數(shù)控加工中的工藝與夾具設(shè)計(jì)研究

摘要：數(shù)控加工（numericalcontrolmachining）是基于傳統(tǒng)機(jī)床加工工藝不斷深入，為滿足新時(shí)代零件加工需求所應(yīng)運(yùn)而生的一種新型的高效化、自動(dòng)化機(jī)械加工方法，具有工序集中、智能化、柔性化高、能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。為進(jìn)一步挖掘數(shù)控加工價(jià)值效用，強(qiáng)化數(shù)控加工在各領(lǐng)域機(jī)床中的滲透應(yīng)用，本文對(duì)數(shù)控加工中的工藝與夾具設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，以期為相關(guān)學(xué)者研究提供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工;工藝;夾具設(shè)計(jì)

從宏觀角度分析發(fā)現(xiàn)數(shù)控加工相較于傳統(tǒng)加工而言，其總體工藝規(guī)程較為相似，但從細(xì)節(jié)與實(shí)際應(yīng)用分析表明數(shù)控加工是傳統(tǒng)機(jī)床加工的優(yōu)化升級(jí)，不僅能夠進(jìn)一步解決零件品種多變、批量小、形狀復(fù)雜、精度高等問題，還可以根據(jù)零件加工要求制定科學(xué)合理的加工方案，從而優(yōu)化夾具設(shè)計(jì)，促使工藝與夾具更加貼合匹配，以此確保零件加工質(zhì)量。因此，對(duì)數(shù)控加工中的工藝與夾具設(shè)計(jì)進(jìn)行分析研究能夠加深行業(yè)內(nèi)企業(yè)對(duì)數(shù)控加工技術(shù)的認(rèn)知，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工技術(shù)普及與應(yīng)用，進(jìn)而大幅度提升行業(yè)整體零件加工水平。

一、數(shù)控加工中的工藝分析

（一）工藝流程

分析零件圖紙→工藝處理→數(shù)學(xué)處理→編制程序單→制作控制介質(zhì)→程序調(diào)試檢驗(yàn)→數(shù)控機(jī)床為數(shù)控加工工藝主要流程。

分析零件圖紙是數(shù)控加工的前提條件，只有全面掌握?qǐng)D紙要求以及相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)才能更好地開展后續(xù)流程，從而確定加工方案與順序、切削用量、走刀路線以及裝夾方式。數(shù)學(xué)處理是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)利用特定公式對(duì)刀具的運(yùn)行軌跡進(jìn)行運(yùn)算，從而確保刀具在實(shí)際加工過程中的運(yùn)動(dòng)軌跡更加精準(zhǔn)，以確保零件細(xì)微處質(zhì)量。編制程序單與制作控制介質(zhì)環(huán)節(jié)不涉及實(shí)際加工，而是側(cè)重文件記錄，主要工作內(nèi)容是將數(shù)控加工過程中所需要的工藝分類填寫到特定文件中，從而確保每一個(gè)工藝環(huán)節(jié)的具體步驟皆能詳細(xì)地呈現(xiàn)出來，進(jìn)而便于后續(xù)加工過程中能夠嚴(yán)格按照具體步驟開展加工。程序調(diào)試檢驗(yàn)則是對(duì)提前編寫的程序進(jìn)行試運(yùn)行，從而確保程序完善，進(jìn)而在實(shí)際加工中將計(jì)算好的走刀路線輸入數(shù)控加工控制系統(tǒng)。

（二）工藝設(shè)計(jì)

先內(nèi)后外、先近后遠(yuǎn)、走刀路線最短、加工程序最少等原則為數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)主要原則，主要強(qiáng)調(diào)在實(shí)際數(shù)控加工過程中需要做好以下幾點(diǎn)要求：（1）根據(jù)零件加工要求在加工方案中選擇既能確保加工質(zhì)量又是走刀線路最短的加工方案，以降低刀具與機(jī)床磨損;（2）針對(duì)有內(nèi)孔的零件，在實(shí)際加工時(shí)應(yīng)從內(nèi)孔位置開始加工，針對(duì)無內(nèi)孔的零件則應(yīng)從距離刀具最近的位置開始加工，前者的目的的最大程度降低因刀具高度不夠而引起的振動(dòng)幅度，后者目的是最大程度減小刀具移動(dòng)幅度，核心皆是提高加工效率、確保加工質(zhì)量。（3）數(shù)控加工往往用于大規(guī)模零件加工，每天機(jī)床上所加工的零件數(shù)量較為龐大，因此為避免因加工程序繁瑣所造成的出錯(cuò)頻率上升，應(yīng)選擇加工程序最少且最優(yōu)的加工方案。

二、夾具設(shè)計(jì)分析

性能完善的夾具可以切實(shí)提高數(shù)控加工工作效率以及加工質(zhì)量，從而確保零件精度，因此在夾具設(shè)計(jì)時(shí)一定要側(cè)重夾具的合理選擇與應(yīng)用。首先，要確保夾具定位精準(zhǔn)，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)結(jié)合零件坐標(biāo)原點(diǎn)定位夾具，并操作夾具讓其夾緊零件，在此情況下將夾具安裝在機(jī)床上，從而確保夾具定位精準(zhǔn)，但如若發(fā)現(xiàn)位置有一定誤差，可以采取對(duì)刀的方式進(jìn)行解決。其次，在夾具選擇時(shí)應(yīng)結(jié)合零件與機(jī)床尺寸，從而選擇與其相貼合匹配的夾具，進(jìn)而確保夾具在實(shí)際加工中的緊實(shí)度，規(guī)避移位等問題發(fā)生，以此降低問題件數(shù)量以及節(jié)約加工材料。

例如，以鎖芯零件平面銑削加工為例，已知某數(shù)控加工機(jī)床的工作臺(tái)長度是600mm，夾具長度在400mm以內(nèi)，裝夾長度50mm。在8mm加工平面要求下為確保零件精度選擇銷孔與夾具聯(lián)合的方式完成。為進(jìn)一步優(yōu)化鎖芯零件平面銑削加工效率與質(zhì)量，以3100個(gè)加工零件總數(shù)為例，通過數(shù)學(xué)建模與程序運(yùn)算得知114為每一次加工零件數(shù)的最優(yōu)數(shù)值，在實(shí)際加工中零件與零件之間還需要保持18mm間隔，所以13個(gè)零件為每單排可放置的零件數(shù)，而為提高加工效率，在確保夾具性能的前提下可以選擇雙排夾具，因此在鎖芯零件平面銑削加工中最終的夾具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為：雙排夾具，單次零件加工數(shù)量為26個(gè)。

結(jié)束語：

綜上所述，數(shù)控加工中的工藝與夾具設(shè)計(jì)對(duì)現(xiàn)代化零件加工具有重要作用，不僅可以提高加工效率與質(zhì)量，還能夠切實(shí)強(qiáng)化零件精度。因此在數(shù)控加工過程中應(yīng)優(yōu)化與完善加工工藝，明確分析零件圖紙、工藝處理、數(shù)學(xué)處理等流程的具體操作步驟，嚴(yán)格遵循先內(nèi)后外、先近后遠(yuǎn)、走刀路線最短、加工程序最少等加工原則，并在夾具設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)零件與機(jī)床尺寸合理選擇與應(yīng)用夾具，以此確保數(shù)控加工整體成效。

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作者簡(jiǎn)介：趙曉光，：1979.8，男：浙江紹興，漢，研究方向：液壓夾具在機(jī)械生產(chǎn)制造中的應(yīng)用