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摘 要
铣床在机械零件加工过程中使用比较广泛，在加工一些杆类零件时，通用夹具比如虎钳、卡盘很难满足夹紧要求，或者是夹紧难度很大，并且还影响加工效率，设计专用夹具则可以有效提高加工效率和加工精度。铣床夹具的设计首先要明确夹紧装置设计技术要点，尤其是设计数控铣床夹具时要分立式和卧式铣床两种情况进行详细考虑，才能够提高夹具设计的科学性。本文分析了数控铣床加工滑杆类零件的专用夹具设计，使读者对铣床专用夹具的设计有了更为清晰得认识。
【关键词】铣床；数控铣床；夹具设计；专用夹具设计
机床夹具是机械加工中经常使用的，过去夹具设计都详细参考相关资料，并且要依赖丰富的经验。近些年来，数控铣床和加工中心得到了广泛应用，有效提高了加工效率，也提高了零件的加工精度，传统的机械加工方式发生了很大变化，然而相关资料涉及到的铣床夹具设计内容很少。本文在分析铣床夹紧装置设计技术要点的基础上，分析了数控铣床夹具设计注意事项以及夹具设计流程，旨在充分发挥数控铣床的加工潜力。
1 铣床夹紧装置的设计技术要点
夹紧装置对原材料的要求很高，原材料需要有较好的的力度和刚度，夹紧力的作用要恰当，能够有效维护工件的稳定性。铣床夹具位置确定之后，一般不会变动，因此，夹具各个部分要设计的牢固一点。夹具设计过程中还要兼顾经济原则，尽可能简单化设计步骤，在满足精确度要求下科学设置定位元件和定向键，最终按照元件的特性进行夹具装配。
2 数控铣床夹具设计注意事项
2.1 立式数控铣床所用夹具设计
立式数控铣床加工过程中切屑很容易落在工件或者夹具上，鉴于此，设计夹具的过程中要重点考虑排屑，尤其是加工中心更要重点考虑。科学排屑可以有效维护刀具的使用性能，提高刀具切削的自动运行能力，避免切屑落在定位元件上，从而有效提高夹具的定位精度；夹具设计有利于切削液的冲刷，还要有利于压缩空气吹除切屑。
2.2 卧式数控铣床所用夹具设计
卧式数控铣床或者加工中心通常会配置工作台，或者回转工作台。卧式铣床运行过程中夹具随着工作台的回转而回转。多件装夹夹具设计过程中要确保工件上每个相同加工要素的位置，确保工作台回转前后的精确重合。通常将夹具设置在靠近工作台边缘位置处，尽可能缩小工件与主轴锥孔端面的距离，这种设计可以大大缩短刀杆的长度，同时利于排屑。
3 数控铣床加工滑杆的专用夹具设计
如图1所示某种型号的电磁杆滑杆，当前在社会上应用很广泛，需求量很大。在铣床上加工该零件需要专用夹具，原因在于加工过程中要将原棒料在车床上削出外形，然后通过钻床钻孔，最后通过铣床铣槽，从图中可以该零件属于圆柱形零件，还要垂直安装，所以通用夹具不能满足要求，需要设计专用夹具。
3.1 通用夹具夹紧不足分析
通用的夹紧方法虎钳定位和卡盘，虎钳定位和卡盘都存在夹紧限制，虎钳定位的话，由于该零件为棒料，很难做到两面同时夹稳，虽然扩大V形口可以解决，但是V形口过大就会提高虎钳加工成本。卡盘夹紧需要使用百分表在零件上找正对中，耗费时间较长，降低了生产效率。通过以上分析可知，两种方法都不可取。
3.2 多零件夹具设计
图1所示滑杆在车床上切削出外形之后，在钻床上钻出φ4mm的孔，最后装夹到铣床铣槽就可以完成。滑桿在铣床铣3 mm x 9 mm槽，使用φ3mm的铣刀来回铣削1min就能完成，一个零件加工完成之后，工人需要卸下零件装夹另一个零件，大约用时也为1min，这样铣床的工作时间就会被挤占。鉴于此，要想提高加工效率，需要在满足加工要求的前提下减少装夹次数，延长铣床的工作时间，要设计一次可以装夹多个零件的夹具，才能够有效改善加工工艺，提高加工效率。
