數控加工中的工藝與夾具設計研究

摘要：數控加工（numericalcontrolmachining）是基于傳統機床加工工藝不斷深入，為滿足新時代零件加工需求所應運而生的一種新型的高效化、自動化機械加工方法，具有工序集中、智能化、柔性化高、能力強等優勢。為進一步挖掘數控加工價值效用，強化數控加工在各領域機床中的滲透應用，本文對數控加工中的工藝與夾具設計進行分析，以期為相關學者研究提供參考。

關鍵詞：數控加工;工藝;夾具設計

從宏觀角度分析發現數控加工相較于傳統加工而言，其總體工藝規程較為相似，但從細節與實際應用分析表明數控加工是傳統機床加工的優化升級，不僅能夠進一步解決零件品種多變、批量小、形狀復雜、精度高等問題，還可以根據零件加工要求制定科學合理的加工方案，從而優化夾具設計，促使工藝與夾具更加貼合匹配，以此確保零件加工質量。因此，對數控加工中的工藝與夾具設計進行分析研究能夠加深行業內企業對數控加工技術的認知，從而實現數控加工技術普及與應用，進而大幅度提升行業整體零件加工水平。

一、數控加工中的工藝分析

（一）工藝流程

分析零件圖紙→工藝處理→數學處理→編制程序單→制作控制介質→程序調試檢驗→數控機床為數控加工工藝主要流程。

分析零件圖紙是數控加工的前提條件，只有全面掌握圖紙要求以及相關數據參數才能更好地開展后續流程，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。數學處理是基于計算機技術利用特定公式對刀具的運行軌跡進行運算，從而確保刀具在實際加工過程中的運動軌跡更加精準，以確保零件細微處質量。編制程序單與制作控制介質環節不涉及實際加工，而是側重文件記錄，主要工作內容是將數控加工過程中所需要的工藝分類填寫到特定文件中，從而確保每一個工藝環節的具體步驟皆能詳細地呈現出來，進而便于后續加工過程中能夠嚴格按照具體步驟開展加工。程序調試檢驗則是對提前編寫的程序進行試運行，從而確保程序完善，進而在實際加工中將計算好的走刀路線輸入數控加工控制系統。

（二）工藝設計

先內后外、先近后遠、走刀路線最短、加工程序最少等原則為數控加工工藝設計主要原則，主要強調在實際數控加工過程中需要做好以下幾點要求：（1）根據零件加工要求在加工方案中選擇既能確保加工質量又是走刀線路最短的加工方案，以降低刀具與機床磨損;（2）針對有內孔的零件，在實際加工時應從內孔位置開始加工，針對無內孔的零件則應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幅度，后者目的是最大程度減小刀具移動幅度，核心皆是提高加工效率、確保加工質量。（3）數控加工往往用于大規模零件加工，每天機床上所加工的零件數量較為龐大，因此為避免因加工程序繁瑣所造成的出錯頻率上升，應選擇加工程序最少且最優的加工方案。

二、夾具設計分析

性能完善的夾具可以切實提高數控加工工作效率以及加工質量，從而確保零件精度，因此在夾具設計時一定要側重夾具的合理選擇與應用。首先，要確保夾具定位精準，在實際應用中應結合零件坐標原點定位夾具，并操作夾具讓其夾緊零件，在此情況下將夾具安裝在機床上，從而確保夾具定位精準，但如若發現位置有一定誤差，可以采取對刀的方式進行解決。其次，在夾具選擇時應結合零件與機床尺寸，從而選擇與其相貼合匹配的夾具，進而確保夾具在實際加工中的緊實度，規避移位等問題發生，以此降低問題件數量以及節約加工材料。

例如，以鎖芯零件平面銑削加工為例，已知某數控加工機床的工作臺長度是600mm，夾具長度在400mm以內，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合的方式完成。為進一步優化鎖芯零件平面銑削加工效率與質量，以3100個加工零件總數為例，通過數學建模與程序運算得知114為每一次加工零件數的最優數值，在實際加工中零件與零件之間還需要保持18mm間隔，所以13個零件為每單排可放置的零件數，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計標準為：雙排夾具，單次零件加工數量為26個。

結束語：

綜上所述，數控加工中的工藝與夾具設計對現代化零件加工具有重要作用，不僅可以提高加工效率與質量，還能夠切實強化零件精度。因此在數控加工過程中應優化與完善加工工藝，明確分析零件圖紙、工藝處理、數學處理等流程的具體操作步驟，嚴格遵循先內后外、先近后遠、走刀路線最短、加工程序最少等加工原則，并在夾具設計時根據零件與機床尺寸合理選擇與應用夾具，以此確保數控加工整體成效。

參考文獻：

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[3]黃淵莉.數控加工中的工藝與夾具設計[J].數字通信世界，2018（12）：240.

作者簡介：趙曉光，：1979.8，男：浙江紹興，漢，研究方向：液壓夾具在機械生產制造中的應用