數控加工工藝規程與夾具設計問題的思考

楊思宇

天津地下鐵道運營有限公司

數控加工工藝規程與夾具設計問題的思考

楊思宇

天津地下鐵道運營有限公司

隨著科學技術發展，數控機床在制造業中的應用愈發廣泛，在提高機床加工質量和效率等方面發揮著積極作用。與傳統機械加工有所不同，數控加工的工藝規程與夾具設計具有諸多獨特性，要嚴格遵循加工工藝規程，充分發揮數控加工工藝優勢。文章主要從工藝規程與夾具設計問題兩個方面探討數控加工。

數控加工；工藝規程；夾具設計

前言

數控機床是精密機械、自動控制與計算機等多項技術綜合的產物，具有較高的自動化水平。與傳統機械加工不同，數控加工工藝更具優勢，符合制造業現代化改革需求，在實踐應用中，能夠降低工人勞動強度，且能夠提高自動化水平，還能夠有效完成復雜曲面零件加工。但在數控加工過程中，工藝規程與夾具設計存在一些問題，應給予更多關注和重視，以此來提高產品加工有效性。

1、數控加工工藝規程

1.1 設計步驟與內容

與傳統工藝設計不同，數控加工工藝設計與零件分析、毛坯確定及工序設計存在密切聯系，但唯一的區別在于能夠考慮產品的數控加工特點，且工藝設計內容更加復雜，需要采用針對性、特殊性方法，最終實現對產品的合理設計。

在實踐加工中，通過對零件圖紙的分析后，合理選擇加工工藝，并進行數學處理，編制出程序單，選擇加工介質，最終進入到數控起床進行加工。數控加工的優勢體現在機床的指令格式，能夠將走刀路線進行編程處理，按照既定的指令加工，以此來提高加工精度度。

1.2 加工原則

企業不同，零件加工要求、批量生產規模等細節之處存在一定差別，針對同一工件進行加工時，需要選擇多種方案。因此確定數控加工方案時，務必要從實際情況出發，充分考慮經濟等因素后，使得制定的方案具有較強的可行性。同時在施加中，還要堅持如下幾項原則：

一是先內后外原則。針對具有內孔的零件，應先加工內表面后進行外表加工，主要是零件加工會存在刀具剛性不足情況，如果先外后內，極易造成加工振動增加，影響到表面加工精度。二是由近及遠原則。該項原則要求在加工方案基礎之上，先加工與刀具距離較近的位置，然后加工稍遠的部位，以此來縮減刀具的移動幅度，降低空走刀頻率，既能夠提高加工有效性，還能夠增強工件剛性。三是靈活原則。在數控方案基礎之上，務必要考慮零件加工情況，靈活運用各類原則，必要情況下，還應打破上述原則，最大限度上提高零件加工質量。

1.3 夾具與刀點選擇

為了提高工作有效性，對于夾具的選擇要注意更多。由于夾具較為簡單，在選擇時要確保加工夾具加緊與可轉刀具位置固定，同時要考慮坐標系尺寸[1]。目前，常見的夾具具有組合性，且能夠反復使用，以此來減少裝備時間，創造更高的經濟效益。刀點是刀具運行的軌跡，位置較為靈活，可分布在零件上或者零件外。如孔定位共建，常常將孔中心視為對刀點，使得工藝選擇與零件設計標準相符，避免換刀時，刀具對工件的損壞。

完成上述工作后，接下來，要確定走刀路線與切削量。其中走刀路線對數控加工質量具有深遠影響，故要考慮多項影響因素后，確定出最佳的走刀方案。后者在實踐中，主要強調的是主軸轉速、進給速度等要素之間的協調性，以此來形成最佳切削參數。

2、數控夾具設計問題思考

2.1 夾具準確定位

數控機床加工時，對于夾具的定位非常關鍵。因此在編程時，要以工件坐標系為基礎，將工件、夾緊在夾具之上，安裝到機床上。此時，通過對三點的處理，形成對刀，完成對刀后，便能夠確定工件與機床坐標系之間的關系，使得數控加工系統能夠按照預設的流程進行產品加工。

2.2 剛性需求

針對夾具的設計，要充分考慮剛性需求，主要是在數控加工時，多堅持工序集中原則。一般來說，精加工與粗加工會運用同一夾具，但值得注意的是，夾具設計務必要滿足剛性要求，否則數控加工無法有序開展。

2.3 工件數量

夾具設計時，針對裝夾的工件數量確定，應盡可能多裝，以此來降低停機頻率，且能夠減少換刀次數，以此來提高數控加工有效性，滿足批量生產要求，為企業創造更高的經濟效益。

2.4 更換問題

一般來說，當生產的產品尺寸不同時，要加強對零件夾具的更換，以此來降低生產成本，提高夾具利用率。同時，要考慮夾具通用性問題，將其設計成為能夠適用于一個、或者多個的通用型夾具[2]。目前，基于產品定位精度需求，定位件外圓與體孔之間配合應盡量避免其中的間隙，確保產品質量。為了更為方便地進行定位拆件，可以在定位件中設計一個螺孔，然后將螺桿擰入其中，通過這種方式，能夠有效提高定位準確性。除此之外，夾具設計時，人員還要避免機床與夾具之間的空間干涉，保障夾具定位面對機床坐標原點更加精確，且能夠提升產品剛性。

結論

根據上文所述，數控加工作為制造業主要加工模式，有利于提高產品生產質量和效率。在實踐加工中，企業要根據自身實際情況，科學確定數控加工方案，合理確定機床參數、切削量等，做好夾具設計工作，從而提高產品生產有效性。隨著科學技術不斷發展，我們還要將新技術融入到數控加工體系中，豐富數控加工功能。

[1]趙秀芹.數控加工中工藝與夾具設計若干問題的思考[J].山東工業技術，2017（,07）：64.

[2]朱敏.數控加工中的工藝與夾具設計若干問題探討[J].科技風,2016（,04）：41-42.