支架類零件機械加工工藝及工裝設計

趙小慧

（天津市恒銀金融科技股份有限公司，天津 300300）

0 引言

支架類零件具有耐磨性、高強度的優點，在汽車、機械變速箱等機械制造上有較好運用，能為機械制造提供需要的零件支持。這類零件的制作工藝流程簡單，但是在細節上還要利用先進的加工工藝，為提高零件制作質量，要加大對支架類零件加工工藝及工裝設計的研究，確保各個機械零件加工環節的順利開展。

1 支架類零件機械加工工藝分析

進行支架類零件加工時，通常采用HT200 材料，這類材料有較好減震性和耐熱性，能滿足支架類零件加工需求。實際進行支架零件制作時，要做好零件工藝性分析、毛坯制作方法的選擇、確定工藝流程、準備制作設備、明確切削用量等工作。好的零件結構要滿足設計要求和工藝性要求，結合零件使用需要確定加工方案，在保證加工質量的同時，簡化加工程序。在加工工藝選擇方面，要注意以下問題：①原材料性質；②適當的加工設備。生產量較大時，應選擇高效率加工設備，確保加工質量和效率，小型零件加工中，可選擇普通加工設備；③根據加工表面質量要求，確定加工方法[1]。支架類零件制作是集中多個工序的加工工藝，需要科學制定制作路線，確保零件制作質量。在零件工藝路線設計上，可制定以下加工流程：鑄造-時效處理-銑面-鉆孔-鏜孔-溝槽-質檢-入庫。實際生產制造中，可根據零件加工特點適當調整加工工序，確保加工路線設計合理化。

2 確定加工余量和毛坯余量

2.1 確定加工余量

支架類零件機械加工時，要確定好加工余量，以便達到要求的零件表面粗糙度和標準精度。常見的加工余量判斷方法有：①經驗法。由經驗豐富的加工人員估計加工余量；②查表修正法。首先根據加工經驗和理論知識得到有關數據并制成表格，之后在操作實踐中結合實際情況改正表格數據；③分析計算法。利用加工資料與計算公式求得加工余量。對比分析以上加工余量確定方法，其中經驗估算法受到人的主觀因素影響較大，容易產生較大誤差。根據計算公式確定加工余量相對合理，但是因為切削條件的變化，限制這一方法的運用。而查表修正法是結合零件制作實際情況并通過計算判斷加工余量的，相對較為準確，在實際零件生產中有較好應用。例如，在銑削加工環節，可根據機械加工有關數據資料，查表得到工件半精銑環節需要保留1.5 mm的加工余量，總加工余量為7.5 mm，這時需要在粗銑環節保留6 mm 的加工余量。

2.2 確定毛坯余量

支架類零件加工時，還需要確定好毛坯余量，保證零件加工質量。考慮到支架類零件以中批生產為主，首先要進行鍛鑄件的分析，為生產加工流程的改進提供借鑒，達到控制加工成本的目的。其次，需要綜合考慮零件形狀尺寸、力學性能等因素，選擇恰當的鑄造方法。在毛坯余量確定方面，應按照鍛鑄件分析結果，根據鑄造最大尺寸和鑄造面公稱尺寸，并結合機械加工工藝相關標準，確定毛坯余量。另外，可根據支架類零件各個加工環節產生的切削余量，求得毛坯余量，去除金屬厚度后便能得出各道工序的加工余量。

3 支架類零件機械的工裝設計

3.1 定位和定位誤差分析

在進行專用夾具的工裝設計時，需要做好定位和定位誤差分析工作，操作人員在了解定位誤差后，再次選擇專用夾具的規格，避免在夾具定位時出現和標準位置不符合的現象。為固定加工設備，可采取定位銷和支撐板定位的方式，限制夾具自由度，在對底面支撐板限制自由度進行確定時，要保留2 個自由度在兩端的支撐板，自由度限制數量為3 個。

3.2 夾具體

在工件加工制作過程中需要利用到夾具體，要想保證加工零件滿足使用要求，需要針對機床固定和工件裝卸進行設置，以便滿足零件使用要求。因此，進行工裝設計時，要保證夾具體操作靈活，并且具有較好的剛度和強度性能，使其在實際使用過程中能很好完成拆卸或安裝操作，以便發揮夾具體作用。這些加工工件的尺寸和結構都能保持較好性能，并且在加工細節上要從有關規定著手，保證整個加工制作的合理化，提高零件加工精度。同時在零件使用過程中要及時排除碎屑，以便保證零件性能穩定性。

