支架类零件机械加工工艺及工装设计对策

摘 要：当今社会快速发展，科学技术也取得了显著进步，我国机械制造产业也步入了快速发展的时代，支架类零件的加工生产在应用的过程中也得到了不少好的评价，应用范围不断扩大，对加工工艺、工装设计均有了更高的要求。支架类零件在实际使用中一直被作为气密性要求高、适应性好的高标准铸件的主要应用辅件，有着很好的稳定性和可操纵性，在多数实用性零件组成中占有重要的地位。

关键词：支架类零件；加工工艺；工装设计

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.002

在机械运转过程中损坏力度严重的工作中，支架类零件是用途比较广的一种机械零件组成。这类零件的加工工序较多，因为它的结构形式通常较为复杂，加工过程中需要多种工装来保证各表面间的协调。为保证机械零件的制作过程满足实际使用中所需要的质量，往往会进行许多细节上的调整与改进。

1 支架类零件加工工艺

在支架类零件的加工工序中，选择正确的定位基准和排除机加工内应力都是需要考虑的重要问题。排除机加工内应力可使得加工的零件达到所要求的韧度。选择一个正确合适的定位基准，可以说基本决定了零件加工工艺顺序。

首先确定毛坯的制造形式及各个表面的加工方案。一个好的结构要同时达到两个要求，一是必须满足设计要求，二是有良好的机械加工工艺性。在保证质量的同时应该使加工需要的劳动量最小化，并且要便于加工。在选择加工方法时，需要考虑以下几点要求：（1）考虑原材料的性质；（2）考虑生产类型及适合的加工设备。例如在大量化的生产中可采用高效率的设备，小量的生产中可采用一般所需的加工设备；（3）考虑加工表面的质量要求，根据要求选择加工方法；（4）根据生产车间的实际情况，考虑是否有需要改进的工序或设备；（5）另外还有一些其他因素比如零件形状、重量及性能等也需要考虑。

2 机床设计制造

第一步要先选择一种合适的工艺方法，同一种工件可以用许多种工艺方法来进行加工。而工艺方法的选定一定程度上影响了机床的结构与性能，改变工艺方法常常会带来一系列的变化。方法不同，机床的运动也不同。确定机床的运动首先需满足工作要求，在此基础上尽量减小运动数目，尤其是要求高的运动数目。使运动装置和传动装置结构尽量简单化，从而达成一个执行减完成多个运动的目的。机床尽可能使用标准化的通用夹具。

对于机床的全面布局，这方面要求有：（1）保证足够的刚性和韧性；（2）保证刀具夹具等与工件间的相对运动及相对位置；（3）使其方便操作、维修等；（4）造型要求美观。

接下来确定机床的一些主要技术参数，包括主参数和基本参数。合理排列主轴转速，可以采用等比数列排列的优点，使排列均匀且传动简化。根据实际情况确定进给量，有无级变速和有级变速两种形式。确定机床的电机功率有三种方法，一是实测法，二是计算法，三是统计分析法。一般实测法和计算法通常用于专用机床，而统计分析法则用于通用机床。在进行设计时选用一种以上的方法，比较分析，最终确定电机功率。

3 工装设计

（1）定位分析。 操作人员在进行专业夹具的规格选择时，为防止定位过程中出现与标准重合原则不符的状况，要进行定位误差的计算。可以采用支撑板与定位销定位的办法下肢自由度，但是最多6个自由度，确定对面3个支撑板限定规格时，对支撑在两边的支撑板预先留出两个自由度。

（2）夹紧力。在对零件的实际应用过程中，要求装备产生的夹紧力足以使制作的工件可以被牢牢的固定在支撑架上。操作人员应设置好装备，使夹紧方向与工件的大方向维持一致，以降低制造过程中出现的变形情况的概率。另外，在实际加工过程中还可能会受到其他的影响，比如切削力和重力。操作人员可针对这两个方向进行调整，使保持一致。工作人员还应该严格控制作用点以保证制作可以达到相应的要求。

（3）安装刀具及夹具的方案。为了使安装的工具位置有一个更精确的定位，在制作设计方案时，可先确定方案的大致规模。技术人员在加工处理槽时，应调整好刀具的方向及安装位置，确保在运行的过程中能快速且精准地满足操作人员需要的规格。为使工件达到所需要的质量，制作人员在进行刀具类别的选择时，可以选择直角对刀块，使工作台与制作方向保持在同一方向，以便更容易达到零件需要满足的质量要求。

4 工艺改进措施

（1）完善生产加工环节。通过完善加工生产环节提升机械产品的加工精度是一项有力措施。可通过制定合理的预防措施来降低误差的发生概率。根据不同零件的特点采取相应的预防措施，有效提升机械零件的精度。

（2）误差分组法。使用误差分析法，根据相关标准将生产的毛坯和半成品进行分组，再对这些产品进行进一步生产加工，适量调整工件位置来减小误差，确保了所加工零件的质量，在整体上实现了加工过程的有效控制。

（3）使用冷却液。为防止零件因为温度太高而发生变形，可使用冷却液。在加工零件上使用合适量的冷却液，降低部分区域的温度，减小零件变形的几率。此外，控制机械加工机床的热量还有许多方法，如通过为机床添加润滑剂以减少热量的产生，通过安装添加冷却液的散热设备，起到散热作用。

（4）填补法和补偿法。在机械零件的加工过程中，可能因很多外界环境影响，引起误差，但仍可通过合理科学的方法来减小误差。比如采用填补法降低零件加工的误差，使用压力器定期产生压力，补偿数控车床误差，提高产品的加工精度。

5 总结

操作人员要求全方面了解工装设计和加工工艺，仔细检查施工的作业面，才能更好的完成支架类零件的制作安装过程。根据实际情形明确设计加工过程中的机械定位，确立适当的定位基准，使零件達到要求的使用性和工艺性。在设计加工工艺路线时，操作人员应明确实际加工生产过程中的加工余量，也应掌握好切削的用量。加工时需使用专属工具，保证生产效率，严格规定，使加工工艺满足精度要求，提升产品的合格率。

参考文献：

[1]杨明.机械加工工艺的完善措施[J].科技创新与应用，2015（06）：92.

[2]徐晋之.“钻床夹具设计”零件的机械加工工艺过程及工艺设备[J].科技传播，2013（03）.

[3]杨叔子.机械加工工艺师手册[M].北京：机械工业出版社，2001.

作者简介：崔相信（1967-），男，河南温县人，本科，工程师。