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数控铣床工装夹具设计的研究

泰州机电高等职业技术学校 赵建军 2019/11/7 13:52:40

   摘要:数控机床的加入能够大幅提供工业制成品的品控和生产效率,完成人工无法达到的加工精度,在使用数控机床系统时,系统各部件位置关系、工作状态都能够影响到最终的成品质量。在使用数控铣床时,不同部件的相对位置的不同所产生的影响是非常明显的,为了减少由于这部分原因所导致的误差,会采用夹具这一工艺装置。采用夹具能够明显提升数控铣床工作状态下的加工精度,降低误差出现的机率。近些年,数控机床加工成品更加复杂,随之带来的情况就是机床内部构件的复杂精密程度加大,单单依靠人工来进行控制远远不能满足需求,所以配套的设备也需要进行升级。
   关键词:数控铣床; 工装夹具; 设计; 内容及步骤
  
   引言:高精度、高速度、复合化是目前数控铣床发展的方向,而且随着时间推移,这样的趋势会越来越明显,高精度和高速度本来是两个相反的方向,但是为了提高产品线的生产效率就不得不对两者进行整合,而整合的过程就需要数控系统的信息化程度继续提高,让其能够处理更多的内容,而且参与生产的部件也必须保持正确的工作位置,现代数控铣床的调试工作都是由已经制定好的程序自动运行的,减少了人工的加入,计算速度和精度都有很高的提升,但系统只能对单纯的数据进行识别和编辑,外部位置的调整和工件外部使用状态的判定仍然需要人工加入。在数控铣床的应用过程中正式的工作时间较为固定,只要能满足必须的设备使用需求,这一工作效率不会发生太大的变化,所以工作人员的工作内容核心就是尽一切可能满足数控系统的正常使用需求。
   1 数控铣床工装夹具设计的基本要求
   数控铣床在使用的过程对于夹具的要求是能够正常完成定位和夹紧动作,其设计原理和通用铣床也基本相同
   首先需要明确的是数控铣床的使用目的就是对待加工产品进行加工,所以工作面要有所保证,应保证加工面可以得到充分的暴露,为了达到这一目的就要求夹具能够做到尽可能大的开敞。工件加工面与夹紧机构的元件间应保持足够的安全距离,防止加工过程给夹具带来影响。还要保证夹紧机构的元件要尽可能的低,以避免加工过程中铣床主轴套筒或是刃具、刀套和夹具发生相互干涉;其次工装夹具在机床不应当实现定向安装以保证坐标欧系正确, 除此之外还要通过其他方式让零件定位面和数控机床间保持相应的坐标联系;在生产过程中,为了保证加工产品位置的固定,在进行加工时,不能临时更换夹紧方式,以防止更换过程中造成位移情况。此外,设计工装夹具时,除了要对夹紧、定位等影响产品精度的因素加以考虑外,为了减少后期养护修理工作的强度,在设计阶段就应该对其工序进行考虑,从实际生产情况出发减少不必要的加工过程,预留拓展部件,提高系统的兼容性和拓展性,并保证其具有较为容易的养护保养状态。
   2 数控铣床工装夹具设计需注意的几个问题
   2.1数控铣床工装夹具设计需要准确原始工艺文件的支持
   为了保证正常生产状态下夹具的使用效果,在对其进行设计时要考虑其与系统组件之间的相互关系,而能够提供这部分资料的就是原始工艺文件,只有通过查看这些资料工作人员才能掌握最信息真实的参数,并将这些参数作用在夹具部件的结构、参数、相对位置、组件安装等工作中。恰当选择程序的原点、起刀点以及走刀路线建立机床坐标系统和工件坐标系统间的联系。而且这样做还能有效减少不同组件出现的位置冲突情况,因为设计人员能够提前按照图纸指导规避其他工件的工作面,减少在生产过程中浪费的调整时间。
   2.2 数控铣床工装夹具设计要保证工件加工的精度
   数控机床加工成品的体积较大,生产速度快,以人工观察记录的方式是无法满足加工需求的,所以必须以自动化机械来完成相对应的工作,在系统中设置一定数量的传感器,对不同部件的不同位置进行实时的检测,并且检测到的数据实时传输到控制平台,方便操作人员及时掌握最全的生产数据。同时,依靠工作台精准移位、转位和采用刚性良好刀具来保证夹具敞开性、加工孔的垂直度、同轴度良好。可以说,刀具系统刚度的提升对确保数控铣床工装夹具精度是十分重要的。
   2.3 采用通用化来提高系统的使用效率
   想要进一步释放数控机床的生产使用效率,就需要考虑到在不同生产环境不同生产任务的条件下,如何保证其能够维持一个稳定的工作状态。数控机床目前在加工生产中占据重要的地位,涉及到的加工产品品类众多,不同产品,自身的参数特点,存在较大的区别,不能一以概之,必须抓住其参数结构的特点,有针对性的进行结构优化,才能够让数控机床能够以更高的效率和更好的状态来完成这部分工件的加工。通用化和标准化是未来数控机床升级改造的一个重要方向,通用化,通过模块化设计,让数控机床系统的各组成部件能够以独立存在的形式进行组装拆卸,使用保养,安装这样一来,机械在使用过程中一旦出现故(未完,下一页

  

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