可以设计一种专用装夹工具，一次装夹10个零件，夹具设计见图2所示。如果一次装夹10个以上零件，容易出现个别零件夹紧力不够的现象，因此，经过科学计算装夹10个最合适。利用专用夹具在铣床上装夹零件之前需要挑选出尺寸误差较大的零件，或者是减小上一工序的加工误差，确保每一个零件加工尺寸控制在0.03mm以内，夹紧力均为6，并且不漏夹。
4 总结
综上所述，数控铣床夹具设计需要考虑到如何要有效提高零件的加工精度，如何有效提高零件加工效率，如何帮助企业有效提高经济效益，并且数控铣床还要分立式和卧式两种情况考虑，目的都在于发挥铣床的最佳加工性能，以最少的时间、最高的精度、最可靠的质量，加工出更多的零件。本文分析的滑杆类零件是一种对专用夹具适用性较强的零件，不仅能够一次专家多个，还能够减小加工误差，可谓两全其美，随着科学技术的进步，在加工滑杆类零件时还会设计出更多新型的装夹工具，一次可以装夹更多零件，在不影响加工精度的情况下，最大限度提高加工效率，从而帮助企业有效提高经济效益，促进数控铣床以及加工企业向着更好的方向发展。
参考文献
[1]王亚锋.普通铣床铣窄槽专用夹具设计分析[J].价值工程，2012（12）：22.
[2]王磊.卡盘平衡装置的改进与应用[J].机械研究与应用，2013（03）：157-158.
[3]周太平，康志成，夏翔.数控铣床与加工中心夹具设计[J].现代制造工程，2011（02）：91-95.
作者单位
广东省轻工业高级技工学校 广东省广州市 510000
铣床在机械零件加工过程中使用比较广泛，在加工一些杆类零件时，通用夹具比如虎钳、卡盘很难满足夹紧要求，或者是夹紧难度很大，并且还影响加工效率，设计专用夹具则可以有效提高加工效率和加工精度。铣床夹具的设计首先要明确夹紧装置设计技术要点，尤其是设计数控铣床夹具时要分立式和卧式铣床两种情况进行详细考虑，才能够提高夹具设计的科学性。本文分析了数控铣床加工滑杆类零件的专用夹具设计，使读者对铣床专用夹具的设计有了更为清晰得认识。
【关键词】铣床；数控铣床；夹具设计；专用夹具设计
机床夹具是机械加工中经常使用的，过去夹具设计都详细参考相关资料，并且要依赖丰富的经验。近些年来，数控铣床和加工中心得到了广泛应用，有效提高了加工效率，也提高了零件的加工精度，传统的机械加工方式发生了很大变化，然而相关资料涉及到的铣床夹具设计内容很少。本文在分析铣床夹紧装置设计技术要点的基础上，分析了数控铣床夹具设计注意事项以及夹具设计流程，旨在充分发挥数控铣床的加工潜力。
1 铣床夹紧装置的设计技术要点
夹紧装置对原材料的要求很高，原材料需要有较好的的力度和刚度，夹紧力的作用要恰当，能够有效维护工件的稳定性。铣床夹具位置确定之后，一般不会变动，因此，夹具各个部分要设计的牢固一点。夹具设计过程中还要兼顾经济原则，尽可能简单化设计步骤，在满足精确度要求下科学设置定位元件和定向键，最终按照元件的特性进行夹具装配。
2 数控铣床夹具设计注意事项
2.1 立式数控铣床所用夹具设计
