数控技能大赛中复杂零件的装夹

徐文

长沙县职业中专学校 湖南长沙 410137

1 序言

数控技能大赛中，一名优秀的选手除了要拥有高超的技术和稳定的心理素质外，还要熟悉赛场使用的机床设备、工装、夹具、量具和工具[1]，对竞赛中的各个环节进行优化，才能取得优秀的成绩。随着技能竞赛的进步和发展，零件的复杂程度和加工精度也不断提高，对参赛选手的技术水平、心理素质以及工装量具的性能和使用提出了新的要求[2]。工装量具可以赛前准备，在技能水平不相上下的前提下，谁的工装量具准备得更合理、更先进，谁获胜的几率就会增大一些。本文主要研究数控铣削复杂零件的夹具和装夹方式，对其进行改进和创新。

2 复杂工件的装夹要求

在数控铣削方面，随着零件复杂程度以及精度要求不断加大，单单使用通用夹具已经不能满足要求。企业的工装夹具多种多样，而学校在数控铣削夹具方面，大部分都是使用平口虎钳，应对基础教学与实训已经足够了，但是面对越来越难的技能大赛，已经不能满足要求。解决方法：如果零件形状比较复杂，且使用的硬钳口无法进行安装，则将虎钳的钳口进行改装，换成比零件材料更软的软钳口，并且根据零件的形状加工出合适的夹持位置，这样就能应对复杂零件的加工。

3 夹具改装方案

3.1 软钳口材料的选择

软钳口常用的材料通常有低碳钢、铝合金等，或者可以选用与工件材料一致的材料。如何选择软爪材料成了一个关键。一般软钳口比零件硬度低或者硬度一样，才不会有夹伤的痕迹。例如：加工比较硬的钢材，通常使用45钢作为软钳口。加工铝合金，则使用2A12铝合金作软钳口。

3.2 制作软钳口的技术要点

1）制作软钳口时，应使钳口与虎钳上平面尽量平齐。软钳口的正确安装方式如图1所示。这样能防止在装夹工件时钳口形成喇叭口（见图2，其中红色部分为工件），影响工件定位精度。

图1 软钳口的正确安装方式

图2 喇叭口软钳口

2）在铣削软钳口装夹位置时，应该在软钳口中夹持一个支撑块（见图3，钳口中紫色部分为支撑块），避免软钳口在加工过程中产生松动[3]。

图3 软钳口夹持块安装

3）软钳口夹持位置铣削完成后，要将毛刺去除干净，必要时，锐边可以倒角，防止毛刺影响工件定位精度，使软钳口尽可能与工件贴合，从而保证工件定位精度。软钳口锐边去毛刺如图4所示。

图4 软钳口锐边去毛刺

3.3 软钳口装夹工件的技术要点

夹持工件时，应注意以下技术要点：①尽量使工件对称受力。②清除装夹面的毛刺，保证工件与钳口完美贴合。③避免工件与钳口发生过定位而造成加工时工件产生变形[4]。

4 夹具改装效果

4.1 装夹方案改进前后对比

（1）改进前 使用硬钳口装夹工件后，有夹痕，非平面对称平面的工件不能装夹，定位精度不高。

（2）改进后 装夹后工件夹痕明显减少，适用于形状复杂且不对称的零件装夹，定位精度提高。

4.2 软钳口的不足之处

（1）损耗大 不同工件的形状特征不一样，需要加工出不同形状的钳口，以及频繁更换软钳口。对于单件加工，每一个工件都需要一副软钳口，成本也随之提高。

（2）加工难度大 由于不同的工件需要设计不同的软钳口，且复杂的软钳口需要使用自动编程软件进行编程，因此对设计人员的要求也比较高。因为如果钳口设计不合理，则会造成零件加工不合格，甚至造成工件松动或者飞出，所以设计和加工难度较大。

4.3 软钳口的优势

1）能适应复杂难装夹的零件。相对于硬钳口，软钳口能适应更多难以装夹的工件，装夹方式也比较简单，能提高加工效率与加工精度。

2）适用于批量生产的专用夹具。对于同样的零件，软钳口能反复使用，定位精度高，装夹方式简单。

3）节省工件装夹校正时间。和硬钳口相比，软钳口定位精度较高，装夹时能节省校正工件的辅助时间。

4）能有效地保护工件。在使用软钳口装夹工件时，因为钳口材料比工件软，所以能有效地保护工件，防止夹伤工件。

5 结束语

实际生产中经常会用到软钳口，这是因为它制造简单，实用性强，适合批量生产的零件，可以减少校正工件时的辅助时间，提高生产效率。近年来，技能竞赛中的零件加工难度不断提升，软钳口作为专用夹具也使用得越来越广泛。数控技能竞赛的本质是服务于制造和生产，培养更多的技能人才，参赛选手要以此为契机，综合运用自己的专业技能，解决复杂零件的装夹和变形难题，提升加工精度，推动工装夹具的创新。