可变式深孔加工三轴装夹台辅助装置的研发
总结研发出了一种专门深型腔加工装夹台，可提高产品加工效率和精度，来满足现实的工作要求。
关键词：深加工 装夹台 辅助装置 设计
1 概述
目前，为了保证深型腔模具加工的精度问题，国内外机床生产企业生产的镗床、铣床都配有适合大型模具深型腔加工装夹和侧铣头的工艺装备，既解决了镗床和铣床加工箱体类零件深型腔加工难度的问题，又提高了工作效率，减少了加工费用，保证了模具工件尺寸的精确度。因受价格昂贵等因素的影响，目前，国内很多的生产企业还是依靠传统的工艺加工模具深型腔来保证产品质量。
1.1 传统模具深孔加工存在的问题 据了解，在模具加工过程中，常常会遇到深型腔加工的难题，如在加工时刀具的长度需要操作人员进行测量，如果刀具不够长，刀具或者夹持就会跟模具工件发生碰撞，过长刀具摆动会加大，误差也随之增加。因此，解决刀具的长度和避空现象是非常重要的。在实际生产加工中，操作人员总是希望采用尽可能短的刀具对模具工件进行加工来解决因刚性问题带来的“让刀”现象。但是加工深型腔类模具时，由于刀具太短，刀杆或刀柄就会经常与模具工件产生碰撞的现象，导致深型腔模具产品质量难以保证，主要反映在加工周期长，精度不高等问题。
1.2 可变式深孔型腔加工三轴装夹台辅助装置研发的意义 为了提高大型模具深型腔加工的精度，研发出一种适合深孔加工的三轴装夹台辅助装置，相当于用侧铣头加工侧面，来解决模具产品定位、加工等问题，从而提高其工作效率，减少加工费用，保证工件尺寸的精度和形位公差的要求是至关重要的。该施工方式的实施，既解决了模具产品生产加工周期长、精度低等问题，又提高了生产效率。
2 可变式深孔加工三轴装夹台辅助装置的结构设计
深孔加工三轴装夹台辅助装置要解决的关键技术问题是针对加工深型腔类模具时，避免由于刀具太短，刀杆或刀柄就会与工件产生碰撞的现状而研发出一种加工时间短，精度高的深孔加工三轴装夹台工装产品。通过与企业合作，所研发的可变式深孔加工三轴装夹台辅助装置的结构，如图1所示，该装置主要由支撑座板2、支撑板3、隔板7、8、压板5、梯形锁定螺栓6、10和压板9等组成。整套装置为可拆式联接方式，支撑座板9平放在铣床工作台上，两块支撑板3分别插入到支撑座板2的T型槽里，中间用两隔板7、8支撑，如图1虚线所示，两支撑板3角度α随工件需要设定，4个T梯型螺栓与铣床T型槽联接。
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1.铣床工作台；2.支撑座板；3.支撑板；4.模具工件；5.压板；6.T型螺栓；7.隔板；8.隔板；9.压板；10.T型螺栓
图1 可变式深孔加工三轴装夹台辅助装置结构图
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图2 工件装夹基准示意图
3 可变式深孔加工三轴装夹台辅助装置的工作原理
如图1所示，加工模具深型腔时，将模具工件置于装夹台上，其长度方向定位夹紧主要由两块压板5、两块支撑板3、支撑座板2完成；宽度方向定位夹紧主要由两块压板9完成；高度方向定位夹紧主要由各两块压板5、9完成。
模具工件加工的长度和高度基准如图2所示，铣床动力头旋转α角度，支撑板α一般为22°、30°等，根据加工需要可更换支撑板，所以，称为可变式深孔加工三轴装夹台辅助装置。
采用此研发的装夹台辅助装置，对工件摆放一定角度，能更有效地进行切削，其模具工件加工过程如下：①一般根据刀具的长度，将模具工件平放固定在铣床工作台上，尽可能地加工深型腔到底，粗加工模具深型腔侧面和外部四个侧面，为了方便斜度加工，应对模具工件分型面不重要处加工准确的斜面基准。②粗加工后，模具工件翻面，将底面光平，保证其侧面和深型腔侧面均与底面垂直度的要求。③将模具工件放到该装夹台上，对未完成工作进行粗加工。④将模具工件再平放到工作台上，磨削加工该工件的底面、侧面及深型腔的侧面至尺寸。⑤最后将模具工件再放至装夹台上，加工其未完成的加工部位尺寸。
4 结束语
在模具制造过程中，模具型腔的加工质量和精度往往关系着整套模具的生产制造水平，尤其是对较深型腔的加工，一般存在着加工量大，精度要求高，以及采用一些特殊刀具的要求。该装置的研发，可以提高模具工件加工效率和精度来满足现实的工作要求。目前，该装置已经广泛在汽车模具深型腔的加工中小批量的使用，具有可拆灵活，精度高，编程量小，对刀具的要求低等特点，使模具工件加工成本降低，节省了大量人力和物力资源。
参考文献：
[1]董一嘉.基于Pro/NC-GPOST的90°侧铣头编程后置处理定制；模具制造；2010.11.
[2]冯显英；葛荣雨；五坐标数控机床后置处理算法的研究[J].工具技术，2006年04期.
[3]邹庆华.数控高效加工理论研究[J].机电产品开发与创新，2010年01期.
作者简介：潘光永（1968-），男，浙江杭州人，本科，副教授，高级工程师，模具专业负责人，主要研究方向为机械设计与制造。