對機械類零件加工的工裝設計改進的研究

黃永亮

摘 要：隨著我國經濟發展的不斷進步，經濟建設規模不斷擴大，對各類零件的加工需求也在逐漸增加，面對人們日益增長的零件設計需求，需要不斷開發符合要求、符合市場的新零件，或者改進舊有零件的工裝設計。市場競爭的激烈化同樣要求機械類零件加工與工裝設計不斷改進發展，找出在零件的加工生產過程中出現的問題并提出有效的解決措施，達到提升加工水平以及工裝設計水平，促進經濟發展，提高經濟效益的最終目的。本文將針對機械類零件的不同類型探討其工裝設計方式，并為工裝設計提出進一步的改進措施以供參考。

關鍵詞：機械類零件；加工；工裝設計

中圖分類號：TH16 文獻標識碼：A

機械類零件應用范圍較廣，各行各業的機械設備都離不開，特別是在工業生產中，機械類零件有著不可替代的地位，是傳統意義上的一種以培養人才為目標的設計，由工學、機械制造和夾具設計三者共同作用完成的，其工裝設計在實際生產過程中具有豐富性、實踐性、靈活性以及廣泛性，因此對工作人員的技術水平要求較高，通常需要交給某些零件的專門生產廠家，由其中最富有生產技術與生產經驗的技術人員進行生產制作，并且要求工作人員在生產過程中有足夠的耐心與細心，責任心強，降低設計生產中出現失誤的幾率，避免不必要的經濟損失。機械類零件中的工裝設計主要包括軸類、箱體類、盤類、套筒類以及齒輪類這5種類型的零件加工，這5種類型都是現代工業生產中必不可少的零件，其優良的加工質量為大型器械設備的正常運轉提供有力的保障，是促進經濟發展的重要基礎。以下將對這幾類零件加工的工裝設計進行詳細的討論分析，發現其中問題并提出解決方案。

一、我國機械類零件加工現狀

機械類零件的加工質量高低影響著大型機器能否正常運轉，優秀的零件加工技術不僅可以促進加工質量的提高，還能夠保證機器的正常運作，提高生產效率，達到促進企業經濟效益提升的目的。而在機械類零件的生產加工中，其加工質量的好壞易受到很多不同因素的影響，但主要依據加工精度的高低進行評判，提高加工工藝水平有利于促進加工精度的提升。

目前我國的機械類零件加工工藝主要有兩種類型，其一是對零件進行磨削和切削，這是我國傳統的加工工藝，這種方式逐漸無法滿足現代化發展趨勢的零件加工需求，但因為還存在許多現今科技水平無法做到的零件加工，因此它將會持續存在并繼續發展下去；其二是與現代科學技術相結合產生的，利用計算機實現的自動控制與智能化加工工藝，這種方式由于節省了大量的人力物力，并且具有加工精度高、效率高、產量大、規格標準等優點，受到廣泛的歡迎，在機械加工中得到了普遍應用。加工精度的高低受到加工方式不同的影響，因此要與實際的零件加工需求相結合，合理使用不同的加工工藝，促進加工精度提高，加工質量改進。

二、零件加工的工裝設計類型與改進方式

1.軸類零件

1.1軸類零件主要內容

軸類零件是許多機器正常運行的保障，一般按照結構不同可分為各種絲杠、錐度心軸、階梯軸、空心軸、光軸、偏心軸、凸輪軸等，在機器的運轉中主要負責傳遞扭矩，對凸輪、連桿、帶輪、齒輪和等傳動件起支撐作用。

1.2加工要求及改進方式

在軸類零件的加工中，為了保證加工精度，在進行加工時要求加工工藝首先要保證零件幾何形狀與直徑的精度準確無誤，不允許誤差的出現；其次，對軸徑進行支撐時 的基本條件要求其相互位置要配合準確；最后，因為機器參數不同以及所處工作環境不同，有著不同的精密程度需求和運轉速度需求，因此要注重零件表面的粗糙程度，粗糙程度的不同對機器運轉有很大影響。

