數(shù)控加工中工藝與夾具設(shè)計若干問題的思考

文/陳博，云科智能制造(沈陽)有限公司

數(shù)控加工中工藝與夾具設(shè)計若干問題的思考

文/陳博，云科智能制造(沈陽)有限公司

在數(shù)控加工中，加工的自動化程度、精度等越來也高，對于產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高。分析當(dāng)前的數(shù)控加工技術(shù)現(xiàn)狀可以發(fā)現(xiàn)，數(shù)控加工中主要涉及很多方面，如加工階段的劃分、工序基準(zhǔn)的選擇和內(nèi)容涉及等許多方面。所以，數(shù)據(jù)生產(chǎn)的質(zhì)量和生產(chǎn)效率受工藝與夾具設(shè)計影響較大。基于此，本文以數(shù)控加工為對象，探討分析工藝與夾具設(shè)計的技術(shù)要點和問題。

數(shù)據(jù)加工；工藝設(shè)計；夾具設(shè)計

當(dāng)前，在數(shù)控加工中，加工的自動化程度、精度等越來也高，對于產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高。分析當(dāng)前的數(shù)控加工技術(shù)現(xiàn)狀可以發(fā)現(xiàn)，數(shù)控加工中主要涉及很多方面，如加工階段的劃分、工序基準(zhǔn)的選擇和內(nèi)容涉及等許多方面。

1 數(shù)控加工原則

數(shù)控加工方案確定時，必須綜合機(jī)床的功能根據(jù)加工條件，確定科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)易操作的加工方案。確定數(shù)控加工時應(yīng)注意以下問題：

1.1 先內(nèi)后外進(jìn)行加工

刀具剛性不足或工件剛性較差時，必須先加工零件內(nèi)表面再加工外表面，避免加工振動增大，影響零件內(nèi)表面加工精度。

1.2 由近及遠(yuǎn)的原則

零件加工時首先加工離刀具起點近的部位，可以有效縮減刀具的移動幅度，盡量減少走空刀的次數(shù)，同時可以改善切削條件、確保工件的剛性，對于加工零件質(zhì)量的提升很有幫助。

1.3 保證走刀線路最短

合理設(shè)定走刀線路，使走刀線始終保持最短可以減少加工時間，提高加工效率，同時減少了機(jī)床的磨損。

1.4 確保加工程序最少

設(shè)計加工方案時在保證加工質(zhì)量的前提下，盡量以最短的程序完成加工可以減少編程的工作量，降低出錯率，同時方便后期的修改與檢查。

1.5 靈活性的原則

提出以上加工原則并不意味著實際的加工過程中部分情況死板教條，在實際的加工方案確定時，有時候需要根據(jù)實際情況靈活處理，切忌生搬硬套。

2 數(shù)據(jù)加工中工藝設(shè)計需要注意的問題

2.1 給進(jìn)路線圖的設(shè)計問題。在數(shù)控機(jī)床的加工環(huán)節(jié)中，給勁路線圖可以被看作是數(shù)控編程工作的主要依據(jù)，由于它與數(shù)控機(jī)床的自動化操作加工工作之間存在著較為密切的聯(lián)系，在設(shè)計給進(jìn)路線圖的過程中，相關(guān)的設(shè)計人員需要從刀具的運動路線等問題入手，對給進(jìn)路線圖的設(shè)計工作進(jìn)行優(yōu)化[1]。為了讓產(chǎn)品的加工工作得以順利完成，設(shè)計人員需要對到刀具的下刀點、下刀位置和抬刀點等問題進(jìn)行嚴(yán)格控制，進(jìn)而在對刀具的運動路線進(jìn)行嚴(yán)格控制的基礎(chǔ)上，對產(chǎn)品加工中可能出現(xiàn)的刀具偏轉(zhuǎn)等問題進(jìn)行有效控制。

2.2 加工方案的設(shè)計問題。加工方案的設(shè)計工作是事關(guān)零件的生產(chǎn)精度、產(chǎn)品質(zhì)量等多個問題的重要因素，在產(chǎn)品加工方案的設(shè)計環(huán)節(jié)，設(shè)計人員需要產(chǎn)品的加工條件和機(jī)床的自身功能入手，對最優(yōu)化的施工方案進(jìn)行確定。為了對產(chǎn)品加工的經(jīng)濟(jì)性和合理性進(jìn)行有效提升，在內(nèi)孔工件的加工環(huán)節(jié)，施工人員需要對先內(nèi)后外的加工方式進(jìn)行應(yīng)用，為了對機(jī)床的磨損率進(jìn)行有效降低，工作人員也可以從刀具的特點和數(shù)控系統(tǒng)的自身功能入手，對加工過程所設(shè)計到的工作程序進(jìn)行合理優(yōu)化。

