數控銑床多件加工夾具的設計

馮劍藝

摘 要：本文針對某工件進行數控銑批量加工時夾具的設計過程，通過設計應用專用夾具，實現數控銑快速對多個專門工件的裝夾加工，大大減少了裝夾工件的繁瑣操作，節約了反復對刀的時間，提高了加工效率和銑削加工質量。該夾具針對專門工件進行設計，結構簡單實用，容易制作，安裝維護方便。

關鍵詞：數控銑床 批量加工 夾具 加工效率 簡單實用

在數控加工中，工件的裝夾定位尤為重要，工件裝夾定位需要花費一定的時間進行調校，如果工件裝夾定位不合理就會出現加工困難，甚至會出現工件報廢，在批量加工時這個問題更加突出。為了保證產品質量，改善勞動條件，提高勞動生產率及降低勞動成本，在生產工藝過程中，除使用機床設備外，還要大量使用各種工藝裝備，它包括：夾具、模具、刀具、輔助工具及測量工具等，這就需要設計各種機械加工夾具。在此，筆者闡述針對某調節角度零件進行數控銑批量加工時夾具的設計過程，通過設計應用專用夾具，實現數控銑快速對多個專門工件的裝夾加工，大大減少了裝夾工件繁瑣的操作，節約了反復對刀的時間，提高了加工效率和銑削加工質量。

一、零件加工工藝分析

筆者學校數控加工組接到加工一批零件任務， 要求在一定時間內制作一批PLC調節角度零件，如圖l所示。

圖1 調節角度零件

調節角度零件的加工工藝要求如下：

一是工件表面加工要求完整，局部不得有缺陷；

二是直徑Ф12mm通孔的粗糙度要求Ra3.2μm，R2.5mm圓弧槽處粗糙度要求Ra12.5μm。

這批零件雖然只需加工直徑Ф12mm通孔和R2.5mm圓弧槽，但是因為零件中兩個加工孔都處于不同的加工方向，按常規的加工過程需要反復定位，使加工時容易出現誤差，難以滿足工藝要求，而且操作復雜，效率低。為此，筆者根據零件的公差及精度要求，設計能夠進行多件銑削的專門夾具，滿足零件的加工需求，提高工作效率。

二、多件銑削夾具的設計與應用

1.多件銑削夾具設計思路及工作原理

在生產實踐中，我們應用夾具的定位原理和夾緊原理解決生產中的難題，可以使加工零件完全達到工藝要求，保證產品質量，而且可以大大提高工作效率，減少輔助時間。筆者構思設計制作了一套用夾具體定位、壓塊夾緊的多件銑削夾具（圖2），它可以滿足零件定位和夾緊的要求。

圖2 多件銑削夾具

夾具體要同時裝夾4個工件，制作工藝手段要簡單、周期要短、成本要低。為了保證兩工件凹位之間的強度，其間距尺寸大于10mm，夾具體寬度為180mm，材料45#鋼。如圖3所示為多件銑削夾具的夾具體。

圖3 多件銑削夾具體

在裝夾工件時，用壓塊分別由兩個六角螺栓將工件固定在夾具體上，完成快速裝夾。在加工工件斜面時，可通過夾具體的旋轉軸，將夾具體斜面旋轉放平，再通過預設的程序進行平面加工。加工完成后，松開兩個六角螺栓（輕輕松開一點，使其能輕松拆卸即可），快速更換另外四個待加工工件。這套多件銑削夾具大大減少了裝夾、定位的時間，提高了加工效率。

2.多件銑削夾具結構組成、加工及定位原理

（1）結構組成。多件銑削夾具的結構組成包括：夾具體、壓塊、六角螺栓。

（2）夾具體加工。①先用虎鉗夾緊毛坯，找正。②加工夾具體頂面和側面，使左平面加工達到尺寸要求，右斜面留出加工余量待以后進行平面加工。③翻轉工件，加工夾具體底面，斜面留出加工余量待以后進行平面加工。④精加工夾具體的斜面，裝夾斜面進行斜面的平面精加工。⑤粗、精加工夾具體的凹位。為保證裝夾準確、方便，配合位置設計成滑動配合。在夾具體凹位，加工工件的圓弧槽位置，設置加工退料方孔，方便工件的放置與拆卸。在工件Ф12mm孔加工位置，設置直徑Ф15mm的退料孔，如圖4所示。⑥加工旋轉軸。加工夾具體旋轉軸，左右對齊，符合精度要求。⑦加工夾具體配套零件：底板、旋轉座。加工底板要設置退料孔，旋轉座的裝配精度要符合要求，與夾具體安裝配合良好。

