機(jī)械類(lèi)零件加工的工藝設(shè)計(jì)改進(jìn)分析

王野　馬曉薇

摘要：從傳統(tǒng)的角度出發(fā)，零件加工工裝設(shè)計(jì)也屬于設(shè)計(jì)，將機(jī)械制造過(guò)程與夾具設(shè)計(jì)和工程相結(jié)合，并根據(jù)人才培養(yǎng)的主觀因素進(jìn)行設(shè)計(jì)。面向市場(chǎng)的零部件加工模具設(shè)計(jì)是汽車(chē)及機(jī)械零部件生產(chǎn)廠家的技術(shù)人員。由此可見(jiàn)，模具設(shè)計(jì)具有明顯的實(shí)用性，涉及范圍廣，內(nèi)容更豐富，靈活性明顯。因此，在實(shí)踐中，我們必須重視零件加工工裝設(shè)計(jì)的作用。然而，零件本身具有獨(dú)特的加工工裝設(shè)計(jì)，因此深入的研究和分析具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：機(jī)械類(lèi)零件加工;工藝設(shè)計(jì);改進(jìn)分析

一、機(jī)械零件加工中的工藝設(shè)計(jì)改進(jìn)原則

首先是時(shí)效性原則，工藝設(shè)計(jì)改進(jìn)需要充分結(jié)合零件的加工目標(biāo)，為加工工藝的順利開(kāi)展提供有利條件，這就要求技術(shù)人員在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)改進(jìn)時(shí)，對(duì)零件的加工需求進(jìn)行系統(tǒng)全面的調(diào)查，并對(duì)機(jī)械加工余量進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，為零件的加工質(zhì)量符合要求建立良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，還要做好夾具的設(shè)計(jì)工作，結(jié)合零件的實(shí)際工作要求，優(yōu)選刀具和道具的安裝方案，促進(jìn)加工工藝水平的不斷提高，進(jìn)而滿足機(jī)械零件加工質(zhì)量的要求;其次是可操作性原則，工藝設(shè)計(jì)改進(jìn)不僅要注重機(jī)械零件的加工質(zhì)量，還要關(guān)注零件的加工效率，降低加工成本，為企業(yè)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。

二、箱體零件加工的工裝設(shè)計(jì)改進(jìn)

在箱體零件加工模具設(shè)計(jì)中，主要包括簡(jiǎn)單、強(qiáng)度較低的箱體零件和高強(qiáng)度復(fù)雜箱體零件。其中，對(duì)高強(qiáng)度、高復(fù)雜度箱體零件的加工進(jìn)行了研究。合理地進(jìn)行零件加工工裝的設(shè)計(jì)過(guò)程，合理地利用各車(chē)間的共享資源和刀具，并選擇定位方案。此外，還應(yīng)深入分析工件的熱變形規(guī)律，合理控制切削參數(shù)。這些都是保證箱體零件加工質(zhì)量和優(yōu)化生產(chǎn)效率的途徑。首先，對(duì)典型模具的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則進(jìn)行優(yōu)化。具體地說(shuō)，是指對(duì)零件的工裝設(shè)計(jì)的改進(jìn)。必須考慮模具的設(shè)計(jì)順序，對(duì)于具有特定特征的設(shè)計(jì)零件，應(yīng)進(jìn)行粗加工和半精加工，然后精加工和精加工操作。然而，如果零件的特性不同，則在其它特征的半精加工和精加工之后，應(yīng)對(duì)某些零件進(jìn)行粗加工。此外，根據(jù)第一基準(zhǔn)的基本要求，將特征工具的所有特征作為基礎(chǔ)表面特征進(jìn)行處理和處理，然后對(duì)其他地方的表面特征進(jìn)行處理。其次，聚類(lèi)和輔助處理的約束條件。設(shè)備的運(yùn)行效果直接關(guān)系到加工工裝的設(shè)計(jì)能力，工藝集中的原則會(huì)影響加工路線。根據(jù)工藝集中的基本原理，可以同時(shí)加工具有相同特性的零件，從而節(jié)省時(shí)間和人力。其中，在粗加工或粗加工和半精加工之間必須進(jìn)行零件的正火和退火，在預(yù)處理或半精加工和精加工之間最好進(jìn)行滲碳。此外，在規(guī)劃零件加工工裝的設(shè)計(jì)路線時(shí)，不僅要考慮零件的工藝方法和技術(shù)要求等因素，還要考慮模具設(shè)計(jì)的成本、生產(chǎn)率和時(shí)間。這樣，可以保證機(jī)械零件加工的設(shè)計(jì)路線合理、合理，可以有效地提高箱體零件加工的工裝設(shè)計(jì)。

