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摘要：随着现代化科学技术的不断进步，在我国的工业制造技术方面也得到了全面的提升，其中的数控铣床工装夹具的设计是一个相当重要的环节和内容，对于工业生产的效率和精确程度都起到了相当重要的作用。在现代科技不断发展的今天，需要对传统的工装夹具的设计内容进行不断的改进，从而可以提高其工作效率，实现其经济效益和社会效益。在本文当中，首先对数控铣床工装夹具的设计进行了概述；其次对数控铣床工装夹具的应用现状进行了分析；另外，对于数控铣床工装夹具的设计步骤和内容做出了探析；最后提出了数控铣床工装夹具的设计改进措施。
关键词：数控铣床；工装夹具设计；改进策略
近些年，在现代化的工业生产过程当中，数控铣床的应用是相当广泛的，集中体现在了平面、斜面以及成型面的加工方面，在其具体的加工过程当中，需要根据实际的工序要求以及生产需求来进行具体的设计和加工。在这个过程当中，对于夹具的设计质量是相当重要的，可以对其生产效率起到至关重要的作用。在夹具的设计质量当中，会受到工件质量、生产效率以及生产成本等多方面因素的影响。在进行设计的过程当中需要实现简单实用、可制造性相对较好等多方面的功效。在实际的工装夹具设计当中需要根据实际情况来进行合理的改进机床夹具的设计当中存在的问题，实现其社会效益和经济效益。
1 数控铣床工装夹具的设计要求
传统的数控铣床所应用到的工装夹具当中，包含了螺栓夹持构件、压板夹持法以及压板夹持法这三种设计方式。例如螺栓夹持构件设计中，如果其夹持力相对较小的话，可以手动将螺栓进行加固，如果夹持力相对较大的话，则可以借助扳手或者手柄来旋紧螺栓。再例如在压板夹持设计中，其中的压板属于工装夹具当中相对实用的基本单元，在加压面方面需要利用软质材料来避免对工作物的表面产生破坏。在实际的操作过程当中，主要是利用了径向夹持力以及摩擦力来保证工件可以实现夹紧的现象。无论采用哪种设计方式，夹具都是一项相当重要的内容，对于数控铣床工装夹具的设计要求包括以下内容：
1.1夹具开敞程度要求上，针对传统工装夹具开敞程度较小，并不能全面夹紧加工物品的现象，采取适当的手段增加工装夹具开敞程度，在实现物品夹紧目的的同时，保障工件加工面与夹紧设备之间有一定安全距离，避免在工件加工时，加工面因为外界因素影响而出现损坏现象。在设计夹具开敞程度时，还应该对数控铣床运行效率等方面综合分析，明确铣床轴套筒与夹具之间的干扰因素，并据此设计数控铣床工装夹具开敞程度。
1.2零件安装方位的要求上，针对数控铣床涉及的安装零件比较多，导致在数控铣床安装时经常出现问题的现象，需要严格控制数控铣床零件安装方位，保证零件安装方位与数控铣床水平坐标方位相互一致。另外，数控铣床工装夹具本身属于灵活性设备，为此，在进行工装夹具设计时，需要保证夹具方位与铣床坐标方位能够实现转化的目的，确保数控铣床工装夹具设计的合理性。
1.3在夹具刚性与稳定性的要求上，重点考虑夹具的刚性和稳定性问题，保证夹具的刚性和稳定性符合数控铣床加工要求。同时也需明确是否进行更换夹紧点以及更换方式的问题，实际设计过程中，应对夹紧点更换方式进行重点设计，从而确保工件或夹具定位精度。
2数控铣床工装夹具的设计改进方法
2.1实行一次多个工件装夹
在对数控铣床的工装夹具进行设计的时候，可以根据实际情况来对加工的工艺进行确定，对于工件的特点、材料性质以及技术要求等各方面的因素做出全面的了解和掌握的同时，然后对加工的余量、精度以及定位等情况进行分析，确定出参考刀具以及机床的参数，从而可以确定出走刀的次数，实行多个工件一次装夹。在进行加工的时候尽量采用一次加工成型的方式，可以对实际的生产周期进行缩减，提升其生产效率和加工精确程度。其次在装夹的速度方面，需要利用多位、多件的夹具来进行生产，以此来提高生产效率和加工的时间。对于刀点的选择方面，需要根据实际的零件进行零件基准的定位，便于机床的找正检测，最大限度的减少加工的误差。对于刀具和切削用量的选择方面，需要达到合理化的选择，保证刀具的形状和尺寸都是符合设计的要求的，避免出现机床超程以及撞刀的现象出现。在机床的切削用量方面需要根据加工的方式来进行选择，考虑工件装夹的稳定性和夹具所承载的负荷。