圖4 夾具體退料孔

（3）定位原理。夾具的底板用壓塊固定在機床工作臺上，夾具體用壓塊固定在底板上。通過三面定位原理，先將工件安裝在夾具體的凹位處，工件底面和夾具體凹位頂面對齊，工件側面和夾具體的凹位側面對齊，工件左面和夾具體的凹位左面對齊，然后用壓塊將工件夾緊在夾具體上。

3.多件銑削夾具的使用

每個待加工工件都是依靠夾具體的凹槽進行定位的，槽底是壓緊工件的支撐點，我們利用壓塊和螺栓，將每個零件毛坯壓在夾具體的凹槽內。在裝夾放置工件毛坯時，只需將工件依靠凹槽內的滑移進出，使裝夾更方便快捷。針對待加工工件可能出現厚度差別導致壓塊壓不緊工件的問題，我們通過使用壓塊和橡膠環墊結合的方式使每個工件都裝夾牢固。應用這種裝夾方式可使夾緊力著力點靠近切削力點，從而增加工件的剛性，有效地減小了工件在加工過程中因受銑削力影響而產生的變形。由于待加工零件只需要加工一個通孔和圓弧槽，上述所具備的壓緊元件和定位方式完全可以滿足定位需求，因此使裝夾工作變得輕松、可靠。

（1）工件加工的坐標設置。首先將夾具體固定在底板左面（如圖5左圖所示），待加工件Ф12mm通孔位置為X軸設置為零，夾具體Y軸中心為零，工件表面為Z軸設置為零，在UG加工軟件中繪制好相應位置的4個圓。然后旋轉夾具體并固定在底板的右面（如圖5右圖所示），移動銑刀找出待加工圓弧槽位置的X軸坐標，并繪制在加工文件中，編制好相應的刀路程序以便調用加工。

（2）開始加工，首先加工直徑Ф12mm通孔，先用Ф10mm鉆頭鉆孔（四個工件），然后更換Ф5mm平面銑刀進行精加工Ф12mm內孔。由于加工材料是鑄鋁件，我們可以考慮直接用Ф12mm平面銑刀進行挖槽和加工Ф5mm內孔，這樣就可以避免因換刀設置所造成的麻煩。

圖5 多件銑削夾具的定位原理圖

（3）旋轉夾具體并固定在底板的右邊，加工R2.5mm圓弧槽。加工完成后，拆卸工件。在裝夾新工件時，先進行R2.5mm圓弧槽加工，然后再回旋夾具體到左邊，加工直徑mm通孔，完成兩套工件裝夾加工的循環操作過程。

（4）在加工之前，要預先在軟件中繪制好每個加工圖形，先試切加工樣品，以免出現錯誤，同時要隨時檢查刀具的磨損情況，并及時更換刀具。

在實際生產應用中，多件銑削夾具制作工藝簡單，元件少而精，配套零件費用低，實際操作方便。由于一批零件裝夾加工只需要找正一次，因此極大地提高了裝夾速度，大大提高了生產效率，同時零件的加工精度也有了保證。

三、結語

在數控銑床上進行多件加工時，設計合理的輔助加工夾具，既能滿足加工零件的質量和技術要求，又能縮短裝夾、定位時間，提高工作效率，降低生產成本，減少廢品的發生。此類輔助加工夾具可廣泛地運用于數控銑床加工中心操作，能夠取得滿意的效果。

參考文獻：

[1]王光斗.機床夾具設計手冊（第三版）[M].上海：上海科學技術出版社，2005.

