数控铣床工装夹具的设计及其应用

数控铣床工装夹具的设计及其应用

张景明张海立

（新东北电气集体高压开关有限公司辽宁沈阳110000）

摘要：在数控铣床的加工过程中，工装夹具发挥着不可替代的重要作用，它能够确保机床、工具、工件等装置保持在正确的位置，从而减少加工所需的材料成本，提高生产工作的效率，降低产品的不良率。目前，数控铣床正向着高效、精密、智能、复合的趋势发展，这无疑对工装夹具的设计提出了更高的要求。因此，对数控铣床工装夹具的设计内容和改进加以分析，有着非常重要的意义。

关键词：数控铣床；夹具；设计；应用；分析

1导言

我国是一个制造业大国，在制造业快速发展的过程中，数控技术得到了广泛的应用。同时，随着制造业水平的不断提升，数控技术的水平也得到了逐步提升。数控铣床是数控技术的核心技术，在实践应用中，这种加工技术具有广泛的适用性，能够有效地提升制造加工的效率与质量。作为其中的关键组成部分，工装夹具设计是关键中的关键。提升其设计质量，改良其设计水平，不仅关系着工件的加工精度，加工效率，加工成本，也影响着数控加工的整体水平。

2数控铣床工装夹具设计的基本要求

在数控铣床的应用过程中，为了提升其加工的质量与精密度，需要匹配科学的工装夹具。工装夹具能够稳定加工零件的位置，能够保障数控铣床的加工切削效率与质量。为了改良生产工艺，提升生产效率，保障生产质量，需要科学设计数控铣床的工装夹具，并使其满足以下基本要求。第一，工装夹具要确保加工零部件的切削面完整呈现出来，以提升切削加工的效率。若加工件的作业面被遮挡或者没有完全呈现，势必会影响加工精确度，也会影响加工效率。第二，保证机床零件安装方位与使用的数控机床和编程坐标系保持一致，因此对于工装夹具的方向应该以灵活为主，这样在实际的运用过程中，可以随时结合加工的需求来进行方向调整和选择。第三，在数控铣床加工作业中，由于机械振动的存在，以及加工部件的自身性能，都要求工装夹具必须具备足够的刚度和硬度，避免在机械振动的作用下，发生损耗。同时，还应该全面保障工装夹具的稳定性。

3数控铣床工装夹具的设计内容

3.1数控铣床工装夹具的固定方式

在数控铣床工装夹具的固定方式上，为了防止各个工件在实际加工时出现移动，工件的固定方向必须要与作用力的方向保持一致，这也叫做夹持构件的固定方式。在使用工装夹具对工作物进行夹持时，不同时期所夹持的工作物应该保持在完全一致的位置，这样各个工件在完成加工之后，其参数才会保持在合适的公差范围以内。工件的夹持利用的是力学中的机械原理，用相对较小的施力在特定环境下可以产生非常大的夹持力。一般而言，夹持构件在设计时不应单独依靠一个元件进行设计，而应当将多个元件组合起来。在加工元件的过程中，工作物需要事先完成拆卸或安装。为了使工装夹具能够快速完成固定，位于工装夹具内部的夹持机构需要用多种标准化程度较高的零件进行设计。

3.2数控铣床工装夹具的设计工艺

在数控铣床工装夹具的设计工艺方面，首先需要对工装夹具的加工零件进行全方位的分析，这样才能在材料的结构和特性等方面对工装夹具内部的各个零件展现出来的特点有一个大致的了解。除了工装夹具的材料之外，零件的精度和热处理技术也是数控铣床工装夹具的重点设计工艺。在工装夹具的加工过程中，一定要对各个零件的加工标准和前后工序加以明确，数控铣床的各项技术参数都会作为工装夹具工艺设计所需的基础数据，最终确定下来的参数也会决定工装夹具在工作时的走刀方式。是否使用一次装夹的方式，以及一次装夹的成型时间等因素都会对工件的安装频数产生直接的影响，从而影响到数控铣床的作业时间。

