數控銑床與加工中心夾具設計探究

鄧江榮

摘 要：優化設計數控銑床和加工中心夾具能夠顯著加強生產精度和效率，因此在工件生產加工當中占據重要位置。在設計期間采用專門的夾具能夠顯著減少對刀時間和工件工序的復雜程度，簡化加工過程，降低人工操作量，因此在后期運營維護方面也比較簡便。本文主要是探討分析數控銑床與加工中心夾具設計，處理零部件加工期間存在的各項問題，闡述了工藝路線設計和實際操作方法，希望能夠對相關設計人員起到一定的參考價值。

關鍵詞：數控銑床；加工中心夾具；設計探究

在數控銑床加工期間夾具屬于重要工作設備，夾具在零部件生產加工當中主要決定刀具和工件之間的位置，提升工件生產精度，確保其生產加工質量，也能夠在一定程度上擴大機床規模。隨著夾具設計和數控技術的快速發展，也逐漸擴大了夾具應用范圍，顯著提升了加工精度，促進加工效率加快。

1 數控銑床夾具設計原則

數控銑床上的夾具需要配合型架工具，因此在設計期間需要遵循各項原則：在型架上夾具能夠實現準確定位；不會對工件造成損傷，具有適宜的夾持力度；扎囊夾具可以夾緊工件的加工位置，確保定位準確性；需要將保護裝置安裝在工件與夾具之間；夾具結構強度較大，可以支撐工件加工期間的作用力；夾具能夠對損壞零件及時更換，實現自我校正加工位置；夾具具有較高的尺寸精度，并且成本較低。

2 數控銑床夾具設計內容

2.1 對刀設計

第一，夾具設計人員需要簡化計算難度，并且準確找尋對刀點，此研究所提及的對刀點主要是零件加工的定位標準點；第二，簡單換算零件的定位標準，全面降低實際操作難度；第三，設計人員需要對零件的后續加工進行嚴格要求，加強夾具設計的精準性，與此同時還需要優化設計數控銑床夾具對刀點，以免產品誤差較大。

在設計夾具期間需要避免產生撞刀情況，這樣能夠顯著降低零部件產品加工成本。加工人員可以根據夾具和零件在銑床臺面上的位置以及刀具尺寸和加工特點來明確切削量的大小，并且按照銑床的實際切削量確定零部件的加工粗細程度。針對促加工來說，增加切削量能夠全面提升加工產品的生產效率，對于高精密的加工來說，夾具設計人員需要全面注重精度問題，確保夾具設計的實際使用效果。

2.2 數控銑床夾具的工藝路線

在明確夾具設計對象之后，需要全面分析加工零部件，這樣能夠得知零部件材料性質和結構特性等。其次，技術人員需要深入了解精加工零部件尺寸和熱處理技術，在加工中心夾具工藝路線設計方面，設計人員需要精準定位加工期間的標準工作，有效銜接各個工序。數控銑床所使用的刀具技術參數能夠顯著提升零部件加工質量。因此，設備操作人員在設置各項參數之后，需要明確走刀方式，這樣就能夠完成工藝路線設計。

2.3 數控銑床夾具固定方式

在夾具固定方式當中，需要沿著加工作用力使夾持構件裝置對零部件實施固定，這樣能夠使固定夾具避免工件加工期間的位移情況，以免損傷操作人員，使刀具和工件受損。其次，將夾具應用在新零部件時需要將定位工件和構件進行復位處理，使工件產品尺寸控制在公差范圍內。在此期間需要一次性完成定位操作和夾具固緊操作。夾持構件位置合理性會對安全生產效率和工件加工質量造成直接影響，所以在選擇夾持裝置時需要選擇具有力學效果的機械，并且利用輕微施壓力加強夾持力，這樣就能夠固定夾持構件。在使用數控銑床實施加工制作時需要聯合多個元件，這樣能夠確保工件夾具夾持機構的高效性和易檢修性。在加工期間需要對工件進行重復安裝和拆卸，因此聯合應用工件可以加強產品加工效率。

