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        數(shù)控銑床工裝夾具設(shè)計(jì)與改進(jìn)

        2018-01-15 10:08:08朱慶文
        科學(xué)與財(cái)富 2018年36期
        關(guān)鍵詞:數(shù)控銑床改進(jìn)設(shè)計(jì)

        朱慶文

        摘 要: 信息化背景下,數(shù)控技術(shù)不斷發(fā)展,數(shù)控機(jī)床得到了越發(fā)廣泛的應(yīng)用,憑借本身高速性、復(fù)合化以及高精度的特征,數(shù)控銑床在制造加工領(lǐng)域扮演著越發(fā)重要的角色。本文對數(shù)控銑床工裝夾具設(shè)計(jì)與改進(jìn)策略進(jìn)行了分析,希望能夠?yàn)槠涔δ艿耐晟铺峁┮恍﹨⒖肌?/p>

        關(guān)鍵詞: 數(shù)控銑床;工裝夾具;設(shè)計(jì);改進(jìn)

        前言:工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快,使得作為其基礎(chǔ)的制造業(yè)備受矚目,數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)得到了越發(fā)廣泛的應(yīng)用,在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí),也能夠促進(jìn)生產(chǎn)效率的提高。從提高數(shù)控銑床生產(chǎn)精度著眼,需要做好其工裝夾具的設(shè)計(jì)工作,并且根據(jù)實(shí)際情況,做出相應(yīng)的改進(jìn),提升加工整體效果。

        1 數(shù)控銑床工裝夾具設(shè)計(jì)

        1.1設(shè)計(jì)原則

        一般情況下,數(shù)控銑床工裝夾具需要配合其他工具完成,在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),需要堅(jiān)持幾個(gè)基本原則,一是應(yīng)該做好準(zhǔn)確定位,保證設(shè)計(jì)參數(shù)合理;二是應(yīng)該在保證其夾緊力適中,過小無法夾緊工件,過大可能導(dǎo)致工件損壞;三是需要定期對工裝夾具進(jìn)行檢查,如果發(fā)現(xiàn)零件存在損壞或者腐蝕,需要及時(shí)進(jìn)行更換;四是對于一些易損零件,應(yīng)該采用質(zhì)地較好的材料。

        1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容

        首先是工藝設(shè)計(jì),為了保證設(shè)計(jì)效果,設(shè)計(jì)人員必須熟練掌握工序坐標(biāo)圖,為設(shè)計(jì)加工提供便利。數(shù)控銑床工裝夾具工藝及路線設(shè)計(jì)中,應(yīng)該做好交工零件的分析,把握好零件加工所需的材料,同時(shí)關(guān)注零部件的精度等級和熱處理應(yīng)用技術(shù)等,在加工過程中則應(yīng)該對前后工具之間的關(guān)聯(lián)和定位標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行明確[1]。工裝夾具設(shè)計(jì)中,基礎(chǔ)內(nèi)容在與機(jī)床及刀具參數(shù)的確定,其會對作業(yè)時(shí)間產(chǎn)生直接影響;其次是夾具固定方式,為了避免加工過程中零件移動,在對其進(jìn)行固定時(shí),需要沿著作用力的方向,做好定位與夾緊的配合設(shè)計(jì)。夾持構(gòu)件通常包含惡劣多個(gè)零件,其位置會對工件的品質(zhì)與安全產(chǎn)生影響,因此,設(shè)計(jì)加工環(huán)節(jié)需要卸載工作物,確保其能夠?yàn)楹罄m(xù)的維修提供便利;然后是刀點(diǎn)確認(rèn),設(shè)計(jì)人員應(yīng)該盡量采用簡單化的計(jì)算方式,利用換算零件定位基準(zhǔn),為后續(xù)工作提供便利的同時(shí),也能夠減少工件加工誤差。同時(shí),應(yīng)該做好刀具選擇,考慮數(shù)控銑床臺面位置、夾具和刀具本身的加工特點(diǎn)等,對銑床切削量進(jìn)行控制,在了解加工精度要求的前提下,做好相應(yīng)的判斷。

        2 數(shù)控銑床工裝夾具改進(jìn)

        2.1多工件一次加裝

        數(shù)控銑床在加工過程中,夾具執(zhí)行相關(guān)動作的動力是壓縮空氣,可以實(shí)現(xiàn)自動夾緊和松開,能夠?yàn)楣ぷ魅藛T的操作提供便利,而且自動控制裝置也能夠?qū)崿F(xiàn)自動換刀操作,這樣的換刀能夠?qū)崿F(xiàn)多種表面次序加工,不過換刀過程相對較長,容易出現(xiàn)故障。因此,需要在充分考慮加工需求的情況下,做好換刀次數(shù)的改進(jìn)設(shè)計(jì),適當(dāng)縮短加工時(shí)間,減低故障頻次,也可以顯著提升數(shù)控銑床加工的安全性和穩(wěn)定性。通過多工件一次裝夾設(shè)計(jì)的方式,能夠?qū)庸すに囘M(jìn)行優(yōu)化,減少換刀次數(shù)。例如,可以根據(jù)數(shù)控銑床的設(shè)計(jì)形成以及工件尺寸,將夾具改進(jìn)為一次裝夾數(shù)個(gè)工件,數(shù)量可以依照具體情況進(jìn)行調(diào)整,在保證加工精度的前提下,盡可能縮短加工時(shí)間。

