数控机械加工工艺及夹具设计主要问题

2021-01-22潘巧玉

设备管理与维修 2021年14期

潘巧玉

（浙江广厦建设职业技术大学，浙江金华 322100）

0 引言

传统机械加工一般使用人工作业的方式来完成各项加工工作，其生产效率相对较低，工厂在该过程中投入了大量的人力和物力成本，生产效率下降会降低其最终收益。通过引入机械加工工艺，机械加工的可控性明显增强，可以在短时间内快速完成各项加工工作，可有效提高整体工作质量。

1 数控加工工艺

1.1 数控加工工艺及流程

数控加工是在机械加工的基础上引入的新的加工方式，可以提高机械加工的精准性，辅之以优越的夹具设计，可有效提高零部件的精准性。数控加工过程一般包括以下流程：工作人员分析零件结构，明确毛坯的外部结构，设计数控加工工艺并编写相关程序，采用多样化试验的方式修改程序，明确数控加工标准工艺，并将其以文件的方式记录归档，以此标准流程开展后续的数控加工工作，可有效保障其工艺质量。在该过程中，有效控制数控加工各环节可能出现的问题，其加工工具的标准性明显增高，也对使用的各类夹具的标准性提出了新要求，需要加强重视，选择更为优质的夹具来匹配数控加工工作。

1.2 数控加工安全控制措施

数控加工操作的各项工作都是按照数控程序开展，工作人员在该过程中的控制能力较弱，仅能操纵相关开关进行控制，遇到紧急问题时，人工干预很难控制质量[1]。必须加强对数控设备操作安全性的重视，结合数控加工过程中可能出现的问题，通过调整数据和相关部件等方式保证其工作安全性，规避操作惯性产生的风险，保障机床运行安全。工作人员应当从以下两个方面开展数控安全控制工作。

（1）控制切削进给量。在明确机床工作速度的基础上，合理分析刀具和夹具强度，明确进给量等标准数据，以开展后续各项工作。减少刀具空走导致的成本损耗，提高切削量比例，保证加工精确度满足其加工要求，崩刀等问题的出现概率明显降低，数控加工安全性也得以保证。

（2）重视刀具转换。综合分析加工中心设备故障的情况，明确出现换刀安全问题的原因，明确不同刀具所处的位置，合理调整换刀方式，以免在换刀过程中出现刀具碰撞等问题影响刀具寿命和产品质量。这样一来，出现刀具损坏等问题的概率明显降低，工作人员的操作安全性也得以保障。

1.3 数控加工原则

明确数控加工原则是保障数控加工工作顺利开展的基础，也是提高数控加工效率的重要前提，应当加强对数控加工由远及近原则的重视。通过对数控加工的空刀次数和整体频率进行调整，不仅可以提高加工效率、减少加工过程中刀具和相关设备受到的损伤，同时提高切削质量，对保障机械加工的整体性能具有重要意义。

也要加强对数控加工程序稳定性的重视，当加工程序过多时，数控中心的操作灵敏性会受到影响，导致加工过程中出现问题的概率升高，加工过程中出现设备偏移等问题的概率也会随之提高。而减少加工工序，可有效提高数据操控中心的灵敏性。加强对各项工序必要性的重视，合理分析各项工序的存在必要性等，得出明确的数据，通过实验等方式探究减少加工工序后可能造成的影响，在此基础上得出最为简约高效的加工程序，可有效减少后续加工过程中出现的问题，提高数控加工质量。

对夹具等进行合理调整，保障夹具固定的稳定性，工序减少后出现问题的概率会随之下降，后续加工出现问题的概率将会明显下降。

2 数控夹具选择和使用

在选择夹具的过程中，必须加强对夹具使用方式的重视，结合可能出现加工对象移动问题的原因以及可采取的固定方式等，以提高数控加工质量、方便各项检测顺利开展为目的，合理选择夹具。应用合适的夹具才可以提高数控加工的工作效率，减少加工对象出现偏移等问题的概率，保障零件加工质量。加强对不同数控加工模式工作标准和工作要求的重视，结合加工零件的质量标准和数控加工中可能出现的问题等，合理选择夹具，使夹具匹配机床各项操作。