4数控铣床工装夹具设计要求和改进设计方法应用

4.1设计要求

数控铣床工装夹具的实际设计中就要充分注重从多方面要求出发，按照要求进行设计保障设计的整体质量。保障质量及精密度，就要有科学工装夹具支持，这是稳定加工以及提高加工切削质量和效率的关键。工装夹具的设计中要能保障机床的零件安装方位以及数控机床和编程坐标一致，设计工装夹具的时候就要充分考虑到其灵活性，能随时结合加工需要来调整方向。数控铣床工装夹具的设计当中，要充分注重工装夹具加工零件的切削面完整，提高切削效率，切削面不完整就会直接影响加工精度和效率。另外，加工作业中机械振动因素，和加工部件的性能因素影响，这就必须在设计工装夹具的时候彰显其硬度，不能收到振动的因素影响而出现损耗，提高工装夹具稳定。数控机床机械振动频率基础上设计工装夹具，保障零件加工质量。工装夹具的设计是核心，所以为能优化设计也要注重遵循便捷简洁理念，实现精确设计，只有结构最大程度简化，才能方便操作，提高工装夹具的灵敏度，以及进行快速作业。

4.2数控铣床工装夹具设计改进方法应用

4.2.1注重工件准确分析制定优化加工工艺

数控铣床工装夹具的改进工作是比较重要的，要先对加工零件分析，明确加工零件材料以及结构特征，并对加工的表面精度和热处理的技术要求充分了解。分析工件加工定位基准方面也比较重要，对于加工余量以及前后工序联系工作加强重视，这些都能为制定科学的加工路线提供依据。工装夹具的设计要把机床以及刀具参数作为基础依据，确定是多次走刀还是一次走刀来完成加工。将所确定的加工路线装夹一次实现多方位加工，减少工装安装次数，这样也能大大缩短加工工件装夹时间。

4.2.2加强多件装夹工装夹具的设计

设计中要科学布置工件，结合工件的尺寸以及机床行程和尺寸等要素来设计布置。工件间要保持合适距离，这对工件装卸以及切屑清除工作就有着积极意义。工装安装后要保障其敞开性，这对工件集中加工就提供了方便。再有，对元件实施精确定位比较关键，定位的时候通过一面两销定位方式，和工件的尺寸相结合加以精确定位，保持铣床运动部件在加工的过程中能移动到正确位置。再有要充分注重改善夹紧方式，数控铣床工序比较集中，这会容易产生偏大夹紧力，在压板以及工件按触位置焊一层铜就能解决这一问题。对于立式数控铣床工装夹具的设计中，就要对排屑措施充分考虑，切屑不能对刀具自动工作产生影响，保障元件高精度的定位。

4.2.3从内部结构方面充分考虑

数控铣床工装夹具的实际设计中要从安全角度加以考虑，比较重要的是结构设计，对于荷载和使用功能性要满足其需要。一般设计结构比较复杂，一般工装夹具设计对结构的排屑方面考虑不多，以及对连续加工方面的考虑也不多。为能对工装夹具科学设计，就要充分考虑到合理排屑，这是保障刀具切屑有效进行的基础，能让切屑不落在工装夹具定位元件上，从而保障定位的精确。在设计中从内部结构层面进行优化设计，就有助于提高数控铣床工装夹具的应用质量。

4.2.4优化夹具夹紧的方式

数控铣床工装夹具的设计要注重改进优化，工装夹具的应用当中所发挥的作用比较突出，在机械振动和刀具作用下，为避免由于振动而产生损耗，就要在设计工装夹具的时候能优化夹具夹紧的方式，应用的时候就要保障夹紧工作，避免工件切削作业发生偏移和掉落的问题，这对工件加工的精度就会产生直接的影响。通过改变夹具夹持力受力点，提高加工稳定性，就能提高加工精度。找正夹具直边，而进行应用要以联动夹紧的方式，采用此种夹紧方式实用性高，能同步夹紧多工件有利于提高工作效率。工装夹具实际应用改进切削处理也比较重要，因为切屑存在对工作效率会产生影响。

5结论

总之，处在当前的生产加工领域蓬勃发展背景下，市场对数控铣床加工的要求也愈来愈高，这就要保障数控铣床的应用质量。而工装夹具的设计是提高数控铣床应用质量的基础，从多方面进行考虑，提高工装夹具的设计水平，就成为促进数控铣床加工领域发展的重要力量。未来我国的数控铣床的应用会更为广泛，对应用质量的要求也会进一步提高，工装夹具的设计质量就要充分保障，希望上文对工装夹具的相关设计理论探究，能为实际设计发展起到一定启示作用。

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