1引言
隨著機械加工技術(shù)的發(fā)展，CNC加工中心在機加工的應(yīng)用越來越廣泛，可加工的工件也越來越復雜化，加工精度不斷提高，加工速度更是大大提升，工件的裝夾定位就顯得特別重要。尤其是，在CNC銑加工過程中，工件裝夾定位需要花費較長的時間來調(diào)校，假如工件裝夾定位不合理時，就會出現(xiàn)加工困難，甚至嚴重時會出現(xiàn)工件報廢，因此，在CNC加工中心實現(xiàn)快速加工，特別是一次裝夾工件，同時加工多個部位的情況下，必須要設(shè)計專用的夾具來輔助加工。
2夾具在模具制造中的作用
夾具是模具制造過程中用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受施工或檢測的裝置。它的主要作用有：
(1) 能穩(wěn)定地保證工件的加工精度，用夾具裝夾工件時，工件相對于刀具及加工中心的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。
(2) 能減少輔助工時，提高勞動生產(chǎn)率使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要劃線找正，可顯著地減少輔助工時;工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性，可加大切削用量;可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可采用高效夾緊機構(gòu)，進一步提高勞動生產(chǎn)率。
(3) 能擴大加工中心的使用范圍，實現(xiàn)一機多能。
CNC加工中心常用的夾具有:萬能組合夾具、專用銑削夾具、多工位夾具和通用銑削夾具。
萬能組合夾具適用于小批量生產(chǎn)的中、小型工件的銑削加工。
專用銑削夾具就是針對特定的工件設(shè)計的專用夾具，一般是用在加工工件統(tǒng)一，年產(chǎn)量較大的，結(jié)構(gòu)固定，僅使用一個具體零件的具體工序。
多工位夾具是一種可以同時裝夾多個工件，這樣就減少了換刀的次數(shù)，可以一面加工，一面裝卸工件，提高了生產(chǎn)效率，一般是應(yīng)用在批量的生產(chǎn)中。采用其它夾具比較費工，能減輕工人勞動力，并且可提高生產(chǎn)率，但它的結(jié)構(gòu)較復雜，造價較高。
通用銑削夾具是一種通用的、可調(diào)的夾具、虎鉗、分度頭和三爪卡盤等。
本文就是根據(jù)客戶要求，結(jié)合零件結(jié)構(gòu)及形狀，設(shè)計一套能在CNC加工中心實現(xiàn)快速加工的專用夾具。
3限位塊零件分析
學校實訓中心外接到茂名市某汽車配件公司的加急任務(wù)單，要求學校實訓中心在最短時間內(nèi)為他們加工一批限位塊配件(見圖1 )，學校實訓中心將這個任務(wù)下發(fā)給CNC教研組，并要求CNC教研組按時完成加工任務(wù)。
4限位塊的工藝分析
該限位塊毛坯的主體形狀(包括4個通孔）由鑄造成型(見圖1)，通過對限塊位的零件圖分析，和與該汽車配件公司的溝通，可知，學校要對限位塊的加工部位有兩個:①對限位塊筋板的/?60mm圓弧面修整成形，要求有較好的線輪廓度;②對限位塊底板輪廓(含兩個/?60mm圓弧面)修整成形。
由于這兩個加工位置并不在同一平面內(nèi)，而是處在兩個相互垂直的平面內(nèi)，因此，如果采用通用的夾具(如機用臺虎鉗)進行裝夾加工，則會遇到如下問題:①每加工一個部位都要重新裝夾一次;②對工件進行重新裝夾后，必須重新對刀、校正，找正加工位置;③每次只能加工一個工件。基于以上的原因，采用通用的夾具對限位塊進行加工時，單件加工要進行兩次裝夾、對刀、找正等操作，導致加工時間增加，工件質(zhì)量難以保證，經(jīng)濟效益降低，甚至不能如期完成加工任務(wù)。同時，如果選用萬能夾具不可能對限位塊實行快速加工，如果選用多工位夾具則使夾具復雜化，且價格昂貴。因此，為保證按時完成加工任務(wù)，并滿足客戶的質(zhì)量要求，對這批限位塊的快速加工應(yīng)滿足以下要求：