（作者單位：茂名市第二高級技工學校）endprint

摘 要：本文針對某工件進行數控銑批量加工時夾具的設計過程，通過設計應用專用夾具，實現數控銑快速對多個專門工件的裝夾加工，大大減少了裝夾工件的繁瑣操作，節約了反復對刀的時間，提高了加工效率和銑削加工質量。該夾具針對專門工件進行設計，結構簡單實用，容易制作，安裝維護方便。

關鍵詞：數控銑床 批量加工 夾具 加工效率 簡單實用

在數控加工中，工件的裝夾定位尤為重要，工件裝夾定位需要花費一定的時間進行調校，如果工件裝夾定位不合理就會出現加工困難，甚至會出現工件報廢，在批量加工時這個問題更加突出。為了保證產品質量，改善勞動條件，提高勞動生產率及降低勞動成本，在生產工藝過程中，除使用機床設備外，還要大量使用各種工藝裝備，它包括：夾具、模具、刀具、輔助工具及測量工具等，這就需要設計各種機械加工夾具。在此，筆者闡述針對某調節角度零件進行數控銑批量加工時夾具的設計過程，通過設計應用專用夾具，實現數控銑快速對多個專門工件的裝夾加工，大大減少了裝夾工件繁瑣的操作，節約了反復對刀的時間，提高了加工效率和銑削加工質量。

一、零件加工工藝分析

筆者學校數控加工組接到加工一批零件任務， 要求在一定時間內制作一批PLC調節角度零件，如圖l所示。

圖1 調節角度零件

調節角度零件的加工工藝要求如下：

一是工件表面加工要求完整，局部不得有缺陷；

二是直徑Ф12mm通孔的粗糙度要求Ra3.2μm，R2.5mm圓弧槽處粗糙度要求Ra12.5μm。

這批零件雖然只需加工直徑Ф12mm通孔和R2.5mm圓弧槽，但是因為零件中兩個加工孔都處于不同的加工方向，按常規的加工過程需要反復定位，使加工時容易出現誤差，難以滿足工藝要求，而且操作復雜，效率低。為此，筆者根據零件的公差及精度要求，設計能夠進行多件銑削的專門夾具，滿足零件的加工需求，提高工作效率。

二、多件銑削夾具的設計與應用

1.多件銑削夾具設計思路及工作原理

在生產實踐中，我們應用夾具的定位原理和夾緊原理解決生產中的難題，可以使加工零件完全達到工藝要求，保證產品質量，而且可以大大提高工作效率，減少輔助時間。筆者構思設計制作了一套用夾具體定位、壓塊夾緊的多件銑削夾具（圖2），它可以滿足零件定位和夾緊的要求。

圖2 多件銑削夾具

夾具體要同時裝夾4個工件，制作工藝手段要簡單、周期要短、成本要低。為了保證兩工件凹位之間的強度，其間距尺寸大于10mm，夾具體寬度為180mm，材料45#鋼。如圖3所示為多件銑削夾具的夾具體。

圖3 多件銑削夾具體

在裝夾工件時，用壓塊分別由兩個六角螺栓將工件固定在夾具體上，完成快速裝夾。在加工工件斜面時，可通過夾具體的旋轉軸，將夾具體斜面旋轉放平，再通過預設的程序進行平面加工。加工完成后，松開兩個六角螺栓（輕輕松開一點，使其能輕松拆卸即可），快速更換另外四個待加工工件。這套多件銑削夾具大大減少了裝夾、定位的時間，提高了加工效率。

2.多件銑削夾具結構組成、加工及定位原理

（1）結構組成。多件銑削夾具的結構組成包括：夾具體、壓塊、六角螺栓。

（2）夾具體加工。①先用虎鉗夾緊毛坯，找正。②加工夾具體頂面和側面，使左平面加工達到尺寸要求，右斜面留出加工余量待以后進行平面加工。③翻轉工件，加工夾具體底面，斜面留出加工余量待以后進行平面加工。④精加工夾具體的斜面，裝夾斜面進行斜面的平面精加工。⑤粗、精加工夾具體的凹位。為保證裝夾準確、方便，配合位置設計成滑動配合。在夾具體凹位，加工工件的圓弧槽位置，設置加工退料方孔，方便工件的放置與拆卸。在工件Ф12mm孔加工位置，設置直徑Ф15mm的退料孔，如圖4所示。⑥加工旋轉軸。加工夾具體旋轉軸，左右對齊，符合精度要求。⑦加工夾具體配套零件：底板、旋轉座。加工底板要設置退料孔，旋轉座的裝配精度要符合要求，與夾具體安裝配合良好。

