金属支架加工工艺分析

刘鹏德，赵忠玉，展翊翔

（武威职业学院，甘肃 武威 733000）

需要进行加工的零件来自实际生产中很常见且非常重要的金属支架类零件。支架需具有起到定位的作用，使零件之间能够保持正确的位置。而且支架还需要承受较大的作用力来支撑其他的零件[1]。采用何种方式可以在提高生产效率和降低成本的基础上加工出满足要求的支架零件，是机械加工过程中会经常遇到的问题。此次分析的重点是确定金属支架零件的加工工艺，在设计的过程中必须仔细的读懂零件图，分析零件的结构工艺尺寸，确定零件的加工余量，毛坯制造形式等，通过对金属支架零件的各加工表面的分析，确定支架零件的最终加工方案。

1 选择金属毛坯

根据支架零件的工作特点和工艺技术要求，应选择合适的材料来制造毛坯。合理、正确的选择毛坯材料，能够使毛坯在加工的时候达到零件图纸要求的各项加工指标。从生产成本方面考虑，设计的毛坯在结构上应该与支架零件图纸表达的结构具有相似性，尽可能的减少加工余量，避免原材料的浪费。所以，金属支架设计采用铸件作为零件毛坯，毛坯的材料确定为HT200，铸造方法为砂型铸造[2]。如图1所示。

图1 零件毛坯图

2 工艺路线的制定

制定零件的加工工艺路线，零件在加工过程中需要确定零件的加工工艺方案，在制定零件的加工工艺方案时，首先分析图纸零件的工艺性，确定各零件表面的最终零件加工方案，从毛坯的选择，基准的选择，粗基准、精基准之间的转换及工艺原则的安排等多方面入手，综合考虑。零件的工艺路线制定一般需要考虑多种加工工艺路线，经过综合的比较筛查，最终确定零件的加工工艺，如表1所示。

表1 支架零件加工路线

3 加工机床的选择

该金属支架零件是被要求批量生产，为了实现零件图纸上的各项精度要求，同时为了提高加工效率和降低生产成本。根据实际情况和选择机床的原则考虑，从众多数控机床中最终选择了具有FANUC 0i Mate系统的XK713A数控铣床来加工该支架。

4 夹具的选择与装夹方案的确定

本次所选择的夹具必须要能够确保金属支架加工的质量以及加工的需要。

依据零件毛坯的形状和数控机床的安装要求，应选取能保证加工质量、满足加工要求的夹具。但是此次加工零件的铸件为异形件，不适合采用通用夹具装夹，必须设计专门的专用夹具。

5 刀具的选择

数控加工中在对刀具的选择应优先选择刚性好、加工效率高的直径较大的刀具。依据加工精度来选择刀具，尤其对于孔加工，孔的加工精度较低时使用钻头即可，当孔的加工精度较高时，可以选择镗刀，铰刀，珩刀等。依据工艺特性选择刀具，比如粗加工时一般选择排屑较好的刀具，及时排出铁屑，提高加工质量，延长刀具寿命；精加工一般选择齿数较多的铣刀，减小每齿进给量有效的降低表面残留，提高表面质量。依据加工材料的硬度以及刀具材料和加工材料的亲和关系选择合适的刀具。依据零件的不同尺寸要求，则需要用不同规格的刀具对支架进行加工。

6 切削液的选择

切削液是一种在金属切削过程中，用于润滑和冷却刀具和加工件的工业用途液体，切削液是具有多种功能添加剂的复合兼容性，同时有良好的冷却性能、润滑性能、防锈性能、脱脂清洗、防腐、容易稀释等特性。切削液的指标比油皂低，无毒、无味，具有良好的冷却、清洗、防锈、等功效，同时对人的身体无侵蚀，不腐蚀设备及不污染环境的特点。从切削的材料方面来考虑，切削铸铁不适合采用水乳液。对有色金属以及铜、铝进行切削时，可以使用10%～20%的乳化液或者煤油、以及矿物油的混合物可以提高表面加工质量和精度。从经济成本方面考虑，乳化液和切削油都能够满足加工所需的要求，但是乳化液的成本远低于切削油。通过对三者的对比和HT200的加工特点，最终选择了在加工过程中能够清洗零件、润滑和冷却刀具的乳化液作为切削液。

7 切削用量的确定

由于切削用量的规定，通过计算可以得到部分工时定额，大部分主要还是根据生产实践验证积累的统计数据来确定(参考手册)，在持续改进的过程中，还需要修改相应的工时定额。计算每一个程序块的时候，还必须计算每个工序的时间，使机床的生产效率最大化，实现更高的生产率，保证完成生产任务。

8 结语

本文通过对金属支架的工艺规程进行分析与设计，包括零件毛坯的分析与选择、基准面的分析与选择、加工顺序的分析与选择、加工方案的分析与选择、加工余量的分析与确定、机床的分析与选择、夹具的选择与装夹方案的确定、刀具的分析与选择、切削液的分析与选择。证明了金属支架加工的可实施性和可靠性。

[1]陈宏钧.实用机械加工工艺手册（第三版）[M].北京：机械工业出版社,2009：63-65.

[2]闻邦椿.机械设计手册［M］.机械工业出版社.2010.01.