數控機械加工工藝及夾具設計主要問題

潘巧玉

（浙江廣廈建設職業技術大學，浙江金華 322100）

0 引言

傳統機械加工一般使用人工作業的方式來完成各項加工工作，其生產效率相對較低，工廠在該過程中投入了大量的人力和物力成本，生產效率下降會降低其最終收益。通過引入機械加工工藝，機械加工的可控性明顯增強，可以在短時間內快速完成各項加工工作，可有效提高整體工作質量。

1 數控加工工藝

1.1 數控加工工藝及流程

數控加工是在機械加工的基礎上引入的新的加工方式，可以提高機械加工的精準性，輔之以優越的夾具設計，可有效提高零部件的精準性。數控加工過程一般包括以下流程：工作人員分析零件結構，明確毛坯的外部結構，設計數控加工工藝并編寫相關程序，采用多樣化試驗的方式修改程序，明確數控加工標準工藝，并將其以文件的方式記錄歸檔，以此標準流程開展后續的數控加工工作，可有效保障其工藝質量。在該過程中，有效控制數控加工各環節可能出現的問題，其加工工具的標準性明顯增高，也對使用的各類夾具的標準性提出了新要求，需要加強重視，選擇更為優質的夾具來匹配數控加工工作。

1.2 數控加工安全控制措施

數控加工操作的各項工作都是按照數控程序開展，工作人員在該過程中的控制能力較弱，僅能操縱相關開關進行控制，遇到緊急問題時，人工干預很難控制質量[1]。必須加強對數控設備操作安全性的重視，結合數控加工過程中可能出現的問題，通過調整數據和相關部件等方式保證其工作安全性，規避操作慣性產生的風險，保障機床運行安全。工作人員應當從以下兩個方面開展數控安全控制工作。

（1）控制切削進給量。在明確機床工作速度的基礎上，合理分析刀具和夾具強度，明確進給量等標準數據，以開展后續各項工作。減少刀具空走導致的成本損耗，提高切削量比例，保證加工精確度滿足其加工要求，崩刀等問題的出現概率明顯降低，數控加工安全性也得以保證。

（2）重視刀具轉換。綜合分析加工中心設備故障的情況，明確出現換刀安全問題的原因，明確不同刀具所處的位置，合理調整換刀方式，以免在換刀過程中出現刀具碰撞等問題影響刀具壽命和產品質量。這樣一來，出現刀具損壞等問題的概率明顯降低，工作人員的操作安全性也得以保障。

1.3 數控加工原則

明確數控加工原則是保障數控加工工作順利開展的基礎，也是提高數控加工效率的重要前提，應當加強對數控加工由遠及近原則的重視。通過對數控加工的空刀次數和整體頻率進行調整，不僅可以提高加工效率、減少加工過程中刀具和相關設備受到的損傷，同時提高切削質量，對保障機械加工的整體性能具有重要意義。

也要加強對數控加工程序穩定性的重視，當加工程序過多時，數控中心的操作靈敏性會受到影響，導致加工過程中出現問題的概率升高，加工過程中出現設備偏移等問題的概率也會隨之提高。而減少加工工序，可有效提高數據操控中心的靈敏性。加強對各項工序必要性的重視，合理分析各項工序的存在必要性等，得出明確的數據，通過實驗等方式探究減少加工工序后可能造成的影響，在此基礎上得出最為簡約高效的加工程序，可有效減少后續加工過程中出現的問題，提高數控加工質量。

對夾具等進行合理調整，保障夾具固定的穩定性，工序減少后出現問題的概率會隨之下降，后續加工出現問題的概率將會明顯下降。

2 數控夾具選擇和使用

在選擇夾具的過程中，必須加強對夾具使用方式的重視，結合可能出現加工對象移動問題的原因以及可采取的固定方式等，以提高數控加工質量、方便各項檢測順利開展為目的，合理選擇夾具。應用合適的夾具才可以提高數控加工的工作效率，減少加工對象出現偏移等問題的概率，保障零件加工質量。加強對不同數控加工模式工作標準和工作要求的重視，結合加工零件的質量標準和數控加工中可能出現的問題等，合理選擇夾具，使夾具匹配機床各項操作。

