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摘要：随着先进制造业的迅猛发展，作为集高精密、高速度和复合化等特点于一身的数控铣床在生产中被广泛的推广和应用，并大大提高了产品的精度，降低了工作强度。在数控铣床操作加工的过程中，材料的准备、程序的编制调试、工装夹具的准备以及工件检测等步骤占用了很多生产时间，影响了数控机床加工的效率。因此，本文对数控铣床工装夹具内容的设计进行深入的分析，以便提高工作效率。
关键词：数控铣床；工装夹具；设计内容
1、数控铣床工装夹具设计的要求
首先，为了使加工的部件截面在加工中尽可能的显露在能够加工的空间里，夹具要最大限度的开敞。也就是部件加工面与夹具应该保持足够的宽度，不影响加工，夹具要尽可能的减少与部件的接触面积，以避免在机械操作中，铣床主轴套筒或者刀具与夹具发生碰撞；其次，为了确保铣床部件安装方位与机床的编程坐标系方向一致，工装夹具在机床上采取定向安装，使夹具与数控机床之间保持坐标一致；再次，夹具应该有较好的刚性、稳定性和精确性，避免在部件加工中对夹具重新进行设计与操作，如果在生产加工中，因夹紧的问题更换夹具时，要对夹具进行设计，不要因为夹具更换而导致加工部件的精确性出现问题。此外，对工装夹具进行设计时，除了要考虑夹具的定位和精确度之外，还要考虑在数控铣床的加工过程中，应使加工过程更加的灵活、方便，减少加工的劳动强度，提高加工部件的质量。
2、数控铣床工装夹具的设计内容
2.1数控铣床工装夹具的固定方式
在数控铣床工装夹具的固定方式上，为了防止各个工件在实际加工时出现移动，工件的固定方向必须要与作用力的方向保持一致，这也叫做夹持构件的固定方式。在使用工装夹具对工作物进行夹持时，不同时期所夹持的工作物应该保持在完全一致的位置，这样各个工件在完成加工之后，其参数才会保持在合适的公差范围以内。工件的夹持利用的是力学中的机械原理，用相对较小的施力在特定环境下可以产生非常大的夹持力。一般而言，夹持构件在设计时不应单独依靠一个元件进行设计，而应当将多个元件组合起来。在加工元件的过程中，工作物需要事先完成拆卸或安装。为了使工装夹具能够快速完成固定，位于工装夹具内部的夹持机构需要用多种标准化程度较高的零件进行设计。
2.2数控铣床工装夹具设计的路线与工艺
对于加工路线与工艺的确定，首先需要做好的是对数控铣床所需要进行加工的零部件加以完备的分析，从而确保能够清晰的了解各种零部件所使用的材料特性及结构方面所展现出的特征。除此之外，还要关注所要加工的零部件需要达到的精度水平以及热处理等方面的技术的应用。加工过程中的定位的标准及前后工序之间的相关性也需进行明确。在工装夹具的设计过程中，机床以及所使用的刀具两大方面的技术参数也是设计的基础所在，参数的确定也最终决定了走刀的方式。是否进行一次装夹确保一次成型能够直接影响对工件进行安装的工作频数，这也影响着作业的时间。
2.3数控铣床工装夹具的对刀设计
在工装夹具设计时，必须对夹具、工件在铣床工作台上的准确位置仔细考虑。即以数控铣床行程、加工部位刀具配置，以及刀具长度和工件加工轨迹等条件为依据，合理选择刀具种类与长度，并将刀具放置于工作台最佳位置上。这是避免铣床超程、撞刀等问题的有效措施。在选择数控铣床切削用量时，若是粗加工，通常为提高生产率可加大切削量与切削力，这时工装夹具的稳定性是首先需要考虑的；若为精加工或半精加工时，则在设计中应更为关注工装夹具的精度问题。此外，在进行夹具设计时要考虑夹具的标准化与通用化。即尽量使用统一标准，这样既方便了夹具各零部件间的互换，也提高了数控铣床的生产精度与生产效率。
3、数控铣床工装夹具的改进设计
3.1采用一次装夹多个工件的设计方式
