研究数控铣床与加工中心夹具设计

李丰

摘 要：铣床主要指的是通过铣刀的旋转作用对需要加工材料的表面进行操作的机床，同时其也能够对不同的沟槽或者曲面进行加工，而数控铣床是在基础上实现自动化流程的加工机械并且与其工艺没有较大区别，两者的结构也比较相近，主要在工件的加工中能够大幅度提高工作的精确度，并且配合夹具还能缩短加工所用的时间，保证了应用数控铣床进行加工的流程要求。本文先对其夹具的设计原则进行简单说明，然后对其固定的方法进行探讨，进而从其设计的思路和应用的工艺进行研究，最后通过实例过程对其设计进行深入探析。

关键词：数控铣床；加工中心夹具；设计原则；工艺流程

加工中心主要是在普通数据铣床中添加了刀库，其在近些年来的社会技术发展中应用到的频率越来越高，现阶段对机械产品进行加工的过程中一般都会应用到夹具，其能够起到固定和引导刀具方向等方面的作用，通过两者的有效结合能够大幅度增强加工操作的精准程度，并且能够适应于现阶段高精度加工的技术要求。通过本文对数控铣床和夹具的设计探究望能够为从事相关工作的人群提供参考与借鉴。

1夹具的设计要求

一般情况下加工中心的夹具需要与其他工具进行配合才能满足精细化加工的需求，因此在其使用时需要确定好工具型架上的位置，并保持在规定的范围内；对材料需要加工的位置能够较为精准的确定；在加工时不能对材料进行损坏，这就需要对其力度进行控制；在两者之间需要添加影响的安全保护措施；其还需要考虑到在多种材料的重量和加工的力度对其造成的影响，对其的承重能力进行衡量；夹具能够实现不借助外部力量进行位置的调节；如果发生故障可以在零件的替换方面比较灵活；其进行生产制造的投入资金较少。

2对加工中心夹具和材料的位置进行固定

对加工中心夹具进行固定时一般情况下应该顺着施加作用力的角度对其进行固定，这种固定方案可以预防材料在加工的流程中产生较大范围的移动。夹具在工作工程中在完成后可以将材料的位置复原到加工前的位置，对误差的要求比较严格。在现阶段加工中心的应用中一般可以将夹紧和定位放到同一环节中共同进行。在对夹紧的位置进行规划时需要经过详细的细节分析再进行决定，因为其会对加工的质量和材料安全产生比较大的影响[1]。

3加工中心夹具设计理念

在对加工中心的工艺的具体细节确定之后就需要根据加工材料的详细情况进行科学化的探究，对材料和部件的整体性能和结构组成等各个方面进行深入地了解，在此基础上还要对材料加工和热处理等方面运用的技术进行全面的梳理和分析；相关工作人员需要对加工材料所要达到的标准和要求进行了解，并且针对加工要求对加工的每个环节的具体情况进行分析；而加工中心和机床的参数是加工过程中相当重要的一部分，对其参数进行设定之后还要对刀具进行选择，加工中心在使用阶段合适规格的刀具能够在加工的过程中取得事半功倍的效果，在对整体设备和夹具的参数设定完成后进而需要对走刀的手段进行控制，而其他设备的参数能够作为走刀方式的条件分隔点。

4设计对刀

4.1对刀点

在夹具对刀的设计中对刀点的确定手段有多种，而一般情况下应用到经过简化后的运算手段的频率相对来说比较高，而且大多数的对刀点位置基本上都是其材料进行固定操作时所制定的标准点。在确定其标准点的过程中需要根据设计阶段的位置确定要求对其进行经过简化之后的运算，运算的过程中需要保证数据的真实性和可靠性，并且运算的过程比较简单。这项操作能够为后来的加工流程化控制提供坚实的基础，还能够大幅度减少相关操作人员操作失误情况的出现，为企业降低了大量的数控加工和夹具设计的投入资金。

4.2避免夹具撞刀

在对加工中心夹具的應用中可能会出现夹具撞刀的情况，这会对整体加工流程和机械化设备的安全产生较大的威胁，能够在较大程度上加速加工中心夹具的损坏，减少了其设备的使用寿命，对加工流程的控制和夹具的性能都会造成不同程度的影响。因此在预防加工中心夹具出现撞刀现象的过程中从夹具的位置和材料的安放路径等方面进行有效结合，预防此类问题的产生。根据需要加工材料的规格以及刀具自身的大小对其位置进行设置，其中还要考虑到对材料的加工精细度以及切削的程度对位置造成的影响，因为加工材料的精细度标准能够在较大程度上影响加工过程中刀具进行切削的深度和角度，如果配置不当则极有可能出现撞刀的现象。在应用加工中心夹具对材料进行切削时的粗加工和细加工所要求的标准和实现的目标也有较大的差异性，针对材料切削粗加工的过程可以经过专业操作人员与设计人员的协商之后将切削程度增大，这样能够在一定程度上保证加工的效率不受其他因素的影响；针对材料些小细加工的过程相关操作人员必须在保证精度的前提下对夹具的位置进行相应的调节确保不会出现撞刀的现象产生[2]。

