数控车床钻孔刀夹的设计探究

摘 要：在使用数控机床钻孔时，刀夹的设计是否精良直接決定了钻出来的孔是否精准。文章就钻孔刀夹的结构设计进行分析，对如何提升夹具的精准度提出了几点解决方案。其宗旨是为了提升数控机床的工作效率，提升产品质量，节约成本。

关键词：数控机床；刀夹结构；精确度

一般状况下在进行零件加工这个环节中，作为零件加工工具--车床会根据需要进行钻孔。依照往常的一般做法会将钻孔的钻头直接与配套的套筒连接起来，此种做法最大的缺点就是劳动力需求耗费较大，不仅如此获得的生产效率也并不理想。随着科学技术的快速发展，目前数控技术已经逐步被众多机械行业所使用，但是在许多的数控机械机床中尾座还处于一种无法自如的进行操作控制的状态，因此在进行钻孔或者孔隙加大操作时更多使用的还是普通的车床数控技术。在进行加工生产的过程中，如果套类零件的生产数量不多，所需要耗费的劳动力是相当大的，如此一来在一定程度上会影响生产的整体效率，产品的质量也会受到一定的波及。正是如此，就车床的数控层面来看，钻孔刀夹的设计是否合理就显得特别重要，其地位在整个环节中处于中心位置。

1 如何进行钻孔刀夹的设计构想

在整个的机械加工环节中，所谓的数控机床的刀夹作用主要是依照各个零件的实际大小需求，以其轮廓轨迹以及工艺为基础，借助于系统编程这一辅助工具，在数控的技术下自主进行控制运行的。因此只需要设计出一类专门用于钻孔刀夹的工具，使得钻头这一器械可以任意安装在机械车床上，所有的问题就会随之解决。

2 数控机床如何进行钻孔刀夹的结构设计

2.1 进行刀具位置确定的主要策略以及方法

在夹具的设计环节中，事先需要对钻头的实际大小、形状以及相关结构有一个全面了解，以此为基础制定一系列严格有效的实施标准。将这些标准视作为在生产过程中判断零件是否合理是否专业的平衡点。为了进一步确保无论是在安装方面还是使用方面刀具都可以运用自如，一般情况下都会将直径小于16毫米的小钻头直接设计成外观是直柄的样子，与之相反的直径大于16毫米的钻头则会设计成外观是锥柄的样子。该种直柄样式的钻头大多数情况下所采用的定位是以圆柱的外围表面为基准的，其中使用到的定位元件通常也会选择与之配套的定心设备对其进行夹紧，如此一来刀具的位置确定才会有意义。

2.2 实行刀具钻头确保夹紧的主要方案以及方法

在工作过程中，以钻头轴线为主要中心线，对钻头的主要使用技巧以及在机械中的作用进行全面探究，进一步确保钻头的主要中心线可以与进行加工的孔的轴线相协调。与此同时操作者还需要统筹考虑到数控机床本身实际使用过程中对夹具的要求，确保在使用过程中夹具表现出来的夹紧力度足够达到需求，刚硬性可以达到一定标准，进一步提升定位的准确度。除此之外，夹具在结构设计时尽量做到简单易操作，使其可以在安装或者卸载时可以尽可能地方便快捷。在实际操作过程中，为了可以在不同规格的机械中共同使用，直柄的钻头在设计初始阶段就可以采用普通机床中的弹簧夹筒，因为这些普通弹簧夹筒已经经过长时间的打磨，形成了一套标准化的要求，充分使用此类弹簧夹筒原本所含有的变形力度，可以更进一步地实现钻头位置稳定，提升其夹紧的力度，保证位置的确定性。

2.3 完善弹簧夹筒的结构设计

在夹具中主要的构成配件就是弹簧夹筒，此配件是依照实际需求以及机械特色进行设计的，一般情况下的弹簧夹筒所确定的定位标准是以圆锥表面为基础的。借助于特定的螺帽钉子通过转动，带动弹簧夹筒也可以随之相应的向某个方向运动。在此作用力之下弹簧夹筒的圆锥锥体由于处在被夹具夹中的锥体表面，会受到一定程度的压力进行适当收缩，如此一来钻头的中心点就会被牢牢夹紧，位置也不会随便移动。

