探讨数控铣床工装夹具设计内容与改进

刘红俊

（汉中燎原航空机电工程有限责任公司，陕西 汉中 723200）

探讨数控铣床工装夹具设计内容与改进

刘红俊

（汉中燎原航空机电工程有限责任公司，陕西 汉中 723200）

对数控铣床工装夹具设计进行改进，是当前数控技术所面临的主要问题之一。文中对其设计要求进行了介绍，对其存在设计问题进行了分析，并通过总结分析，提出了相应的改进措施。

数控铣床；工装夹具；设计改进

近几年，伴随着科学技术的不断发展，我国数控技术发展也十分迅速，尤其是在数控铣床方面，不仅速度和精度都有了大幅度提升，其作业也实现了复合化和信息化，并且这些优势都很好的体现在了生产应用上，大大提高了企业的生产效率和经济效益。但在数控铣床发展和应用过程中，系统程序调整、刀具准备情况以及工装夹具设计和检测等方面依旧存在问题，影响了机床的生产效率。其中数控铣床工装夹具的设计是主要问题之一，需进行重点解决。本文就以有效解决工装夹具设计为主要目的，对其设计内容和改进措施进行详细探讨。

1　数控铣床工装夹具设计的要求

在整个数控铣床投入生产运行过程中，工装夹具虽然是确保其正常运行和生产的主要因素，但是对其要求却并不是很高，正常情况下，只要工装夹具能够加紧，足够牢固即可。而在设计方面，工装夹具的设计原理和数控铣床是没有太大区别的，因此，在对工装夹具进行设计的过程中，只需要根据数控铣床的削加工特点，对其内容进行合理设计即可，具体要求有以下几个方面。

首先，在对工装夹具进行设计的过程中，为了能够让夹具加工顺利进行，就需要将加工部分大面积留在加工空间中，并确保裸露在外的部分尽量开敞，避免对夹具的加工造成影响。除此之外，在加工过程中还需要注意，要进行机械操作的过程中，为了能够有效避免铁床主轴套和加工刀具与夹具之间发生碰撞，需要避免夹具与部件之间发生大面积的直接接触[1]。其次，在机床上，在对工装夹具进行安装的过程中，一定要采取定向安装，并使其坐标与机床的坐标保持在同一位置，只有这样，才能够保证在加工过程中机床的编程坐标与安全方位没有差别，才能够保证加工的高效进行。再次，工装夹具对稳定性、准确性以及自身刚性都有比较高的要求，因此，在生产过程中，如果发现夹具的性能方面存在问题，一定要对其进行重新设计，而不能简单的对生产过程中进行调整即可。同时，在生产过程中如果夹具存在夹紧问题，也需要进行重新设计，而不能直接进行更换操作，否则也会对夹具加工的准确性造成影响。最后，在加工过程中除了要考虑工装夹具自身可能存在的问题之后，还需要对数控铣床的加工精度进行控制，并确保加工的灵活性和准确性，尽可能降低加工的复杂性，减少在加工过程中可能存在的偏差，从根本上确保工装夹具的质量和整体性能。

2　当前数控铣床工装夹具设计中存在的主要问题

（1）缺乏原始工艺文件的支持。在对工装夹具进行设计的过程中，为了能够更进一步的提升设计质量，要求设计人员必须要对工序坐标图进行了解和掌握，包括修正前和修正后的坐标图。工序坐标图的主要作用是为了对工件的设计和加工进行更好的掌握，其是以工装夹具的整体结构为基础，以主要设计和加工部位的明细为参考，然后对程序原点、加工过程中的起刀点和整个加工的起刀路线进行记录。除此之外，在工序坐标图中，还会对所有部件的加工点进行详细标注，以便工件加工的顺利进行。因此，在对工装夹具进行设计的过程中，就需要有原始工艺文件的支持，只有这样才能对程序的原点以及加工过程进行详细了解，并针对性的对加工位置和注意事项进行明确，避免都在加工过程中工装夹具的加工位置与机械原点发生重合，影响加工顺利进行。但是当前，在工装夹具设计过程中，缺乏原始工艺文件的支持，进而导致其设计精度存在一定问题，需要及时对其进行改进。

