数控雕铣机夹具设计

张国刚

摘 要：数控雕刻工艺是由现代数控加工技术与传统雕刻工艺相融合发展的一种的新兴产物。我们经过多年的在数控加工与传统机械加工的生产与教学的实践中对加工特点与装夹形式做了一定的的总结与比较。

关键词：数控雕刻工艺 数控加工 数控雕铣机 夹具设计 铣削

中图分类号：TG502 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）03（a）-0088-01

1 雕铣机的特点

数控雕铣机集雕刻和铣削于一身，相对于雕刻机，增大了其机床本身承载能力及提高主轴伺服电机功率，主轴转速更高，精度也更高。雕铣机特点：高转速，小吃刀量，高精度加工，且可加工硬度能在洛氏硬度60以上的材料，加工一次到位。雕刻意味着精细，应用小刀具认真刻啄才能完成。数控雕刻则由计算机控制系统辅助完成加工工作，数控雕刻机是由数控加工技术与高主轴转速作为支撑来支持小刀具高速、高效、精细、雕刻的特点。雕刻技术也是数控铣削技术分类之一，数控切削加工原理是加工孔槽和铣削平面相互配合的组合，是机械数字化与数控自动化生产模式下的一种类型。首先，利用CAE软件设计的三维模型，之后使用计算机CAM软件导出其加工工件的路径。因为数控雕刻对象多图案复杂精细，且雕铣机多位轻型结构，这意味着数控雕刻的实质是：复杂切削、精确切削、特殊切削。

2 雕刻机的应用领域

数控雕铣机区别于传统数控机床，是生产实践中应用率较广的的特殊机床。现实生产中，数控雕铣机床在生产中雕刻和铣削可配合使用，拥有较高的生产效率和优质的表面质量的特点。增加数控雕铣机雕铣灵活度，增加数控雕铣机雕铣精度，以提高雕铣机雕铣生产速度，更换普通雕铣机床主轴为电主轴甚至更加高速的气浮主轴，以增加普通雕铣机主轴轴速，电机更改为伺服电机，复杂处理后进行优化可以承受更大的扭矩，更高的转速，更大的加工量。数控雕铣机床优势：主轴转速高，刀具直径小，精细程度优越，表面光洁度高适用于以下方面。

（1）塑料制品、铝制工件以及铝合金工件及其他类材料加工，在实际生产中铝及铝合金制品被广泛地用于各领域中，其硬度与钢材相比较低、加工难易度低，价格廉宜。与加工中心相比数控雕铣机成本比较低廉，生产效率也相差无几，所以在雕铣机上加工铝制品及铝合金制品应用广泛。

（2）紫铜电极，铜治具，因为铜质比较软，铜公工件也不大。但铜公电极的光洁度要求高，数控雕铣机的主轴高转速高，雕铣出来铜公漂亮，光洁度好。

（3）石墨电极，由于其特性决定其特点，所以易于加工、石墨消耗较小、加工速率较快、加工工作时污染甚微、质量轻巧、放电稳定快此种材料稍优越于铜，但同样是曲面加工，光洁度要求高。也需要高转速，小刀具加工，是数控雕铣机的优势。

（4）数控雕铣机其刻刀种类，主要为钨钢以及其合金产品和专用刀具特殊种类刀具，数控雕铣机切削量主要由刀具大小、刀具材料等来决定，钨钢刀具不易被磨损、质地坚硬、不怕退火、一般不易崩刃。其成为数控加工中心与数控雕铣机刀具和其他特定切削刀具。

（5）小吨位的模具芯仁工件，其切削用量要大、配合公差要合适、精度好、表面质量优等，与数控加工中心一起加工工件保证配合公差要求、保证表面加工质量优越，芯仁加工小吨位优于其普通小吨位模具模芯加工。

3 数控雕刻常用装夹方式

数控雕刻装夹有着新型的装夹要求，不同于传统的普通机械加工要求夹紧力大满足重型切削的装夹方式，传统装夹方式不适合切削力较小的小刀具快速雕刻加工的装夹要求，为了不影响雕刻加工质量与加工效率。必须要对装夹形式进行合理的变更与选择。夹具的夹紧方法有以下两种。

3.1 压板夹紧

组合压板是一种固定的铸造类机床附件用于夹紧和固定模板、治具、板料等。它的使用范围广泛，操作者可以根据需要任意组合使用压板主要用于普通铣床加工、数控机加工中的各类较大零件，其夹紧力大，结构简单，使用方便，安全性好。

3.2 电磁吸盘

常用的矩形电磁吸盘系平面磨床或铣床的磁力工作台，用以吸附各种类型工件，以实现工件的精准定位和磨削、铣削加工工艺，该吸盘吸附力均匀，定位方式可靠，简单易操作，可直接安装于平面磨床或铣床上使用，是常用的磁力夹紧装置。

4 数控雕铣机夹具设计

为了保证工件加工的方便性和精确性以及考虑安全性等方面，设计并制作了以下夹具，如图1所示。

5 结语

结合上述所表达，总结出以下结论，数控雕铣机加工工件多样化，加工材质不受限，生产中灵活快速，精准加工，质量优越特性。所以装夹工件方法与传统工件装夹相比较以不合当今工业实际需求。因此，现在工艺中雕铣机机床雕刻中，雕刻的材质与不规则工件时所需要用到的夹紧方式与方法有差别，加工材料在雕铣机生产加工时对所加工工件与几何工件加工时要与其他装夹有所区分不可相同拥有，所以得到的生产效率和已加工工件质量不同。数控加工中雕铣机床拥有快速灵活、切削精准、表面质量优越等特点。工件安装要简单易操作，所以数控雕铣机装夹方法还要更加优越于其他数控机床生产加工时的夹紧方式。

参考文献

[1] 刘虹.数控加工编程与操作[M].西安：西安电子科技大学出版社，2007.

[2] 李华志.数控加工工艺与装备[M].北京：清华大学出版社，2005.