對(duì)機(jī)械類零件加工的工裝設(shè)計(jì)改進(jìn)的研究

潘森

[摘 要]隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)的不斷進(jìn)步，各種零件的開(kāi)發(fā)便逐漸的加多，開(kāi)發(fā)后需要不斷的加工處理，工裝設(shè)計(jì)等，若要躋身于快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)事物前列，我們需要對(duì)各種零件加工的工裝設(shè)計(jì)的不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，不斷的反省問(wèn)題出現(xiàn)的地方，然后再做出一系列的措施，使其比其他類零件加工的工裝設(shè)計(jì)更有優(yōu)勢(shì)。本文就針對(duì)機(jī)械類零件加工的工裝設(shè)計(jì)改進(jìn)進(jìn)行了研究和探討。

[關(guān)鍵詞]零件加工分類；工裝設(shè)計(jì)；方法改進(jìn)

零件加工的工裝設(shè)計(jì)是傳統(tǒng)意義上的一種設(shè)計(jì)，是機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)和工學(xué)共同結(jié)合的以人才培養(yǎng)為模式和基礎(chǔ)的一種主觀因素的設(shè)計(jì)，它面向的市場(chǎng)更多的是汽車、機(jī)械等零部件生產(chǎn)企業(yè)從事生產(chǎn)技術(shù)工作的技術(shù)人員。該設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的實(shí)踐性、涉及的范圍面比較的廣，涵蓋的內(nèi)容非常豐富，并且還具有很大的靈活性，因此，在實(shí)踐的過(guò)程中，必須盡心盡力的完成零件加工的工裝設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)機(jī)械類零件加工的工裝設(shè)計(jì)的分類統(tǒng)計(jì)，機(jī)械類典型零件加工的工裝設(shè)計(jì)有如下幾種：箱體零件加工，套筒零件加工，圓柱齒輪加工。這些零件都有自身的加工工裝設(shè)計(jì)，以下是對(duì)這幾種零件加工的工裝設(shè)計(jì)進(jìn)行了綜合的分析。

一、我國(guó)機(jī)械加工的現(xiàn)狀

機(jī)械加工的最終加工質(zhì)量受到很多因素的限制，這些因素都直接或間接地給人們帶來(lái)了生產(chǎn)和生活上的不便。而最終加工質(zhì)量的衡量標(biāo)準(zhǔn)中最重要的就是加工精度，所以說(shuō)分析和改進(jìn)機(jī)械加工過(guò)程中影響加工精度的因素有助于提高加工質(zhì)量、改善經(jīng)濟(jì)效益。要真正提高機(jī)械加工的加工精度，就要大力提高加工工藝，而認(rèn)清我國(guó)機(jī)械加工的現(xiàn)狀是分析研究的第一步。隨著近些年的不斷發(fā)展，我國(guó)目前存在著多種不同的機(jī)械加工工藝：一是傳統(tǒng)的切削與磨削的技術(shù)繼續(xù)存在并不斷發(fā)展，二是引入計(jì)算機(jī)等高科技的數(shù)控、柔性制造系統(tǒng)等自動(dòng)化的加工工藝得到廣泛的應(yīng)用和完善。不同的加工工藝對(duì)加工精度的影響都不同，合理利用多種加工工藝以改善加工質(zhì)量值得我們?nèi)ヌ骄俊?/p>

二、箱體零件加工的工裝設(shè)計(jì)改進(jìn)

箱體零件加工的工裝設(shè)計(jì)有簡(jiǎn)單低強(qiáng)度的箱體類零件加工工裝設(shè)計(jì)和高強(qiáng)度復(fù)雜的箱體類零件，在研究加工超高強(qiáng)度且復(fù)雜的箱體類零件的過(guò)程中，明確編制合理的零件加工工裝設(shè)計(jì)的各種詳細(xì)流程、有效的利用各個(gè)車間的共有資源和切削各類刀具、選擇合適的裝夾定位方案還有分析件熱后的變形規(guī)律并加以控制和設(shè)定合理的切削用量、引入曲線插補(bǔ)優(yōu)化是對(duì)復(fù)雜箱體類零件加工的質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率的一種保證。

1.優(yōu)化典型工裝設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

優(yōu)化工裝設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是對(duì)零件工裝設(shè)計(jì)的改進(jìn)。在考慮零件加工的工裝設(shè)計(jì)順序時(shí)，對(duì)于某些有特定特征的工裝設(shè)計(jì)零件，要先安排粗加工和半精加工，然后再安排精細(xì)加工和光整加工；而對(duì)于某些有不同的特征的工裝設(shè)計(jì)零件，某些特征的粗加工則需要安排在其他特征的半精和精細(xì)加工之后，比如越程槽這種輔助特征的粗加工就在主特征的半精加工之后進(jìn)行；還有對(duì)于零件的具有全部特征的工裝設(shè)計(jì)零件，一般是遵循先基準(zhǔn)后其他的原則，也就是必須先加工作為基準(zhǔn)面的特征，再加工其他地方的表面特征。

2.聚類和輔助加工約束

隨著設(shè)備可以加工工裝設(shè)計(jì)能力的提高，工序集中原則對(duì)影響工藝路線起到重要的作用。按照工序集中的原則，某些具有相同特征的零件加工的工裝設(shè)計(jì)應(yīng)該安排在一起加工，這樣可以大量的節(jié)約時(shí)間和人力。比如屬于相同加工工裝設(shè)計(jì)階段的特征加工單元、同一方位面的特征、相同類型或需同一把刀具加工的特征等。如零件的正火、退火則就應(yīng)該安排在粗加工之前或者粗加工和半精加工之間，對(duì)于滲碳處理則應(yīng)該安排在半精加工和精加工之間。在進(jìn)行合理的零件加工工裝設(shè)計(jì)路線時(shí)，不只是要考慮零件的工藝方法、技術(shù)要求、保證質(zhì)量和幾何形狀等因素，還要考慮工裝設(shè)計(jì)的成本，時(shí)間和生產(chǎn)率等問(wèn)題。這可以使機(jī)械類零件加工的工裝設(shè)計(jì)路線更加的合理和適用。從而加快對(duì)箱體零件加工工裝設(shè)計(jì)的改進(jìn)措施。