加強對夾具定位的重視，結合夾具與機床的匹配性來明確夾具的位置并開展后續安裝工作，保障夾具安裝的穩定性，是保障加工件質量的重要措施之一。加強對夾具質量的重視，選擇高質量的夾具執行加工工作，可減少數控加工過程中出現安全事故的概率。目前數控加工中將夾具零件組合成不同類型的夾具，加工廠同時挑選一定數量的夾具零配件以替換老化的零件，保障夾具正常使用，提高夾具的使用效率，減少不必要的夾具采購支出，這是節約數控加工廠生產成本的重要措施之一，對提高數控加工的整體效益具有一定意義。

3 夾具設計存在的問題

（1）夾具定位。夾具存在于數控加工的各個步驟，對保證加工件加工質量具有重要意義。數控加工程序必須重視零部件坐標系原點，以合理的坐標體系匹配夾具，降低加工件出現移動的概率。拆除夾具再安裝后，夾具的位置發生變化導致加工件的位置變化，這將嚴重影響加工件的質量，需要耗費較長的工時調整夾具和加工件，增加工作步驟，嚴重影響加工效率。

（2）夾具剛性。數控夾具設計工作開展過程中需要保證夾具的剛性，調整其安全系數，才能保障其正常工作。但是在數控加工過程中發現，受到操作步驟和操作方式等影響，同一套夾具可能同時應用于精加工和粗加工兩種模式，這對刀具的進給量提出了要求，夾具在該過程中承受的力度會發生變化，夾具老化破損速度明顯加快，一定程度上增加了數控加工的成本[2]。

（3）夾具更換。當使用一體性夾具時，夾具在應用過程中出現局部損壞時需要全部更換，這將增加數控加工成本。部分夾具的型號和零部件型號等存在偏差，導致在夾具的某一零件出現問題后，很難選擇合適的配件進行更換，同時夾具零部件更換的時間相對較長，嚴重影響數控加工效率。

4 數控夾具設計策略

（1）保證夾具定位準確性。精準的夾具定位是保障數控加工順利開展的前提，也是影響工件質量的直接因素。在數控加工前要及時開展對刀實驗，明確對刀過程中可能出現的問題，及時編制調控方案，保障夾具的定位精準性。加強夾具在機床定位的重視，通過多次移動以尋求最精準定位，降低出現定位誤差的概率，在此基礎上調整對刀操作的位置，設置合理的調整空間，保障數控加工的精準性。

（2）保障夾具通用性。為了減少數控加工中的夾具購買支出，必須加強對夾具中各類零部件的重視，通過明確夾具的通用型號等，選擇適配性最高的夾具來開展工作，在夾具出現問題時，可以通過更換針對性的夾具來保障其工作順利開展，避免數控加工效率下降[3]。研究夾具的適配性，調整夾具的各類數據，保障夾具的使用效率，夾具更換的頻率將會明顯降低，停工的頻率隨之下降，可以有效提高數控加工效率，保障數控加工效益。

（3）保障夾具剛性。各類數控加工件的外形、材料和剛性等存在較為明顯的差異。為了保障數控加工工作順利開展，必須加強對夾具通用性和剛性的重視，特別是針對特殊的加工產品，分析該類產品對夾具應力集中部位造成的影響，設置剛性較強的夾具匹配該類加工件的加工，數控加工過程中出現夾具損壞的概率明顯降低。調整夾具剛性要考慮夾具損壞對操作人員可能造成的影響，從生產標準和操作安全量角度出發，探究合理的夾具剛性設置措施，對數控夾具剛性進行合理調整，保障其正常應用，降低因為夾具損壞對操作人員安全造成影響的概率。

5 結語

數控加工是迎合新時期大規模加工的必然產物，相關人員在數控加工操作開始前，必須加強對數控加工工藝和夾具設計現存問題的重視，從節約數控加工成本，提高數控加工效益的角度分析數控加工應當采取的各類調整措施，通過開發新的數控加工工具、探究新型數控夾具等方式，提高數控加工質量，保障數控加工效益。