基于不規則零件的加工工藝分析及夾具設計

劉清峰

摘 要：在經濟全球化的逐漸發展下，優化不規則零件的加工工藝在生產加工領域方面，越來越得到重視。由于不規則零件的加工工藝比較復雜并且耗費時間比一般零件加工時間長，需要消耗掉極大的精力，進行大規模的機械化生產，運用傳統零件的加工方式是不能實現的。因此，對不規則零件的加工工藝進行優化已經迫在眉睫了。本文主要分析不規則零件的加工工藝的提升以及其夾具的設計方法。

關鍵詞：不規則零件加工；夾具設計；傳統零件加工

引言

在機械加工過程中，使用通用夾具就能滿足簡單軸類，盤類，套筒類的零件，但是遇到復雜或不規則零件時，傳統加工工藝很難滿足要求，無法保證加工過程的順利進行。并且有可能出現，加工時間耗費長、外觀不符合圖紙上面的要求設計等一系列誤差。為了保證不規則零件加工過程能夠順利進行，提高加工效率，我們需要找到一種加工精確且效率高的新型加工方法。本篇文章借由其中一種不規則零件，分析不規則零件的加工工藝和其夾具設計。

一、不規則零件圖分析

1、 不規則零件的工藝分析

此零件是一個外形不規則的叉架類零件，其基體組成和基體的結構都相對比較復雜，支架主要起支撐和連接作用，因此在加工上的精確需特別注意。

2、 不規則零件加工方法分析

叉架類零件外形復雜，不容易定位，彎曲剛性差，容易變形，對尺寸精度，形狀精度，位置精度，表面粗糙度的要求都很高，其功用是傳力構建，承受沖擊載荷。

叉架類的零件一般有1到2個孔，孔與孔，孔與其他表面之間的位置精度的要求較高，一般工件表面粗糙度Ra值小于1.6um。材料方面需要有足夠的抗疲勞強度等力學性能，設計的結構剛度好，采用45鋼調質處理，一部分受力不大的采用球墨鑄鐵。零件方面采用鍛造毛坯，其金屬纖維需沿桿身方向分布，盡量做到不要有咬邊，裂痕等這些缺陷。部分的零件要進行噴丸處理，加強抗應力，提高工件的疲勞強度。

刨，銑，拉，磨等加工方法，運用與叉架類零件的平面上，刨削和銑削是對叉架類零件的平面進行粗加工，半精加工。磨削則是平面的精加工。

銑削分為周銑、端銑、逆銑以及順銑。其中不規則零件的成形表面，組合表面是周銑加工的。端銑是把零件進行修光作用，減少表面粗糙度值。逆銑的切削速度方向與工件的進給方向相反，切削厚度逐漸增大，可挑起工件的趨勢，引起振動，影響表面粗糙度。而順銑則是切削速度方向與工件的進給方向相同，切削厚度逐減小，用于精加工。

二、 不規則零件的夾具結構和不規則零件技術分析

設計夾具時我們應該從在零件加工的時候滿足粗糙度要求，滿足兩孔軸線間的公差要求方向出發，同時找到定位基準，使技術要求得到保證，提高其勞動生產率，降低勞動強度。

機床夾具的組成是由定位裝置、夾緊裝置、對刀或導向裝置、連接原件、叉架、其他元件或裝置等部分組成，其中叉架的作用就是把所有的元件連接成一個整體。

拔叉，支座，連桿是屬于叉架類零件。叉架類零件多數為鑄件或者鍛件，因此常見結構有圓角，凸臺，凹坑等。我們在設計夾具時首先要選擇合理的定位基準，如果定位基準選擇不當會影響零件加工工藝和零件質量問題，或是增加加工工序、耗費時間和精力，工藝路線不合理，使夾具的設計更加困難等。

上面表中描述的是對拔叉零件技術要求的一些條件和數據，可以看出，其要求頗高。那么相對的對夾具的要求制作也高。

三、 不規則零件的加工過程分析

在選擇粗基準的時候，以基準孔Φ14H9的外圓是最合適的，不加工的外圓和內孔壁厚均勻是能夠在此基礎上得到保證的。而選擇叉腳K面為粗基準限制移動自由度，可以讓不加工的叉腳面與叉腳加工面兩側對稱。精基準選擇內孔，限制四個自由度，符合基準重合原則。

撥叉內孔尺寸和形狀精度要求都比較高，采用鉆、擴、鉸等方案進行深孔加工，鉆孔常在車床上進行，先加工端面可防止鉆頭產生偏移。

叉腳兩側面對基準孔，垂直度要求很高，而且表面粗糙度值較小。并且在叉腳處，剛性比較差，容易變形，應該進行粗、精銑兩次分開加工來完成，在精銑之前將基準內孔精拉修正以提高加工精度。

加工順序方面要按階段進行，遵循粗、精加工分開的原則。

四、拔叉夾具的設計

定位基準的選擇和切削力和卡緊力計算。本步加工可按估算卡緊力，實際效果可以保證可靠的夾緊，軸向力（錯誤，嵌入對象無效），扭矩（錯誤，嵌入對象無效。錯誤，嵌入對象無效），由于扭矩很小，計算時可忽略，夾緊力為錯誤，嵌入對象無效，聯系數S1=1.5，S2=S3=S4=1.1，則實際夾緊力為F=S1*S2*S3*S4*F=10.06N，使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調節夾緊力調節裝置，即可指定可靠呢夾緊力。最后還有誤差分析。

五、 結束語

傳統工藝對不規則零件的加工不僅達不到圖紙的要求，耗費的精力和時間也很長，加工之后的結果不盡人意。隨著經濟和工業發展，在不規則零件加工工藝的技術上得到了很大的提升。而上文描述的工藝使的不規則零件在加工過程能夠變得更精確，對機床的消耗也有所減少，提高了生產率降低了生產成本。同時，使用此加工方法減少了制作的時間和人員的耗費的精力。既提高了員工的工作效率，又提高了產品的生產質量。實現了能用于大規模生產中，為經濟帶來了更大的發展。不規則零件加工工藝的提升不僅提現了技術的發展情況，在優化了不規則零件的加工工藝，給機械生產帶來了很多好處，打破了傳統加工工藝耗費時間，耗費精力，質量不過關，成果達不到要求的缺點。

參考文獻：

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