三、盤(pán)類(lèi)零件加工的工藝設(shè)計(jì)改進(jìn)

①盤(pán)類(lèi)零件的質(zhì)量控制措施，加工的技術(shù)人員要對(duì)零件的技術(shù)要求和結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)全面的分析研究，并且在加工過(guò)程中還要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行各項(xiàng)操作，降低加工誤差，盡可能確保加工參數(shù)與圖紙保持一致。②較強(qiáng)的可操作性，由于盤(pán)類(lèi)零件本身的加工難度就較高，為了盡可能減少加工瑕疵，這就需要提高工藝設(shè)計(jì)的可操作性，降低整個(gè)操作的復(fù)雜程度，為零件加工的順利進(jìn)行建立良好的基礎(chǔ)。③安裝便利，相較于其他類(lèi)型的零件而言，盤(pán)類(lèi)零件具有其獨(dú)特的安裝工藝要求，為了有效降低盤(pán)類(lèi)零件的安裝難度，在工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中需要對(duì)其裝卸方式進(jìn)行有針對(duì)性的優(yōu)化處理，進(jìn)而能夠在一定程度上提高安裝效率。

四、套筒零件加工工裝設(shè)計(jì)的改進(jìn)方略

常見(jiàn)套筒零件有氣缸套、導(dǎo)向套、滑動(dòng)軸承、液壓缸等形式，在機(jī)械加工中具有廣泛應(yīng)用且較為種重要，這些零件雖有不同的形狀與功能，但有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的共性，為此加工工裝設(shè)計(jì)改進(jìn)方略可有效落實(shí)，具體改進(jìn)方略可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析：一是合理控制切削速度。套筒零件因尺寸、結(jié)構(gòu)不同，在液壓系統(tǒng)、內(nèi)燃機(jī)、夾具等結(jié)構(gòu)中發(fā)揮積極作用，如若切削速度把控不當(dāng)，將會(huì)引起切削溫度過(guò)高，切削精度控制不當(dāng)?shù)葐?wèn)題，影響套筒零件綜合質(zhì)量，為此工作人員需在改進(jìn)工裝設(shè)計(jì)方略時(shí)，合理控制切削速度，在提高刀具耐用度基礎(chǔ)上，使切削溫度得到有效控制，避免熱度引起零件變形，提高生產(chǎn)質(zhì)量;二是做好調(diào)制處理。為提升套筒林零件穩(wěn)定性，多應(yīng)用不銹鋼材質(zhì)，這就需要在改進(jìn)工裝設(shè)計(jì)時(shí)，需對(duì)不銹鋼進(jìn)行調(diào)制，使結(jié)構(gòu)綜合力學(xué)性能得到保障，滿足零件加工需求，改善切削加工性能。

五、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(zhuān)門(mén)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。

六、結(jié)語(yǔ)

促進(jìn)機(jī)械類(lèi)零件加工的工裝方式改進(jìn)，提高零件的加工精度，針對(duì)不同類(lèi)型的工裝設(shè)計(jì)，合理使用不同的加工方案，提高零件加工質(zhì)量，使機(jī)械類(lèi)零件在工業(yè)生產(chǎn)中充分發(fā)揮其重要作用，維持機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]張濤.機(jī)械類(lèi)零件加工的工裝設(shè)計(jì)改進(jìn)探討——各類(lèi)零件加工工藝及工裝簡(jiǎn)介[J].科技展望，2015，25（16）：63.