在实际工作中使用弹簧夹筒进行钻孔时，一般都是以圆锥的内表面为基础实现钻头定点以及夹紧效果的，正是如此在进行钻头选择时必须注意该钻头的耐磨性是否达到标准，表面的粗糙度是否符合要求等一系列侧重点。弹簧夹筒在使用的过程中，可以依照实际需求在圆锥内部以及圆柱内部两者之间设计一个过渡作用的孔，通过这个孔可以一定程度的降低当弹簧夹筒的刀柄槽经过防转销时夹具内的圆锥孔小端与圆锥小端相互干涉的风险。

因此为了方便操作，在实际的数控机床工作中，选择的刀具可以是一种简单易操作的可以自己进行刀具变换的先进设备。正是如此在进行夹具外形设计时可以采用方形，以便在工作中快速使用到机械中。由于车床的高度是不唯一的，所以需要以车床的中心高度为基准，将圆锥体的内部孔轴线一直到夹具的基准表面总高度设置为二十毫米，即使存在误差也只能在0.005毫米之内。在夹具安装时为了确保可以顺利进行，操作者必须全面对刀架的结构进行分析研究，设计出来的刀夹应该高度为36毫米宽度为34毫米。通过精良计算制造出来的弹簧夹筒无论是结构还是尺寸都可以装卸方便，减少人工消耗。

2.4 确定刀具准确快速的安装

一般的钻头需要依照夹具的原本尺寸再制定，对刀具进行综合计算获得车床数控在水平状态下与刀之间存在的某一偏差值，通过这个偏差值再来确定该钻头的真实同心度。除此之外，在夹具的实际安装操作过程中必须保证夹具和车床的中心线始终保持平行状态，以此为基础才可以确保钻头在使用过程中可以始终保持与工件的中心线在一条直线上，不会出现偏差。

3 进一步确定夹具的精准度

在数控机床工作的过程中，使用夹具进行配件加工期间孔的准确度之所以会出现偏差，绝大一部分原因是与有关配件的同轴度有关系。为了将孔的尺寸大小确定在一定范围内，提高其精准度，主要的途径就是强化刀具的准确度。以下就对同轴度如何进行改良提升精确度进行分析，首先需要找出出现误差的原因。误差的出现通常是因为基准在使用初始阶段就不符合规定所引发的。其次在夹具的使用环节中，因为圆锥内部孔的轴线同夹具的定位面这两者之间存在尺寸偏差，最终导致加工出来的孔中心轴出现偏差现象。最后因为钻头在工作过程中是运动的，操作者的使用方法不一样也会一定程度的导致误差现象出现。这些偏差一般都会保持在0.02毫米之内。因此在工作中操作者只有尽量避免这三个方面的误差因素才会尽可能的提高夹具的精准度。

4 结束语

综上所述，为了顺应时代发展需求，同时也为了促进经济发展，我国的社会经济制度必须在原有基础上更加趋于完善。此种形势之下我国的企业需要面临更多更激烈的挑战，因此作为金属切割技术中心的重要环节，夹具的存在必须可以顺应时代需求而改变，在持续的改进完善中使得设计更加完美，在数控机床的钻孔刀夹环节中进一步提高产品的生产效率，随之产品的质量也会受到一定程度的变化。在一系列状况往好的方向发展时，生产的整体成本也会有所降低，长此以往企业的整体竞争实力也会得到相应的提高，经济效率也会获得回报。

参考文献

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[2]甘成君.数控车床刀架钻夹的设计与使用[J].机床与液压，2009，（5）.

[3]燕峰，熊文伟，屈楚柏.数控车床四工位刀架上安装麻花钻夹具设计[J].煤矿机械，2012，（4）.

作者简介：王月培（1956-），男，籍贯：浙江诸暨，职称：工程师，学历：大专，主要研究方向：车床的设计制造。