支架類零件機(jī)械的加工工藝及工裝設(shè)計(jì)

王彥文 高峰

摘 要：支架類零件具有穩(wěn)定性好、易操作、可承受較大應(yīng)力的優(yōu)勢，可達(dá)到鑄件過程中對(duì)零件的強(qiáng)度和耐磨性的要求，因此在機(jī)床、汽車等加工中廣泛應(yīng)用。從整體上來看制作支架類零件的工藝并不繁瑣，但在其過程中所涉及到多個(gè)方面的機(jī)械加工工藝，代表性較強(qiáng)。本研究簡要的分析了支架類零件的機(jī)械加工工藝和工裝設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：支架類零件；加工工藝；工裝設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TH16 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）27-0100-02

Abstract： The bracket parts have the advantages of good stability， easy operation and large stress tolerance， and can meet the requirements of the strength and wear resistance of the parts in the casting process. Therefore， they are widely used in machine tools， automobiles and other processing. From the overall point of view， the manufacturing process of bracket parts is not cumbersome， but in the process involved in a number of aspects of the mechanical processing technology， representative. In this paper， the machining process and tooling design of the bracket parts are briefly analyzed.

Keywords： bracket parts； processing technology； tooling design

支架類零件在汽車、車裝、機(jī)械變速箱等相關(guān)工作中運(yùn)用的較為廣泛，可滿足該類機(jī)械制造對(duì)于零件耐磨性和強(qiáng)度的需求，雖然在制作該零件的過程涉及到的工藝步驟較為簡單，但在細(xì)節(jié)上還是涉及到了多個(gè)方面的加工工藝，要想使得在使用過程中達(dá)到要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，滿足設(shè)計(jì)人員的要求，就必須在加工機(jī)械部件的過程中仔細(xì)的調(diào)整相關(guān)的規(guī)格和細(xì)節(jié)[1]。

1 機(jī)械加工工藝分析

HT200（灰鑄鐵）因耐熱和減震效果較好，可鑄造性高，所以是目前市場上應(yīng)用較為廣泛的支架零件的使用材料?；诣T鐵在加工的過程中的工藝包括以下幾個(gè)方面：零件工藝性、毛坯制作方法、基面水位和高程的起始面的選擇、工藝路線的制定和各工藝制造設(shè)備的確定等等[2]。

2 工藝過程設(shè)計(jì)

在加工制造支架零件的過程中需要涉及多道工序，需要通過一連串的動(dòng)作來保證該零件能夠完整的制作成功，因此在加工前應(yīng)根據(jù)科學(xué)的方法設(shè)計(jì)出工藝加工的線路，從而使得機(jī)械的制造能夠井然有序的進(jìn)行下去。該零件擬定的工藝加工路線主要從頭到尾依次為鑄造、時(shí)效處理、銑上下端面、銑下面?zhèn)让妗@孔、鏜孔、鉆孔、溝槽、銑寬槽、質(zhì)檢、最后是入庫。制造工藝是根據(jù)實(shí)際情況可以做出調(diào)整的，而不是固定一種模式。

3 毛坯余量和加工余量的確定

3.1 毛坯余量的確定

（1）毛坯的選擇

考慮到零件是中批生產(chǎn)的，所以要先對(duì)鍛鑄件進(jìn)行分析，有助于將生產(chǎn)效率大大提高，同時(shí)降低和減縮生產(chǎn)成本，其次對(duì)零件的力學(xué)性能和大小形狀等因素進(jìn)行綜合考慮，因此選用鑄件的方法。

（2）毛坯余量的確定

按照毛坯不同的鑄造程度、鑄造最大尺寸、該面的公稱尺寸和所處的位置，可由《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》中查出。但在本研究中由各工序的切削余量來計(jì)算出毛坯余量。在每道工序中將金屬的厚度去除之后就是這道工序中的加工余量。

