数控加工工艺与夹具设计

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摘要：数控加工工艺与夹具对于加工质量有很大影响，设计过程中，要合理设计并优化给进路线图与加工方案，选择合适的刀点与走刀路线，重视夹具的定位、刚性、更换等设计问题，以确保加工质量、效率与经济性。

关键词：数据加工；工艺；夹具；设计

数据加工是一种具有很高精度、自动化程度、劳动强度的机械加工方法，能够批量生产更多质量稳定的产品，进而满足更高标准的加工需要。为降低数据加工误差，提高质量稳定性，需要对加工工艺、夹具等合理性与稳定性进行改善。

1数据加工工艺设计问题

1.1合理设计给进路线图。给进路线图是数据机床加工的数据编程依据，是后续自动化加工的关键。在设计时，必须根据规定符号严格控制刀具运动路线，包括刀具下刀点与下刀位置，刀具抬刀点与抬刀位置等，需要确保刀具能够始终沿规定运动路线给进，保证零件加工吃香进行。要在设计中加强刀具运动路线预判，做好加工偏转与碰撞等问题的控制。1.2优化设计加工方案。加工方案设计需要遵循先内后外、由近及远、走刀路线最短化、加工程序最少化等原则，内孔工件设计需要做到先内后外，确保刀具刚性、工件刚性，降低机械振动可能产生的负面影响。零件加工时需做到由近及远，距离刀具起点近的部位要先加工，降低刀具移动幅度及空刀次数，改善切削条件，保证零件刚性。走刀路线要做到最短化，缩短加工时间，降低机床磨损率，提升加工效率。加工程度要做到最少化，尽量在最短程序内完成全部加工工序，降低编程工作量及出错率，便于后期检查与修改。在实际加工中，要注意结合实际加工情况，灵活调整加工方案，避免教条化。1.3合理设置刀点。刀点位置可分布在工件内与工件外，在确定刀点时，需要考虑机床坐标与零件坐标，尽量减少计算坐标点时可能出现的误差，确保机床找正。如，在加工多孔工件时，需要根据加工工艺及工件设计基准确定刀点位置。在大批量加工中，则可以选择一个以上刀点，简化加工程序，避免程序之间的互相干扰或工件碰撞等。1.4合理选择走刀路线。选择走刀路线时，需要从工序集中、路线最短的原则出发，合理优化，确保加工经济性和效率，实现精加工。在实际加工中，要按照先粗后精的顺序选择走刀路线，首先要确保质量精度，在此基础上，追求更高的效益。装夹时，可通过提高数量的方式降低换刀频率，或者先用普通机床进行粗加工后，再利用数控机床实现精加工，提高数据加工效率。设计走刀路线方案时，要避免出现过切削或欠切削问题，严格按照加工要求控制工件表面的粗糙度与精度，优先确保加工质量，并在保证质量的同时不断优化路线。在设置切削参数时，要综合考虑加工程度、转轴速度、给进速度及背吃刀量间等因素选择最佳参数，兼顾切削用量与加质量、经济性、效率。

2数据加工夹具设计问题

2.1确定夹具。确定夹具时需要将工作效率作为关键指标，尽量缩短辅助操作时间，以确定合适的夹具，使夹具能够满足夹紧装置、准确定位及加工刚性要求，确保同工件与机床坐标系尺寸能够完全匹配。夹紧装置要做到力量适宜、操作便利、结构简单、不影响地位，计算切削力大小，以选择合适的夹紧力，分析工件刚性较好方向和部位，以便选择相同的夹紧力方向。作力点要准确控制在支承范围内，与加工表面靠近。2.2夹具定位准确。夹具设计基础就在于其准确地定位。数据编程时，夹具定位基准是其工件坐标系原点，然后定位夹具，夹紧工件，再将夹具安装到机床上，观察工件坐标系原点在机床坐标系中的位置，若该位置和坐标系原点存在偏差时，可利用对刀的方式，确定两个坐标系的位置关系，保证数据加工程序准确运行。可按照六点定位原则进行定位，利用空间合理设置六个支承点，将工件限制在六个自由度内，再定位工件位置即可。2.3夹具刚性。夹具刚性设计需要考虑到加工要求，在粗加工与精加工采用同一套夹具时，需要确保夹具的高刚性。由于数控加工中工序集中是基本原则之一，工序相同的同类型工件需要集中加工，当加工种类较多，且对刚性需求不同时，要尽可能考虑刚性要求较高的夹具，按照最高刚性要求设计夹具刚性，满足工序中全部工件加工需求。2.4工件装夹数量要尽可能多。夹具设计时，要确保夹具能够尽量装夹多件工件，以降低换刀频率，缩短换刀时间，减少停机次数，保证加工效率。2.5夹具更换更换夹具时，若工件为同系列、同尺寸或相似的加工结构时，可按照通用性的原则设计夹具，确保实际加工时，不同工件生产仅需更换几个必须的零件，而无需更换整个夹具，以降低更换频率，提升夹具利用效率。设计通用性夹具时，要保定夹具定位精确性，夹具体孔与定位件外圆之间不得留有空隙，尽量减少过盈量，降低更换难度。

3结束语

数控加工正逐渐替代传统加工，在机械加工中应用越来越广泛，数控加工工艺与夹具对于加工质量有很大影响，设计过程中，要合理设计并优化给进路线图与加工方案，选择合适的刀点与走刀路线，重视夹具的定位、刚性、更换问题，以确保加工质量、效率与经济性。

参考文献

[1]赵秀芹.数控加工中工艺与夹具设计若干问题的思考[J].山东工业技术，2017（7）：64-64.

[2]田涛.数控加工中的工艺与夹具设计中应注意的若干问题[J].现代制造技术与装备，2016（7）：162-163.

[3]朱敏.数控加工中的工艺与夹具设计若干问题探讨[J].科技风，2016（4）：41-42.

作者:黄渊莉 单位:贵州航天职业技术学院