立式数控铣床加工过程中切屑很容易落在工件或者夹具上，鉴于此，设计夹具的过程中要重点考虑排屑，尤其是加工中心更要重点考虑。科学排屑可以有效维护刀具的使用性能，提高刀具切削的自动运行能力，避免切屑落在定位元件上，从而有效提高夹具的定位精度；夹具设计有利于切削液的冲刷，还要有利于压缩空气吹除切屑。
2.2 卧式数控铣床所用夹具设计
卧式数控铣床或者加工中心通常会配置工作台，或者回转工作台。卧式铣床运行过程中夹具随着工作台的回转而回转。多件装夹夹具设计过程中要确保工件上每个相同加工要素的位置，确保工作台回转前后的精确重合。通常将夹具设置在靠近工作台边缘位置处，尽可能缩小工件与主轴锥孔端面的距离，这种设计可以大大缩短刀杆的长度，同时利于排屑。
3 数控铣床加工滑杆的专用夹具设计
如图1所示某种型号的电磁杆滑杆，当前在社会上应用很广泛，需求量很大。在铣床上加工该零件需要专用夹具，原因在于加工过程中要将原棒料在车床上削出外形，然后通过钻床钻孔，最后通过铣床铣槽，从图中可以该零件属于圆柱形零件，还要垂直安装，所以通用夹具不能满足要求，需要设计专用夹具。
3.1 通用夹具夹紧不足分析
通用的夹紧方法虎钳定位和卡盘，虎钳定位和卡盘都存在夹紧限制，虎钳定位的话，由于该零件为棒料，很难做到两面同时夹稳，虽然扩大V形口可以解决，但是V形口过大就会提高虎钳加工成本。卡盘夹紧需要使用百分表在零件上找正对中，耗费时间较长，降低了生产效率。通过以上分析可知，两种方法都不可取。
3.2 多零件夹具设计
图1所示滑杆在车床上切削出外形之后，在钻床上钻出φ4mm的孔，最后装夹到铣床铣槽就可以完成。滑桿在铣床铣3 mm x 9 mm槽，使用φ3mm的铣刀来回铣削1min就能完成，一个零件加工完成之后，工人需要卸下零件装夹另一个零件，大约用时也为1min，这样铣床的工作时间就会被挤占。鉴于此，要想提高加工效率，需要在满足加工要求的前提下减少装夹次数，延长铣床的工作时间，要设计一次可以装夹多个零件的夹具，才能够有效改善加工工艺，提高加工效率。
可以设计一种专用装夹工具，一次装夹10个零件，夹具设计见图2所示。如果一次装夹10个以上零件，容易出现个别零件夹紧力不够的现象，因此，经过科学计算装夹10个最合适。利用专用夹具在铣床上装夹零件之前需要挑选出尺寸误差较大的零件，或者是减小上一工序的加工误差，确保每一个零件加工尺寸控制在0.03mm以内，夹紧力均为6，并且不漏夹。
4 总结
综上所述，数控铣床夹具设计需要考虑到如何要有效提高零件的加工精度，如何有效提高零件加工效率，如何帮助企业有效提高经济效益，并且数控铣床还要分立式和卧式两种情况考虑，目的都在于发挥铣床的最佳加工性能，以最少的时间、最高的精度、最可靠的质量，加工出更多的零件。本文分析的滑杆类零件是一种对专用夹具适用性较强的零件，不仅能够一次专家多个，还能够减小加工误差，可谓两全其美，随着科学技术的进步，在加工滑杆类零件时还会设计出更多新型的装夹工具，一次可以装夹更多零件，在不影响加工精度的情况下，最大限度提高加工效率，从而帮助企业有效提高经济效益，促进数控铣床以及加工企业向着更好的方向发展。
参考文献
[1]王亚锋.普通铣床铣窄槽专用夹具设计分析[J].价值工程，2012（12）：22.
[2]王磊.卡盘平衡装置的改进与应用[J].机械研究与应用，2013（03）：157-158.
[3]周太平，康志成，夏翔.数控铣床与加工中心夹具设计[J].现代制造工程，2011（02）：91-95.
作者单位
广东省轻工业高级技工学校 广东省广州市 510000