5实例流程分析

5.1加工工艺设计流程

在加工中心进行加工的工艺设计中首先需要对加工材料的位置进行确定，这就需要用到上述中对数控铣床夹具和材料的位置固定中所提到的技术要求和流程；在对倒角进行加工之前需要先对圆弧的边缘部分进行加工，这这个环节的过程中需要根据加工材料的规格和具体要求的数据进行加工，并且保证数据的准确程度才能将其加工为要求的标准；其次需要对加工材料的反面进行装夹操作；最后相应的还要对加工材料的反面进行倒角操作。在上述的对材料进行加工的过程当中难度比较高的要求就是材料的正面和反面倒角在保证均匀的前提下还要保持一致，这就为相关数据铣床的加工人员提出了更高的技术要求，在正反面的一致性方面工作人员需要投入巨大的精力，以及引进先进的技术对其进行调整。在这样的要求标准下可以通过对应用的数据铣床进行简化能够在较大程度上对材料加工的均匀度方面进行控制，此外还可以提高安装夹具的速度来增加各方面的精度。

5.2装夹和加工步骤

安装夹具的速度和位置确定是现阶段在夹具结构化设计中首先需要考虑的方面，在其过程中位置的确定方面一般都是通过两个小孔进行确定并且安装夹具，还需要加强对其安装夹具和蒋公的流程控制。流程的第一步需要将需要进行切削的材料边界进行确定，然后将其进行固定操作；流程的第二步需要对垫板等必要设施设备进行放置，并且考虑到之后的检修工作圆柱形状的定位销的拧紧力度不能过大；流程的第三步需要找到圆柱形状定位销的中垂线，在完成之后应该通过合理的方式将其中位线的位置数据传输到加工中心；流程的第四步的主要工作就是保证压板与其进行紧密接触；流程的第五步需要将加工中心在设计阶段对其运作程序进行调整，保证先对材料的外部边缘进行加工，加工完成后再进行倒角操作；流程的第六步主要的工作为在整体正面的加工完成后对其进行翻转，然后对其反面进行倒角操作。在装夹和加工的过程中相关工作人员必须严格按照上述的流程进行操作，能够大幅度减少流程中可能出现的意外情况[3]。

5.3对工艺流程进行合理改进

对工艺流程的改进措施中首先需要将加工中心夹具的直边进行确定；在工艺流程设计阶段就需要对数控铣床的运行程序进行设计，然后在加工阶段首先对圆弧的外围进行加工再进行倒角操作；在对其正面的操作完成后需要取下材料进行反置，在反置的过程中尽量不要改变其夹具的位置，这样能够加强两面的均匀程度和一致性，然后用同样的流程对其反面进行加工；经过改进的流程中加工材料可以实现自动定位；从传统的分层加工的模式中进行改进，可以取消这一环节还能够保证其刚性满足加工的具体需求；通过大量改进后工艺流程在现实中的应用可以发展：在倒角的操作环节中数控铣床的性能和精确度更加稳定；从加工材料外形的角度分析提升了其表面的精细程度，并且在视觉范围内更加美观；能够在较大程度上提升加工材料的质量和效率，并且缩短了材料圆弧外围的加工时间；同时还能实现加工中心夹具的可移植性，在功能和规格类似的系统中可以进行交换使用[4]。

对数控铣床工艺流程的改进还体现在圆弧找正方面，这个环节已经在现阶段的应用技术中融入了百分表的使用，通过此技术的更新能够大幅度地提升数控铣床的工作效率，还能将部分加工中心的夹具零件进行整合，降低了由于技术原因对位置确定不准确的概率，其在其刚性的方面也进行了加强，并且大幅度降低了数控铣床的加工成本。

6结束语

通过上述对数控铣床和夹具的介绍探究中可以看出加工夹具的科学化设计在整体加工流程控制中占据了重要的地位，不仅能够对加工的质量进行保证，还能够符合现阶段社会和企业对零件的技术要求，减少了大量的加工操作时间。加工中心夹具的合理应用可以在一定程度上降低相关企业的生产成本，能够从工艺流程、结构方案等角度对其进行稳定性和质量的保证。

参考文献：

[1]陈世斌.研究数控铣床与加工中心夹具设计[J].科技与创新，2016（18）：107-107.

[2]李教文.试论汽车转向器螺母孔的加工专用夹具设计分析[J].现代经济信息，2017（3）：342-342.

[3]张国政，周元枝，王军.前缸体件的数控加工中心专用夹具设计[J].韶關学院学报，2016，37（12）：15-18.

[4]陈忠伟，杨宇强，岳伟平.数控加工中心一次多件液压自动夹具设计[J].机床与液压，2017，45（16）：46-48.