数控铣床工装夹具设计与改进建议

数控铣床工装夹具设计与改进建议

邱新泉

东莞市湘将鑫精密科技有限公司广东东莞523000

摘要：随着制造业的快速发展，数控技术在我国已经得到了普遍应用。尤其是数控铣床技术的应用，可以使产品的制造精确度得到有效提升，对于生产效率也具有积极意义。由于在实际应用的过程中，不仅能够提升用料以及生产规格的精确性与可靠性，还可以降低原料损耗，控制用料成本。数控铣床技术应用时，工装夹具作为其要点组成部分，设计的合理性与科学性直接关系到数控技术的应用水平。文中就针对数控铣床工装夹具设计的相关内容以及改进建议进行探讨。

关键词：数控铣床;工装夹具;设计;改进

引言

工装夹具作为数控铣床技术应用的重要组成部分，针对工装夹具的设计需要给予足够的重视。一般而言，工装夹具都是在具体生产的过程中，依据生产环节需求设计出的针对性较强的夹具设备。其自身的质量与应用水平均会对数控铣床技术的应用效果以及生产效率造成较大影响。同时，对于生产产品质量和成本控制操作也会形成一定的影响。相对而言，夹具设计具备较强的优势。一方面可以为数控铣床技术的应用提供便利，一方面又可以对后期维修提供便利。因此，我们有必要对工装夹具设计的相关问题进行研究。

1数控铣床工装夹具的设计要点

数控铣床的实际应用对于工装夹具的要求并不高，只需要夹具能起到良好的定位和固定作用即可。所以，在设计工装夹具时，应当紧密贴合数控铣床的应用要求进行。数控铣床工装夹具设计要符合下述几个要点:第一，夹具应当有较大的开敞程度。因为在加工工件过程中，加工元件要完全暴露在机器下，同时保持一定的操作空间和安全距离，因此，所需夹紧机构的元件位置相对较低，较大的敞开程度可以避免主轴套筒、刀具和夹具出现摩擦，相互干扰;第二，工装夹具还应使用不定向的安装方式，满足机床零件安装方位所用数控机床与编程坐标系保持一致的要求。这样，零件定位面和数控机床间的坐标就能灵活转换;第三，着重设计夹具的刚性，并提升其稳定性，使之符合数控铣床的使用要求。

2数控铣床的金属加工工艺及其应用

2.1平面加工工艺

我国传统的机械加工行业，受材料、设备、技术等条件的限制，产品加工的精度和效率都不能满足市场需求。而数控铣床各项加工工艺的采用，能够精准地实现金属构件的加工，还能保证金属构件的加工质量。平面加工就是金属构件的加工面与水平面保持一定夹角，夹角的范围是从0°～180°。如果加工面与水平面呈垂直关系，则可以利用圆柱立铣刀来进行加工。如果加工面与水平面成一定的锐角，则可以采用角度成形铣刀进行加工。

2.2直纹曲面的加工工艺

在我国机械化改革之后，很多自动化中心的生产系统都得到了比较好的推广和使用，同时，企业还要按照自身的经营情况，设定出自动化的发展平台。在数控铣床金属构建的加工过程中，直纹曲面类的零件主要是由直线按规律进行移动，最终产生一种曲面类型的零部件。在生产和加工过程中，还能把直纹曲面加工改变成平面的加工方式，这种做法仅需要把直纹曲面的加工方式转变为平面加工，其他程序依然按照数控加工的方式。

2.3立体曲面的加工工艺

数控机床的加工技术是现阶段企业实现自动化运行的重要支撑点。因此，在工作中，还需要重视铣削加工的配合，这样能够全面提高机械生产的工作效率。在数控铣床技术中，这也是自动化生产最基本的保证。还要按照实际生产情况进行信号处理，并按照预定要求进行操作，最终满足机械经济的长远发展。

3数控铣床的工装夹具改进

3.1多工件一次加装

数控铣床在加工过程中，夹具执行相关动作的动力是压缩空气，可以实现自动夹紧和松开，能为工作人员的操作提供便利，且自动控制装置能够实现自动换刀操作并实现多种表面次序加工。但换刀过程相对较长，容易出现故障。因此，需要在充分考虑加工需求的情况下，做好换刀次数的改进设计，适当缩短加工时间，减低故障频次，同时可以显著提升数控铣床加工的安全性和稳定性。通过多工件一次装夹的设计方式，对加工工艺进行优化，减少换刀的次数。例如，可以根据数控铣床的设计及工件尺寸，将夹具进行改进，一次装夹数个工件，数量可以依照具体情况进行调整，在保证加工精度的前提下，尽可能缩短加工时间。

3.2关注内部结构

在数控铣床工装夹具设计中，安全问题是必须关注的核心，而结构设计是最关键的内容。在结构设计中，应该关注荷载及使用功能性问题等内容。因其设计结构相对复杂，很多时候在数控铣床工装夹具结构设计中，很少会将连续加工和排屑问题考虑在内，这样必然会对数控铣床的性能产生影响。合理的排屑结构能够确保机床刀具切削的顺利进行，确保切屑不会落在工装夹具定位元件上，确保切屑能够顺利排出，保证定位的精度和准度。

3.3优化夹紧方式

设计人员要对工装夹具的夹紧方式进行优化，在夹紧工件的同时，避免对工件的破坏，同时方便刀具运动。如果可能，应该留出足够的安全空间，尽量采用联动夹紧的方式，确保同时夹紧多个元件。就目前来看，数控铣床在进行工件加工过程中，采用的多是工序集中的方法，这种方法虽然有效，但并不能有效区分粗加工和精加工，可能导致夹具夹紧力过大，轻则影响加工效果，重则在工件表面产生压痕甚至导致工件整体损坏。解决这个问题的方法:在工装夹具与工件接触的部位进行压板镀铜，以此来保证夹紧方式的科学合理。

3.4合理布置工件

在对工件进行布置时，设计人员要关注许多方面的问题，如工件外形尺寸调整、机床行程参数设置、机床工作台尺寸设置等确定好相应的参数后，要根据具体情况，确定一次性加工工件的数量以及工件装夹方式，保证工件加工的效果。工作人员还应该对相邻工件之间的距离进行有效控制，确保工件安装完成后具备一定的敞开性，为工件的集中加工提供保障。

3.5提升加工效率

加工效率同样是数控铣床工装夹具优化设计中需要考虑的关键性问题。合理的设计，不仅可以保证工件的加工效果，还可以使数控铣床的加工效率得到有效提升。设计人员在设计环节，应该优先选择成套的工装夹具，以此来提升机床运作过程中的工作效率。还可以选择一些相对灵活的夹具，这样即便在工件加工过程中存在不合理或者不恰当的地方，但操作人员也可以及时作出调整和改进，而不会对工件加工效率产生负面影响。不仅如此，在加工环节，操作人员必须严格依照规范化的加工程序进行操作控制，可以预防很多加工过程中出现的常见问题，从而促进加工效率的提高。

结语

当前，数控铣床技术已经成为制造行业发展中的要点技术内容，对其技术应用模式进行不断优化与改进，可以有效提升制造行业的发展进程。而其中应用的工装夹具设计水平也会对数控铣床技术的应用效果造成影响，这就要求我们加大对工装夹具设计的重视力度，根据数控铣床技术的应用需求，对工装夹具结构进行合理设计，使其自身的精确度得到有效提升，为数控铣床加工的效率与质量提供保障，从而推动制造行业的健康发展。

参考文献

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