(1) 工件的定位簡單、準確，裝夾容易、快速和有效。
(2) 只采用一次裝夾，就可以完成工件的加工。
(3 )最好能同時加工多個工件。
(4) 利用CNC加工中心的編程加工功能，預編加工程序，一次對刀，然后自動完成加工工件。
因此，建議利用學校現(xiàn)有的CNC加工中心對這批限位塊進行加工，并設(shè)計了一套專用加工夾具，可以對限位塊實行快速加工，同時保證加工質(zhì)量。
5夾具的結(jié)構(gòu)5.1夾具的結(jié)構(gòu)
根據(jù)以上對限位塊的加工工藝分析，設(shè)計了一套 專用加工夾具(見圖2)，這套夾具可以同時裝夾兩個限位塊進行加工，并且兩個限位塊的加工采用一次裝夾、對刀、找正等操作，就可以完成兩個限位塊的兩個位置的加工，大大縮短了加工過程中的對工件反復進行的裝夾、對刀和找正等操作的時間，對限位塊實行快速加工，同時也能保證加工質(zhì)量，因而可以有效提高經(jīng)濟效益，如期完成加工任務(wù)。
5.2限位塊的定位
加工過程中，為減少每次對工件裝夾后進行對刀、找正的時間，必須對限位塊進行準確的定位。根據(jù)工件的6點定位原理，由于限位塊的毛坯件已有四個通孔，因此對限位塊的定位采用最基本的“一面兩孔”的定位方式，“一面”是指限位塊的底面，“兩孔”為限位塊同側(cè)的兩個通孔，具體做法：
在夾具的L形活動板的A面靠直角邊的一側(cè)設(shè)計兩個(^)8mm的銷釘，安裝時將限位塊的兩個通孔裝入兩個銷釘內(nèi)，則可以對限位塊實行有效的定位。因這個夾具一次裝夾同時加工兩個限位塊，共有4個定位銷釘，為保證這兩個限位塊的準確加工位置，這4個定位銷釘?shù)膱A心必須在一直線上，且與L形板邊平行，如圖3所示。
5.3限位塊的夾緊
在對限位塊實行定位后，利用限位塊的另一側(cè)的兩個通孔，將兩個M8mm螺栓穿過通孔，旋人L形活動板A面的螺孔內(nèi)，從而將限位塊夾緊在L形活動板的A面，如圖4所示。
圖4限位塊的夾緊由于本夾具利用限位塊自有的兩個通孔定位，再利用另兩個通孔進行夾緊，因此與之配套的L形活動板上的兩個銷釘?shù)闹行募皟蓚€螺孔中心的位置要有很好的位置度，即與限位塊四個通孔的中心偏差太大，加工夾具時可以限位塊配鉆，以減少誤差，避免在限位塊裝夾產(chǎn)生干涉。
6夾具的工作原理及加工操作流程
工作原理：利用L形活動板的90。轉(zhuǎn)位，加工時，限位塊實行一次裝夾就可以進行兩面加工，如圖5、圖6所示。
圖6夾具90°轉(zhuǎn)位加工筋板圓弧示意圖加工時，夾具的操作流程如下：
⑴先將夾具安放在工作臺上，用壓塊夾緊并找正。⑵再將兩個限位塊安裝在L形活動板A面，夾緊。
(3) 然后將L形活動板A面用壓塊固定在夾具的底板上。
(4) 移動銑刀，找正加工位置，記錄好A向加工時刀具座標，待下次加工時應(yīng)用。
(5) 按預編的加工程序，啟動加工中心，對限位塊的底邊(含兩個/?60mm圓弧面)進行修整加工。
(6) 加工完畢，松開A面的壓塊，將L形活動板翻轉(zhuǎn)90°，再將B面固定在夾具底板，記錄好B向加工時刀具座標,待下次加工時應(yīng)用。
(7) 按預編的加工程序，啟動加工中心，對限位塊筋板上的i?60圓弧面進行修整加工，加工完畢，將L形活動板回轉(zhuǎn)90°到A向，將兩個加工好的限位塊取下。
(8) 重復進行下一次加工。
7效果
本夾具的結(jié)構(gòu)簡單，操作容易，使用靈活方便，學校也采用了這個夾具對這批限位塊進行加工，大大提髙了工作效率，提前完成了加工任務(wù)，產(chǎn)品質(zhì)量也符合客戶的要求。
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