3.2 加工余量的確定

毛坯的尺寸和工藝裝備的尺寸以及設(shè)備的調(diào)整等因素直接受到加工余量大小的影響。若將余量預(yù)留的過大就會(huì)浪費(fèi)人力和成本資源，如果余量預(yù)留的過小也會(huì)影響到加工過程中的盈利變形和熱變形等，余量不足很可能會(huì)造成工件直接不能使用，所以確定好加工余量是十分重要的。加工余量設(shè)計(jì)是機(jī)械在制造過程中所必不可少的重要環(huán)節(jié)，在零件生產(chǎn)的過程中設(shè)置加工余量的步驟主要是為了保證零部件能夠按照要求達(dá)到所需的精度和表面粗糙程度，主要有三種確定加工余量的方式，分別是經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法、分析計(jì)算法和查表修正法。第一種是根據(jù)機(jī)械制造者的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)來估算加工余量的規(guī)格，通常情況下這種方法對(duì)人員的要求比較高，并且嚴(yán)重受到制造者個(gè)人主觀意識(shí)的影響，因此精度會(huì)不太穩(wěn)定和準(zhǔn)確。第二種指的是利用公式和相關(guān)資料來確定加工余量的數(shù)據(jù)，這種方法因精確度較高因此在生產(chǎn)中應(yīng)用的最為廣泛，但是這種方法也會(huì)受到一些限制條件的影響，所以對(duì)實(shí)際使用過程具有較嚴(yán)重的影響。第三種方法是通過對(duì)機(jī)械記錄表格進(jìn)行查表修正，在生產(chǎn)過程中相關(guān)制作人員會(huì)按照生產(chǎn)時(shí)間和相關(guān)數(shù)據(jù)制作出一個(gè)詳細(xì)的數(shù)據(jù)表格，因此可以結(jié)合表格在實(shí)際生產(chǎn)中來確定加工余量。這種方法是利用計(jì)算來確定余量的數(shù)量，能夠保障數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性和精度，因此相對(duì)來說這種方法要比前兩種穩(wěn)定可靠得多，且數(shù)值保障效果最好。以技術(shù)人員銑削加工為例，利用技術(shù)手冊(cè)中的規(guī)格來計(jì)算余量十分可靠。確定加工過程中預(yù)留出的余量數(shù)據(jù)，保障數(shù)值和機(jī)械零件的精確和質(zhì)量。

4 專用夾具工裝設(shè)計(jì)

4.1 定位及定位誤差分析

在選擇夾具的規(guī)格時(shí)，工藝操作相關(guān)人員要準(zhǔn)確的計(jì)算出定位的誤差，避免出現(xiàn)在定位過程中基準(zhǔn)重合原則和定位結(jié)果不符合的現(xiàn)象?？墒褂弥伟迮c定位銷定位的方法來使用夾具，限制自由度的同時(shí)數(shù)量限制程度要在6個(gè)自由度以下，確定地面的在對(duì)地面3個(gè)支撐板的限制規(guī)格時(shí)，應(yīng)提前將兩個(gè)自由度支撐在兩邊的支撐板預(yù)留出來，限制數(shù)量為3個(gè)，設(shè)置一個(gè)定位銷限制的自由度。

4.2 夾緊機(jī)構(gòu)

在設(shè)置夾緊裝備的規(guī)格時(shí)，在使用裝備處理零件時(shí)，受到夾緊力的影響，將制作的弓箭牢牢固定于支撐架上。與此同時(shí)，工藝制作人員應(yīng)相應(yīng)的設(shè)置出夾緊方向，保持夾緊方向和零件剛度的朝著同一方向，避免出現(xiàn)制作零件的過程中出現(xiàn)零件彎曲和變形的現(xiàn)象。切削力和重力也會(huì)影響夾緊工件，工件中作人員要調(diào)整兩者保持同一個(gè)方向。在處理夾緊點(diǎn)和支撐元件之間的位置時(shí)應(yīng)該讓其保持在同一水平線[3]。要想使制作出的工件達(dá)到理想的標(biāo)準(zhǔn)，就必須要嚴(yán)格的控制作用點(diǎn)。

4.3 夾具體

相對(duì)來說，在實(shí)際的成產(chǎn)過程中夾具體具有非常廣的適用范圍，與此同時(shí)，為了保證各種工件的安裝夾具的過程中能夠滿足使用要求，就必須要設(shè)置好工件裝卸和機(jī)床固定的相應(yīng)規(guī)格，滿足使用便利規(guī)定。因此在對(duì)夾具體的實(shí)際設(shè)計(jì)工作中要注重簡易性和操作性，在保證其強(qiáng)度和剛度等性能滿足要求的前提下，盡量保證其簡易操作、方便使用，保證在實(shí)際使用的過程中能夠輕松的安裝和拆卸。在工件的結(jié)構(gòu)和尺寸等影響要求上滿足標(biāo)準(zhǔn)之后，也要保證在處理細(xì)節(jié)的時(shí)候滿足要求，注重實(shí)際使用過程中對(duì)精確度的需求。能夠使其在實(shí)際使用的過程中具有良好的排屑功能，穩(wěn)定發(fā)揮機(jī)械的性能。夾具體的中心一般要偏低一些，以便于將夾具體安裝在機(jī)床上之后能夠具有充分的安全性和穩(wěn)定性，為了達(dá)到這一要求，一般將夾具體的中部位置挖空，并且按照機(jī)床連接部分的形狀和架構(gòu)來確定夾具體的連接部分。