数控铣床的动力主要是通过压缩空气的方式产生的，工作人员可以对其进行手动换刀，而在加工中心则可以使其完成自动换刀。在加工的过程中，表面的加工可以用依次换刀的方式来完成，但是这种方式的耗时较长，而且加工中心也很容易在换刀时出现故障。所以，我们可以通过减少换刀次数的方式来节省加工时间，从而保障数控铣床能够处在稳定的状态下工作。例如，技术人员可以采用一次装夹多个工件的设计方式，对工装夹具的技术工艺进行一定的调整，使工装夹具的换刀次数降到最低的数值。结合工件的外形尺寸以及机床的行程，我们可以设计出一个能同时装夹8个工件的工装夹具，即多件装夹工装夹具，这种类型的工装夹具在对8个工件进行加工时，只需要进行4次换刀即可，这极大地缩短了数控铣床的辅助时间，从而增强了数控铣床的工作效率。
3.2多件装夹工装夹具的设计要点
（1）合理布置工件。在设计时，应结合工件外形、工件尺寸、生产批量、机床行程、机床尺寸等因素来对工件进行合理的布置。各个工件之间应保持合适的距离，这会有助于工件装卸、切屑清除等工作。另外，工件在安装之后应具有良好的敞开性，这会有助于工件的集中式加工。
（2）改善夹紧方式。对于工装夹具而言，其内部的夹紧元件应尽量设计的简单一些，这样刀具就会拥有更大的运动空间。在设计时，应采用联动夹紧的方式来同时将多个工件夹紧。在加工方式上，数控铣床的工序通常会较为集中，这就必然会产生偏大的夹紧力，使工件的表面留下一些压痕。为了解决这一问题，我们可以在压板和工件接触的部位焊一层铜。
（3）立式数控铣床的工装夹具设计。立式数控铣床加工时，切屑易落在工件与工装夹具上。设计工装夹具时，要特别考虑排屑，这对于工序集中、连续加工的加工中心尤为重要。合理的排屑应使切屑不影响刀具切削的自动进行；使切屑不易落在工装夹具的定位元件上，以保证定位精度；使切削液便于冲刷、带走切屑；使压缩空气便于吹除切屑。
4、结束语
以上是多年数控铣床工装夹具设计的片面总结，只有不断深入研究工装夹具设计过程中的影响因素，从具体生产实际和细节入手，采取切实有效措施，才能使数控铣床工装夹具设计越来越人性化，也才能使工裝设计更贴近数控铣床的生产实际，从而推动数控机床技术的发展更加实用、更加完美。
参考文献：
[1]数控铣床工装夹具设计与改进探索[J].范远波.现代经济信息.2016（06）.
[2]数控车床夹具结构简析[J].乔亮.现代制造技术与装备.2018（03）.
（作者单位：中能（天津）智能传动设备有限公司）
关键词：数控铣床；工装夹具；设计内容
1、数控铣床工装夹具设计的要求
首先，为了使加工的部件截面在加工中尽可能的显露在能够加工的空间里，夹具要最大限度的开敞。也就是部件加工面与夹具应该保持足够的宽度，不影响加工，夹具要尽可能的减少与部件的接触面积，以避免在机械操作中，铣床主轴套筒或者刀具与夹具发生碰撞；其次，为了确保铣床部件安装方位与机床的编程坐标系方向一致，工装夹具在机床上采取定向安装，使夹具与数控机床之间保持坐标一致；再次，夹具应该有较好的刚性、稳定性和精确性，避免在部件加工中对夹具重新进行设计与操作，如果在生产加工中，因夹紧的问题更换夹具时，要对夹具进行设计，不要因为夹具更换而导致加工部件的精确性出现问题。此外，对工装夹具进行设计时，除了要考虑夹具的定位和精确度之外，还要考虑在数控铣床的加工过程中，应使加工过程更加的灵活、方便，减少加工的劳动强度，提高加工部件的质量。
2、数控铣床工装夹具的设计内容
2.1数控铣床工装夹具的固定方式
在数控铣床工装夹具的固定方式上，为了防止各个工件在实际加工时出现移动，工件的固定方向必须要与作用力的方向保持一致，这也叫做夹持构件的固定方式。在使用工装夹具对工作物进行夹持时，不同时期所夹持的工作物应该保持在完全一致的位置，这样各个工件在完成加工之后，其参数才会保持在合适的公差范围以内。工件的夹持利用的是力学中的机械原理，用相对较小的施力在特定环境下可以产生非常大的夹持力。一般而言，夹持构件在设计时不应单独依靠一个元件进行设计，而应当将多个元件组合起来。在加工元件的过程中，工作物需要事先完成拆卸或安装。为了使工装夹具能够快速完成固定，位于工装夹具内部的夹持机构需要用多种标准化程度较高的零件进行设计。
