研究數控銑床與加工中心夾具設計

李豐

摘 要：銑床主要指的是通過銑刀的旋轉作用對需要加工材料的表面進行操作的機床，同時其也能夠對不同的溝槽或者曲面進行加工，而數控銑床是在基礎上實現自動化流程的加工機械并且與其工藝沒有較大區別，兩者的結構也比較相近，主要在工件的加工中能夠大幅度提高工作的精確度，并且配合夾具還能縮短加工所用的時間，保證了應用數控銑床進行加工的流程要求。本文先對其夾具的設計原則進行簡單說明，然后對其固定的方法進行探討，進而從其設計的思路和應用的工藝進行研究，最后通過實例過程對其設計進行深入探析。

關鍵詞：數控銑床；加工中心夾具；設計原則；工藝流程

加工中心主要是在普通數據銑床中添加了刀庫，其在近些年來的社會技術發展中應用到的頻率越來越高，現階段對機械產品進行加工的過程中一般都會應用到夾具，其能夠起到固定和引導刀具方向等方面的作用，通過兩者的有效結合能夠大幅度增強加工操作的精準程度，并且能夠適應于現階段高精度加工的技術要求。通過本文對數控銑床和夾具的設計探究望能夠為從事相關工作的人群提供參考與借鑒。

1夾具的設計要求

一般情況下加工中心的夾具需要與其他工具進行配合才能滿足精細化加工的需求，因此在其使用時需要確定好工具型架上的位置，并保持在規定的范圍內；對材料需要加工的位置能夠較為精準的確定；在加工時不能對材料進行損壞，這就需要對其力度進行控制；在兩者之間需要添加影響的安全保護措施；其還需要考慮到在多種材料的重量和加工的力度對其造成的影響，對其的承重能力進行衡量；夾具能夠實現不借助外部力量進行位置的調節；如果發生故障可以在零件的替換方面比較靈活；其進行生產制造的投入資金較少。

2對加工中心夾具和材料的位置進行固定

對加工中心夾具進行固定時一般情況下應該順著施加作用力的角度對其進行固定，這種固定方案可以預防材料在加工的流程中產生較大范圍的移動。夾具在工作工程中在完成后可以將材料的位置復原到加工前的位置，對誤差的要求比較嚴格。在現階段加工中心的應用中一般可以將夾緊和定位放到同一環節中共同進行。在對夾緊的位置進行規劃時需要經過詳細的細節分析再進行決定，因為其會對加工的質量和材料安全產生比較大的影響[1]。

3加工中心夾具設計理念

在對加工中心的工藝的具體細節確定之后就需要根據加工材料的詳細情況進行科學化的探究，對材料和部件的整體性能和結構組成等各個方面進行深入地了解，在此基礎上還要對材料加工和熱處理等方面運用的技術進行全面的梳理和分析；相關工作人員需要對加工材料所要達到的標準和要求進行了解，并且針對加工要求對加工的每個環節的具體情況進行分析；而加工中心和機床的參數是加工過程中相當重要的一部分，對其參數進行設定之后還要對刀具進行選擇，加工中心在使用階段合適規格的刀具能夠在加工的過程中取得事半功倍的效果，在對整體設備和夾具的參數設定完成后進而需要對走刀的手段進行控制，而其他設備的參數能夠作為走刀方式的條件分隔點。

4設計對刀

4.1對刀點

在夾具對刀的設計中對刀點的確定手段有多種，而一般情況下應用到經過簡化后的運算手段的頻率相對來說比較高，而且大多數的對刀點位置基本上都是其材料進行固定操作時所制定的標準點。在確定其標準點的過程中需要根據設計階段的位置確定要求對其進行經過簡化之后的運算，運算的過程中需要保證數據的真實性和可靠性，并且運算的過程比較簡單。這項操作能夠為后來的加工流程化控制提供堅實的基礎，還能夠大幅度減少相關操作人員操作失誤情況的出現，為企業降低了大量的數控加工和夾具設計的投入資金。

4.2避免夾具撞刀

在對加工中心夾具的應用中可能會出現夾具撞刀的情況，這會對整體加工流程和機械化設備的安全產生較大的威脅，能夠在較大程度上加速加工中心夾具的損壞，減少了其設備的使用壽命，對加工流程的控制和夾具的性能都會造成不同程度的影響。因此在預防加工中心夾具出現撞刀現象的過程中從夾具的位置和材料的安放路徑等方面進行有效結合，預防此類問題的產生。根據需要加工材料的規格以及刀具自身的大小對其位置進行設置，其中還要考慮到對材料的加工精細度以及切削的程度對位置造成的影響，因為加工材料的精細度標準能夠在較大程度上影響加工過程中刀具進行切削的深度和角度，如果配置不當則極有可能出現撞刀的現象。在應用加工中心夾具對材料進行切削時的粗加工和細加工所要求的標準和實現的目標也有較大的差異性，針對材料切削粗加工的過程可以經過專業操作人員與設計人員的協商之后將切削程度增大，這樣能夠在一定程度上保證加工的效率不受其他因素的影響；針對材料些小細加工的過程相關操作人員必須在保證精度的前提下對夾具的位置進行相應的調節確保不會出現撞刀的現象產生[2]。

