楊思宇

天津地下鐵道運(yùn)營有限公司

數(shù)控加工工藝規(guī)程與夾具設(shè)計(jì)問題的思考

楊思宇

天津地下鐵道運(yùn)營有限公司

隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在制造業(yè)中的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，在提高機(jī)床加工質(zhì)量和效率等方面發(fā)揮著積極作用。與傳統(tǒng)機(jī)械加工有所不同，數(shù)控加工的工藝規(guī)程與夾具設(shè)計(jì)具有諸多獨(dú)特性，要嚴(yán)格遵循加工工藝規(guī)程，充分發(fā)揮數(shù)控加工工藝優(yōu)勢(shì)。文章主要從工藝規(guī)程與夾具設(shè)計(jì)問題兩個(gè)方面探討數(shù)控加工。

數(shù)控加工；工藝規(guī)程；夾具設(shè)計(jì)

前言

數(shù)控機(jī)床是精密機(jī)械、自動(dòng)控制與計(jì)算機(jī)等多項(xiàng)技術(shù)綜合的產(chǎn)物，具有較高的自動(dòng)化水平。與傳統(tǒng)機(jī)械加工不同，數(shù)控加工工藝更具優(yōu)勢(shì)，符合制造業(yè)現(xiàn)代化改革需求，在實(shí)踐應(yīng)用中，能夠降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，且能夠提高自動(dòng)化水平，還能夠有效完成復(fù)雜曲面零件加工。但在數(shù)控加工過程中，工藝規(guī)程與夾具設(shè)計(jì)存在一些問題，應(yīng)給予更多關(guān)注和重視，以此來提高產(chǎn)品加工有效性。

1、數(shù)控加工工藝規(guī)程

1.1 設(shè)計(jì)步驟與內(nèi)容

與傳統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)不同，數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)與零件分析、毛坯確定及工序設(shè)計(jì)存在密切聯(lián)系，但唯一的區(qū)別在于能夠考慮產(chǎn)品的數(shù)控加工特點(diǎn)，且工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容更加復(fù)雜，需要采用針對(duì)性、特殊性方法，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的合理設(shè)計(jì)。

在實(shí)踐加工中，通過對(duì)零件圖紙的分析后，合理選擇加工工藝，并進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，編制出程序單，選擇加工介質(zhì)，最終進(jìn)入到數(shù)控起床進(jìn)行加工。數(shù)控加工的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在機(jī)床的指令格式，能夠?qū)⒆叩堵肪€進(jìn)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(yè)不同，零件加工要求、批量生產(chǎn)規(guī)模等細(xì)節(jié)之處存在一定差別，針對(duì)同一工件進(jìn)行加工時(shí)，需要選擇多種方案。因此確定數(shù)控加工方案時(shí)，務(wù)必要從實(shí)際情況出發(fā)，充分考慮經(jīng)濟(jì)等因素后，使得制定的方案具有較強(qiáng)的可行性。同時(shí)在施加中，還要堅(jiān)持如下幾項(xiàng)原則：

一是先內(nèi)后外原則。針對(duì)具有內(nèi)孔的零件，應(yīng)先加工內(nèi)表面后進(jìn)行外表加工，主要是零件加工會(huì)存在刀具剛性不足情況，如果先外后內(nèi)，極易造成加工振動(dòng)增加，影響到表面加工精度。二是由近及遠(yuǎn)原則。該項(xiàng)原則要求在加工方案基礎(chǔ)之上，先加工與刀具距離較近的位置，然后加工稍遠(yuǎn)的部位，以此來縮減刀具的移動(dòng)幅度，降低空走刀頻率，既能夠提高加工有效性，還能夠增強(qiáng)工件剛性。三是靈活原則。在數(shù)控方案基礎(chǔ)之上，務(wù)必要考慮零件加工情況，靈活運(yùn)用各類原則，必要情況下，還應(yīng)打破上述原則，最大限度上提高零件加工質(zhì)量。