3.3 夾緊機構

進行夾緊機構的規格設置時，需要保證在工件加工過程中，加工工件能固定在支撐架上，以便保證加工精度，是工件制作流程順利進行的基礎。在進行夾緊結構工裝設計時，操作人員要合理設置夾緊方向，通常和加工構件剛度最大的方向相一致，減少夾緊力作用下工件的形變程度，以便正常進行零件加工[2]。另外，夾緊工件加工過程中還會受到重力、切削力等因素的影響，為避免工件發生移動，需要做好夾緊機構設計工作，對重力方向和切削方向進行控制，確定夾緊方向與以上2 個方向一致。為確保工件加工質量能達到零件加工要求，操作人員要嚴格按照加工要求，對加工過程進行控制。

3.4 對刀和夾具的安裝

實際制定刀和夾具的工裝設計方案時，應首先確定加工機構方案的規模，了解各個加工設備的安裝位置，進行工具位置的精確確定。技術人員在對槽進行加工時，需要結合加工要求適當調整工具位置和方向，以便保證在機械運行過程中，能快速精準的按照零件制作設計要求進行工件形狀和規格的處理，從而保證工件加工質量。這時為確保最終加工產品滿足設計應用要求，在選擇刀具種類時，可選用直角對刀塊，在確定刀具固定位置和方向后可進行工件加工。具體來說，進行支架類零件的加工安裝時，要根據加工工藝及工裝設計實際要求，確定具體的加工方案，同時需要詳細檢查加工制作中的工件定位問題，合理設置定位規格，是保證工件加工順利進行的關鍵，使得零件具有較好工藝性和實用性。加工流程設計上，需要明確加工實踐中的加工余量，對各個環節需要的加工余量進行準確判斷，加工制作時，技術人員要準備專用工具，以便保證加工效率。只有按照規定進行工裝設計，才能確保加工制作精度，達到理想的加工效果。

4 選擇定位基準

首先，在粗基準的確定方面。在確定粗基準時，要保證零件加工表面有較高精度，如果被加工部件上存在不加工表面時，需要從不加工表面著手確定粗基準，進一步明確定位加工面位置。另外，為提高加工件夾緊程度和可靠性，要選擇平整、無明顯缺陷的不加工表面。為確保加工表面上的加工余量能夠分布均勻，要明確粗基準，且某個粗基準不能重復使用。其次，選擇精基準時，應主要以加工面為主，確定支架類零件加工設計基準，能避免由于精基準選擇不當而造成定位誤差。同時確定精基準時，應盡可能選擇同一組基準較多的加工表面，以便更好確定加工表面間的位置關系。如果工件加工過程中，對加工表面的位置精度要求較高，則需要選擇相關表面同時作為基準反復加工，確保工件加工表面位置合理設定。

為提高支架類零件加工質量，需要不斷改進原有加工工藝。首先，完善加工環節，是提高零件加工精度的有效措施。在支架類零件加工過程中，可能會出現一些加工事故，這就需要提前做好預防工作，結合加工特點制定相應的預防措施，達到降低加工誤差的目的。其次，還可采取誤差分組法，要想提高工件加工精度，應對加工過程中可能出現的誤差進行分析，之后按照有關標準半成品和毛坯進行分組，根據設計標準進一步進行產品精加工，通過調整加工面位置來保證零件加工質量，以便加大對整個加工流程的控制。最后，可使用冷卻液來提高加工精度，采用冷卻液能有效防止工件在高溫環境下發生變形，從而保障加工效益。在加工工件上涂抹一定量的冷卻液，快速降低工件局部溫度，可降低零件變形概率。另外，還可通過運用潤滑劑來減少零件加工過程中產生的熱量，確保工件加工有序進行，同時可安裝散熱裝置，能起到零件變形防范作用。

5 結束語

在支架類零件制作過程中，要求相關人員對加工工藝流程有個全面了解，同時要檢查好作業面的規格。在制定工藝制作程序的過程中，要明確判斷加工時的預留余量和切削用量，保證零件加工質量及效率。實際生產中要運用專業的加工工具，按照有關標準和要求進行零件加工，以便保證零件具有較好應用性。