（广东长盈精密技术有限公司）
摘要：随着我国数控技术的不断发展，数控铣床在日常的加工生产中所起的作用也越来越大。其中工装夹具的设计直接决定着生产加工质量。现阶段，数控铣床正朝着复合、精密、智能、高效的方向发展，这势必会要求改进工装夹具原有的设计。为此，本文就数控铣床，探索了工装夹具的有关设计与改进，仅供参考。
关键词：工装夹具；数控铣床；设计与改进
目前，随着现代科技的快速发展，数控加工技术也日趋成熟，对机床各项性能指标的要求也越来越高。其中作为加工型自动化数控机床之一，数控铣床多用于生产复杂零件和成批零件。数控铣床兼具极高的自动化程度和生产效率，故在工业生产行业获得了十分广泛的应用。在应用数控铣床时，工装夹具用于定位加工物品，直接影响着数控铣床发挥性能，故科学地设计工装夹具对数控铣床的作业至关重要。由于诸多外界因素的综合影响，加之自动化程度的要求，均会致使设计的工装夹具无法满足标准要求。近年来，已经逐步淘汰了传统设计工装夹具的方法。只有根据加工需要和数控铣床性能，适当改进工装夹具设计，方才可以设计出完全达到数控铣床革新要求的工装夹具。
一、设计数控铣床中工装夹具的原则和内容
1、原则
在设计工装夹具时，应紧密结合数控铣床的实践应用。因此，对于设计来说，往往需要综合考虑数控铣床的加工特点及其应用类型。除此以外，工装夹具设计还坚持以下基本原则：①能在工作台上精准地固定夹具；②可以准确地定位工件；③压紧力可以保证工件的稳固，且力度不至于太大；④夹具接触零件的面可以增加表面处理，以防磨损接触面；⑤工装夹具的密度及其结构强度应达到高负荷下的工件夹具要求；⑥合理设计防护装置，以防加工过程中损伤夹具；⑦使工装夹具更换维护更加便利；⑧夹具原料选用耐磨性强、可耐腐蚀的材质；⑨合理控制工装夹具公差，并结合工件精度来订定，以减小夹具成本投入。
2、内容
一是工艺设计。设计人员要想确保设计效果，则应熟悉加工工艺，并熟悉设计加工的便利性。在设计数控铣床中的工装夹具生产工艺和路线时，应认真分析加工零件，明确加工零件所必需的材料，并掌握零部件的加工精度等级与相应的热处理技术等。在进行加工时，还要进一步明确工序前后间的关联性与有关定位标准。在设计工装夹具时，所确定的机床基础内容和刀具基本参数，均会直接影响作业时间；二是固定夹具的方式。要想在加工中不移动零件，所以在固定的过程中，应沿作用力方向，设计好定位和夹紧的有效配合。一般夹持构件会包括多个零件，故其位置势必会影响工件的实际品质与安全。所以，在设计加工方面时，应能方便工件卸载，以保障其可以方便后续投入使用后的维修工作。三是确认基准。设计人员要尽可能使用简单的方法，来确定工件的基准，以方便后续工作，并降低工件加工误差。四是合理选择刀具。同时还应结合数控铣床具体的夹具、台面位置、刀具加工特点等，来合理控制铣床切削量。此外，还应在充分了解具体的加工精度的情况下，判断好相应的刀具状况。
二、改进数控铣床中工装夹具
1、一次加装多工件
当数控铣床进行加工时，夹具动作动力来源于压缩空气，能自动将工件夹紧或松开，从而方便工作人员进行操作，且通过自动控制装置还可以自动完成换刀。这种换刀方式可以加工多种表面工序，但换刀需要一定时间。所以，应在全面考虑具体加工要求的基础上，改进对换刀次数的设计，合理缩短实际的加工时间，以降低故障频次，还可以明显提高数控铣床加工的实际稳定性与安全性。利用一次装夹多工件的改进设计，可以有利于优化加工工艺，降低换刀次数。比如，可结合设计数控铣床的工作台与具体的工件大小，来改进夹具，使其一次便能够装夹多个工件，具体还能根据具体情况来合理调整数量，在控制加工精度的基础上，尽量缩短实际的加工耗时。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2、优化内部结构