1.3 夾具與刀點(diǎn)選擇

為了提高工作有效性，對(duì)于夾具的選擇要注意更多。由于夾具較為簡(jiǎn)單，在選擇時(shí)要確保加工夾具加緊與可轉(zhuǎn)刀具位置固定，同時(shí)要考慮坐標(biāo)系尺寸[1]。目前，常見的夾具具有組合性，且能夠反復(fù)使用，以此來減少裝備時(shí)間，創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。刀點(diǎn)是刀具運(yùn)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(duì)刀點(diǎn)，使得工藝選擇與零件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相符，避免換刀時(shí)，刀具對(duì)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(duì)數(shù)控加工質(zhì)量具有深遠(yuǎn)影響，故要考慮多項(xiàng)影響因素后，確定出最佳的走刀方案。后者在實(shí)踐中，主要強(qiáng)調(diào)的是主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度等要素之間的協(xié)調(diào)性，以此來形成最佳切削參數(shù)。

2、數(shù)控夾具設(shè)計(jì)問題思考

2.1 夾具準(zhǔn)確定位

數(shù)控機(jī)床加工時(shí)，對(duì)于夾具的定位非常關(guān)鍵。因此在編程時(shí)，要以工件坐標(biāo)系為基礎(chǔ)，將工件、夾緊在夾具之上，安裝到機(jī)床上。此時(shí)，通過對(duì)三點(diǎn)的處理，形成對(duì)刀，完成對(duì)刀后，便能夠確定工件與機(jī)床坐標(biāo)系之間的關(guān)系，使得數(shù)控加工系統(tǒng)能夠按照預(yù)設(shè)的流程進(jìn)行產(chǎn)品加工。

2.2 剛性需求

針對(duì)夾具的設(shè)計(jì)，要充分考慮剛性需求，主要是在數(shù)控加工時(shí)，多堅(jiān)持工序集中原則。一般來說，精加工與粗加工會(huì)運(yùn)用同一夾具，但值得注意的是，夾具設(shè)計(jì)務(wù)必要滿足剛性要求，否則數(shù)控加工無法有序開展。

2.3 工件數(shù)量

夾具設(shè)計(jì)時(shí)，針對(duì)裝夾的工件數(shù)量確定，應(yīng)盡可能多裝，以此來降低停機(jī)頻率，且能夠減少換刀次數(shù)，以此來提高數(shù)控加工有效性，滿足批量生產(chǎn)要求，為企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。

2.4 更換問題

一般來說，當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品尺寸不同時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)零件夾具的更換，以此來降低生產(chǎn)成本，提高夾具利用率。同時(shí)，要考慮夾具通用性問題，將其設(shè)計(jì)成為能夠適用于一個(gè)、或者多個(gè)的通用型夾具[2]。目前，基于產(chǎn)品定位精度需求，定位件外圓與體孔之間配合應(yīng)盡量避免其中的間隙，確保產(chǎn)品質(zhì)量。為了更為方便地進(jìn)行定位拆件，可以在定位件中設(shè)計(jì)一個(gè)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(zhǔn)確性。除此之外，夾具設(shè)計(jì)時(shí)，人員還要避免機(jī)床與夾具之間的空間干涉，保障夾具定位面對(duì)機(jī)床坐標(biāo)原點(diǎn)更加精確，且能夠提升產(chǎn)品剛性。

結(jié)論

根據(jù)上文所述，數(shù)控加工作為制造業(yè)主要加工模式，有利于提高產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量和效率。在實(shí)踐加工中，企業(yè)要根據(jù)自身實(shí)際情況，科學(xué)確定數(shù)控加工方案，合理確定機(jī)床參數(shù)、切削量等，做好夾具設(shè)計(jì)工作，從而提高產(chǎn)品生產(chǎn)有效性。隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，我們還要將新技術(shù)融入到數(shù)控加工體系中，豐富數(shù)控加工功能。

[1]趙秀芹.數(shù)控加工中工藝與夾具設(shè)計(jì)若干問題的思考[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（,07）：64.

[2]朱敏.數(shù)控加工中的工藝與夾具設(shè)計(jì)若干問題探討[J].科技風(fēng),2016（,04）：41-42.