李海滨
哈尔滨飞机工业集团有限责任公司黑龙江省哈尔滨市150066
摘要：随着数控机床加工工艺的不断进步，机床加工零件的速度和质量都在不断提升。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。
关键词：夹具；自动化；设计
相比于传统的机械加工手段，数控加工具有精度高、效率快以及产品质量控制稳定等特征。特别是针对一些需要进行高精度加工的工艺设计，数控机床的优势更加显著。在我国自动化设备不断应用的今天，数控加工专业设备也有了非常大的发展，在数控设备发展的过程中，专业化的设 计以及专业的生产对于专业夹具来讲非常关键和重要。设计 的合理化以及生产的批量化，不仅仅能够有效的保障专用夹具的稳定性，同时还能够在很大程度上保障专用夹具的质量 精度，保障专用夹具的使用寿命。专用夹具的有效应用，能够 有效的降低零件生产过程中的工作强度，提升零部件生产的工作效率，还能够实现零部件生产的智能化以及自动化。
一、数控加工工艺流程
数控加工工艺的设计与传统加工设计基本一致，都包含零件分析、毛胚确定、工艺过程设计、工序设计以及工艺文件填写等步骤。不同点在于数控工艺更加复杂，设计方法更加具有针对性、特殊性。数控机床加工工艺流程如下：
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如数控机床加工工艺流程图所示，在数控机床加工时，首先需要分析零件图纸选择加工的方案，确定走刀路线、装夹方式以及切削用量等参数，这与传统方法一致；数学处理指对刀具运动轨迹的坐标进行计算；数控加工中的编制程序单、制作控制介质环节即依据数控机床的指令格式将设计好的走刀路线编制成为程序代码，输送给机床，指示机床自动加工。
二、自动化夹具的设计
在机械加工的过程中，零件的加工位置固定非常的重要，因此在零件加工的过程中夹具的作用就非常的明显。一旦在零件加工的过程中出现定位不准确或者是加工过程有振动现象，都会对零件的加工精度和加工质量造成非常大的影响。非常容易造成不合 格加工产品的出现。因此我们在专用夹具设计加工的过程中，保障科学合理的设计，批量的生产，只有这样才能够有效的保障专用夹具的加工质量稳定，保障专用夹具的使用寿命。
1、夹具定位设计。专用夹具的定位设计，主要的定位我们称之为完全定位 设计。通常加工零部件有六个方向的自由度，只有将自由度完 全的限制，才能够让零部件在加工的过程中实现唯一定位。需要注意的一点是，我们在实际 的专用夹具设计过程中，并不是全部的加工零件都需要完全定位，因此还需要根据实际的零件加工要求，进行夹具的定位设计。在零件加工的过程中，不完全限制六个定位自自由度是可以设计的。目前我国在夹具定位设计的过程中要对定位设计的内容进行不断的简化，不断的适应夹具的生产应用。例如，有的零件在加工的过程中固定在电磁吸盘夹具上进行磨削加工，这样的情况下，我们在夹具定位设计的过程中只需要对其中的三个自由度进行设计限制即可。在夹具定位设计 的过程中，要尽量避免出现过定位的现象，一旦出现了夹具过 定位，就会导致零件在加工的过程中出现精度问题，影响零件 的加工精度。在夹具定位设计的过程中，我们还要注意一个问题就是，有时候我们需要采取合 理的过定位设计来进行夹具的定位，这样的设计要根据实际 的夹具加工情况进行考量。合理的夹具定位设计在我国的航 空零部件以及仪器仪表零部件加工过程中具有非常广泛的应用，尤其是对刚性较弱但是精度要求较高的零部件加工中应用更是广泛。
2、 夹具结构设计和夹紧力设计。在专用夹具结构设计的过程中，我们要对四个问题进行 重点分析，首先是我们在设计的过程中要对加工零件的定位 位置进行正确的结构设计，保障零件的定位准确，其次是我们要通过结构设计保障加工零部件在整个加工过程不出现稳定 性问题，要保障加工过程中的稳定性和减震性，同时我们还要通过结构设计来保障零部件加工过程不出现夹具夹紧变形问 题；再次是我们要对夹具的结构复杂性进行控制。在保障夹具工艺性和应用性的前提下，夹具 的结构设计尽可能的简单，这样能够让夹具在应用过程中便 于操作和维护。同时在夹具结构设计的过程中，还要对夹具结 构的标准化程度进行分析，保障夹具的应用互换性。在夹具夹紧力设计的过程中，我们要充分的利用几何学，运动 学以及优化设计等方面的知识进行夹紧元件的有效布置和优 化设计。在专用夹具夹紧力设计的过程中，我们要对三个问题进行重点分析。首先我们在夹具夹紧力设计的过程中要对工 件的自由度模型方案以及运动学定位方案进行确定和分析， 其次是我们要在夹紧力按设计的过程中要对定位误差由充分的计算和分析，最后是我们要通过接触变形知识来对加工零 部件的稳定性进行模型建立，通过模型来进行夹紧力的合理 性判断。
3、在自动化设备专用夹具设计中的夹具安装。设计专用夹具在自动化设备上的安装位置直接影响到零件加工表面的加工精度和位置精度，因此要求相关的设计人员 在夹具设计的过程中，要对夹具的安装设计进行充分的考虑。 通常情况下我们在夹具的底座位置会设计两个起到定位作用的定位键。目前定位键的尺寸和材料已经实现了标准化，因此 我们在设计的过程中需要从标准中进行 T 型块的选择即可。 通常情况下，我们要求 T 型块的安装配合公差为 H8/h8 或者 是 H7/h6，这样能够实现夹具的合理安装。在夹具安装设计的过程中，我们要求两个 T 型块的设计位置尽可能的大，这样能 够充分的保障夹具的安装精度。作为定位键的安装是夹具过 两个定位键嵌入到工作台的同一条 T 形槽中，再用 T 形螺栓和垫圈、螺母将夹具体紧固在工作台上，所以在夹具上还需要 提供两个穿 T 形螺栓的耳座。如果夹具宽度较大时，可在同侧 设置两个耳座，两耳座的距离要和工作台两个 T 形槽间的距 离一致。
在我国自动化设备不断应用的今天，数控加工专业设备也有了非常大的发展，在数控设备发展的过程中，专业化的设 计以及专业的生产对于专业夹具来讲非常关键和重要。随着我国自动化设备的不断更新，我国在专用夹具的设计
工作中也要与时俱进，从专用夹具的标准化，高效化，精密化， 柔性化等方面进行创新，只有这样才能够让我国的专用夹具 在设计的过程中跟上我国科学技术的发展。
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