        2.2關(guān)注內(nèi)部結(jié)構(gòu)

        在數(shù)控銑床工裝夾具設(shè)計(jì)中,安全問題是必須關(guān)注的核心,而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)則是最為關(guān)鍵的內(nèi)容。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,應(yīng)該關(guān)注荷載及使用功能性問題等內(nèi)容,其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜,而且很多時(shí)候在數(shù)控銑床工裝夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,很少會將連續(xù)加工和排屑問題考慮在內(nèi),這樣必然會對數(shù)控銑床的性能產(chǎn)生影響。合理的排屑結(jié)構(gòu)能夠確保機(jī)床刀具切削的順利進(jìn)行,確保切屑不會落在工裝夾具定位元件上,一方面確保切屑能夠順利排出,另一方面也能夠保證定位精度和準(zhǔn)度[2]。

        2.3優(yōu)化夾緊方式

        工裝夾具的主要功能,是對需要加工的零件進(jìn)行固定,避免其在加工過程中出現(xiàn)移動,保證加工精度。因此,設(shè)計(jì)人員需要對工裝夾具的夾緊方式進(jìn)行優(yōu)化,在夾緊工件的同時(shí),避免對工件的破壞,同時(shí)方便刀具運(yùn)動。如果可能,應(yīng)該留出足夠的安全空間,盡量采用聯(lián)動夾緊的方式,確保能夠同時(shí)夾緊多個(gè)元件。就目前來看,數(shù)控銑床在進(jìn)行工件加工的過程中,采用的多是工序集中的方法,這種方法雖然有效,但是并不能有效區(qū)分粗加工和精加工,可能導(dǎo)致夾具夾緊力過大,輕則影響加工效果,重則在工件表面產(chǎn)生壓痕甚至導(dǎo)致工件整體損壞。想要對這個(gè)問題進(jìn)行解決實(shí)際上非常簡單,就是在工裝夾具與工件接觸的部位,進(jìn)行壓板鍍銅,以此來保證夾緊方式合理。

        2.4合理布置工件

        工件布置是否合理同樣會對加工精度及加工質(zhì)量產(chǎn)生影響,因此,在對工件進(jìn)行布置時(shí),設(shè)計(jì)人員需要關(guān)注許多方面的問題,如工件外形尺寸調(diào)整、機(jī)床行程參數(shù)設(shè)置、機(jī)床工作臺尺寸設(shè)置等,確定好相應(yīng)的參數(shù)后,需要根據(jù)具體情況,確定一次性加工工件的數(shù)量以及工件裝夾方式,保證工件加工的效果。在這個(gè)過程中,工作人員還應(yīng)該對相鄰工件之間的距離進(jìn)行有效控制,確保工件安裝完成后具備一定的敞開性,為工件的集中加工提供良好保障(如圖1)。

        2.5提升加工效率

        加工效率同樣是數(shù)控銑床工裝夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)中需要考慮的一個(gè)關(guān)鍵性問題,合理的設(shè)計(jì)不僅可以保證工件加工效果,還可以使得數(shù)控銑床的加工效率得到有效提升。對于設(shè)計(jì)人員而言,在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),應(yīng)該優(yōu)先選擇成套的工裝夾具,以此來提升機(jī)床運(yùn)作過程中的工作效率。另外,還可以選擇一些相對靈活的夾具,這樣即便在工件加工過程中存在不合理或者不恰當(dāng)?shù)牡胤剑僮魅藛T也可以及時(shí)作出調(diào)整和改進(jìn),而不會對工件加工效率產(chǎn)生負(fù)面影響。不僅如此,在加工環(huán)節(jié),操作人員必須嚴(yán)格依照規(guī)范化的加工程序進(jìn)行操作控制,避免違規(guī)操作的情況,可以有效預(yù)防很多加工過程中的常見問題,從而促進(jìn)加工效率的提高[3]。

        3 結(jié)語

        總而言之,對于數(shù)控銑床而言,在進(jìn)行工裝夾具的設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)該立足工件加工需求,關(guān)注夾具的所有細(xì)節(jié),充分考慮可能存在的影響因素,對數(shù)控銑床工裝夾具設(shè)計(jì)中的缺陷和問題進(jìn)行詳細(xì)分析,通過改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行完善,以此來保證數(shù)控銑床工作夾具設(shè)計(jì)的合理性、實(shí)用性,充分體現(xiàn)人性化設(shè)計(jì),通過這樣的方式,能夠切實(shí)推動數(shù)控加工技術(shù)的快速發(fā)展。

        參考文獻(xiàn)

        [1]蔣信芳.數(shù)控銑床工裝夾具設(shè)計(jì)內(nèi)容與改進(jìn)分析[J].科技視界,2014,(33):247.

        [2]余廣強(qiáng).數(shù)控銑床工裝夾具設(shè)計(jì)與改進(jìn)策略研究[J].科技資訊,2017,(35):76.

        [3]劉紅俊.探討數(shù)控銑床工裝夾具設(shè)計(jì)內(nèi)容與改進(jìn)[J].中國設(shè)備工程,2016,(11):92.

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