（2）提高加工精度。工装夹具对自身刚性以及精准度等都有较高要求，因此，在对其进行设计的过程中，一定要提升其加工精度。为此，在对工装夹具进行设计的过程中，就需要保证工装夹具定位的准确性，在加工过程中，也需要确保其稳定性。首先，在设计和加工过程中，可以在工装夹具的底部安装传感器，通过传感器对工作夹具定位的准确性进行分析和确定，同时，也对表面耐磨性和精确度进行控制。其次，在加工过程中要对工作台的移动和加工流程进行控制，并确保工装夹具加工面的开敞性，避免加工孔出现倾斜等问题，从根本上提高加工精度。最后，要对整个数控铣床的加工精度和刀具的刚度进行控制，确保整个加工流程的高效进行，只有这样，才能够确保整个工装夹具的高精确性和高稳定性。而在当前的工装夹具设计工作中，设计工作人员往往过于重视设计中的问题，而忽视了加工过程中可能存在的问题，也需要及时对其进行解决。

3　对数控铣床工装夹具设计进行改进的有效措施（1）提高数控铣床的加工效率。对于数控铣床工装夹具的设计来说，最优秀的设计就是最大限度的提高其加工效率，因此，在对数控铣床工装夹具进行优化设计的过程中，首要工作就是提高其加工效率。首先，在加工过程中，要尽可能采用高标准的模块化通用工装夹具，或者是使用成套的工装夹具，这样能够有效提升数控铣床的加工效率，在优化生产加工流程的同时，最大限度的提高数控铣床的加工效率[2]。其次，在数控铣床中可以配置最先进的夹紧装和灵活的夹具，以方便加工过程中的调整和改进。最后，在加工过程中工作人员要对加工程序进行严谨设置和严格控制，避免在加工过程中出现问题，影响最终加工效率。

（2）选择正确的对刀点。当前，伴随着数控技术的不断发展，在数控铣床的加工过程中，所应用的刀具数量也在不断增加，即使普通的数控铣床，其应用的刀具也超过数十把，而刀具数量的增加，也导致了在工装夹具的加工过程中刀具和工装夹具之前容易发生碰撞。因此，为了能够有效避免该问题的出现，在加工过程中就需要对工序坐标图中的起刀点以及起刀路线进行严谨规划，并且要求在加工过程中如果出现问题要及时对其进行处理。因此数控铣床的夹具结构比较复杂，所以在工序坐标图中的起刀点以及起刀路线进行研究的过程中，工作人员可以预先用塑料磨具进行模拟加工，并在模拟过程中观察刀具与夹具之间是否会发生碰撞和摩擦，如果存在问题，则及时对其进行处理；甚至，在必要的情况下，还可以通过计算机程序对结果进行计算，以确定最终加工流程的精确性。

（3）选择适宜的刀具与切削用量。在对工装夹具进行设计的过程中，设计人员要对刀具的长度、配置以及运行轨迹等进行有效规划，并以此为依据对刀具的位置进行确定，避免在加工过程中出现超程和撞刀等问题。同时，为了能够有效提高工装夹具的生产量，还应该对刀具的切削量以及切削力等进行合理设置；不过，在对刀具切削量以及切削力进行设置的过程中，为了能够确保加工的高效进行，要重点考虑夹具的稳定性，而如果对加工精度要求较高，还应该对刀具的精准度等进行检测。除此之外，为了能够方便对刀具切削量以及切削力进行高效控制，最好选择统一规格的刀具。

4　结语

伴随着数控技术的不断发展，数控铣床工装夹具的设计与加工已经与传统加工工艺出现了一定变化，以传统方式进行设计和加工已经无法满足数控铣床工装夹具的设计和加工需求。因此，设计人员就应该明确当前工装夹具的设计所需，对其设计内容进行有效改进，以更好的提高数控铣床工装夹具的设计和加工效率，在推动数控技术持续发展的同时，也最大限度的提高制造企业的加工效率。

[1] 赵敏，王金员.机床夹具设计方法[J].机械工程师，2012(9).

[2] 李绍华.数控机床与工装夹具设计[J].工业技术，2010(l0).

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1671-0711（2016）09（上）-0092-02