数控铣床与加工中心夹具设计研究

黄繁　纪会胜

摘要：工件在生产过程中，既要保证效率，又要保证精度。为了这一目标得到有效实现，有必要做好数据铣床与加工中心夹具设计工作。在对加工中心夹具进行优化设计的条件下，能够使加工件的复杂工序及对刀的时间得到有效控制，进而使加工工序顺利、有序地进行。本文重点对数控铣床与加工中心夹具设计进行了研究，以期为工件生产工作效率及精度的提高提供一些具有价值的参考建议。

关键词：数控铣床；加工中心；夹具设计

在数控铣床加工环节中，夹具起到了至关重要的作用，比如：能够对工件与刀具之间的位置进行精准确立；使工件牢固，进而使工件的质量得到有效保障。近年来，在数控技术及夹具设计逐步发展过程中，夹具的应用越来越广泛，进而使加工工件的生产效率及精度得到有效提高。所以，从工件生产角度考虑，本文研究数控铣床与加工中心夹具设计具备很大的意义。

一、数据铣床夹具设计原则分析

对于数控铣床夹具来说，需应用到配合型加工具，因此在设计过程中有必要遵循相应的设计原则，主要包括：（1）基于型架上，夹具可以实现精准定位，同时可以在加工位置加紧工件；（2）不会对工件造成损伤，且比较合适的夹持力度；（3）在夹具与工件两者之间，有必要加装保护装置；（4）确保夹具具备一定的结构强度，可以承受工件加工过程的作用力；（5）夹具自身具备校准加工位置的功能，损坏零件方便更换；（6）夹具具备很高的尺寸精度，造价经济实惠。

二、数控铣床夹具固定及线路方法分析

（一）数控铣床夹具固定分析

在对数控铣床夹具进行固定过程中，需使用到夹持构件装置，并朝着作用力的方向对工件加以固定，以此使工件在加工环节发生移动情况的发生得到有效避免。对于夹具，在每一次加持工件过程中，保证定位构件可复位工件，同时在允许的误差范围内做好工件加工方面的工作。基于设计环节，通常能够发现夹紧与定位操作一次性成功，对于夹持构件位置的设定来说，会对工件加工质量及生产的安全性产生很大程度的影响。通过对力学的机械性能加以应用，稍微施加压力，便能够获得很强的夹持力。一般情况下，夹持构件能够把多个元件合并在一起使用，工件基于加工期间，由于需进行安装及拆卸，所以工件夹具的夹持机构便能够体现出效率高、速度快以及容易检修等优势。总之，需充分掌握数控铣床夹具的固定方法，进而才能够为数控铣床在生产工作中发挥有效作用。

（二）数控铣床夹具路线设计及其工艺分析

在对工艺加以确立时，便有必要对加工零件进行详细分析，对各类零部件的材料性质及结构特性加以认识。并且，还有必要对精确加工零部件以及热处理有关的应用技术。对加工环节的定位标准加以明确，并对对应工序之间的相关内容加以明确。此外，在工装夹具设计过程中，需充分考虑机床与使用刀具的各项技术参数，明确各项参数之后，进一步明确走刀方式。

三、数控铣床夹具设计方案分析

（一）数控铣床夹具设计对刀设计分析

数控铣床夹具设计对刀是非常重要的一个环节，主要包括了：（1）基于夹具设计环节，需采取简化的计算方式对对刀点加以明确，然后把零件的定位标准进行简单地换算，进而确保找正操作的简单、方便。同时，需确保后续加工的精准无误，进而使误差操作的发生得到有效控制。（2）在数控铣床夹具设计期间，为了使加工发生撞刀的问题，有必要以夹具。零件基于铣床台面的位置，同时结合刀具自身的尺寸以及加工特点，综合分析，进而确立刀具的配置。并且，还有必要以加工的粗细程度为依旧，确立铣床切削量的大小。在粗加工过程中，有必要将切削量适当地增加，进而使生产效率得到有效提高。在精加工过程中，则需对设计期间夹具的精度要求加以明确。

（二）多件装夹夹具设计要点分析

在多件装夹夹具设计过程中，需注重的设计要点包括：（1）对工件进行合理布置。以工件的外形尺寸、机床工作台的尺寸以及机床行程等，对每一次装夹的工件数量以及布置方式加以确立。同时，需保证各工件之间的距离适合。此外，工件安装好之后，需具备良好的敞开性，从而使工序集中加工得到有效实现。（2）精确各定位元件组之间的距离。首先，对于夹具来说，需明确定位方式，例如：如果采取一面两销的定位方式，每组定位元件中的圆柱销和菱形销之间的距离便需要以工件的尺寸为依据，进而加以确立。同时，对于各组定位元件间的距离也需要加以确立，例如：对两圆柱销之间的距离加以明确，从而确保机床运动部件能够根据相关程序移动。（3）选取合适的夹紧方式。保证夹紧元件的简单化，从而保证刀具运动具备更多的安全控件。其中，需对联动夹紧进行充分考虑，使多个工件同时夹紧得到有效实现，进而使夹紧元件得到有效减少。（4）不同方式數控铣床夹具设计方法选取。对于数控铣床夹具设计，需根据其方式的不同做到合理选择。一方面，若为立式数控铣床，在加工过程中，切屑容易落于工件和夹具之上。因此，在设计夹具的时候，有必要对排屑加以重视。在确保排屑合理性的基础上，才能够使切屑不会对刀具切削的自动进行阐述影响。当切屑不会落于夹具的定位元件之上，才能够使定位的精度得到有效保障。另一方面，如果采取的数控铣床为卧式结构，那么在加工环节，夹具会随着工作台进行回转。在设计多件装夹夹具的时候，有必要确保各工件上相同加工要素的位置在回转前后能够完全重合，同时夹具需尽可能地与工作台边缘相互靠近，确保工件和主轴锥孔端面具备很小的距离，这样便能够使刀杆的长度有效减短，进而使排屑更加便利。

（三）数控铣床夹具设计分析

在加工工艺设计过程中，首要工作是将工件的位置找正，然后对外圆弧进行加工，再进行倒角操作。完成上述工作后，进行反面装夹，最终进行反面倒角。需注意的是，正面倒角和反面倒角需保持一致，基于加工期间若设计制作了较为简单的夹具，那么定位装夹的速度将能够加快，进一步使加工圆弧与倒角的精度得到有效保证。结合实际工作，数控铣床夹具的设计方案内容包括：（1）对销边进行精准定位，然后在工作台上固定牢固；（2）依次将垫板与圆柱定位销装上，对于其中的定位销有必要拧紧，然后将2个销的中垂线找准，然后水平录于数控机床上面；（3）将工件安装好，然后将压板夹紧；（4）对于数控机床，需以编制好的数控程序为依据，然后进行外圆弧的加工，然后进行倒角作业；（5）将工件取下，然后翻过来进行装夹，进而保证反面倒角的精度。

四、结语

通过本文的探究，认识到要想使工件生产的效率及精度得到有效提高，有必要做好数控铣床与加工中心夹具的设计工作。一方面，遵循数据铣床夹具的设计原则；另一方面，充分掌握数控铣床夹具的固定方法。此外，需优化数控铣床夹具设计对刀设计、充分落实各种装夹夹具设计要点等。相信从以上方面加以完善，数控铣床与加工中心夹具设计将能够得到有效优化及完善，进一步为工件生产效益的全面提升奠定坚实的基础。