具体步骤为：在其实际的操作当中，需要根据工件自身的外形尺寸和机床的行程来进行设计，在本文当中对工装夹具的设计采用了每次装夹8个工件的方式，其实际的工艺流程可以分为：换孔a 扩孔刀，依次扩工件1到工件 8 的孔a换孔b扩孔刀，依次扩工件 1到工件 8 的孔b换孔 a 铰刀，依次铰工件 1到工件8的孔a换孔b铰刀，依次铰工件1到工件8的孔b，如图1所示。在实际的加工当中，需要对8个工件进行加工，但是只需要换4次刀，节省了大量的辅助时间。
2.2多件装夹工装夹具设计注意要点
首先需要对工件进行合理的布置，根据工件自身的外形尺寸、机床的工作台尺寸以及机床的行程来进行装夹工件的数量进行分析，最终确定出布置的方式。在每一个工件之间需要选择合适的距离进行加工。在图1当中，如果用m、n来表示工件的距离，则可以对工件的装卸和切削的清理起到了有利的作用。在进行安装工件之后，需要保证其良好的敞开性，以此来实现工序的集中加工。
其次需要确定出各定位元件组之间的精确距离。对于元件之间的距离需要根据实际情况来进行确定，如图2所示，对于工装的夹具需要利用一面两宵定位的方式，对于每组当中的元件定位可以用圆柱销与菱形销进行分析，其中可以利用x1和y1来表示之间的距离，其距离可以根据实际的工件尺寸来进行确定。对于每组的定位元件之间的距离，比如对于两圆柱销之间的距离可以利用x2和y2来进行表示，需要保证其精确的计算，最终在机床的运动部件进行运行之后可以实现各工件的精确位置的固定。
另外，需要选择合理的夹紧方式，便于刀具可以在运动的过程当中获取更多的安全控件，实现对多个工件的同时夹紧。在图2当中，在每一个压板之间可以实现对两个工件的夹紧。为了避免在工件表面留下压板压痕，需要在壓板上和工件之间接触的部位焊上一层铜。
3、案例分析
以电子秤零件加工中采用数控铣床工装夹具设计的案例作为研究对象进行分析，该零件加工的时候要求倒角2x45°，工件其他工序已经完成，两大面已经加工好，两个孔已经膛削加工完毕，外圆弧余量2-3mm。在数控铣床上需要实现加工周边圆弧和倒角，圆弧边一次装夹可以加工完成，但是倒角需要正、反两次装夹才可以完成。在加工时外圆弧采用直径40mm的铣刀全厚度加工，以便提高效率不分层。在进行设计的时候，需要按照工件找正→加工外圆弧→倒角→翻面装夹→进行反面倒角的工艺流程进行实现。在进行加工的时候，需要先将削边定位销紧固在工作台上。再将垫板、圆柱定位销装上，但是圆柱定位销不可紧固死，而是稍微给一定的预紧力即可。利用百分表找正两个销的中心轴线，使其水平，录入数控机床。之后就可以装上工件，压紧压板。在进行设计方案改进优化的时候，需要实现夹具在机床上找正不再通过圆弧而是变为利用百分表找直线。将几个夹具零件合为一个，从而减少定位误差，也增加了刚性。改变夹持力的受力点。在此基础上，需要找正夹具直边。对数控机床执行已经编制好的数控程序，首先加工外圆弧，然后倒角。之后就可以卸下工件，翻转过来再次装夹，加工反面倒角，最终提高零件的加工质量。
4.结语
综上所述，在对数控铣床工装夹具设计的过程当中，需要针对其具体的实际情况以及相关问题来进行步骤的设计，内容以及改进方式的分析。其中在工装夹具的设计当中，可以对生产企业的加工生产起到至关重要的作用，需要保证数控铣床夹具工装设计的影响因素可以得到全面的分析，利用实际情况来对实际的细节作出全面的分析，从而可以对工装夹具的设计进行具体的优化和改进，最终使其在工装夹具的设计可以最大限度的符合实际的生产需求，实现其经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]孙平阳.数控铣床工装夹具设计与优化[J].数字化用户，2017，（32）：47.
