关于NC加工装夹方法的探索

关于 NC加工装夹方法的探索

吴代辉

身份证号： 52012119910216**** 遵义群建塑胶制品有限公司 贵州 遵义 563099

摘要 简要探讨了数控铣加工时常见的虎钳、永磁吸盘、压板、卡盘和组合夹具等装夹方式及特性，并设计了一次装夹加工三面的工装等工艺设计装夹方式，并以电极加工为例阐述了其在数控加工工艺设计时的重要性。

主题词 数控机床 NC加工 工装夹具 电极加工

1、 引言

随着数控机床的广泛普及，现代数控加工对加工精度和加工效率都提出了越来越高的要求，而NC加工工件的装夹方式对尺寸和形位精度以及加工效率都有很大的影响，同时决定了工序中的零件几何形状，对产品质量、生产效益都有很大的影响。选择合适的装夹方式，既可以保证加工质量，又能提高加工效率，缩短生产周期，所以装夹方式是我们数控加工时优先考虑的工艺问题。

本文主要研究使用UG在电极拆解和数控加工编程这一关健环节，应用UG中CAD、CAM模块功能，合理拆解电极，针对性地制定出NC加工中常用的加工装夹方法，工艺特点，设计了一次装夹加工三面的工装，达到快速装夹校正加工，提高生产效率。

2、 NC加工对工件装夹的要求

工件的装夹方式是制定数控加工方案首要考虑的问题，以我公司模具电极加工为例，NC加工电极以紫铜为材料，一般是将电极底端装夹在虎钳上直接加工。在确定装夹方案时应根据已选定的加工表面和定位基准确定装夹方式，一般考虑以下几点：

　　（1）夹紧装置不得影响刀具的进给，工件的加工部位无遮挡。

　　（2）在机械加工中，被加工零件硬度不同，避免一个零件多次装夹，而是要一次装夹加工多面，提高零件精。

　　（3）对小型零件且单个工序时间不长的零件加工，应尽可能考虑组合装夹进行加工，可有效缩短单件的装夹辅助时间，提高效率。

　　（4）要求夹具装卸工件方便，装夹工件的辅助时间对加工效率影响较大，所以要求配套夹具装卸工件时间短而且定位可靠。

3、 NC加工工件装夹方法应用探索

应用UGNX中CAD、CAM模块功能，合理设计、编制电极加工程序，设计电极生产加工视图如图1，按图纸要求编制工艺流程，通常使用

图1 电极生产加工视图

虎钳装夹生产加工，即虎钳装夹NC加工中最简单、最方便、最经济的装夹方式之一。NC加工模具电极，通常是将电极底端装夹在虎钳上直接加工，如需多次装夹加工，就将已加工的底部基准面夹在虎钳上，需要来回校正。由于我公司电极材料为紫铜，材质较软，用虎钳直接装夹极可能碰伤电极形状，需要调整虎钳夹持力量，所需校正时间较长。

针对模具电极特点：从设计到制造各阶段由我制定图1，结合公司实际情况，只需利用现有标准组合夹具制作穿孔，合理设计孔距，在电极毛坯底部提前增加螺纹孔，直接利用螺钉将毛坯电极合理紧固在组合夹具上，利用虎钳、永磁吸盘装夹即可，合理组合装夹多个电极进行加工，对于一次装夹加工无法达到形状要求的，也只需翻转标准组合夹具，达到快速加工，既保证产品质量，又提高生产效率。

图2 电极装夹视图

得到模具电极在机械加工技术领域装夹的启发，随着先进数控装 备的不断普及，特别是昂贵的高档数控装备的大量使用，生产成本投入加大，对数控加工效率愈发重视，许多新的工艺方法尤其是装夹技术正不断被应用。设计了一次装夹加工三面的工装，以解决现有技术中加工三面需要装夹三次，从而造成加工精度下降的问题。如图1：包括底座3和转盘1，转盘1与底座3同轴转动连接，转盘1上设有用于固定零件的固定机构，转盘1内沿径线方向设有滑动槽2，滑动槽2内滑动连接有滑动杆7，滑动杆7远离转盘1的一端设有凹面，凹面与滑动杆7的中心轴垂直，凹面内设有滚珠6，滚珠6内设有贯穿滚珠6中心的连接杆，连接杆的两端与凹面转动连接，转盘1与凹面之间设有限位板5，限位板5套设在滑动杆7上，限位板5与转盘1之间设有弹簧4。

图3 工装剖视图

使用本方案进行装夹工件时，将工件放置在转盘1上，利用定位销配合销孔将工件固定好，使工件不能移动，使用铣刀对工件的一面进行加工，当加工完毕之后，转动转盘1，进行下一面的加工，在转动过程中，因为转盘1内沿径线方向设有滑动槽2，滑动槽2内滑动连接有滑动杆7，滑动杆7远离转盘1的一端设有凹面，凹面与滑动杆7的中心轴垂直，凹面内设有滚珠6，滚珠6内设有贯穿滚珠6中心的连接杆，连接杆的两端与凹面转动连接，转盘1与凹面之间设有限位板5，限位板5套设在滑动杆7上，限位板5与转盘1之间设有弹簧4，这样即使转盘1和铣刀的相对位置改变以后，在弹簧4的作用下，滚珠6只会转动，从而使得滚珠6始终与铣刀抵持，这样就可以防止因为工件大小的不对称，使得铣刀与工件之间已经校正好的位置再度改变。

　　4. 结束语

随着数控加工技术的快速发展，单件零件的加工工时和生产成本竞争的日趋激烈，对数控加工的质量和效率也愈发重视，而数控加工中装夹方式的选择尤为重要，好的装夹方式可以提高产品加工的品质和缩短加工周期，大大提高产品质量和加工效率，能达到事半功倍的效果，作为数控加工的工艺人员一定要重视对装夹方式的选择，这是进行工艺设计时要优先考虑的问题。

参考文献

[1]王青成.浅谈数控铣加工的装夹方式[B]. 《装备制造技术》2010 年第11 期

[2]张福瑞等主编.机械制造技术基础.武汉：华中科技大学出版社，2000.

[3]杨叔子.机械加工工艺师手册[M]. 北京：机械工业出版社，2001.

[4]成大先.机械设计手册（第4 版）[K]. 北京：化学工业出版社，2002.