韩玉娟 何峰

摘要：随着数控加工技术的进步和不断改进，智能化的数控加工技术明显的提高了企业生产加工效率和质量。但是在数控加工中使用传统夹具时，会使得整个过程的自动化程度和生产效率降低。为了解决这个问题，相关的研究人员一直在不断改进加工的工艺和夹具的设计，通过设计出合理的辅助工具，以此来满足企业生产加工的需求，缩短装夹、定位时间，由此提高企业的生产效率。通过之前的经验可以得知加工工艺和夹具的优化设计可以降低生产成本，提高产品的质量。文章主要讨论了数控加工的工艺流程和夹具设计中的若干问题。

关键词：数控加工;工艺;夹具设计

中图分类号：TG659                                     文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）08-0077-02

0  引言

数控加工工艺有着传统机械加工方法无法比拟的高精度、高稳定性、高自动化等优点，能够满足现如今社会对于这类产品的高需求，因此数控加工工艺在整个制造业中所占比例越来越大。在数控零部件的生产加工过程中，工件产品的精确性完全是由加工中心的夹具设计所确定的，因此，对于设计人员来说，除了要明确设计的基本工艺、对刀点和具体尺寸参数以外，也要提高数控机械设备的工作质量。将辅助加工夹具运用到各类的加工中心去，进而促进数控加工技术的进步和整个制造行业的健康稳定发展。

1  数控加工工艺

1.1 加工原则  在数控加工的时候，不能只是凭空想象，一定要结合實际的生产工作进行相关方案的确定，在确定方案的过程中一般会围绕以下加工的几个原则展开。第一个原则就是由远及近的加工方式，在数控加工过程中进行走刀操作的时候应该先开始进行远处的操作，在由远及近的进行加工，这样可以缩短刀具的加工频率和空刀次数。第二个原则就是要确保加工的稳定性，数控加工一般会采用自动化的设备，稳定性一般来说都是可以控制得很好，但是在加工的过程中也可能会因为基准出现误差而使加工的产品出现一些问题，因此需要在加工过程中确定好夹具的稳定性，这样可以大大的提高加工的稳定性，降低误差出现的风险。

1.2 加工特点  数控加工在机械加工的过程中有很多的特点，它相比较于其它普通的加工过程，可以很好的降低加工产品的次品率，提高加工生产效率，同时还能够提高加工零件的质量以及精度，便于实现大规模的生产。数控加工主要就是通过控制刀具的数量和它的相关运动来实现零部件的加工生产。再加工过程中，一般会采用计算机辅助制造系统（CAM）来进行加工零件相关刀具轨迹的生成，主要就是将需要加工的产品采用数字化的方式来进行表达，通过这个系统生成相关的加工代码，再去控制整个数控机床，从而实现对数控机床的控制，以此来完成对零部件的加工过程。

1.3 加工工艺流程  数控加工工艺流程的设计和传统加工工艺的设计基本上是一致的，都有着以下几个步骤：零件的分析、毛坯的确定、工艺工序过程的设计以及工艺文件的填写。而数控加工不同的点就在于数控工艺更加复杂，设计的时候需要考虑更多的东西，它更加有针对性和特殊性、在数控机床加工工艺的流程一般是首先分析需要加工零部件的图纸，选择一个合适的加工方案，再通过计算确定好走刀路线、 装夹的方法和切削用量等数据。数控加工的过程中需要进行编程设计，通过编制程序单，将设计好的走刀路线编成程序代码，再输送给机床，进行零部件的自动加工生产。

1.4 加工工艺中的安全问题  数控加工过程中一般都是采用的自动化程序，一旦程序启动以后，数控加工就会开始进行工作，而且数控运行速度很快，人工很难进行干预。因此在进行数控加工过程中，一定要注意工作人员和运行设备的安全，数控机床在加工的时候运行速度很快，任何运动部件的碰撞，都会对机床的精度和稳定性都会造成一些损伤，所以在操作数控机床的时候一定要注意以下安全问题。

大多数人在数控加工过程中经常会有一个误区就是数控加工的切削用量要比使用普通方法加工的时候更大，但是在实际的加工过程中，数控机床切削用量的选择要看工艺系统的刚度和加工的精度以及加工的材料等各种因素，想要达到更高的加工效率，首先就要选择一个合理的编程路线，然后在不影响加工精度的前提下，提高加工时的切削用量。但是在粗加工或者切螺纹等难加工材料的时候，就不能盲目的采用大的切削量，否则可能会导致崩刀或工件被打出等意外事故。而一旦刀具出现损坏就会进行刀具的重新安装，这样就会大大的影响加工效率并且会提高加工的生产成本。

数控加工中心一般具有自动换刀的功能，但是换刀的过程中也会产生很多的问题，使用一定要尽量减少换刀的次数。当数控机床采用笠式刀库的时，换刀的时候需要通过刀库与主轴的相对靠近来进行换刀操作，这个时候就一定要注意主轴和靠近主轴的位置上不能有刀，否则就会发生撞刀事故，这对于工作人员和设备都有着很大的损坏。用链式刀库、担式机械手换刀的时候，因为双臂的回转速度很快，手爪没有固定好刀具的时，就可能会出现刀具甩出和掉下等事故，因此在换刀的时候，一定要关上安全门。在刀具使用后，不一定会被装进原有的刀套里面，这就会导致直径较大的刀具在使用过后，可能装进一些小号的刀套里面，这样就会与旁边的刀具产生干涉，从而影响数控机床的正常生产过程。因此如果在数控加工过程中要使用较大的刀具的话，一定要设置防止大刀干涉。