圖4 夾具體退料孔

（3）定位原理。夾具的底板用壓塊固定在機床工作臺上，夾具體用壓塊固定在底板上。通過三面定位原理，先將工件安裝在夾具體的凹位處，工件底面和夾具體凹位頂面對齊，工件側面和夾具體的凹位側面對齊，工件左面和夾具體的凹位左面對齊，然后用壓塊將工件夾緊在夾具體上。

3.多件銑削夾具的使用

每個待加工工件都是依靠夾具體的凹槽進行定位的，槽底是壓緊工件的支撐點，我們利用壓塊和螺栓，將每個零件毛坯壓在夾具體的凹槽內。在裝夾放置工件毛坯時，只需將工件依靠凹槽內的滑移進出，使裝夾更方便快捷。針對待加工工件可能出現厚度差別導致壓塊壓不緊工件的問題，我們通過使用壓塊和橡膠環墊結合的方式使每個工件都裝夾牢固。應用這種裝夾方式可使夾緊力著力點靠近切削力點，從而增加工件的剛性，有效地減小了工件在加工過程中因受銑削力影響而產生的變形。由于待加工零件只需要加工一個通孔和圓弧槽，上述所具備的壓緊元件和定位方式完全可以滿足定位需求，因此使裝夾工作變得輕松、可靠。

（1）工件加工的坐標設置。首先將夾具體固定在底板左面（如圖5左圖所示），待加工件Ф12mm通孔位置為X軸設置為零，夾具體Y軸中心為零，工件表面為Z軸設置為零，在UG加工軟件中繪制好相應位置的4個圓。然后旋轉夾具體并固定在底板的右面（如圖5右圖所示），移動銑刀找出待加工圓弧槽位置的X軸坐標，并繪制在加工文件中，編制好相應的刀路程序以便調用加工。

（2）開始加工，首先加工直徑Ф12mm通孔，先用Ф10mm鉆頭鉆孔（四個工件），然后更換Ф5mm平面銑刀進行精加工Ф12mm內孔。由于加工材料是鑄鋁件，我們可以考慮直接用Ф12mm平面銑刀進行挖槽和加工Ф5mm內孔，這樣就可以避免因換刀設置所造成的麻煩。

圖5 多件銑削夾具的定位原理圖

（3）旋轉夾具體并固定在底板的右邊，加工R2.5mm圓弧槽。加工完成后，拆卸工件。在裝夾新工件時，先進行R2.5mm圓弧槽加工，然后再回旋夾具體到左邊，加工直徑mm通孔，完成兩套工件裝夾加工的循環操作過程。

（4）在加工之前，要預先在軟件中繪制好每個加工圖形，先試切加工樣品，以免出現錯誤，同時要隨時檢查刀具的磨損情況，并及時更換刀具。

在實際生產應用中，多件銑削夾具制作工藝簡單，元件少而精，配套零件費用低，實際操作方便。由于一批零件裝夾加工只需要找正一次，因此極大地提高了裝夾速度，大大提高了生產效率，同時零件的加工精度也有了保證。

三、結語

在數控銑床上進行多件加工時，設計合理的輔助加工夾具，既能滿足加工零件的質量和技術要求，又能縮短裝夾、定位時間，提高工作效率，降低生產成本，減少廢品的發生。此類輔助加工夾具可廣泛地運用于數控銑床加工中心操作，能夠取得滿意的效果。

參考文獻：

[1]王光斗.機床夾具設計手冊（第三版）[M].上海：上海科學技術出版社，2005.

