數控銑床工裝夾具設計與改進探索
2016-11-17 來源：駐馬店技師學院 作者：張永超
摘要:隨著現代高技術的日益先進，數控銑床設備不斷得到更新換代。數控銑床的應用較為廣泛，其可以用于平面、斜面和成型面加工。工裝夾具主要是根據工件加工過程的某道工序要求以及相關生產需要等進行具體設計的。而夾具設計質量對工件質量、生產效率以及生產成本等影響較大。夾具設計應簡單實用，可制造性好，便于裝配維修。但實際生產過程中，工裝夾具的質量和效率限制著數控銑床的大量應用，如何采用合理改進方法解決機床夾具設計中存在的問題意義重大。
關鍵詞:數控銑床；工裝夾具設計；改進
引言：
數控銑床是以普通銑床器械為基石成長出來的自動加工設備，它與其他的銑床在加工工藝方面并沒有太大的差異，彼此的結構也存在類似之處。數控銑床主要可以分成兩個大的類型，即不帶刀庫和帶刀庫兩種。對于帶刀庫的數控銑床來說，它擔任著加工中心的作用。就具體的XK5040A 型數控立式升降臺銑床而言，它包含有FANUC0— MC 數控系統，驅動方式主要是全數字交流。其中的機床可以劃分為床身、銑頭、工作臺、橫進給、升降臺以及冷卻、潤滑部分。床身內部的結構科學，并且它的剛性很強，底座包括4 個調節螺栓，它們起著可以任意在水平方向對機床開展調控的作用。
1.數控銑床工裝夾具設計的重點
數控銑床實際加工過程對工裝夾具的要求相對簡單，一般只需要工裝夾具做到有效定位和夾緊作用。在進行工裝夾具設計時，設計人員首先應熟悉工序坐標圖。工序坐標圖反映了設計的結果，包括工件結構形狀和具體的加工部位，包括程序的原點、起刀點以及走刀路線。圖中還應該標注出加工部位、起刀點和走刀路線與程序原點的坐標位置。繪制工序坐標修正圖的目的是將工件坐標系統和機床坐標系統聯系起來，進一步繪制機床夾具工件的安裝情況示意圖，才能準確標注程序原點及相對定位基準的位置尺寸，防止各加工面位置與機械原點發生重合。工裝夾具設計要確保工件加工的精度。工裝夾具設計要確保工件加工中的精確度和穩定性。為了保證機床與夾具表面的耐磨性與精確性，可以通過安裝在夾具下面的檢測儀器來準確的測定。同時，通過工作臺的移位、轉位和采用剛性的刀具保證夾具敞開性、加工孔的垂直度、同軸度良好。應注重數控銑床工裝夾具的加工效率設計。在銑床工裝夾具設計中，應該采用程度化、標準化和模塊化的工裝夾具。最后，設計數控銑床工裝夾具要進行防碰撞的校核。夾具設計時，應重點考慮夾具的剛性和穩定性問題，保證夾具的剛性和穩定性符合數控銑床加工要求。同時也需明確是否進行更換夾緊點以及更換方式的問題，實際加工過程中夾緊點更換以及更換方式都有可能對工件或夾具定位精度造成嚴重影響，因此實際設計過程中，應對夾緊點更換方式進行重點設計，從而確保工件或夾具定位精度。還應采用合理化設計保證加工過程簡單實用、操作靈活方便，可有效降低人工勞動強度和生產安全。
2.數控銑床工裝夾具的設計步驟與內容
首先進行工件分析，確定加工工藝與工序。這工作需要了解工件的特點、材料性質以及相應的技術要求。同時對加工余量、精度、定位和表面情況進行分析，也需要考慮定位基準和前后工序連接情況，綜合分析后確定出合理的加工路線。設計夾具過程中走刀次數的確定至關重要，其次數確定可參考刀具、機床的參數。加工過程應盡可能一次裝夾和加工成形，有效縮短加工生產實際，提高生產效率和加工精度。其次盡量加快裝夾速度，可在數控銑床加工工件過程中，使用多位、多件夾具，加快裝夾速度以及縮短加工時間。再次是對刀點的選擇，通
常為了簡化程序計算，對刀點選擇應根據零件的定位基準，以便進行機床找正檢測，盡可能的減小加工誤差。一般加工人員將對刀點選擇在工件的基準上。接下來刀具和切削用量進行合理化選擇，保證刀具的形狀和尺寸符合夾具設計要求，
避免機床超程、撞刀情況。同時機床的切削用量的選擇應根據加工方式，如機床進行粗加工時，生產效率的有效提高是基礎條件，通常其切削量和切削力相對較大，因此應重點考慮工件裝夾穩定性和夾具負荷。若機床進行半精加工和精加工時，工件裝夾的精度是切削用量選擇的重要參數。最后是夾具設計的標準化與通用化，夾具設計的標準化可保證各零部件采用統一標準，可提高夾具制造的精度與生產效率。夾具設計的通用化，其具體指夾具設計不再以單一產品為設計對象，而是可進行類似產品的設計和生產。因此夾具設計階段，應根據零件的結構特征、尺寸、用途和加工精度進行具體分類，以便于夾具的通用性的有效提高。
3.數控銑床工裝夾具的設計改進方法
工裝夾具設計采用壓縮空氣作為動力源，對夾具進行松開以及夾緊操作，這極大方便工作人員的手工換刀作用，而加裝自動控制裝置則可進行自動換刀，這種換刀可進行多種表面的次序加工。但這種換刀過程耗時較長，如自動換刀出現故障概率較大，這個加工過程中的較大比例的故障都出現在自動換刀裝置。因此基于加工要求的基礎上，對換刀次數進行適當的設計改進，縮短加工時間，降低故障頻次以及提高數控機床的安全穩定性。針對這種情況進行的設計優化為多個工件一次裝夾設計，實現對加工工藝的優化調整，盡可能的減少換刀次數。根據工件加工尺寸要求和數控機床設計行程，工裝夾具設計成每次裝夾10 個工件，工件數可根據實際需求進行調整，對其進行A、B 兩孔擴鉸作業。首先將10 個工件排列成兩行，每行5 個工件，使用A 孔擴孔刀依次對10 個工件的A 孔進行擴孔[3]。A 孔擴孔刀換為B 孔擴孔刀后，依次對10 個工件的B孔進行擴孔。擴孔作業完成后將B孔擴孔刀換為A 孔鉸刀，依次對10 個工件的A 孔進行鉸孔。作業完成后將A 孔鉸刀換為B 孔鉸刀，依次對10 個工件的A 孔進行鉸孔。從換刀次數來看，10 個工件進行擴鉸作業只需進行4 次換刀操作。
4.結束語
通過本文對數控銑床工裝夾具設計要點的闡述，對數控銑床工裝夾具設計相關問題、設計步驟與內容以及設計改進方法進行具體分析。工裝夾具設計對于數控銑床加工生產至關重要，在數控銑床工裝夾具設計應對可能的影響因素進行全面分析，并從實際生產細節出發，對工裝夾具設計進行適當的優化改進，才能使得工裝夾具設計更符合實際生產要求，從而有效推動數控機床技術的大規模應用。在進行夾具設計時要考慮夾具的標準化與通用化。即盡量使用統一標準，這樣既方便了夾具各零部件間的互換，也提高了數控銑床的生產精度與生產效率。
投稿箱：
如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
更多相關信息
