基于環(huán)體機(jī)械零件加工工藝技術(shù)改進(jìn)與夾具設(shè)計研究

曲秀恩

摘要：現(xiàn)在使用的環(huán)體機(jī)械加工中還存在較多的問題和缺陷，本文將根據(jù)機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)分析現(xiàn)有加工藝術(shù)中存在的一些缺陷，然后針對缺陷提出具體的技術(shù)改進(jìn)措施并對夾具設(shè)計進(jìn)行一定探討。

關(guān)鍵詞：環(huán)體機(jī)械零件;加工技術(shù);夾具設(shè)計

前言

在整個機(jī)械加工中主要是由機(jī)床、刀具、夾具、被加工工件組成，對應(yīng)不同的加工工件使用的加工方式也有所區(qū)別。對環(huán)體機(jī)械零件加工的方式與整件工件加工相比要更加細(xì)致。

1.環(huán)體機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)構(gòu)造概括

通常情況下黃體機(jī)械零件都是由前環(huán)體和后還體這兩個零件共同組成的。例如加工某件環(huán)體機(jī)械零件，在零件上前環(huán)體和后還體共有3個安裝絲杠的軸承孔聲，具體使用中需要在孔中安裝接觸球承，所以在零件制作中對孔的尺寸和行位精度要求都非常高，在具體制造中對零件中心線的平行度、孔中圓柱等均有尺寸要求，對需安裝球體表面粗糙度也有要求。

2.原零件加工工藝方案的缺陷

假設(shè)對某件工藝進(jìn)行裝夾使用的是三爪自定心卡盤裝夾，在具體裝夾中可能會出現(xiàn)的問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）若被裝夾零件壁薄，零件制造選擇的材質(zhì)具有較好的和易性，那么使用三爪自定心卡盤進(jìn)行裝夾時，夾緊力度過大會造成零件變形，如果在加工過程中3個孔足變形狀態(tài)形成，假設(shè)不松開卡盤，孔徑到達(dá)一定數(shù)值為合格，如果松開卡盤，就會使裝夾產(chǎn)生的徑向變形得到釋放，但是三個孔會因?yàn)樽兂僧a(chǎn)生精度誤差，最終導(dǎo)致孔徑和圓柱精度等與設(shè)計規(guī)定不符。

（2）由三爪自定心卡盤所產(chǎn)生的誤差會導(dǎo)致機(jī)床自身出現(xiàn)精度誤差，也會對整個工藝系統(tǒng)產(chǎn)生影響，在三爪自定心卡盤裝夾力度不均勻的情況下也會造成孔加工精度出現(xiàn)誤差。

（3）每個加工零件都需要被校正，在校正的過程中也有可能會導(dǎo)致工件誤差，如在校正過程中，校正人員的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)不足，對校正的精度把握不準(zhǔn)，那么孔和工件中心線位置的精度也難以把握。

（4）零件在加工過程中因材質(zhì)問題導(dǎo)致誤差。有些材料的自身內(nèi)應(yīng)力在切削過程中容易引起變形，從而導(dǎo)致加工過程中因內(nèi)應(yīng)力而產(chǎn)生誤差。

（5）由刀具剛性差導(dǎo)致加工精度誤差。有些材質(zhì)在經(jīng)過熱處理后，硬度變大，如果需要鉆的孔內(nèi)徑非常小，當(dāng)切削參數(shù)太大，就容易因刀具剛性差而引起加工振動，導(dǎo)致加工零件精度受影響，除此之外，零件表面粗糙度也會因振動而產(chǎn)生不容程度的誤差。

3.環(huán)體機(jī)械零件加工工藝方案的改進(jìn)措施及夾具設(shè)計方案

（1）環(huán)體機(jī)械零件加工工藝改進(jìn)措施。對于環(huán)體機(jī)械零件加工工藝的改進(jìn)應(yīng)該針對前文提到的缺陷進(jìn)行改進(jìn)，對加工工藝進(jìn)行改進(jìn)首先需要將各種材料的內(nèi)應(yīng)力都消除，同時還需要消除在工序切削過程中會產(chǎn)生的引力，避免在具體施工的時候因材料應(yīng)力而產(chǎn)生的精度誤差，另外對各個細(xì)孔也應(yīng)進(jìn)行一定的人工時效處理，確保在加工過程中不會因內(nèi)應(yīng)力而導(dǎo)致工件加工精度誤差。

在對環(huán)體機(jī)械零件中的各個細(xì)孔進(jìn)行加工時，需要使用專用夾具來改變工件的裝夾方式，主要是將比較容易變形零件的徑向夾緊方式換成不容易產(chǎn)生零件變形的徑向夾緊方式，通過轉(zhuǎn)變夾緊方式，能夠有效消除因裝夾而產(chǎn)生的工件變形現(xiàn)象。在對工件夾具進(jìn)行設(shè)計時，需充分考慮工件的外圓和底面，解決夾具與工件之間的配合精度，能夠有效解決零件精度的問題，從而保障零件加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