4.4 安裝刀和夾具的方案

制作夾具的安裝具體方案時(shí)，首先應(yīng)大致上確定出機(jī)構(gòu)的方案，以便能夠在以后安裝工具時(shí)精確的設(shè)定好位置，在技術(shù)人員加工處理槽的過程中，要隨時(shí)的調(diào)整和改變刀具的具體安裝方位，以便機(jī)械能夠在運(yùn)行的過程中滿足制作人員對(duì)機(jī)械形狀以及規(guī)格的要求。要想讓零件的質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)人員的要求，工藝制作人員在選擇刀具種類的過程中應(yīng)首選直角對(duì)刀塊，使用一對(duì)定位鍵確定好方向，使得制作與加工工作臺(tái)保持同一方向，從而進(jìn)一步提高零件的質(zhì)量。

5 定位基準(zhǔn)的選擇

5.1 粗基準(zhǔn)的選擇

在選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)該保證工件的加工表面與不加工表面相比具有更加準(zhǔn)確的精度，如果在被加工零件上有不加工表面的情況下時(shí)，應(yīng)該將不加工表面作為粗基準(zhǔn)，以便于不加工表面與加工表面相比相對(duì)位置關(guān)系更加具有精確度。

其次，為了保證工件的穩(wěn)定性和夾緊可靠度，要求選擇粗糙、平整、無飛邊和其他缺陷的粗基準(zhǔn)，且擁有充分的面積作為支撐。第三，為了保證表面加工余量均勻分布，要將粗基準(zhǔn)作為選擇，最后，不要重復(fù)使用粗基準(zhǔn)，粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上只能夠使用一次。

5.2 精基準(zhǔn)的選擇

在選擇精基準(zhǔn)時(shí)，盡量將被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)來選擇，可以減少因基準(zhǔn)不重合造成的定位出現(xiàn)誤差的情況發(fā)生的概率。其次在加工工件中盡量選擇同一組精基準(zhǔn)盡可能多的表面，有助于保持加工表面之間的位置關(guān)系的相對(duì)性。第三，在加工工件過程中如果對(duì)于兩個(gè)加工表面之間的精度位置具有較高的要求時(shí)，可將兩個(gè)加工表面互為基準(zhǔn)進(jìn)行反復(fù)的加工。最后，在進(jìn)行一些表面的精加工過程中，對(duì)于加工余量的要求就是小和均勻，最好將加工表面自身作為基準(zhǔn)。

6 結(jié)束語

在制作安裝支架類零件的過程中，工藝制作相關(guān)人員需要全面詳細(xì)的了解加工工藝的過程，同時(shí)要仔細(xì)的檢查施工作業(yè)面的具體詳細(xì)規(guī)格。在確定工藝的具體制作線路的過程中，工作人員需要明確加工中預(yù)留的余量，同時(shí)詳細(xì)掌握切削的具體用量。工藝加工人員在生產(chǎn)過程中要使用專業(yè)的工具進(jìn)行加工，保障生產(chǎn)的高效性的同時(shí)確保人身安全，嚴(yán)格的按照相關(guān)的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)操作，只有這樣才能夠使得加工過程中的零件具有較高的精度和精確性，提高產(chǎn)品的合格率和有效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊明.機(jī)械加工工藝的完善措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（6）：92.

[2]王富強(qiáng).淺談機(jī)械加工工藝[J].科技與企業(yè)，2015（20）：197.

[3]周宏鋪.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2006.

[4]王長閣，馬侖，唐春麗.鋁合金材質(zhì)的支架類零件加工工藝分析與優(yōu)化[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（09）：128.

[5]李振興.機(jī)械零件加工的影響因素及相應(yīng)的處理方法分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（17）：140.

[6]吳家偉.淺談機(jī)械加工工藝過程及對(duì)零件精度的影響[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（01）：73.

[7]回寶琦，何海洋.關(guān)于鋁合金薄壁零件機(jī)械加工環(huán)節(jié)的分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（26）：103.