在设计数控铣床中工装夹具时，必须重点关注安全问题，其中的结构设计是其关键所在。在设计结构时，应高度重视荷载和其使用功能性等方面的内容，且设计结构十分复杂。一般情况下，在设计数控铣床中工装夹具内部结构时，往往较少会考虑连续加工与排屑等内容。如此一来，定会影响数控铣床一定的性能。而优化设计排屑结构，可以保障机床刀具在顺利完成切削工作的过程中，切屑并不会在工装定位夹具元件上落下。这样既保障可以顺利排出切屑，又可以保障定位的准确度与精度。
3、改进夹紧方式
一般工装夹具用于固定需要进行加工的零件，以防其在进行加工时发生移动，以控制加工精度合格。所以，设计人员应适当优化工装夹具的实际夹紧方式。在将工件夹紧时，保障切不可破坏工件的同时，还能方便刀具进行运动。倘若有可能，还应将足够的安全空间留出来，尽可能以联动夹紧方式，来保障可以一次夹紧数个元件。但目前，当数控铣床用于加工工件时，多以集中工序的方法来完成，尽管该方法有效，但却无法有效区分精粗加工，很可能造成夹具夹紧力太大问题，而影响最终的加工效果，甚至工件表面会形成压痕而损坏整个工件。为了有效解决这个问题，实质上很简单，即只要在工装夹具接触工件的地方，采取压爪镀胶措施，便能控制好夹紧方式。
4、科学地布置工件
是否合理地布置工件同样也影响加工精度及其质量。所以，设计人员在布置工件时，应注意诸多问题，比如，适当调整工件外形大小、合理设置机床行程参数、合理设置机床工作台大小等方面的问题。待相应的参数确定好以后，还应视具体情况，来定一次性加工的具体工件量和装夹工件的最终方式，以确保工件加工的最终效果。工作人员在上述过程之中，还应有效控制相邻工件的间距，以保障安装完工件以后，能够保持一定的敞开性，以方便集中加工工件。
5、提高加工效率
在优化设计数控铣床中工装夹具时，同样需要认真考虑加工效率这个关键性因素。一个合理的设计除了能够控制加工工件的效果外，还应该能有效提高数控铣床的实际加工效率。在各设计环节，设计人员均应优先选择已经成套后的工装夹具，以便可以提高机床作业效率。此外，也可以通过选择灵活度相对高的夹具，以便在加工工件的过程中，即使不恰当或不合理的情况发生，操作人员也能够及时加以改进或调整，而不至于影响到最后的工件加工效率。除此以外，操作人员在加工的过程中，还应按照规加工的范化程序，来严格执行控制操作，以防违规操作出现。同时还应有效预防加工中常常出现的问题，以提高加工效率。
三、结语
综上所述，对于用于加工生产的数控铣床来说，工装夹具的合理设计非常重要。当设计数控铣床中的工装夹具时，应全面分析可能出现的各种影响因素，并根据实际的生产细节，来对设计的工装夹具适当加以优化改进，最终才能设计出与具体生产要求更为相符的工装夹具，以有效促进数控机床技术的进一步发展和推广运用。
参考文献：
[1]巫怀标.关于数控铣床工装夹具设计的探讨[J].科技展望,2014(13):24.
[2]郦振.数控铣床工装夹具设计的内容探析[J].科技视界,2013(22):107.
[3]刘才志.浅析数控铣床工装夹具设计内容的优化[J].生物技术世界,2013,10(07):195-196.
[4]徐晓芮.螺旋曲面工装夹具的设计以及加工工艺[J].科技风,2018(18):158.
[5]王飞,李辉,孙宾宾.蒙皮铣切与夹持方式的改进[J].航空制造技术,2014(S1):114-117.
论文作者:杨建树,黄春光
论文发表刊物:《科技研究》2019年4期
论文发表时间:2019/6/18
标签：夹具论文; 工装论文; 工件论文; 加工论文; 数控铣床论文; 零件论文; 精度论文; 《科技研究》2019年4期论文;