[2]巫志华.数控铣床工装夹具设计与优化[J].现代制造技术与装备，2017，（5）：59，90.
[3]范远波.数控铣床工装夹具设计与改进探索[J].现代经济信息，2016，（9）：355-356.
关键词：数控铣床；工装夹具设计；改进策略
近些年，在现代化的工业生产过程当中，数控铣床的应用是相当广泛的，集中体现在了平面、斜面以及成型面的加工方面，在其具体的加工过程当中，需要根据实际的工序要求以及生产需求来进行具体的设计和加工。在这个过程当中，对于夹具的设计质量是相当重要的，可以对其生产效率起到至关重要的作用。在夹具的设计质量当中，会受到工件质量、生产效率以及生产成本等多方面因素的影响。在进行设计的过程当中需要实现简单实用、可制造性相对较好等多方面的功效。在实际的工装夹具设计当中需要根据实际情况来进行合理的改进机床夹具的设计当中存在的问题，实现其社会效益和经济效益。
1 数控铣床工装夹具的设计要求
传统的数控铣床所应用到的工装夹具当中，包含了螺栓夹持构件、压板夹持法以及压板夹持法这三种设计方式。例如螺栓夹持构件设计中，如果其夹持力相对较小的话，可以手动将螺栓进行加固，如果夹持力相对较大的话，则可以借助扳手或者手柄来旋紧螺栓。再例如在压板夹持设计中，其中的压板属于工装夹具当中相对实用的基本单元，在加压面方面需要利用软质材料来避免对工作物的表面产生破坏。在实际的操作过程当中，主要是利用了径向夹持力以及摩擦力来保证工件可以实现夹紧的现象。无论采用哪种设计方式，夹具都是一项相当重要的内容，对于数控铣床工装夹具的设计要求包括以下内容：
1.1夹具开敞程度要求上，针对传统工装夹具开敞程度较小，并不能全面夹紧加工物品的现象，采取适当的手段增加工装夹具开敞程度，在实现物品夹紧目的的同时，保障工件加工面与夹紧设备之间有一定安全距离，避免在工件加工时，加工面因为外界因素影响而出现损坏现象。在设计夹具开敞程度时，还应该对数控铣床运行效率等方面综合分析，明确铣床轴套筒与夹具之间的干扰因素，并据此设计数控铣床工装夹具开敞程度。
1.2零件安装方位的要求上，针对数控铣床涉及的安装零件比较多，导致在数控铣床安装时经常出现问题的现象，需要严格控制数控铣床零件安装方位，保证零件安装方位与数控铣床水平坐标方位相互一致。另外，数控铣床工装夹具本身属于灵活性设备，为此，在进行工装夹具设计时，需要保证夹具方位与铣床坐标方位能够实现转化的目的，确保数控铣床工装夹具设计的合理性。
1.3在夹具刚性与稳定性的要求上，重点考虑夹具的刚性和稳定性问题，保证夹具的刚性和稳定性符合数控铣床加工要求。同时也需明确是否进行更换夹紧点以及更换方式的问题，实际设计过程中，应对夹紧点更换方式进行重点设计，从而确保工件或夹具定位精度。
2数控铣床工装夹具的设计改进方法
2.1实行一次多个工件装夹
在对数控铣床的工装夹具进行设计的时候，可以根据实际情况来对加工的工艺进行确定，对于工件的特点、材料性质以及技术要求等各方面的因素做出全面的了解和掌握的同时，然后对加工的余量、精度以及定位等情况进行分析，确定出参考刀具以及机床的参数，从而可以确定出走刀的次数，实行多个工件一次装夹。在进行加工的时候尽量采用一次加工成型的方式，可以对实际的生产周期进行缩减，提升其生产效率和加工精确程度。其次在装夹的速度方面，需要利用多位、多件的夹具来进行生产，以此来提高生产效率和加工的时间。对于刀点的选择方面，需要根据实际的零件进行零件基准的定位，便于机床的找正检测，最大限度的减少加工的误差。对于刀具和切削用量的选择方面，需要达到合理化的选择，保证刀具的形状和尺寸都是符合设计的要求的，避免出现机床超程以及撞刀的现象出现。在机床的切削用量方面需要根据加工的方式来进行选择，考虑工件装夹的稳定性和夹具所承载的负荷。