加强对夹具定位的重视，结合夹具与机床的匹配性来明确夹具的位置并开展后续安装工作，保障夹具安装的稳定性，是保障加工件质量的重要措施之一。加强对夹具质量的重视，选择高质量的夹具执行加工工作，可减少数控加工过程中出现安全事故的概率。目前数控加工中将夹具零件组合成不同类型的夹具，加工厂同时挑选一定数量的夹具零配件以替换老化的零件，保障夹具正常使用，提高夹具的使用效率，减少不必要的夹具采购支出，这是节约数控加工厂生产成本的重要措施之一，对提高数控加工的整体效益具有一定意义。

3 夹具设计存在的问题

（1）夹具定位。夹具存在于数控加工的各个步骤，对保证加工件加工质量具有重要意义。数控加工程序必须重视零部件坐标系原点，以合理的坐标体系匹配夹具，降低加工件出现移动的概率。拆除夹具再安装后，夹具的位置发生变化导致加工件的位置变化，这将严重影响加工件的质量，需要耗费较长的工时调整夹具和加工件，增加工作步骤，严重影响加工效率。

（2）夹具刚性。数控夹具设计工作开展过程中需要保证夹具的刚性，调整其安全系数，才能保障其正常工作。但是在数控加工过程中发现，受到操作步骤和操作方式等影响，同一套夹具可能同时应用于精加工和粗加工两种模式，这对刀具的进给量提出了要求，夹具在该过程中承受的力度会发生变化，夹具老化破损速度明显加快，一定程度上增加了数控加工的成本[2]。

（3）夹具更换。当使用一体性夹具时，夹具在应用过程中出现局部损坏时需要全部更换，这将增加数控加工成本。部分夹具的型号和零部件型号等存在偏差，导致在夹具的某一零件出现问题后，很难选择合适的配件进行更换，同时夹具零部件更换的时间相对较长，严重影响数控加工效率。

4 数控夹具设计策略

（1）保证夹具定位准确性。精准的夹具定位是保障数控加工顺利开展的前提，也是影响工件质量的直接因素。在数控加工前要及时开展对刀实验，明确对刀过程中可能出现的问题，及时编制调控方案，保障夹具的定位精准性。加强夹具在机床定位的重视，通过多次移动以寻求最精准定位，降低出现定位误差的概率，在此基础上调整对刀操作的位置，设置合理的调整空间，保障数控加工的精准性。

（2）保障夹具通用性。为了减少数控加工中的夹具购买支出，必须加强对夹具中各类零部件的重视，通过明确夹具的通用型号等，选择适配性最高的夹具来开展工作，在夹具出现问题时，可以通过更换针对性的夹具来保障其工作顺利开展，避免数控加工效率下降[3]。研究夹具的适配性，调整夹具的各类数据，保障夹具的使用效率，夹具更换的频率将会明显降低，停工的频率随之下降，可以有效提高数控加工效率，保障数控加工效益。

（3）保障夹具刚性。各类数控加工件的外形、材料和刚性等存在较为明显的差异。为了保障数控加工工作顺利开展，必须加强对夹具通用性和刚性的重视，特别是针对特殊的加工产品，分析该类产品对夹具应力集中部位造成的影响，设置刚性较强的夹具匹配该类加工件的加工，数控加工过程中出现夹具损坏的概率明显降低。调整夹具刚性要考虑夹具损坏对操作人员可能造成的影响，从生产标准和操作安全量角度出发，探究合理的夹具刚性设置措施，对数控夹具刚性进行合理调整，保障其正常应用，降低因为夹具损坏对操作人员安全造成影响的概率。