標，以此增強工件定位操作的便利性。為增強工件的夾緊效果，可以在左端麵的位置設計螺孔，右側的位置上方設計 R5mm 的凸緣結構，在工件（jiàn）加工期間起到限製性（xìng）作用。在夾具的結構設計環節中，應在現場區域檢查分析（xī）不同夾具（jù）結構形式的應用（yòng）效果，通過設計不同的凹槽尺寸、凹槽內部圓（yuán）角尺寸，分析不同形式的生產精確度、夾緊（jǐn）度、定位合理性，最終探索研究出符（fú）合生產標準的（de）夾具（jù）結構設（shè）計（jì）方案，這樣不僅能夠確保夾具應用的（de）質（zhì）量和性能，還能避免出現雙麵零件加工的不足、問題、缺陷。

2.2 合理設計工件（jiàn）的定（dìng）位形式

要想確保整體生產加工的精確度水平，在（zài）數控銑床進行雙麵零件加工的過程中，應保證工件在銑床上的（de）位置準確性，進行（háng）精準的（de）定（dìng）位操作，在定位期間可以利用夾具中的定位（wèi）元件和工件定位基準麵之間的配合或者是互相的接觸完成定（dìng）位操作。為保（bǎo）證二者之間配合的精準度，需要（yào）結合工件定（dìng）位基準麵的形狀特（tè）點，合理選擇相應（yīng）的定位元件，使得夾具具（jù）有精確定位的功能。與此同時，需嚴格分析毛坯的情況，設定平麵定（dìng）位模式，借助三麵定（dìng）位（wèi）的方式，將方形底座的右側區域與夾具（jù）凹槽（cáo）的右（yòu）側（cè）區域（yù）之間相互接觸，將方形底座（zuò）的底部分和夾具（jù）凹槽的下部分（fèn）相互接觸，將方形底座（zuò）的底部（bù）區域和（hé）夾具（jù）凹槽的底部區域（yù）相互接觸，這樣可以（yǐ）實現工件自由（yóu）度的限製性處理，提高其定位工作的準

確性、精確度。

2.3 合理設計工件的夾緊部分

完成定位工作之後就（jiù）要進行夾緊操作，隻有保證夾緊的合理性才能增強裝夾的準確度（dù），主要是因為夾緊屬於裝夾期間非常核心的部分。一般（bān）在（zài）定位之後需要利用相應的結構形（xíng）成夾緊力，將工件緊緊地壓在（zài）定位元件中，使其一直維（wéi）持在準確的位置，不會受到切削力作用、重力作（zuò）用（yòng）、離心力作用或是慣性力作用的影（yǐng）響出現位置的（de）改變或（huò）是振動的問題，這樣不（bú）僅能夠增強生產的準確性，還能提（tí）升操作的安全性。

如果（guǒ）所需要生產的雙麵零件毛坯尺寸很小（xiǎo），使用的是玻璃纖維材料或是其他輕質（zhì）型的材料（liào），那麽（me）在夾具（jù）設計（jì）期間就可以（yǐ）設置螺旋夾緊機構，起到一定的加緊作用。此類機構的結構（gòu）非常簡單、夾（jiá）緊力度很大，具有一（yī）定的自（zì）鎖性能，製造應（yīng）用的便利性高，因此可以設計在雙麵零件的夾具結構（gòu）中，在夾具（jù）左側區域設計 M8mm 螺栓，使其和右側 R5mm 圓角之間相互（hù）配合增強夾緊的效果。簡而言之，就是（shì）將毛坯材料（liào）方形底（dǐ）座設置在夾具凹槽中，完成（chéng）精確定位操作之後，可以利用夾具（jù）左側的 M8mm 螺栓達到夾緊的目的，通（tōng）過右側上（shàng）部分的 R5mm 圓角（jiǎo）在工作的（de）方向進（jìn）行限製，提升加緊的可靠度。需要注意（yì）的是，夾緊部分設計的環節中應分（fèn）析和研（yán）究不同（tóng）夾（jiá）緊設計形式（shì）、設計方式的應（yīng）用效果，統一其中的夾緊度控製標準，保證夾緊的尺寸、規格、體係（xì）等都與（yǔ）設計的（de）標準（zhǔn）相符，不會發生（shēng）夾緊不合理、不良的現（xiàn）象，切（qiē）實提（tí）高整體操作的規範性水平。

2.4 合理設計（jì）夾具的加（jiā）工流程

三軸數控銑床快速加（jiā）工雙麵零件的過程中，所設計的夾具（jù）應保證操作流程（chéng）的（de）可靠性、可靠度（dù），避免因為操作流（liú）程不（bú）合理（lǐ）而影響應用的效果和（hé）性能。

（1）應先使用常規的虎鉗裝置進行（háng）夾（jiá）具的裝夾處理，然後（hòu）在夾具的凹槽位置中設置毛坯材（cái）料，精準定位之後利用螺栓進行夾緊，然後做校正處理、對刀處理（lǐ）。

（2）根據程（chéng）序係統中預先所編程（chéng）的加（jiā）工（gōng）模式，對零件的正麵進（jìn）行加工處理，將其修正成設（shè）計的形狀、外形，在此期間（jiān）應該注意使用夾（jiá）具的刀端對正麵輪廓部分做粗加（jiā）工處理，然後進行周圍（wéi）輪廓的半精（jīng）加工，通過大直（zhí）徑（jìng）球刀對曲麵進行精加（jiā）工，然後利用小（xiǎo）直徑球刀再次對表麵區域進行精加工，或者做拋光處理。

（3）完成所有的正麵加（jiā）工操作任務之後將螺栓鬆開，去除（chú）工件（jiàn）之後反麵裝夾，根據預先設定（dìng）的程序要求完成反麵的加工工作，在操作過程中先（xiān）進行反麵輪廓的粗加工，然後進行周圍輪廓的半精加工處置，之後使用大直徑的球刀對曲麵做精加工處（chù）理，通（tōng）過小直徑（jìng）的球刀進行表麵區域的精（jīng）加工處理，並且（qiě）執行拋光操作。實際操作的環節中應該注（zhù）意根據預先設定的程序（xù）標準和流程要求完善整體的（de）加（jiā）工工作體係，統一其中的生產標準，避免（miǎn）因為不合（hé）理操作（zuò）、不合理加工而出現準確性問題或其他不足。

3、結束（shù）語

目前在數控銑床的雙麵零（líng）件生產過程中，由於生（shēng）產的批量規格不（bú）同、大小不同，各個形狀的工件裝夾方麵、定位方麵都存在一定的難度。隻有合理設計不同型號的夾具和（hé）輔具，才能提升定位和裝夾的精確度，保證生產效（xiào）率，有效預防出現廢品的問題，增加生產工作（zuò）的效益。上（shàng）述所提出的數（shù）控銑床雙麵（miàn）零件加工過程中夾具的設計措施，不僅可以簡化結構形式，還能提升操作的便利性與靈活（huó）性，保證生產工作的效果，在規定的（de）周期時間範圍之內高質量、高標（biāo）準（zhǔn）化地完成生產任務。

來源：佛山市南海區第一職（zhí）業（yè）技術學校，鶴山市粵寧數控機床有限公司

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