具体步骤为：在其实际的操作当中，需要根据工件自身的外形尺寸和机床的行程来进行设计，在本文当中对工装夹具的设计采用了每次装夹8个工件的方式，其实际的工艺流程可以分为：换孔a 扩孔刀，依次扩工件1到工件 8 的孔a换孔b扩孔刀，依次扩工件 1到工件 8 的孔b换孔 a 铰刀，依次铰工件 1到工件8的孔a换孔b铰刀，依次铰工件1到工件8的孔b，如图1所示。在实际的加工当中，需要对8个工件进行加工，但是只需要换4次刀，节省了大量的辅助时间。
2.2多件装夹工装夹具设计注意要点
首先需要对工件进行合理的布置，根据工件自身的外形尺寸、机床的工作台尺寸以及机床的行程来进行装夹工件的数量进行分析，最终确定出布置的方式。在每一个工件之间需要选择合适的距离进行加工。在图1当中，如果用m、n来表示工件的距离，则可以对工件的装卸和切削的清理起到了有利的作用。在进行安装工件之后，需要保证其良好的敞开性，以此来实现工序的集中加工。
其次需要确定出各定位元件组之间的精确距离。对于元件之间的距离需要根据实际情况来进行确定，如图2所示，对于工装的夹具需要利用一面两宵定位的方式，对于每组当中的元件定位可以用圆柱销与菱形销进行分析，其中可以利用x1和y1来表示之间的距离，其距离可以根据实际的工件尺寸来进行确定。对于每组的定位元件之间的距离，比如对于两圆柱销之间的距离可以利用x2和y2来进行表示，需要保证其精确的计算，最终在机床的运动部件进行运行之后可以实现各工件的精确位置的固定。
另外，需要选择合理的夹紧方式，便于刀具可以在运动的过程当中获取更多的安全控件，实现对多个工件的同时夹紧。在图2当中，在每一个压板之间可以实现对两个工件的夹紧。为了避免在工件表面留下压板压痕，需要在壓板上和工件之间接触的部位焊上一层铜。
3、案例分析
以电子秤零件加工中采用数控铣床工装夹具设计的案例作为研究对象进行分析，该零件加工的时候要求倒角2x45°，工件其他工序已经完成，两大面已经加工好，两个孔已经膛削加工完毕，外圆弧余量2-3mm。在数控铣床上需要实现加工周边圆弧和倒角，圆弧边一次装夹可以加工完成，但是倒角需要正、反两次装夹才可以完成。在加工时外圆弧采用直径40mm的铣刀全厚度加工，以便提高效率不分层。在进行设计的时候，需要按照工件找正→加工外圆弧→倒角→翻面装夹→进行反面倒角的工艺流程进行实现。在进行加工的时候，需要先将削边定位销紧固在工作台上。再将垫板、圆柱定位销装上，但是圆柱定位销不可紧固死，而是稍微给一定的预紧力即可。利用百分表找正两个销的中心轴线，使其水平，录入数控机床。之后就可以装上工件，压紧压板。在进行设计方案改进优化的时候，需要实现夹具在机床上找正不再通过圆弧而是变为利用百分表找直线。将几个夹具零件合为一个，从而减少定位误差，也增加了刚性。改变夹持力的受力点。在此基础上，需要找正夹具直边。对数控机床执行已经编制好的数控程序，首先加工外圆弧，然后倒角。之后就可以卸下工件，翻转过来再次装夹，加工反面倒角，最终提高零件的加工质量。
4.结语
综上所述，在对数控铣床工装夹具设计的过程当中，需要针对其具体的实际情况以及相关问题来进行步骤的设计，内容以及改进方式的分析。其中在工装夹具的设计当中，可以对生产企业的加工生产起到至关重要的作用，需要保证数控铣床夹具工装设计的影响因素可以得到全面的分析，利用实际情况来对实际的细节作出全面的分析，从而可以对工装夹具的设计进行具体的优化和改进，最终使其在工装夹具的设计可以最大限度的符合实际的生产需求，实现其经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]孙平阳.数控铣床工装夹具设计与优化[J].数字化用户，2017，（32）：47.
[2]巫志华.数控铣床工装夹具设计与优化[J].现代制造技术与装备，2017，（5）：59，90.
[3]范远波.数控铣床工装夹具设计与改进探索[J].现代经济信息，2016，（9）：355-356.