為了提高零件加工的工裝設計水平，可以進行以下改進。

（1）深孔加工操作中容易造成孔洞變形且復原難度較大，會給企業造成一定的經濟損失，因此可以調整加工順序，在對零件調質后再進行深孔加工。

（2）可以先后通過對大直徑外圓的加工以及小直徑外圓表面的處理降低零件的剛度。

（3）對零件加工質量以及精度進行控制時，可以利用數控車床加工，但要注意工裝設計過程中對零件的幾何要素、尺寸標注以及零件輪廓進行分析，對零件加工中的技術和精度要求進行明確。

（4）軸類零件的裝夾需要對零件表面進行一次性的加工，部分零件要求其定位標準為內孔。要設計具有較優良性能的專用刀具與夾具并進行生產加工。

2.盤類零件工裝設計

盤類零件主要指某些厚度較薄、直徑較大的機械類零件，由于具有較高的加工難度，因此對其工裝設計的技術要求高，需要注意的加工要求有：

（1）對零件質量的控制。在進行加工前要求工作人員完全掌握零件的技術要求與結構，并在加工過程中按照圖紙要求規范操作，保證加工參數與圖紙的高度一致性。

（2）可操作性較強。為了避免因使用普通加工方式給盤類零件造成瑕疵，因此需要使用具有豐富加工經驗以及高水平加工技術的人才進行操作，提高加工工藝的精密度。

（3）安裝較便利。盤類零件由于具有與其他零件不同的安裝工藝，因此需要設計簡單便利的裝卸方式，促進工作效率的提高。

3.箱體類零件工裝設計

箱體類零件可以分為兩種工裝設計，簡單并且強度低的工裝設計以及復雜并且強度高的工裝設計。在研究零件加工的工裝設計過程中，技術人員應該編寫合理有效的加工流程，并且要有效利用工廠現有資源，同時還應選擇合適的裝夾定位方案，這些細微的措施有利于提高生產效率。如今，各大企業在不斷發展的過程中，一些生產設備越來越先進且工裝設計能力也逐漸提高，大部分企業本著“工序集中原則”為企業謀取了極大利益。由此可知，工序集中原則在工裝設計方面的重要性。工序集中原則即將具有相同特征的零件安排到一起加工，這樣既節約了成本，也節約了大量的人力物力。加工方式對于零件的質量會產生很大影響，所以機械制造業要設計合理的加工方式，保證零件的質量要求。

4齒輪類零件加工的工裝設計改進

毛坯加工是齒輪零件加工中非常重要的一個環節，直接關系到齒輪的工作狀況，所以為了提高生產速率和保證質量，必須改進毛坯加工的工裝設計。此外，還應該對齒輪的材質進行改進，通過改變齒輪的工作寬度來提高并平衡齒輪接觸及彎曲疲勞程度。齒輪是機械傳動中應用最廣泛的零件之一，則在平常生活中，對它工裝設計改進就顯得更為重要了。

（1）改變齒輪的寬度：適當增加各級圓柱齒輪副的工作齒輪寬度，這樣可以提高并平衡齒輪接觸及彎曲疲勞強度。（2）改變速比的分配：在保證圓柱齒輪副高速級和低速級的中心距不變的情況下，增大高速級速比的同時還要減小低速級速比，這樣可以增大兩級圓柱齒輪副等各方面的強度。

結語

促進機械類零件加工的工裝方式改進，提高零件的加工精度，針對不同類型的工裝設計，合理使用不同的加工方案，提高零件加工質量，使機械類零件在工業生產中充分發揮其重要作用，維持機器的正常運轉，從而提高經濟效益。

參考文獻

[1]楊昌遠.典型零件加工及加工工藝初步分析[J].科技論壇，2014（3）：189-190.

[2]楊敏，楊紹文.影響機械制造中盤類零件高校加工的因素[J].科技與企業，2014 （9）：310-310.

[3]張濤.機械類零件加工的工裝設計改進探討——各類零件加工工藝及工裝簡介[J].科技展望，2015（16）：63-63.

[4]許寧靜.對機械類零件加工的工裝設計改進的研究[J].中國機械，2013 （17）：45-45.