隨著制造業的不斷發展,數控加工中心在制造領域中發揮著重要 的作用。夾具在數控加工中心加工過程中,一方面是對待加工零件進 行夾緊,防止其在加工過程中移位;另一方面是對零件起到定位 作用。尤其是在加工特殊零件時,合適的夾具可以更好的保證加 工精度,使加工過程更為流暢、高效,也能夠有效保證生產安全。
1 數控加工中心加工特殊零件的夾具的設計方法
1.1 數控加工中心加工特殊零件的夾具的設計原則。在設計特殊零件 的專用夾具時,一方面要保證夾具的硬度合理性,如果夾具材料 過硬,可能在加工過程中對零件表面造成劃傷;另一方面還要保 證適當的夾緊力,避免因夾緊力過小造成松動,或因夾緊力過大 使得待加工零件變形。更重要的是,要根據零件對加工精度、待加 工表面的要求確定加工走線和定位基準,保證加工精度符合設計 要求。
1.2 多工件裝夾夾具的設計方法。在對加工效率有一定要求的情 況下,可以采用多工件裝夾的夾具來降低換刀頻率、提高生產的 穩定性。多個工件一次裝夾后,可以對加工工藝進行優化,大大降 低換刀次數。在實際設計過程中,首先要根據工件的實際數量和 加工要求進行夾具尺寸設計,便于數控加工;另外還要考慮到加 工精度要求以選擇適當的定位方法。為了解決因夾具材料硬度過 大而造成工件表面劃傷的問題,一方面可以采用比待加工零件更 為軟質的材料制造夾具,另一方面可以在夾具與工件接觸的表面 焊接軟質層,降低接觸表面的硬度。
2 數控加工中心加工輪軸類特殊零件的夾具
2.1 輪軸類零件的加工性能。輪軸類特殊零件的加工,例如鍵槽的銑削,對加工效率的要求較高,因為輪軸類零件一般不會單個 生產或一次加工成型,因此過于頻繁的換刀是不能接受的;另外, 輪軸類零件的剛度一般較差,在加工過程中,尤其是在對兩端分 別加工使,加工精度的保證是很大的問題。如果夾具設計不合理, 容易造成誤差過大的問題。
2.2 輪軸類特殊零件的加工方案。為了提高輪軸類特殊零件的加 工精度與效率,要設計專用夾具。首先,研究輪軸類零件的加工要 求,為了提高加工效率,可以采用一次裝夾多個零件的方法來減 少換刀次數;其次,采用多個裝夾的夾具,可以便于一次對輪軸的 兩端進行加工,更好的地保證了加工精度。
2.3 輪軸類特殊零件的夾具設計。為了提高輪軸類零件專用夾具 的定位精度,可以采用V型塊進行定位,并使用壓板壓緊來限定所有的自由度。另外,V型塊還具有較大的接觸面積,降低了輪軸單位面積表面的壓力,減小了因夾緊而產生的變形。
3 數控加工中心加工薄板類特殊零件的夾具
3.1 薄板類特殊零件的加工性能。在進行薄板類特殊零件的加工 時,首先要明確的是,由于薄板類零件表面積與整體體積的比值通 常很大,為了確保穩定性,需要設計夾持量更大的夾具;另外,由于 薄板剛度很小,夾具的定位與夾緊要使得薄板不易產生變形。
3.2 薄板類特殊零件的加工方案。為了保證薄板零件在加工過程中的穩定性,一方面,夾具的夾緊裝置應當采用壓板,以減小作用在單位面積上的夾緊力,從而減小薄板的形變狀況;另一方面可 以通過薄板內部較高精度的加工孔或薄板已加工輪廓進行定位, 以提高加工精度。
3.3 薄板類特殊零件的夾具設計與制造。在設計與制造薄板類 特殊零件的夾具時,一方面要確保適當的壓板表面積與厚度,使 其一方面適合夾緊要求,另一方面在本身的制造過程中不易造 成浪費;在設計加工基準面時,尤其要注意加工性能,例如盡量 避免利用凹槽的直角進行定位,而要設計便于提高加工精度的 定位基準面。
4 數控加工中心加工雙面特殊零件的夾具
4.1 雙面加工零件的加工性能。所謂雙面加工零件,就是指加工 表面要求較大、且正反表面的加工要求不一樣的零件。此類零件 若采用通用夾具進行加工,需要頻繁地裝夾與對刀,不容易保證 加工效率。雙面加工零件的精度要求不一,但一般要保證較好的 輪廓度。
4.2 雙面加工零件的夾具設計。為了保證雙面加工零件的加工性能,可以對零件的其他結構,如底座、凸臺等位置進行夾緊。定位表面分為粗加工和精加工,精加工定位表面最好選取有較高加工精度的表面。對于尺寸不大、夾緊力要求不高且不易變形的零件, 可以采用螺旋夾緊機構,否則就要采用大接觸面積的夾緊機構, 如壓板或V塊等。
要提高特殊零件的加工質量與生產效率,不僅要從加工方案 的設計入手,也要深入研究其夾具的設計。合理的加工夾具不僅 可以簡化加工方案、提高生產效率,還可以有效保證加工精度。
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