陈耀平
湘潭技师学院 湖南湘潭 411100
摘要：数控加工作为一门综合性科目，通常涉及的内容较多，如机械、自动控制、计算机等，基于其本身的特性能够促进数控机床零件加工行业范围的不断扩大。除了不同于加工质量之外，其能够加工那些十分复杂的曲面零件，因此必须要求数控机械加工的工艺与夹具设计与相关相求相符。
关键词：数控机械加工；工艺；夹具；设计问题；研究
传统机械加工过程存在较大的劳动强度，所需加工人员较多，因此不利于提高生产效率，再加上加工成本高，针对批量订单无法保证加工质量与精确度。而数控加工在控制零件与刀具位移时都充分利用数字信息化技术，在计算机的帮助下能够有效解决上述问题，因此数控加工在当今加工企业中获得广泛应用。同时，加工工艺、夹具设计水平都会对加工件质量造成严重影响，而提高产品零部件的生产质量，就需要提高数控加工工艺与夹具设计水平的提高[1]。
1 数控加工工艺设计
在数控加工过程中，依然沿用传统工艺方法来设定许多工艺，如热处理工序、加工流程等，但是值得一提的是必须高度重视刀具进给路线的选择与安全问题。
1.1 设计数控进给路线图
针对数控进给线路图，为将刀具的运动轨迹准确的体现出来就需要采用统一的行业符号，如切削位置、起点位置、起刀点等，这是做好数控编程工程的基础，参照这一路线图方便数控加工人员提前预知刀具运动情况，且能够做好编程工作，避免出现不必要的碰撞，如切削刀具与工件、夹具等，进而能够更好的保护加工设备。当前，关于数控加工进给路线图的绘制，不同的数控技术人员绘制的加工路线图不同。
1.2 考虑安全问题
在数控加工过程中，任何机械动作的进行都需要根据一定数控程序，当下加工速度快，针对一些紧急情况很难通过人工干预的方式来防范，为此在加工过程中，如果使用数控设备就必须提高对设备、操作者安全的重视程度。换言之，在安全基础上才能提高加工速度，这也是开展数控加工安全的基本守则。数控机床在运行过程中，相关部件运行速度快，惯性大，不管多么微小的运动部件出现碰撞，都会对整体机床的安全运行造成严重影响[2]。
一方面，严格控制数控切削进给量，不能过大。相比较于普通机床，数控设备中的加工三要素数值在传统观念中比较大，但是这并不具备任何的科学依据。实际施工时需根据待加工零件的实际情况来选择进给量、确定进给速度，而提升数控加工效率，有助于数控程序的优化，节省刀具空走时间，且能够最大限度的保证加工精度，促进切削量的显著提升。然而，必须在合理范围内来增加切削量，进而能够有效避免各种问题的发生，如崩刀、击落工件等，也能够防止因设备故障而导致加工时间延长。另一方面，安全的开展换刀操作。加工中心设备可以自动的切换刀具，通过分析、归纳故障设备情况可知，换刀部位集中了50%的问题，因此在数控加工过程中必须减少换刀次数，保证换刀的科学性。
如：在早年斗笠式刀库使用过程中，由于缺少机械手，导致自动换刀时间很长而且还容易发生故障，通常换刀时会将刀库调整到接近主轴的位置处，过程中需要密切留意主轴，避免因刀具碰撞而造成不必要的损坏。
2 数控加工夹具设计
传统机床夹具的主要功能就在于夹紧、定位、导向、对刀，在设计数控机床夹具时，其夹紧、定位功能如同传统机床，但是数控加工必须根据工件坐标系规划工件、夹具位置，因此二者依然存在一定差异。
2.1 定位问题
数控夹具作为组成数控加工的重要部分，夹具在数控铣床、车床、加工中心中都获得广泛的应用。在编写数控程序时，一般会参考零部件坐标系原点，在夹具上能够定位零部件并开展夹紧操作。在数控机床上应用夹具装配时，零部件坐标系原点就可以确定下来，但是在x、y、z轴上该坐标系与机床本身的原点位置存在很大偏差。而利用G54-G59这一数控指令，可以有效弥补这个偏差，即通过对刀点的设置，在这部分工作结束后，工件与机床坐标系之间的零点偏移可以逐步确定下来，由此能够创造良好条件来运行这个程序。但是，拆卸并重新安装工件夹具，极易改变零部件坐标系原点、机床原点的相对位置，为更加准确无误的运行数控程序，就必须根据G54-G59指令重新操作对刀，而这极易增加工作的繁琐性，浪费时间[3]。
为保证上述问题，都能够得到妥善的解决，就必须认真做到以下几点。第一，将一个定位块添加到夹具中，在指定位置放置定位块、夹具；第二，完成机床初始化后，要求定位块的基准面（2个）与主轴下方、前方分别对准，将定位块的相对位置尺寸准确、详细的记录下来；第三，拆卸数控夹具并再次装配，保证不会改变定位块位置，由此能够保证零部件坐标系原点的位置，且根据夹具高度能够确定零部件z轴方向的高度，在保持夹具不发生任何改变的情况下也能够确保z轴方向、机床坐标系原点位置始终保持不变。
2.2 夹具设计的其他问题
一方面，在设计数控夹具时，其刚性必须留出足够的安全系数，加工过程一般会涉及一整套加工环节，这说明粗加工、精加工时会采用同样的夹具，且在粗加工时会增加刀具的进给量，增加夹具自身所承受的力量，为此在具体设计时需要对强度因素进行充分考虑。
另一方面，在设计夹具时尽量装夹多个工件。若加工零部件外形尺寸较小且夹持的零部件较多，由此有助于换装时间的缩短与加工效率的提高；另外，在刀具相同的情况下，可以同时加工多个零部件，由此有助于换刀操作的减少[4]。
3 结语
综上所述，在我国机械加工领域数控加工能够提供源源不断的动力，与传统机械加工相比，数控夹具会提高加工效率和保证加工精度，实际在开展数控加工操作时需要对工艺的制定、夹具的设计密切留意，明确掌握数控加工、传统加工之间的异同点，保证能够将数控加工本身所具有的优势充分发挥出来。
参考文献：
[1]刘家伦.数控机械加工中工艺及夹具设计主要问题研究[J].科学技术创新,2020,(18):36-37.
[2]刘军莹.数控加工中的工艺与夹具设计若干问题探讨[J].建筑工程技术与设计,2018,(17):859.
[3]王清章.信息化角度论数控加工中的工艺与夹具设计若干问题[J].科学与信息化,2018,(1):54,56.
[4]黄金水.数控加工中的工艺与夹具设计的若干问题探讨[J].现代制造技术与装备,2017,(6):103,106.