三、套筒零件加工的工裝設(shè)計(jì)改進(jìn)

機(jī)器中套筒零件的應(yīng)用在很多方面都發(fā)揮了重要作用，常見(jiàn)的套筒零件有液壓系統(tǒng)中的液壓缸、支承回轉(zhuǎn)軸的各種形式的滑動(dòng)軸承、內(nèi)燃機(jī)上的汽缸套、夾具中的導(dǎo)向套等。雖然套筒零件的結(jié)構(gòu)、尺寸和用途都不相同，但它們均有一個(gè)共同點(diǎn)：結(jié)構(gòu)比較的簡(jiǎn)單。以下就長(zhǎng)薄壁套筒工件的裝夾加工工裝設(shè)計(jì)。

長(zhǎng)薄壁套筒工件的裝夾加工，對(duì)不銹鋼進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不銹鋼的切削速度會(huì)稍微提高一些，這樣切削的溫度就會(huì)比一般的溫度高些，若其刀具磨損程度加劇，則它的耐用度就會(huì)很大幅度的下降。為了保證合理的刀具耐用度，就必須要降低切削的速度，那么一般就會(huì)按加工普通碳鋼的40%一60%作為參考。由于加工含碳量較低的不銹鋼有較明顯的粘刀現(xiàn)象，在切削過(guò)程中要選用非常好的潤(rùn)滑效果的潤(rùn)滑油和冷卻效果比較好的切削液；選擇鋸片銑刀切削時(shí)，刀齒不要太多，并且它的齒槽還要深一點(diǎn)，盡量要將刀齒磨成錯(cuò)齒，這樣對(duì)排屑和減少切削力有非常大的幫助。在切削不銹鋼工件的時(shí)侯，注意的是對(duì)工件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。通過(guò)對(duì)不銹鋼調(diào)質(zhì)的處理后，可以獲得優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，這樣對(duì)其切削加工性能比有很大改善。通過(guò)正確的操作過(guò)程，在某些地方進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，這樣就可以讓機(jī)械類零件加工的工裝設(shè)計(jì)得到好的調(diào)理。

四、圓柱齒輪加工的工裝設(shè)計(jì)改進(jìn)

齒輪是機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用最廣泛的零件之一，則在平常生活中，對(duì)它工裝設(shè)計(jì)改進(jìn)就顯得更為重要了。平常生活中適用得最多的是圓柱齒輪減速器的工裝設(shè)計(jì)，試驗(yàn)過(guò)程中，我們?cè)诒ＷC原工裝設(shè)計(jì)的中心距不變、總速比變化比較小的狀態(tài)下，把兩級(jí)圓柱齒輪副的速度比重新進(jìn)行了分配并加大模數(shù)和工作齒輪的寬度，再對(duì)齒輪材質(zhì)和熱處理等方面進(jìn)行各方面的改進(jìn)。

1.改變齒輪的寬度：適當(dāng)增加各級(jí)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(qiáng)度。

2.改變速比的分配：在保證圓柱齒輪副高速級(jí)和低速級(jí)的中心距不變的情況下，增大高速級(jí)速比的同時(shí)還要減小低速級(jí)速比，這樣可以增大兩級(jí)圓柱齒輪副等各方面的強(qiáng)度。

3.材質(zhì)和熱處理：進(jìn)行滲碳淬火處理時(shí)要合適的選擇材料，比如20CrNi2Mo和20CrMnTi的選擇。20CrNi2Mo是一種優(yōu)質(zhì)低碳的合金鋼，經(jīng)滲碳淬火處理的齒輪齒面后，它的硬度會(huì)更高、心部韌性會(huì)更好，因此具有比用20CrMnTi材質(zhì)制作的圓柱齒輪副更加優(yōu)異的抗點(diǎn)蝕特別是抗彎曲性能。有文獻(xiàn)專門針對(duì)20CrNi2Mo和20CrMnTi的熱處理性能測(cè)定還有其彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果的探究，可以看出20CrNi2Mo的彎曲疲勞極限比20CrMnTi大許多。

五、結(jié)語(yǔ)

機(jī)械類零件加工的工裝設(shè)計(jì)是一類范圍很廣的設(shè)計(jì)，分配的角色也非常的多，這些機(jī)械類典型零件加工的工裝設(shè)計(jì)有很多種類型，此處探究的這些類型，都有自身的特色，有的不僅在外表上面，還有內(nèi)在中，可以兩方面進(jìn)行區(qū)分，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的同時(shí)要想到改進(jìn)的方法，怎樣才可以發(fā)揮出更高的價(jià)值。生活在進(jìn)行和更新，工裝設(shè)計(jì)也是一樣，也需要我們不斷的對(duì)其反省和改進(jìn)，這樣，我們的技術(shù)就會(huì)更加的成熟，從而促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]舒曉君 《航空制造技術(shù)》[M]起落架復(fù)雜箱體零件加工工藝研究.

[2]張鵬飛、何七榮、徐劍、曹罡 長(zhǎng)薄壁套筒零件圓周等分槽加工工藝改進(jìn)[B] 《制造技術(shù)與機(jī)床》 2010年.