5實例流程分析

5.1加工工藝設計流程

在加工中心進行加工的工藝設計中首先需要對加工材料的位置進行確定，這就需要用到上述中對數控銑床夾具和材料的位置固定中所提到的技術要求和流程；在對倒角進行加工之前需要先對圓弧的邊緣部分進行加工，這這個環節的過程中需要根據加工材料的規格和具體要求的數據進行加工，并且保證數據的準確程度才能將其加工為要求的標準；其次需要對加工材料的反面進行裝夾操作；最后相應的還要對加工材料的反面進行倒角操作。在上述的對材料進行加工的過程當中難度比較高的要求就是材料的正面和反面倒角在保證均勻的前提下還要保持一致，這就為相關數據銑床的加工人員提出了更高的技術要求，在正反面的一致性方面工作人員需要投入巨大的精力，以及引進先進的技術對其進行調整。在這樣的要求標準下可以通過對應用的數據銑床進行簡化能夠在較大程度上對材料加工的均勻度方面進行控制，此外還可以提高安裝夾具的速度來增加各方面的精度。

5.2裝夾和加工步驟

安裝夾具的速度和位置確定是現階段在夾具結構化設計中首先需要考慮的方面，在其過程中位置的確定方面一般都是通過兩個小孔進行確定并且安裝夾具，還需要加強對其安裝夾具和蔣公的流程控制。流程的第一步需要將需要進行切削的材料邊界進行確定，然后將其進行固定操作；流程的第二步需要對墊板等必要設施設備進行放置，并且考慮到之后的檢修工作圓柱形狀的定位銷的擰緊力度不能過大；流程的第三步需要找到圓柱形狀定位銷的中垂線，在完成之后應該通過合理的方式將其中位線的位置數據傳輸到加工中心；流程的第四步的主要工作就是保證壓板與其進行緊密接觸；流程的第五步需要將加工中心在設計階段對其運作程序進行調整，保證先對材料的外部邊緣進行加工，加工完成后再進行倒角操作；流程的第六步主要的工作為在整體正面的加工完成后對其進行翻轉，然后對其反面進行倒角操作。在裝夾和加工的過程中相關工作人員必須嚴格按照上述的流程進行操作，能夠大幅度減少流程中可能出現的意外情況[3]。

5.3對工藝流程進行合理改進

對工藝流程的改進措施中首先需要將加工中心夾具的直邊進行確定；在工藝流程設計階段就需要對數控銑床的運行程序進行設計，然后在加工階段首先對圓弧的外圍進行加工再進行倒角操作；在對其正面的操作完成后需要取下材料進行反置，在反置的過程中盡量不要改變其夾具的位置，這樣能夠加強兩面的均勻程度和一致性，然后用同樣的流程對其反面進行加工；經過改進的流程中加工材料可以實現自動定位；從傳統的分層加工的模式中進行改進，可以取消這一環節還能夠保證其剛性滿足加工的具體需求；通過大量改進后工藝流程在現實中的應用可以發展：在倒角的操作環節中數控銑床的性能和精確度更加穩定；從加工材料外形的角度分析提升了其表面的精細程度，并且在視覺范圍內更加美觀；能夠在較大程度上提升加工材料的質量和效率，并且縮短了材料圓弧外圍的加工時間；同時還能實現加工中心夾具的可移植性，在功能和規格類似的系統中可以進行交換使用[4]。

對數控銑床工藝流程的改進還體現在圓弧找正方面，這個環節已經在現階段的應用技術中融入了百分表的使用，通過此技術的更新能夠大幅度地提升數控銑床的工作效率，還能將部分加工中心的夾具零件進行整合，降低了由于技術原因對位置確定不準確的概率，其在其剛性的方面也進行了加強，并且大幅度降低了數控銑床的加工成本。

6結束語

通過上述對數控銑床和夾具的介紹探究中可以看出加工夾具的科學化設計在整體加工流程控制中占據了重要的地位，不僅能夠對加工的質量進行保證，還能夠符合現階段社會和企業對零件的技術要求，減少了大量的加工操作時間。加工中心夾具的合理應用可以在一定程度上降低相關企業的生產成本，能夠從工藝流程、結構方案等角度對其進行穩定性和質量的保證。

參考文獻：

[1]陳世斌.研究數控銑床與加工中心夾具設計[J].科技與創新，2016（18）：107-107.

[2]李教文.試論汽車轉向器螺母孔的加工專用夾具設計分析[J].現代經濟信息，2017（3）：342-342.

[3]張國政，周元枝，王軍.前缸體件的數控加工中心專用夾具設計[J].韶關學院學報，2016，37（12）：15-18.

[4]陳忠偉，楊宇強，岳偉平.數控加工中心一次多件液壓自動夾具設計[J].機床與液壓，2017，45（16）：46-48.