3 多件裝夾夾具設計要點

3.1 優化布置工件

在確定每一次裝夾布置方式和數量時需要按照機床工作臺尺寸，工件外形尺寸以及機床生產批量以及行程等，合理設置各工件之間的距離。在工件安裝完成之后需要具備良好的敞開性，便于集中加工工序。

3.2 精確各定位元件組距離

由于夾具使用一面兩銷定位方式，因此需要按照工件尺寸確定每組定位元件的棱形銷和圓柱銷之間的距離，精確設計各定位元件的距離，確保機床運動部件按照程序進行移動，使各個工件有精確位置。

3.3 夾緊方式

需要盡量簡化夾緊元件，確保刀具運動的安全空間，考慮聯動夾緊，同時夾緊多個工件，減少夾緊元件。每個壓板可以同時夾緊兩個工件。大部分數控銑床都是應用工序集中加工方式，因此無法區分精加工和粗加工，因此夾緊力比較大，使工件表面留下壓板壓痕，最有效的處理措施就是將銅焊接在工件與壓板接觸面。

3.4 立式夾具設計方式

在立式數控銑床加工時，切屑會落在夾具和工件上。因此夾具設計過程中需要全面注重排屑問題，會直接影響連續加工中心和工序集中。合理排屑不會對刀具切削運行造成影響；為了確保切屑不會落在定位元件上，需要全面確保定位精度，使切削液能夠將切屑沖刷帶走，也可以使用壓縮空氣吹除切屑。

3.5 臥式夾具設計

臥式數控銑床具備分度工作臺，因此在加工期間需要使夾具與工作臺同時回轉。在設計多件裝夾夾具時需要確保各個工件在回轉前后能夠重合。需要使夾具靠近工作臺邊緣，縮小主軸椎孔端面與工件之間的距離，這樣能夠顯著縮短刀桿長度，利于排屑。

4 數控銑床夾具設計的實際案例分析

4.1 加工工藝設計

在設計過程中需要準確找尋工件位置，加工外圓弧之后再實施倒角操作，之后反面裝夾再進行反面倒角。其關鍵工序在于確保正面和反面倒角的一致性和均勻性，在加工期間夾具的設計制造比較簡單，則會相應對定位裝夾的過程進行簡化，這樣能夠確保加工倒角和圓弧的精度。

4.2 夾具結構方案

在制定夾具結構方案時需要處理的關鍵問題在于定位和裝夾操作的準確性，最主要的就是找正。采用兩孔實施定位裝夾方法大部分都是應用一柱一銷方式，所以夾具對工件的加工和裝夾方法步驟主要表現在以下方面：（1）準確定位銷邊并且將其固定在工作臺上；（2）安裝圓柱定位銷和墊板，只需要將稍微擰緊定位銷就可以；（3）準確找尋兩個銷的中垂線，并且將其水平錄入到數控機床上。（4）合理安裝工件，并且夾緊壓板；（5）讓數控機床根據已經編制好的數控程序，先加工外圓弧之后再實施倒角；（6）取下工件之后，需要翻轉裝夾之后再加工反面倒角。

4.3 工藝流程改進

（1）準確定位夾具直邊；（2）根據已經編制的數控程序使數控機床的數控程序完成外圓弧加工之后再進行倒角操作；（3）取下工件翻轉，夾具再加工反面倒角。利用大量的加工實踐能夠看出，該種工藝路線改進方法效果顯著，也能夠極大提升零部件質量，其優勢主要表現在以下方面：零部件不需要重新找準定位；顯著加強剛性不需要實施分層加工；顯著提升加工效率；能夠穩定倒角加工過程，使零部件的外觀更加精細；對于同等類型的夾具在類似的工件加工當中也能夠使用。

在對夾具設計進行優化改進，既需要改進圓弧找正，使用百分表找正，顯著提升生產效率，還需要將若干夾具零件組合加工，避免出現較多定位誤差現象，能夠顯著提升零部件剛性。在優化改進夾持受力點之后，能夠在較大程度上提升加工過程的零件質量和穩定性能等。

5 結束語

綜上所述，在數控機床機構過程中合理設計加工夾具，不僅能夠確保零部件的質量和技術要求，還能夠在較大程度上縮短定位和裝夾時間，顯著提升工作效率，降低生產成本，獲得滿意的效果。

參考文獻

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