关于铣床夹具设计的探究

侯开耀（陕西西安思源学院,西安 710038）



关于铣床夹具设计的探究

侯开耀
（陕西西安思源学院,西安 710038）

摘 要：与当前实际生产相互结合，只使用通用失具无法进行正常生产，使用通用夫具和装夫工件造成生产效率不高，生产质量不高不的问题，需要添加划线生产工序，所以，可设计出专业性铣床夹具，制定针对夹具的对刀，夫紧和定位方案，通过对夹具定位键加工设计的分析与研究，表明生产及工艺需求能够得到充分满足。

关键词：铣床；夹具；改良；设计

利用铣刀在工件上面对各类机床进行加工，叫做铣床。夹具在实际生产过程中，主要作用是定位工件，确保加工工件处在刀具和机床间的正确位置，可靠的夹紧此工件。

1 夹具和铣床的定义

利用铣刀在工件上面对各类机床进行加工，叫做铣床。一般铣刀的运动为旋转运动，而进给运动是指铣刀及工件的移动和配合。能够进行各类面的加工，包括类成型面，沟槽和斜面，平面及垂直面等等。在机械制造过程中，利用夹具固定住加工对象，在正确的位置固定好，这种附加装置用来检测或者加工称为夹具。夹具在实际生产过程中，主要作用是定位工件，确保加工工件处在刀具和机床间的正确位置，可靠的夹紧此工件。

2 铣床上夹具起到的作用

在机床的制造过程中，夹具的作用是对加工产品进行固定的，在正确的位置固定住加工产品，这种机床附加装置用于接受或者加工叫做夹具。在实际生产过程中，正确定位工件是夹具的主要作用，在加工工件时，为了找到正确的刀具和机床位置，并且牢靠地夹紧工件。在加工机床工业零件过程中，一定要把加工工件用夹具固定装好。在机床上把工件装好，测量出刀具和工件间的相对位置叫做定位。夹紧对应的工件，向工件施加相应的作用力，在规定好的位置上固定住工件，此过程叫做夹紧。装夹是指从定位到夹紧的全部过程。完成是铣床夹具的主要功能。工件的加工品质会受到工件装夹情况和装夹固定的影响。

3 设计关键

为使在机床上的铣床夹具安装更加牢固可靠，使断续切削造成的松动或者振动被减轻，夹具体不但需要足够的强度和坚固度，与宽度和高度的比例也非常匹配，通常可达到H/B≤1—1.20，把夹具重心降低下来，让工作台面最大限度的接近加工工件表面。再者，还应该对加强筋及耳座进行合理调整。如果夹具的整体宽度值过长，在同侧夹具位置，可以设置两个和铣床工作台T形槽间等距的耳座；在夹具体与重型铣床夹具两端还需要对吊环或者 吊装孔进行设置，使它更方便搬移。在整体设计机床方面，需要重点关注下述几方面：

（1）夹具的定位键也称为定向键的设计定向键，有两个可安装在同一直线上，位于底面夹具的纵向槽里面，具有较远的距离以及较高的导向精确度，在夹具体上用螺钉紧固，利用铣床工作台上形槽和定向键之间的配合寻找正确的机床夹具位置；另外，还能够使夹紧螺栓负荷减轻，与此同时还可以承受一部分切削扭矩，夹具自身的稳定性更强，所以，也会经常应用某些专业性钻镗床夹具和一些平面夹具。定向键包括圆形和矩形两个种类。重型夹具尽量不采用定向键来确定定向精度，而需要在夹具体上对窄长面进行加工，进一步确定好夹具的正确安装位置。

（2） 设计对刀装置。塞尺及刀块共同组成了对刀装置，作用是对刀具和夹具的相对位置予以确定。加工表面的形状决定了对刀装置的结构。通常使用螺钉和销钉对夹具体进行固定，所设计的位置不会防碍到工件的装卸工作，也更方便应用对刀和塞尺。在应用对刀的时候，应该把塞尺加入到刀块及刀具之间，刀刃由于刀具直接接触刀块而受到损坏，或者造成了较大磨损。塞尺包括两个种类，即圆柱形塞尺与平塞尺，主要的直径及厚度可达到四至六毫米左右，H6是它的制造公差。目前塞尺及刀块都实现的标准化设置，在使用和加工过程中，可在夹具总图上对明塞尺寸进行标注，并且标注定位元件与刀块工作表面的具体位置。在设置对刀装置时，应该明确对刀位置为切入工件的一个端角。

（3）活动式铣床夹具设计活动式夹具：构成包括底板和上下滑块，丝杠和压板，以及V形铁等等。功能相同的有左V形铁与右V形铁结构，能够支撑起整体架构。定位键位于V形铁处，定位在机床工作台位置，在工作台上利用T形螺栓固定。利用压板把转轴在V形铁上用螺栓固定住。有六个盲孔均匀分布在转轴的 圆周方向上，可以把手柄插进去，保证转动自如。使用连接板四和螺钉相互连接固定于转同二的端面上，把底板和连接板相互固定连接，组成整体结构。

在底板上面把丝杠上下两面的固定板都固定住。通过丝杠上固定板的十个台阶孔与台阶完美匹配，合并两个固定板，就可以约束丝杠向轴向位置移动，通过两块压板对上下滑动块进行限制，在底部位置的槽内来回移动。任何滑块都配置两个孔，分别为光孔和梯形螺纹，丝杠被充许通过，此项设计是螺旋式定心夹紧装置，方便调整定位的精度较高。工作台和梯形滑块及铰链叉座相互连接起来。

4 设计过程中需要重点关注的相关问题

因为切削力，切削量较大，与此同时，又属于多刃式连续切削方式，在加工过程中会出现振动问题，所以，设计铣床夹具的时候要注意以下几 点，要适度调整夹紧力，如果夹紧力不够强，在加工过程中，就有可能由于工件的移动造成夹具出现变形，加工品质较低；应该准确可靠地安装夹具，在加工和安装过程中，应该要求对刀装置和定向键更加准确；夹具更加管理，具有较强的刚度，要有合理的设计结构。通常会在悬臂状态下应用车床夹具，为确保加工过程更加稳定；夹具结构要求更加紧凑简单，并且安全轻便 ，要尽可能使悬伸长度短些。在接近主轴前支承位置设计重心。为确保其安全性，可以把它设计为圆形状态，所有元件要求不能伸在直径的外侧；所设计的夹具结构还应该更加方便切屑，测量和安装，方便清理和清除。

参考文献：

［1］尹相昶.试论数控铣床与加工中心夹具设计［J］.科教新报（教育科研）,2011（22）.

［2］于舰,荣桂姗.铣床专用夹具设计［J］.知识经济,2011（02）.

指导老师：张宏林 团队成员：张令奇、白旦旦、程子岳

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.016

基金项目：国家级大学生创新训练项目（201413121008）

作者简介：侯开耀（1994-），男，西安人，本科，研究方向：机械制造及其自动化。