数控铣床与加工中心夹具优化设计探究

陈玲玲 鞠 园

（1.江苏省扬州高等职业技术学校，扬州 225009；2.江苏省扬州协鑫光伏科技有限公司，扬州 225000）

随着现代工业生产自动化水平的不断提升，数控铣床在工业生产实践中的重要性愈加明显，成为工业企业经济效益的决定性因素。随着工业生产事业的不断发展，工业企业生产过程中，数控铣床与加工中心夹具的优化设计已经成为提升工业生产效率和推动工业企业发展的必然途径，也成为工业生产实践的重要任务。

1 数控铣床与加工中心夹具优化设计的意义

加工中心夹具作为数控铣床零件加工的核心设备结构，其设计的优化程度直接决定工件产品的生产质量和精确性[1]。因此，现代工业生产实践中，数控铣床与加工中心夹具的优化设计具有重要意义。

首先，数控铣床与加工中心夹具优化设计能够提升生产时效。现代工业生产机械化程度和自动化程度越来越高，而数控铣床是其核心生产设备。通过数控铣床与加工中心夹具的优化设计，能够改善数控铣床的运行状态，全面提升数控铣床的生产时效，保证工业生产的规范化和精准化，从而推动工业生产企业的发展与进步。

其次，数控铣床与加工中心夹具优化设计能够保证零件加工的精确性。现代工业生产市场对零件的精确度要求愈加严格，成为工业生产企业市场核心竞争力的重要体现。通过数控铣床与加工中心夹具的优化设计，可全面保证工业生产中零件生产加工的精确性，从而在激烈的市场竞争中凭借该优势强化自身的市场竞争力。

最后，数控铣床与加工中心夹具优化设计能够保障生产运行的稳定性。现代工业生产自动化发展中，数控铣床运行的稳定性直接决定了工业企业的经济效益。数控铣床与加工中心夹具的优化设计能够全面提升数控铣床运行的稳定性，强化数控铣床的生产能力，从而推动工业企业的发展乃至工业产业的革新。

2 数控铣床与加工中心夹具优化设计的要点

在数控铣床与加工中心夹具的优化设计中，由于设备结构较为复杂，优化设计的难度较高，因此在设计实践中要全面掌握其优化设计要点，以保障优化设计工作开展的科学性和合理性。

2.1 工件布置要点

在数控铣床与加工中心夹具的优化设计中，工件情况会直接决定数控铣床与加工中心夹具每次装夹的数量和工件在铣床中的布置方式。保证工件布置的合理性和工件之间距离的适应性，有利于数控铣床中工件的装卸，且可保证工件切屑清理的便捷性。此外，保证工件布置之间的开阔性，有利于加工的顺利开展。

2.2 元件定位距离要点

元件定位距离应根据数控铣床与加工中心夹具中的工件尺寸进行确定。数控铣床与加工中心夹具的优化设计过程中，元件定位距离的科学性不仅可保证机床的运动部件按照基本程序移动，还可保证相对各工件位置的精确性，从而避免因工件位移降低加工精准性。

2.3 夹紧方式设计要点

在数控铣床与加工中心夹具的优化设计中，应尽可能保证夹紧元件设计的简单性，以保证刀具运动有更多的空间。实际设计过程中，可以选择联动夹紧的方式，以实现多个工件能够在加工过程中同时夹紧，减少夹紧元件在系统结构中的使用[2]。例如，在实际设计过程中，可设计为每个夹板同时夹紧2 个工件，并在夹板与工件接触的部位加焊保护层，以避免夹板压力过大而给工件留下痕迹。保护层的材质可以采用铜结构，不仅抗磨性能较好，而且能够对工件起到保护作用。

2.4 机型夹具设计要点

在数控铣床与加工中心夹具的优化设计过程中，不同类型的数控铣床的夹具设计存在较大区别。数控铣床的类型主要分为立式铣床和卧式铣床。其中，在实际加工过程中，立式铣床工件的切屑容易落在工件与夹具上。因此，优化设计中应合理进行排屑设计，以保证工件切屑不会影响刀具的正常运行，并应避免切屑进入数控铣床的元件结构对机床产生磨损[3]。而卧式铣床或者加工中心一般具有回转工作台，且实际加工中夹具会随着回转工作台而回转。因此，优化设计中为了同时装夹多件工件，应使工件相同加工要素在回转中保证位置的精确性。此外，夹具要尽量靠近工作台边缘位置，缩小工件与主轴锥孔端面的距离，以降低刀杆长度，提升系统的排屑效果。

3 数控铣床与加工中心夹具优化设计的实践

3.1 夹具工艺路线设计

在数控铣床与加工中心夹具的工艺路线设计中，确定夹具设计对象后，需要分析加工工件，以确认工件的结构特征和材料数据。此外，技术人员应深入分析工件的尺寸情况和热处理技术，确定加工中心夹具的工艺路线，并充分做好实际加工过程中的定位和加工工序之间的衔接工作。设计中，数控铣床的刀具技术参数是提升零件加工质量的关键因素。技术人员要高度重视参数设定的科学性，确定走刀的具体方式，以完成夹具工艺路线的整体设计与规划，从而实现数控铣床与加工中心夹具的优化设计。

3.2 夹具对刀设计

在数控铣床与加工中心夹具的对刀设计中，撞刀是影响零部件生产成本的关键因素。在实际设计过程中，应简化设计刀具，找出合理的对刀点，再简单换算工件的定位标准，以降低加工难度，并根据后续的加工工序提升夹具设计的精确性。具体设计中，应结合零件和夹具在铣床台面的位置、刀具本身的尺寸和加工特点来确定刀具的性能配置。要根据铣床的实际切割情况确认加工零部件的粗细，以保证工件加工的精度，从而保证夹具的实际应用效果。

3.3 夹具固定方式设计

在数控铣床与加工中心夹具中，固定的夹具可避免工件加工时发生位移而产生不确定风险。固定夹具时，夹持构件装置应沿着加工作用力的方向固定加工工件。合理的夹持构件位置设计会直接影响工件的加工质量和生产效率，且关系到工件加工的安全风险问题。因此，应通过具备力学效应的机械设备，以轻微施力的方式产生强有力的夹持力，从而保证夹持构件的固定性。实际加工时，数控铣床可将多个元件合并使用，使工件夹具的夹持机构具有快速、高效率和易检修的特点。

4 结语

综上所述，数控铣床与加工中心夹具的优化设计对工业产业发展具有重要意义，是提升工件加工质量和效率的关键途径，能够降低工件加工的安全风险，提升工业产业的经济效益。在数控铣床与加工中心夹具优化设计的实际过程中，需要全面把握优化设计要点和具体设计实践，以保证优化设计工作开展的科学性，从而推动我国工业生产工作的发展与进步。