（作者單位：茂名市第二高級技工學校）endprint

摘 要：本文針對某工件進行數控銑批量加工時夾具的設計過程，通過設計應用專用夾具，實現數控銑快速對多個專門工件的裝夾加工，大大減少了裝夾工件的繁瑣操作，節約了反復對刀的時間，提高了加工效率和銑削加工質量。該夾具針對專門工件進行設計，結構簡單實用，容易制作，安裝維護方便。

關鍵詞：數控銑床 批量加工 夾具 加工效率 簡單實用

在數控加工中，工件的裝夾定位尤為重要，工件裝夾定位需要花費一定的時間進行調校，如果工件裝夾定位不合理就會出現加工困難，甚至會出現工件報廢，在批量加工時這個問題更加突出。為了保證產品質量，改善勞動條件，提高勞動生產率及降低勞動成本，在生產工藝過程中，除使用機床設備外，還要大量使用各種工藝裝備，它包括：夾具、模具、刀具、輔助工具及測量工具等，這就需要設計各種機械加工夾具。在此，筆者闡述針對某調節角度零件進行數控銑批量加工時夾具的設計過程，通過設計應用專用夾具，實現數控銑快速對多個專門工件的裝夾加工，大大減少了裝夾工件繁瑣的操作，節約了反復對刀的時間，提高了加工效率和銑削加工質量。

一、零件加工工藝分析

筆者學校數控加工組接到加工一批零件任務， 要求在一定時間內制作一批PLC調節角度零件，如圖l所示。

圖1 調節角度零件

調節角度零件的加工工藝要求如下：

一是工件表面加工要求完整，局部不得有缺陷；

二是直徑Ф12mm通孔的粗糙度要求Ra3.2μm，R2.5mm圓弧槽處粗糙度要求Ra12.5μm。

這批零件雖然只需加工直徑Ф12mm通孔和R2.5mm圓弧槽，但是因為零件中兩個加工孔都處于不同的加工方向，按常規的加工過程需要反復定位，使加工時容易出現誤差，難以滿足工藝要求，而且操作復雜，效率低。為此，筆者根據零件的公差及精度要求，設計能夠進行多件銑削的專門夾具，滿足零件的加工需求，提高工作效率。

二、多件銑削夾具的設計與應用

1.多件銑削夾具設計思路及工作原理

在生產實踐中，我們應用夾具的定位原理和夾緊原理解決生產中的難題，可以使加工零件完全達到工藝要求，保證產品質量，而且可以大大提高工作效率，減少輔助時間。筆者構思設計制作了一套用夾具體定位、壓塊夾緊的多件銑削夾具（圖2），它可以滿足零件定位和夾緊的要求。

圖2 多件銑削夾具

夾具體要同時裝夾4個工件，制作工藝手段要簡單、周期要短、成本要低。為了保證兩工件凹位之間的強度，其間距尺寸大于10mm，夾具體寬度為180mm，材料45#鋼。如圖3所示為多件銑削夾具的夾具體。

圖3 多件銑削夾具體

在裝夾工件時，用壓塊分別由兩個六角螺栓將工件固定在夾具體上，完成快速裝夾。在加工工件斜面時，可通過夾具體的旋轉軸，將夾具體斜面旋轉放平，再通過預設的程序進行平面加工。加工完成后，松開兩個六角螺栓（輕輕松開一點，使其能輕松拆卸即可），快速更換另外四個待加工工件。這套多件銑削夾具大大減少了裝夾、定位的時間，提高了加工效率。

2.多件銑削夾具結構組成、加工及定位原理

（1）結構組成。多件銑削夾具的結構組成包括：夾具體、壓塊、六角螺栓。

（2）夾具體加工。①先用虎鉗夾緊毛坯，找正。②加工夾具體頂面和側面，使左平面加工達到尺寸要求，右斜面留出加工余量待以后進行平面加工。③翻轉工件，加工夾具體底面，斜面留出加工余量待以后進行平面加工。④精加工夾具體的斜面，裝夾斜面進行斜面的平面精加工。⑤粗、精加工夾具體的凹位。為保證裝夾準確、方便，配合位置設計成滑動配合。在夾具體凹位，加工工件的圓弧槽位置，設置加工退料方孔，方便工件的放置與拆卸。在工件Ф12mm孔加工位置，設置直徑Ф15mm的退料孔，如圖4所示。⑥加工旋轉軸。加工夾具體旋轉軸，左右對齊，符合精度要求。⑦加工夾具體配套零件：底板、旋轉座。加工底板要設置退料孔，旋轉座的裝配精度要符合要求，與夾具體安裝配合良好。

