数控铣床工装夹具的设计分析

数控铣床工装夹具的设计分析

蔡方柏

（广东玛西尔电动科技有限公司广东肇庆）

摘要：随着制造业的快速发展，数控机床的应用范围越来越广，其实际的应用规模也越来越大，正朝着高精度、高速度、复合化的方向发展。在数控铣床的实际应用过程中，工装夹具存在不少影响其工作效率的不利因素，因此，为了提高数控铣床的工作效率，就要对工装夹具存在的问题进行深入的分析研究，在此基础上，对其进行有针对性的改善设计，进而提高其实际应用的适应性，促进数控铣床设计质量的不断提高。

关键词：数控；铣床；工装夹具；精度；效率

1前言

在数控铣床实际的加工过程中，其工装夹具的主要作用是对工件进行定位和加紧，进而为工件的顺利加工提供必要条件。为了提高数控机床工装夹具的设计质量，在设计的过程中就要充分结合数控铣削工艺的具体要求，进行有针对性的设计，需要对以下几方面进行重点关注，首先，夹具的开敞程度，要确保夹具具有足够的开敞度，进而避免主轴套筒、刀具以及夹具之间互相干扰，确保加工面能够得以有效的暴露；其次，数控铣床中零件的固定方位要与电脑编程中的坐标位置保持相同，进而为工件的加工质量提供可靠的保障。同时，还需要其具有不定项安装设计，进而确保数控机床和零件定位面之间能够进行有效的相互转换；最后，工装夹具还需要具有足够的刚性和稳定性，进而避免在工件加工的过程中夹具失效的发生。此外，为了便于工人操作数控铣床，在设计的过程中还要注重其操作的简单性，避免将数控铣床设计的过于复杂，增加工人的操作难度，进而对工件的加工质量造成不利影响。

2数控铣床工装夹具设计的注意事项

2.1需要原始工艺文件的支持

在工装夹具的设计过程中，工艺坐标图和修正过的工艺坐标图具有十分重要的实际意义，在设计过程中需要将其充分的融入到设计之中。在工艺坐标图中的工件结构形状、具体加工部位等对于原点、起刀点以及走刀线路的选择具有十分重要的实际意义。因此，要对工件结构形状和加工部位进行科学合理的分析研究，进而为工装夹具设计提供可靠的支持。通过工艺坐标修正图能够在机床坐标系统与工件坐标系统之间建立一个紧密的联系，通过这两幅图的有效运用能够精确的确定机床上夹具以及夹具上工件具体的安装位置，确保机床的夹具的设计质量符合实际应用的要求。同时，还能够程序原点的标注提供必要的支持，进而避免加工面位置与机械原点之间发生重合现象，影响工件加工的顺利进行。

2.2保证工件加工的精度

工件加工精度对数控铣床的设计质量具有十分重要的影响，因此，在工装夹具的设计过程中，要采取可靠的措施，确保工件定位精度以及整个加工过程的稳定性符合相关标准规范的要求，进而为工件的加工精度提供可靠的保障。在夹具底座的适宜位置设置一定数量的传感器，进而在加工过程中对工件进行精确的定位，为工件的顺利加工提供可靠的支持。同时，还要对工作台的移位和转位进行科学合理的设置，进而能够有效避免不同刀具之间相互影响，确保整个工件加工过程的顺利进行。

2.3提高加工效率

加工效率也是数控铣床工装夹具设计的重要影响因素，因此，在进行设计的过程中要对其进行充分的考虑。在设计过程中数控铣床的加工效率主要受到以下两方面的因素影响，首先是工装夹具设计的标准化程度，这个比例越高，在进行加工前所需要的准备时间也就越短，进而能够在一定程度上提高工作效率；其次是采用液动、气动以及气液联合加紧等装置，通过采取有效的装置，在确保加工精度符合要求的前提下，能够有效提高加工速度，改善整个过程的工作效率。

2.4做好防碰撞的校核工作

随着数控铣床复杂程度的逐渐增加，在其工作过程中所使用的刀具数量也越来越多，往往同时需要数十把刀具进行协同工作，这就大大增加了刀具之间相互碰撞的概率，给数控铣床的设计增加了不小的难度。在设计过程中，为了有效避免刀具与工件之间发生不必要的碰撞，设计人员就要对坐标图中的起刀点和起刀路线进行深入的分析研究，进而采取行之有效的措施，避免刀具与工件之间发生碰撞。此外，如果工装夹具设计的比较复杂，仅通过理论分析无法对其进行有效的判定，可以进行碰撞试验进而对工件加工过程中刀具之间能否发生碰撞进行科学合理的验证，再根据试验结果对设计进行有效的调整，确保工件加工的顺利进行。

3数控铣床工装夹具的设计

3.1多个工件实现一次装夹

数控铣床在对工件进行加工的过程中，往往会用到多种不同类型的刀具，因此，就需要对刀具进行更换，但是整个换刀过程所需要的时间较长，导致整个加工效率较低。为了提高加工效率就要对换刀次数进行科学合理的改善设计，进而对换刀所需的时间进行有效的控制，可以通过多个工件一次装夹的改善设计，对加工工艺进行有效的优化调整，进而在一定程度上减少换刀次数，为工件的加工效率提供可靠的保障。在实际的设计过程中，要充分结合工件加工尺寸的要求，进行有针对性的改善设计，工装夹具可以设计成每次装夹10个工件，其工件的数量也可根据实际的加工需要进行适当的调整。

3.2正确选择对刀点

对刀点选择的恰当与否对于数控铣床的加工质量具有十分重要的影响，因此，在工装夹具的设计过程中，技术人员要对对刀点进行系统全面的分析，尤其是要与实际的加工要求进行紧密的结合，确保对刀点的选择符合数控铣床的加工要求。同时，在夹具的设计过程中要尽可能降低加工程序的复杂程度，采取有效措施简化加工程序，因此，为了便于计算，对刀点要选择在能够和零件定位基准容易换算的位置，这样能够降低在铣床上找正的难度，同时，在加工过程中还能对其实时的检查，一旦出现问题就能立即采取有效的措施，进而减少加工误差，确保工件的加工精度符合要求。通过大量的设计实践发现，将对刀点选择在工件的基准点上能够最大限度的降低加工难度，进而保障加工精度。

3.3选择适宜的刀具与切削用量

在进行工装夹具的设计过程中，要对数控铣床的实际行程、加工部位的刀具配制、刀具长度以及加工轨迹进行充分的考虑，进而对刀具种类和长度进行有针对性的选择，从而有效避免铣床超程、撞刀等问题的出现。在切削用量的设计时，对于粗加工，为了提高加工效率，可适当增加切削量与切削力，同时，还要对夹具的稳定性进行一定的考虑；对于精加工，则要充分关注工件的加工精度，避免切削超量，确保工件的加工精度符合要求。

4结语

总而言之，随着数控铣床应用范围的不断扩大，其种类也越来越多，为了满足工业生产的要求，就要对其工装夹具进行有效的改善设计，进而适应不同生产的要求。本文对数控铣床工装夹具设计过程中的注意事项进行了比较深入的分析研究，在此基础上，提出了具有一定针对性的数控铣床工装夹具的设计，对于从事相关工作的技术人员具有一定的借鉴意义。

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