数控铣床工装夹具设计要点分析及改进措施

郑立伟，黄志遂

（陕西省宝鸡市石油机械有限责任公司研究院，陕西 宝鸡 721000）

在数控铣床的加工过程中，工装夹具能够对数控铣床的各个装置位置进行保持，让数控铣床的工具和工件能够有效配合，实现高效率生产加工。在提高加工效率的同时，减少加公所消耗的材料成本，并且能够对一些不良品的加工率进行大幅度降低。总之，工装夹具对数控铣床有着重要的作用。以目前的数控铣床加工来看，数控铣床正朝着高效和精密的方向发展，相应的也对工装夹具提出了更高的设计要求。所有对工装夹具的设计进行分析，有着重要的研究价值。

1 工装夹具设计要求

为了对数控铣床的精密度和加工速率进行提升，工装夹具的设计需要和数控铣床科学匹配，这是最基本的设计要求。这就要求在实际设计上，工装夹具要确保加工零件的切削面都完整呈现出来，从而对数控铣床切削的加工效率进行提升。另外，工装夹具的设计上，还需要保证机床相关零件的安装范围和使用的数控机床编程坐标系保持一致。所以，工装夹具的具体方向应该坚持以灵活为主，这样可以在实际加工过程中根据生产需求进行方向调整，使数控铣床的生产加工更加灵活。此外，数控铣床的加工过程，是一个机械振动幅度都比较大的过程，为了确保工装夹具的实际运用效果，需要对工装夹具的刚度和强度作出保证，所以其稳定性也是设计中的基本要求。最后，工装夹具在实际数控铣床的应用中，虽然处于一种核心位置，但是其实质上仍然是一种辅助性工具。所以其设计过程中，应该按照一种简约的理念来进行，结构要尽量简单，从而降低对数控铣床的调整难度。总之，在数控铣床工装夹具的设计上，有着对基本要求进行满足，实现一种精细化设计，保证数控铣床的快速化作业。

2 数控铣床工装夹具的改进措施

2.1 加装自动控制装置

在数控铣床的实践应用上，传统的工装夹具设计只能实现数控铣床的一次作业，一次作业完毕后，就要对工装夹具进行重新安装，会让数控铣床的生产效率受到一定的限制，一定程度上还会造成成本浪费，工装夹具发挥出来的作用十分有限。所以在工装夹具的设计改进上，需要将提升数控铣床的加工效率放在第一位，通过自动控制装置的加装，来降低工装夹具换刀对数控铣床造成的制约。通过自动化换刀作业的改进，降低了人为换刀精度对生产效率产生的影响。同时，自动控制装置还应该设计出自动旋转和自动控制的工装夹具，真正实现数控铣床工装夹具工作的自动化。使得工装夹具在无须换刀和无须重新添加工件的基础上来进行科学的作业，能够对加工效率进行有效提升，全面强化数控铣床的加工能力，对加工成本降低也有着很重要的作用。

2.2 多件装工装夹具的设计要点

数控铣床工装夹具的设计改进还需要对多件装工装夹具设计重视，主要需要在改进中做好以下几个方面。首先，应该在多件装工装夹具的设计改进上合理配置工件，结合数控铣床生产的工件外形、工件尺寸、生产批量以及机床尺寸等因素对工件进行合理的配置，让各个工件之间都应该保持一种合适的距离。通过这种改进设计能够让工装夹具工件有着更好的敞开性，提高工件集中加工的效率。同时，工装夹具的工件装卸和切屑清除等工作，也能更顺利地展开，对于生产效率的提升很有帮助。其次，需要对一些定位元件进行精确的确定。在具体应用上，工装夹具应该采用一种一面两销的方式对元件进行定位，并且结合元件的实际尺寸和具体应用，对元件中菱形销和圆柱销的距离进行精确定位。通过这种元件的精确定位，在实际工装夹具应用过程中，数控铣床的各个运动部件能够在加工时准确地移动到各个正确位置，提高了数控铣床的加工精准度。然后，在功多件装工装夹具的设计改进上，需要对夹紧方式进行改善，应该采用联动夹紧的方式对多个工件都进行夹紧。另外，为了让刀具有着更大的活动空间，还需要让内部夹紧元件的设计尽量简单。此外，由于数控铣床的加工方式通常比较集中，产生一种比较大的夹紧力，这就会让工件的表面产生一些压痕，所以为了解决这一问题，需要在设计改进上对压板和工件接触的部位焊上一层铜，才能够对夹紧方式做到有效改善。最后，多件装工装夹具的设计改进，还要注重一种立体式数控铣床的工装夹具设计。立体式数控铣床相比普通的数控铣床，其在加工时切屑会经常落在工装夹具上。所以，立体式数控铣床的工装夹具的设计，需要对排屑采取相应的应对措施，不能让排屑对刀具的自动工作产生影响，也不能让碎屑落在元件表面，这样才能够对工装夹具的高精度定位作出保障，是多件装工装夹具设计改进的重要内容。

2.3 改进工件距离和夹紧方式

在数控铣床多个工件进行同步加工的过程中，为了提升相应的生产效率，需要对工件之间的安全距离进行科学设计，从而让工装夹具的换装和安全清洗更加快捷。所以，需要将工件距离保持在科学合理的范围内，能有效提升工装夹具的整体效率。如果工件间距离太密集，不但会增加对工件清洗的难度，还会给工件之间的拆卸带来极大的不便，对数控铣床的生产效率有着比较严重的制约。所以在工装夹具的设计改进上，需要对工件的安全距离进行改进，并且要在保证安全距离的基础上，确保工件的精确性。这样在数控铣床进行切削加工时，才可以综合提升精确度，对于数控铣床工装夹具的作用发挥，有非常积极意义。最后在数控铣床的实践应用上，工装夹具在发挥作用的同时，也会受到机械振动的影响和刀具的相关作用力，所以需要对工装夹具的的夹紧方式进行科学处理。在利用工装夹具的过程中，无论采用何种方式，都需要确保工装夹具能够真正的夹紧工件，对切削作业中的掉落或者偏移情况应该做到有效避免，提高加工精确度。

3 结语

综上所述，工装夹具作为数控铣床生产中的重要配件，对数控铣床的生产效率和生产精度保证都有重要作用。所以需要在工装夹具的设计上，进行一定的改进，使工装夹具的作用得到真正发挥。首先，需要在工装夹具设计上加装自动控制装置，降低相应的工程成本。其次需要设计出多件装工装夹具，最后，需要对工装夹具的工作距离和夹紧方式都进行改进，确保工装夹具在数控铣床中的高效应用。