圖4 夾具體退料孔

（3）定位原理。夾具的底板用壓塊固定在機床工作臺上，夾具體用壓塊固定在底板上。通過三面定位原理，先將工件安裝在夾具體的凹位處，工件底面和夾具體凹位頂面對齊，工件側面和夾具體的凹位側面對齊，工件左面和夾具體的凹位左面對齊，然后用壓塊將工件夾緊在夾具體上。

3.多件銑削夾具的使用

每個待加工工件都是依靠夾具體的凹槽進行定位的，槽底是壓緊工件的支撐點，我們利用壓塊和螺栓，將每個零件毛坯壓在夾具體的凹槽內。在裝夾放置工件毛坯時，只需將工件依靠凹槽內的滑移進出，使裝夾更方便快捷。針對待加工工件可能出現厚度差別導致壓塊壓不緊工件的問題，我們通過使用壓塊和橡膠環墊結合的方式使每個工件都裝夾牢固。應用這種裝夾方式可使夾緊力著力點靠近切削力點，從而增加工件的剛性，有效地減小了工件在加工過程中因受銑削力影響而產生的變形。由于待加工零件只需要加工一個通孔和圓弧槽，上述所具備的壓緊元件和定位方式完全可以滿足定位需求，因此使裝夾工作變得輕松、可靠。

（1）工件加工的坐標設置。首先將夾具體固定在底板左面（如圖5左圖所示），待加工件Ф12mm通孔位置為X軸設置為零，夾具體Y軸中心為零，工件表面為Z軸設置為零，在UG加工軟件中繪制好相應位置的4個圓。然后旋轉夾具體并固定在底板的右面（如圖5右圖所示），移動銑刀找出待加工圓弧槽位置的X軸坐標，并繪制在加工文件中，編制好相應的刀路程序以便調用加工。

（2）開始加工，首先加工直徑Ф12mm通孔，先用Ф10mm鉆頭鉆孔（四個工件），然后更換Ф5mm平面銑刀進行精加工Ф12mm內孔。由于加工材料是鑄鋁件，我們可以考慮直接用Ф12mm平面銑刀進行挖槽和加工Ф5mm內孔，這樣就可以避免因換刀設置所造成的麻煩。

圖5 多件銑削夾具的定位原理圖

（3）旋轉夾具體并固定在底板的右邊，加工R2.5mm圓弧槽。加工完成后，拆卸工件。在裝夾新工件時，先進行R2.5mm圓弧槽加工，然后再回旋夾具體到左邊，加工直徑mm通孔，完成兩套工件裝夾加工的循環操作過程。

（4）在加工之前，要預先在軟件中繪制好每個加工圖形，先試切加工樣品，以免出現錯誤，同時要隨時檢查刀具的磨損情況，并及時更換刀具。

在實際生產應用中，多件銑削夾具制作工藝簡單，元件少而精，配套零件費用低，實際操作方便。由于一批零件裝夾加工只需要找正一次，因此極大地提高了裝夾速度，大大提高了生產效率，同時零件的加工精度也有了保證。

三、結語

在數控銑床上進行多件加工時，設計合理的輔助加工夾具，既能滿足加工零件的質量和技術要求，又能縮短裝夾、定位時間，提高工作效率，降低生產成本，減少廢品的發生。此類輔助加工夾具可廣泛地運用于數控銑床加工中心操作，能夠取得滿意的效果。

參考文獻：

[1]王光斗.機床夾具設計手冊（第三版）[M].上海：上海科學技術出版社，2005.

（作者單位：茂名市第二高級技工學校）endprint