2  夾具设计中应该注意的问题

2.1 夹具的选择  跟传统的夹具设计方法不同，数控机床很多的设备都是自动化的，就需要设计的零部件能够很好的跟机械自动化匹配才可以，这样可以减少人工的干预和操作，使得生产出来的零部件质量更高更精准。夹具的选择是一个很重要也是比较困难的选择，一般来说选择高质量的数控夹具可以提高工作效率，减少不必要的时间浪费，同时对于辅助操作的作用力也会加大，选择高质量的数控夹具对于提高数控加工产品的质量以及数控加工的精度也是至关重要的一环。当然工作人员在选择夹具的时候，不能只是光看夹具的质量，也要注意夹具于机床的匹配程度、大小这些是否可以适应，以此来确保数控加工过程中的安全性。同时在选取夹具的时候也要考虑好夹具在数控机床上的紧实程度，防止因为夹具太紧或者太松而影响产品的质量，给数控机床造成损坏，提高企业的生产成本，因此在夹具的选择的时候，一定要注意以上的问题，不能只看重一个方面去进行选择，要经过很多方面的考虑才能选择出合适的夹具。

2.2 夹具在机床中的定位  在使用数控机床进行零部件的加工生产过程中，夹具的定位是十分重要的。数控编程的时候一般是以工件坐标系原点为基准，然后将工件定位，夹紧在夹具上面。夹具在机床上安装以后，工件坐标系的原点在机床的坐标系中便有了一个确定的位置，这个位置与原点存在一定的偏差，这个偏差值可以自行进行对刀确立，这样就可以建立起工件坐标系和机床坐标系的联系，然后这样程序就可以正确的进行运行。但是这样也出现了一个问题，就是夹具在重新安装以后，它的位置就发生了改变，那么之前设定的偏差值就会发生其它的变化，又要使用G54-G59指令设定偏置值，这样就会影响加工的效率和产品的精准度。

在数控加工的前期，一定要零部件的加工图十分了解和熟悉，了解加工零件的基本原点。在把夹具按照要求安装在机床上面以后，通过对零部件的基本原点进行调节来降低偏差值，然后在进行对刀操作确定好两个坐标系之间的对立关系，由此来确定好数控加工的精度范围，这样可以大大的提高加工的精准度，使得加工生产出来的零部件可以更好的投入市场，也可以保证企业的生产效率和产品质量。

2.3 可适应性问题  夹具在数控加工生产过程中有着举足轻重的重要性，在它的设计过程中，因为不同的工件需要使用不同的夹具进行加工，但是频繁的换夹具不仅会使工作效率降低还有可能会影响加工的精度和质量。因此工作人员在设计生产夹具的时候，不能只是专注于一个问题，更需要综合的考虑工件的特征和形状，要充分的考虑夹具和工件之间的协调性，要让一个夹具可以适应更多的工件，从而降低更换夹具的频率，减少更换的时间和次数，这样可以明显的减少企业不必要的损耗，同时提高企业的生产效率，增加企业的经济效益。

2.4 刚性需求问题  在日常的数控加工过程中，不同的工件对于刚性的需求是不一样的，而且在加工过程中一般会选择不同的材料进行加工生产，因此设计出来的夹具一定要具有适用性，也就是要适应不同刚性的工件。这是因为在加工过程中由于夹具夹持的部位力度比较集中，如果夹具的刚性不够强，在长期的使用过程中就会出现崩边的危险，这样不但会影响零件正常的加工生产，严重的化还可能会出现安全事故，影响工作人员的人身安全，给企业造成不可估量的损失，因此，在夹具的设计过程中，一定要首先保证刚性需求的问题，这样才能使企业的生产效率更高，工作环境更加安全可靠。

2.5 夹具的更换问题  夹具的更换时夹具的前期设计中必须思考的一个环节，在数控加工过程中，往往会有一些十分复杂的工件需要进行生产加工，这类复杂的零部件的加工难度一般很高，需要一些配套的夹具进行加工。但是这类专用的夹具利用率不高，更换这类夹具消耗的时间很多，十分影响企业生产的效率。因此目前我国还是使用的最常用的那一套方法。其原理是在数控加工过程中使用的夹具并不是一体的，它是通过很多的零部件拼装而成的，可以使夹具反复的进行使用，这样可以减少很多不必要的浪费，降低生产成本。

3  结语

相比较于我国传统的机械化加工，数控机床加工具有更高的商业前途，它加工产品的精确度更高、效率更高以及更加具有稳定性，目前数控加工技术也在逐渐成为我国在工艺加工过程中使用的主要技术。作为新型技术数控加工的核心器具，夹具的使用和设计，在一定的程度上提高了产品加工的质量和精确度。本文主要分析了数控加工工艺的相关概述和一些问题，在结合夹具的设计进行了一些问题上的讨论和思考。目前我国的数控加工工艺和夹具的设计还是存在一些问题，需要注意的地方也还有很多，在以后的加工工艺和夹具的设计时，要结合实际和更多的问题，使数控机床加工可以更加完善成熟，提高我国的数控加工技术和产品质量。

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