数控加工中的工艺与夹具设计研究

摘要：数控加工（numericalcontrolmachining）是基于传统机床加工工艺不断深入，为满足新时代零件加工需求所应运而生的一种新型的高效化、自动化机械加工方法，具有工序集中、智能化、柔性化高、能力强等优势。为进一步挖掘数控加工价值效用，强化数控加工在各领域机床中的渗透应用，本文对数控加工中的工艺与夹具设计进行分析，以期为相关学者研究提供参考。

关键词：数控加工;工艺;夹具设计

从宏观角度分析发现数控加工相较于传统加工而言，其总体工艺规程较为相似，但从细节与实际应用分析表明数控加工是传统机床加工的优化升级，不仅能够进一步解决零件品种多变、批量小、形状复杂、精度高等问题，还可以根据零件加工要求制定科学合理的加工方案，从而优化夹具设计，促使工艺与夹具更加贴合匹配，以此确保零件加工质量。因此，对数控加工中的工艺与夹具设计进行分析研究能够加深行业内企业对数控加工技术的认知，从而实现数控加工技术普及与应用，进而大幅度提升行业整体零件加工水平。

一、数控加工中的工艺分析

（一）工艺流程

分析零件图纸→工艺处理→数学处理→编制程序单→制作控制介质→程序调试检验→数控机床为数控加工工艺主要流程。

分析零件图纸是数控加工的前提条件，只有全面掌握图纸要求以及相关数据参数才能更好地开展后续流程，从而确定加工方案与顺序、切削用量、走刀路线以及装夹方式。数学处理是基于计算机技术利用特定公式对刀具的运行轨迹进行运算，从而确保刀具在实际加工过程中的运动轨迹更加精准，以确保零件细微处质量。编制程序单与制作控制介质环节不涉及实际加工，而是侧重文件记录，主要工作内容是将数控加工过程中所需要的工艺分类填写到特定文件中，从而确保每一个工艺环节的具体步骤皆能详细地呈现出来，進而便于后续加工过程中能够严格按照具体步骤开展加工。程序调试检验则是对提前编写的程序进行试运行，从而确保程序完善，进而在实际加工中将计算好的走刀路线输入数控加工控制系统。

（二）工艺设计

先内后外、先近后远、走刀路线最短、加工程序最少等原则为数控加工工艺设计主要原则，主要强调在实际数控加工过程中需要做好以下几点要求：（1）根据零件加工要求在加工方案中选择既能确保加工质量又是走刀线路最短的加工方案，以降低刀具与机床磨损;（2）针对有内孔的零件，在实际加工时应从内孔位置开始加工，针对无内孔的零件则应从距离刀具最近的位置开始加工，前者的目的的最大程度降低因刀具高度不够而引起的振动幅度，后者目的是最大程度减小刀具移动幅度，核心皆是提高加工效率、确保加工质量。（3）数控加工往往用于大规模零件加工，每天机床上所加工的零件数量较为庞大，因此为避免因加工程序繁琐所造成的出错频率上升，应选择加工程序最少且最优的加工方案。

二、夹具设计分析

性能完善的夹具可以切实提高数控加工工作效率以及加工质量，从而确保零件精度，因此在夹具设计时一定要侧重夹具的合理选择与应用。首先，要确保夹具定位精准，在实际应用中应结合零件坐标原点定位夹具，并操作夹具让其夹紧零件，在此情况下将夹具安装在机床上，从而确保夹具定位精准，但如若发现位置有一定误差，可以采取对刀的方式进行解决。其次，在夹具选择时应结合零件与机床尺寸，从而选择与其相贴合匹配的夹具，进而确保夹具在实际加工中的紧实度，规避移位等问题发生，以此降低问题件数量以及节约加工材料。

例如，以锁芯零件平面铣削加工为例，已知某数控加工机床的工作台长度是600mm，夹具长度在400mm以内，装夹长度50mm。在8mm加工平面要求下为确保零件精度选择销孔与夹具联合的方式完成。为进一步优化锁芯零件平面铣削加工效率与质量，以3100个加工零件总数为例，通过数学建模与程序运算得知114为每一次加工零件数的最优数值，在实际加工中零件与零件之间还需要保持18mm间隔，所以13个零件为每单排可放置的零件数，而为提高加工效率，在确保夹具性能的前提下可以选择双排夹具，因此在锁芯零件平面铣削加工中最终的夹具设计标准为：双排夹具，单次零件加工数量为26个。

结束语：

综上所述，数控加工中的工艺与夹具设计对现代化零件加工具有重要作用，不仅可以提高加工效率与质量，还能够切实强化零件精度。因此在数控加工过程中应优化与完善加工工艺，明确分析零件图纸、工艺处理、数学处理等流程的具体操作步骤，严格遵循先内后外、先近后远、走刀路线最短、加工程序最少等加工原则，并在夹具设计时根据零件与机床尺寸合理选择与应用夹具，以此确保数控加工整体成效。

参考文献：

[1]郭欢.数控加工工艺规程与夹具设计问题的思考[J].南方农机，2020，51（04）：178.

[2]平艳玲.数控加工中的工艺与夹具设计若干问题研究[J].设备管理与维修，2019（06）：158-159.

[3]黄渊莉.数控加工中的工艺与夹具设计[J].数字通信世界，2018（12）：240.

作者简介：赵晓光，：1979.8，男：浙江绍兴，汉，研究方向：液压夹具在机械生产制造中的应用