2.2数控铣床工装夹具设计的路线与工艺
对于加工路线与工艺的确定，首先需要做好的是对数控铣床所需要进行加工的零部件加以完备的分析，从而确保能够清晰的了解各种零部件所使用的材料特性及结构方面所展现出的特征。除此之外，还要关注所要加工的零部件需要达到的精度水平以及热处理等方面的技术的应用。加工过程中的定位的标准及前后工序之间的相关性也需进行明确。在工装夹具的设计过程中，机床以及所使用的刀具两大方面的技术参数也是设计的基础所在，参数的确定也最终决定了走刀的方式。是否进行一次装夹确保一次成型能够直接影响对工件进行安装的工作频数，这也影响着作业的时间。
2.3数控铣床工装夹具的对刀设计
在工装夹具设计时，必须对夹具、工件在铣床工作台上的准确位置仔细考虑。即以数控铣床行程、加工部位刀具配置，以及刀具长度和工件加工轨迹等条件为依据，合理选择刀具种类与长度，并将刀具放置于工作台最佳位置上。这是避免铣床超程、撞刀等问题的有效措施。在选择数控铣床切削用量时，若是粗加工，通常为提高生产率可加大切削量与切削力，这时工装夹具的稳定性是首先需要考虑的；若为精加工或半精加工时，则在设计中应更为关注工装夹具的精度问题。此外，在进行夹具设计时要考虑夹具的标准化与通用化。即尽量使用统一标准，这样既方便了夹具各零部件间的互换，也提高了数控铣床的生产精度与生产效率。
3、数控铣床工装夹具的改进设计
3.1采用一次装夹多个工件的设计方式
数控铣床的动力主要是通过压缩空气的方式产生的，工作人员可以对其进行手动换刀，而在加工中心则可以使其完成自动换刀。在加工的过程中，表面的加工可以用依次换刀的方式来完成，但是这种方式的耗时较长，而且加工中心也很容易在换刀时出现故障。所以，我们可以通过减少换刀次数的方式来节省加工时间，从而保障数控铣床能够处在稳定的状态下工作。例如，技术人员可以采用一次装夹多个工件的设计方式，对工装夹具的技术工艺进行一定的调整，使工装夹具的换刀次数降到最低的数值。结合工件的外形尺寸以及机床的行程，我们可以设计出一个能同时装夹8个工件的工装夹具，即多件装夹工装夹具，这种类型的工装夹具在对8个工件进行加工时，只需要进行4次换刀即可，这极大地缩短了数控铣床的辅助时间，从而增强了数控铣床的工作效率。
3.2多件装夹工装夹具的设计要点
（1）合理布置工件。在设计时，应结合工件外形、工件尺寸、生产批量、机床行程、机床尺寸等因素来对工件进行合理的布置。各个工件之间应保持合适的距离，这会有助于工件装卸、切屑清除等工作。另外，工件在安装之后应具有良好的敞开性，这会有助于工件的集中式加工。
（2）改善夹紧方式。对于工装夹具而言，其内部的夹紧元件应尽量设计的简单一些，这样刀具就会拥有更大的运动空间。在设计时，应采用联动夹紧的方式来同时将多个工件夹紧。在加工方式上，数控铣床的工序通常会较为集中，这就必然会产生偏大的夹紧力，使工件的表面留下一些压痕。为了解决这一问题，我们可以在压板和工件接触的部位焊一层铜。
（3）立式数控铣床的工装夹具设计。立式数控铣床加工时，切屑易落在工件与工装夹具上。设计工装夹具时，要特别考虑排屑，这对于工序集中、连续加工的加工中心尤为重要。合理的排屑应使切屑不影响刀具切削的自动进行；使切屑不易落在工装夹具的定位元件上，以保证定位精度；使切削液便于冲刷、带走切屑；使压缩空气便于吹除切屑。
4、结束语
以上是多年数控铣床工装夹具设计的片面总结，只有不断深入研究工装夹具设计过程中的影响因素，从具体生产实际和细节入手，采取切实有效措施，才能使数控铣床工装夹具设计越来越人性化，也才能使工裝设计更贴近数控铣床的生产实际，从而推动数控机床技术的发展更加实用、更加完美。
参考文献：
[1]数控铣床工装夹具设计与改进探索[J].范远波.现代经济信息.2016（06）.
[2]数控车床夹具结构简析[J].乔亮.现代制造技术与装备.2018（03）.
（作者单位：中能（天津）智能传动设备有限公司）