（2）環(huán)體機(jī)械零件加工夾具設(shè)計。對夾具的定位誤差進(jìn)行分析主要是以零件的外圓和底平面為定位基準(zhǔn)，然后依據(jù)工件和夾具所對應(yīng)的孔徑角度作為方向基準(zhǔn)，確立方向自由度，假設(shè)零件外圓定位限制零件X、Y這兩個自由度，零件底面定位限制零件Z自由度，菱形定位銷和工件夾具孔同時配合工件沿著Z軸進(jìn)行自由度旋轉(zhuǎn)，這種情況下，零件在夾具中是屬于完全定位。如果夾具的裝夾工件是，將兩個壓板都壓在加工工件的軸向臺階面上，此時夾緊的方向就會從徑向轉(zhuǎn)變?yōu)檩S向，一般情況下，工件軸向的剛度比徑向剛度要好，那么在裝夾的時候就能夠有效消除因裝夾而引起的工件變形，對三爪自定心卡盤裝夾所引起的工件變形誤差和卡盤制造誤差也能夠有效消除，降低誤差造成的工件精度影響。

以裝夾原理為出發(fā)點(diǎn)，可以看出，工件與裝夾之間定位誤差的集中點(diǎn)在菱形銷角度定位以及外圓夾具孔之間的定位。

對夾具進(jìn)行安裝和校正主要是依據(jù)定位誤差分析來進(jìn)行調(diào)整。為了讓夾具在機(jī)床工作臺上有比較精準(zhǔn)的定位，那么在對夾具進(jìn)行裝夾時，可以首先加入一個校正平面，在安裝夾具時，可以將校正平面調(diào)整得和X自由運(yùn)行方向平行，，此時夾具的校正方式為：先將兩個壓板都壓在夾具的臺階面上，壓緊但不壓死，隨后將千分表放入主軸鉆夾頭里面，當(dāng)千分表表針接觸到A平面以后，為表針施加適量的壓力，但是不要造成表針不懂，然后將表盤進(jìn)行旋轉(zhuǎn)使表歸零。此時移動X自由方向的工作臺，使夾具A面沿著百分表針運(yùn)行，隨后檢查百分表的跳動狀況，假設(shè)跳動公差值，當(dāng)跳動公差超過精度時就用木槌對夾具進(jìn)行敲擊并調(diào)整位置直到校正。

4.加工工藝參數(shù)制訂及刀具選用

對加工工藝參數(shù)進(jìn)行制定主要是依據(jù)工件制作材料、加工前硬度、工件硬度來確定主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量、背吃量。分粗鏜孔和精鏜孔兩種情況。

選擇刀具的時候?yàn)榱舜_保刀具切削較快，通常都會選用前角呈平面型的鏜刀，因?yàn)樗那邢魅兄饕怯星暗睹婧秃蟮睹娼幌鄻?gòu)成的，而且這種刀具的刃口非常鋒利，在切入的時候阻力會比較小，引起零件變形的可能性就小。而且該刀具的使用壽命長，又是新型高速鋼，前角一般角度為7°到9°，后角一般角度為10°到12°，在具體加工中為了提高刀具的斷屑能力，都會在刀具的前刀面上磨有較深的斷屑槽。

選擇刀具最主要的目的就是確保零件加工精度，對于設(shè)備的選用通常都是選用較為著名的刀具，如瑞士豪澤公司的雙柱立式坐標(biāo)鏜床，這種機(jī)床具有良好的加工精度，能夠?qū)⒐に囍械南到y(tǒng)誤差有效減少到最小。

5.加工效果對比

對零件加工工藝進(jìn)行改進(jìn)后，具有較為明顯的優(yōu)勢：夾具的結(jié)構(gòu)非常簡單，而且生產(chǎn)周期較短，產(chǎn)生的加工成本低;使用的夾具設(shè)計結(jié)構(gòu)較為合理，零件所選取的定位基準(zhǔn)合理而且重復(fù)定位精度較高，使得加工出來的零件與設(shè)計圖紙具有較高的契合度，質(zhì)量也穩(wěn)定;還有很重要的一點(diǎn)就是，加工效率是原始加工的3倍，甚至是3倍以上，使生產(chǎn)周期大大縮短，生產(chǎn)結(jié)果也比較讓人滿意。

6.總結(jié)

在具體的加工工藝改進(jìn)中還需要以具體的數(shù)值來進(jìn)行說明才會具有較好的說服力，為了讓環(huán)體機(jī)械加工具有更好的質(zhì)量和精度，在加工中還需要根據(jù)具體材料選擇夾具、確定刀具等。

參考文獻(xiàn)：

[1]周翀.基于環(huán)體機(jī)械零件加工工藝技術(shù)改進(jìn)與夾具設(shè)計分析探討[J].廣東建材，2009，25（8）.