2.3 對刀點的選擇問題。對刀點的選擇工作對工件加工的精度問題有著一定的影響。在處理這一問題的過程中，工作人員可以從數(shù)控生產(chǎn)的實際情況入手，對對刀點的位置進(jìn)行靈活選擇。在確定對刀點位置而對過程中，工作人員需要對機(jī)床的坐標(biāo)問題和產(chǎn)品的坐標(biāo)定位問題進(jìn)行關(guān)注，進(jìn)而通過對坐標(biāo)點計算誤差進(jìn)行有效降低的方式，對對刀點的準(zhǔn)確性進(jìn)行有效提升。在大批量的數(shù)控生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，工作人員為了對工件碰撞等問題進(jìn)行有效避免，也可以通過對多個對刀點進(jìn)行選擇的方式，對對刀點的生產(chǎn)程序進(jìn)行優(yōu)化。

2.4 走刀路線的選擇問題。走刀路線的選擇問題也是與施工加工的加工質(zhì)量有關(guān)的一大重要問題。在遵循工序集中原則的基礎(chǔ)上，對走刀路線進(jìn)行合理優(yōu)化，是數(shù)控工作人員在選擇走刀路線的過程中所要遵循的一個重要原則[2]。從數(shù)控生產(chǎn)的實際情況來看，對走刀路線的優(yōu)化，是對數(shù)控加工工作的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行提升的有效方式，在走刀路線的選擇過程中，相關(guān)工作人員也需要遵循以質(zhì)量精度為主的設(shè)計原則。對此，為了在對工作效率進(jìn)行提升的基礎(chǔ)上對走刀路線進(jìn)行優(yōu)化，相關(guān)工作人員需要從數(shù)控機(jī)床的技工程度、給進(jìn)速度等問題進(jìn)行統(tǒng)籌考慮的基礎(chǔ)上，對最佳切削參數(shù)進(jìn)行確定。對走刀路線切削用量的合理選擇，也是對產(chǎn)品的加工質(zhì)量和加工成本問題進(jìn)行控制的一種有效方式。

3 數(shù)據(jù)加工中夾具設(shè)計需要注意的問題

3.1 夾具的確定。在夾具的選擇過程中，夾具對數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率所帶來的影響問題，也是工作人員所要關(guān)注的一個問題，為了對夾具的定位問題和剛性問題進(jìn)行保證，在選擇夾具的過程中，工作人員需要對與工件坐標(biāo)系和機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸相匹配的夾具進(jìn)行應(yīng)用。

3.2 夾具的定位。夾具的定位問題也是與數(shù)控機(jī)床的加工質(zhì)量之間存在一定關(guān)聯(lián)的。在對夾具的定位問題進(jìn)行處理的過程中，相關(guān)工作人員需要通過以工件的坐標(biāo)系為原點的方式，對工件的定位問題進(jìn)行確定，進(jìn)而對夾具進(jìn)行準(zhǔn)確的安裝?！傲c定位原則”是對工件的位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位的有效方式。除此以外，為了對數(shù)據(jù)機(jī)床的加工效率進(jìn)行充分滿足，工作人員也需要對夾具的裝夾工件數(shù)量進(jìn)行有效的提升。

3.3 夾具的剛性。剛性加工需求是夾具設(shè)計工作所要滿足的一個重要目標(biāo)[3]。從數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用現(xiàn)狀來看，在精加工與粗技工環(huán)節(jié)對同一套夾具進(jìn)行應(yīng)用的做法是產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的一種較為常見的現(xiàn)象，在利用這一模式進(jìn)行數(shù)控生產(chǎn)的過程中，工作人員更需要對夾具的剛性問題進(jìn)行關(guān)注，在生產(chǎn)工序過于集中的情況下，工作人員需要從生產(chǎn)過程中所需的最高剛性值入手，對生產(chǎn)加工所需的夾具進(jìn)行生產(chǎn)，從而讓家居更好地滿足生產(chǎn)實際的需要。

3.4 夾具的更換。夾具更換問題是數(shù)控機(jī)床工作過程中的一個常見問題，在對同系列同尺寸的工件進(jìn)行加工的過程中，設(shè)計者需要從夾具的通用性特征入手對夾具進(jìn)行設(shè)計，以便讓夾具的更換頻率得到有效降低。在夾具的更換過程中，工作人員也需要對夾具的過盈量進(jìn)行嚴(yán)格控制。

4 結(jié)論

給進(jìn)路線圖、加工方案、對刀點和走刀路線的設(shè)計問題是數(shù)據(jù)工藝設(shè)計領(lǐng)域的關(guān)鍵問題，剛性問題和更換頻率問題是夾具設(shè)計過程中不可忽視的問題，從數(shù)控機(jī)床的實際生產(chǎn)情況入手，對工藝設(shè)計和夾具設(shè)計的獨特性進(jìn)行提升，可以讓數(shù)控機(jī)床的自身優(yōu)勢得到充分的發(fā)揮。