随着制造业的不断发展 ,数控在制造领域中发挥着重要 的作用 。夹具在数控加工过程中 ,一方面是对待加工零件进 行夹紧 ,防止其在加工过程中移位;另一方面是对零件起到定位 作用 。尤其是在加工特殊零件时 ,合适的夹具可以更好的保证加 工精度 ,使加工过程更为流畅、高效 ,也能够有效保证生产安全 。
1 数控加工特殊零件的夹具的设计方法
1.1 加工特殊零件的夹具的设计原则 。在设计特殊零件 的专用夹具时 ,一方面要保证夹具的硬度合理性 ,如果夹具材料 过硬 ,可能在加工过程中对零件表面造成划伤;另一方面还要保 证适当的夹紧力 ,避免因夹紧力过小造成松动 ,或因夹紧力过大 使得待加工零件变形 。更重要的是 ,要根据零件对加工精度、待加 工表面的要求确定加工走线和定位基准 ,保证加工精度符合设计 要求 。
1.2 多工件装夹夹具的设计方法 。在对加工效率有一定要求的情 况下 ,可以采用多工件装夹的夹具来降低换刀频率、提高生产的 稳定性 。多个工件一次装夹后 ,可以对加工工艺进行优化 ,大大降 低换刀次数 。在实际设计过程中 ,首先要根据工件的实际数量和 加工要求进行夹具尺寸设计 ,便于数控加工;另外还要考虑到加 工精度要求以选择适当的定位方法 。为了解决因夹具材料硬度过 大而造成工件表面划伤的问题 ,一方面可以采用比待加工零件更 为软质的材料制造夹具 ,另一方面可以在夹具与工件接触的表面 焊接软质层 ,降低接触表面的硬度 。
2 加工轮轴类特殊零件的夹具
2.1 轮轴类零件的加工性能 。轮轴类特殊零件的加工 ,例如键槽的铣削 ,对加工效率的要求较高 ,因为轮轴类零件一般不会单个 生产或一次加工成型 ,因此过于频繁的换刀是不能接受的;另外 , 轮轴类零件的刚度一般较差 ,在加工过程中 ,尤其是在对两端分 别加工使 ,加工精度的保证是很大的问题 。如果夹具设计不合理 , 容易造成误差过大的问题 。
2.2 轮轴类特殊零件的加工方案 。为了提高轮轴类特殊零件的加 工精度与效率 ,要设计专用夹具 。首先 ,研究轮轴类零件的加工要 求 ,为了提高加工效率 ,可以采用一次装夹多个零件的方法来减 少换刀次数;其次 ,采用多个装夹的夹具 ,可以便于一次对轮轴的 两端进行加工 ,更好的地保证了加工精度 。
2.3 轮轴类特殊零件的夹具设计 。为了提高轮轴类零件专用夹具 的定位精度 ,可以采用V型块进行定位 ,并使用压板压紧来限定所有的自由度 。另外 ,V型块还具有较大的接触面积 ,降低了轮轴单位面积表面的压力 ,减小了因夹紧而产生的变形 。
3 数控加工中心加工薄板类特殊零件的夹具
3.1 薄板类特殊零件的加工性能 。在进行薄板类特殊零件的加工 时 ,首先要明确的是 ,由于薄板类零件表面积与整体体积的比值通 常很大 ,为了确保稳定性 ,需要设计夹持量更大的夹具;另外 ,由于 薄板刚度很小 ,夹具的定位与夹紧要使得薄板不易产生变形 。
3.2 薄板类特殊零件的加工方案 。为了保证薄板零件在加工过程中的稳定性 ,一方面 ,夹具的夹紧装置应当采用压板 ,以减小作用在单位面积上的夹紧力 ,从而减小薄板的形变状况;另一方面可 以通过薄板内部较高精度的加工孔或薄板已加工轮廓进行定位 , 以提高加工精度 。
3.3 薄板类特殊零件的夹具设计与制造 。在设计与制造薄板类 特殊零件的夹具时 ,一方面要确保适当的压板表面积与厚度 ,使 其一方面适合夹紧要求 ,另一方面在本身的制造过程中不易造 成浪费;在设计加工基准面时 ,尤其要注意加工性能 ,例如尽量 避免利用凹槽的直角进行定位 ,而要设计便于提高加工精度的 定位基准面 。
4 数控加工中心加工双面特殊零件的夹具
4.1 双面加工零件的加工性能 。所谓双面加工零件 ,就是指加工 表面要求较大、且正反表面的加工要求不一样的零件 。此类零件 若采用通用夹具进行加工 ,需要频繁地装夹与对刀 ,不容易保证 加工效率 。双面加工零件的精度要求不一 ,但一般要保证较好的 轮廓度 。
4.2 双面加工零件的夹具设计 。为了保证双面加工零件的加工性能 ,可以对零件的其他结构 ,如底座、凸台等位置进行夹紧 。定位表面分为粗加工和精加工 ,精加工定位表面最好选取有较高加工精度的表面 。对于尺寸不大、夹紧力要求不高且不易变形的零件 , 可以采用螺旋夹紧机构 ,否则就要采用大接触面积的夹紧机构 , 如压板或V块等 。
要提高特殊零件的加工质量与生产效率 ,不仅要从加工方案 的设计入手 ,也要深入研究其夹具的设计 。合理的加工夹具不仅 可以简化加工方案、提高生产效率 ,还可以有效保证加工精度 。
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