对机械类零件加工的工装设计改进的研究

黄永亮

摘 要：随着我国经济发展的不断进步，经济建设规模不断扩大，对各类零件的加工需求也在逐渐增加，面对人们日益增长的零件设计需求，需要不断开发符合要求、符合市场的新零件，或者改进旧有零件的工装设计。市场竞争的激烈化同样要求机械类零件加工与工装设计不断改进发展，找出在零件的加工生产过程中出现的问题并提出有效的解决措施，达到提升加工水平以及工装设计水平，促进经济发展，提高经济效益的最终目的。本文将针对机械类零件的不同类型探讨其工装设计方式，并为工装设计提出进一步的改进措施以供参考。

关键词：机械类零件；加工；工装设计

中图分类号：TH16 文献标识码：A

机械类零件应用范围较广，各行各业的机械设备都离不开，特别是在工业生产中，机械类零件有着不可替代的地位，是传统意义上的一种以培养人才为目标的设计，由工学、机械制造和夹具设计三者共同作用完成的，其工装设计在实际生产过程中具有丰富性、实践性、灵活性以及广泛性，因此对工作人员的技术水平要求较高，通常需要交给某些零件的专门生产厂家，由其中最富有生产技术与生产经验的技术人员进行生产制作，并且要求工作人员在生产过程中有足够的耐心与细心，责任心强，降低设计生产中出现失误的几率，避免不必要的经济损失。机械类零件中的工装设计主要包括轴类、箱体类、盘类、套筒类以及齿轮类这5种类型的零件加工，这5种类型都是现代工业生产中必不可少的零件，其优良的加工质量为大型器械设备的正常运转提供有力的保障，是促进经济发展的重要基础。以下将对这几类零件加工的工装设计进行详细的讨论分析，发现其中问题并提出解决方案。

一、我国机械类零件加工现狀

机械类零件的加工质量高低影响着大型机器能否正常运转，优秀的零件加工技术不仅可以促进加工质量的提高，还能够保证机器的正常运作，提高生产效率，达到促进企业经济效益提升的目的。而在机械类零件的生产加工中，其加工质量的好坏易受到很多不同因素的影响，但主要依据加工精度的高低进行评判，提高加工工艺水平有利于促进加工精度的提升。

目前我国的机械类零件加工工艺主要有两种类型，其一是对零件进行磨削和切削，这是我国传统的加工工艺，这种方式逐渐无法满足现代化发展趋势的零件加工需求，但因为还存在许多现今科技水平无法做到的零件加工，因此它将会持续存在并继续发展下去；其二是与现代科学技术相结合产生的，利用计算机实现的自动控制与智能化加工工艺，这种方式由于节省了大量的人力物力，并且具有加工精度高、效率高、产量大、规格标准等优点，受到广泛的欢迎，在机械加工中得到了普遍应用。加工精度的高低受到加工方式不同的影响，因此要与实际的零件加工需求相结合，合理使用不同的加工工艺，促进加工精度提高，加工质量改进。

二、零件加工的工装设计类型与改进方式

1.轴类零件

1.1轴类零件主要内容

轴类零件是许多机器正常运行的保障，一般按照结构不同可分为各种丝杠、锥度心轴、阶梯轴、空心轴、光轴、偏心轴、凸轮轴等，在机器的运转中主要负责传递扭矩，对凸轮、连杆、带轮、齿轮和等传动件起支撑作用。

1.2加工要求及改进方式

在轴类零件的加工中，为了保证加工精度，在进行加工时要求加工工艺首先要保证零件几何形状与直径的精度准确无误，不允许误差的出现；其次，对轴径进行支撑时 的基本条件要求其相互位置要配合准确；最后，因为机器参数不同以及所处工作环境不同，有着不同的精密程度需求和运转速度需求，因此要注重零件表面的粗糙程度，粗糙程度的不同对机器运转有很大影响。

为了提高零件加工的工装设计水平，可以进行以下改进。

（1）深孔加工操作中容易造成孔洞变形且复原难度较大，会给企业造成一定的经济损失，因此可以调整加工顺序，在对零件调质后再进行深孔加工。

（2）可以先后通过对大直径外圆的加工以及小直径外圆表面的处理降低零件的刚度。

（3）对零件加工质量以及精度进行控制时，可以利用数控车床加工，但要注意工装设计过程中对零件的几何要素、尺寸标注以及零件轮廓进行分析，对零件加工中的技术和精度要求进行明确。

（4）轴类零件的装夹需要对零件表面进行一次性的加工，部分零件要求其定位标准为内孔。要设计具有较优良性能的专用刀具与夹具并进行生产加工。

2.盘类零件工装设计

盘类零件主要指某些厚度较薄、直径较大的机械类零件，由于具有较高的加工难度，因此对其工装设计的技术要求高，需要注意的加工要求有：

（1）对零件质量的控制。在进行加工前要求工作人员完全掌握零件的技术要求与结构，并在加工过程中按照图纸要求规范操作，保证加工参数与图纸的高度一致性。

（2）可操作性较强。为了避免因使用普通加工方式给盘类零件造成瑕疵，因此需要使用具有丰富加工经验以及高水平加工技术的人才进行操作，提高加工工艺的精密度。

（3）安装较便利。盘类零件由于具有与其他零件不同的安装工艺，因此需要设计简单便利的装卸方式，促进工作效率的提高。

3.箱体类零件工装设计

箱体类零件可以分为两种工装设计，简单并且强度低的工装设计以及复杂并且强度高的工装设计。在研究零件加工的工装设计过程中，技术人员应该编写合理有效的加工流程，并且要有效利用工厂现有资源，同时还应选择合适的装夹定位方案，这些细微的措施有利于提高生产效率。如今，各大企业在不断发展的过程中，一些生产设备越来越先进且工装设计能力也逐渐提高，大部分企业本着“工序集中原则”为企业谋取了极大利益。由此可知，工序集中原则在工装设计方面的重要性。工序集中原则即将具有相同特征的零件安排到一起加工，这样既节约了成本，也节约了大量的人力物力。加工方式对于零件的质量会产生很大影响，所以机械制造业要设计合理的加工方式，保证零件的质量要求。

4齿轮类零件加工的工装设计改进

毛坯加工是齿轮零件加工中非常重要的一个环节，直接关系到齿轮的工作状况，所以为了提高生产速率和保证质量，必须改进毛坯加工的工装设计。此外，还应该对齿轮的材质进行改进，通过改变齿轮的工作宽度来提高并平衡齿轮接触及弯曲疲劳程度。齿轮是机械传动中应用最广泛的零件之一，则在平常生活中，对它工装设计改进就显得更为重要了。

（1）改变齿轮的宽度：适当增加各级圆柱齿轮副的工作齿轮宽度，这样可以提高并平衡齿轮接触及弯曲疲劳强度。（2）改变速比的分配：在保证圆柱齿轮副高速级和低速级的中心距不变的情况下，增大高速级速比的同时还要减小低速级速比，这样可以增大两级圆柱齿轮副等各方面的强度。

结语

促进机械类零件加工的工装方式改进，提高零件的加工精度，针对不同类型的工装设计，合理使用不同的加工方案，提高零件加工质量，使机械类零件在工业生产中充分发挥其重要作用，维持机器的正常运转，从而提高经济效益。

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