支架類零件機械加工工藝及工裝設(shè)計方法闡述

曹建松

（哈爾濱電氣動力裝備有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

隨著社會的不斷發(fā)展，人民生活水平也在不斷提升，就對現(xiàn)代的工業(yè)加工提出了更高的要求。為了滿足現(xiàn)代城市化建設(shè)以及人民生產(chǎn)生活的需要，支架類零件加工工藝以及工裝設(shè)計方法就要進行再發(fā)展。支架類零件作為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的重要部位，要想保證相關(guān)零件功能的正常發(fā)揮、要想保證相關(guān)技術(shù)能夠滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，就必須進行支架類零件機械加工工藝以及工裝設(shè)計方法的優(yōu)化與升級，在可靠性、穩(wěn)定性、效率性以及質(zhì)量性等方面對零件進行保證，這樣才能在激烈的市場競爭中站穩(wěn)腳跟，從而促進現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展進步。相關(guān)設(shè)計人員應(yīng)該通過各種方法對加工工藝和設(shè)計方法進行升級，并在結(jié)合實際生產(chǎn)生活需要的前提下進行，這樣才能保證相關(guān)工藝符合現(xiàn)代社會發(fā)展需要。

1 支架類零件，加工工藝以及工裝設(shè)計概述

1.1 支架類零件概述

支架是起支撐作用的構(gòu)架。支架的應(yīng)用極其廣泛，工作生活中隨處可以遇見，如照相機的三腳架，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域用到的心臟支架等。主要應(yīng)用于固定建筑及結(jié)構(gòu)中管道電纜的支架，提升空間利用、生產(chǎn)效率等，又可分為一般支架和成品支架等分類。支架類零件就是裝配成機器、儀表以及各種設(shè)備的起到支撐作用的基本制件，這類零件在日常生活中隨處可見，并在現(xiàn)代社會的生產(chǎn)生活中起到了重要作用，也是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展過程中不可或缺的重要結(jié)構(gòu)[1]。

1.2 加工工藝概述

加工工藝是指利用機械加工的方法，按照圖紙的圖樣和尺寸，使毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)成為合格零件的全過程，加工工藝是工藝人員進行加工前所需要做的工作，避免在加工過程中發(fā)生加工失誤，造成經(jīng)濟損失。能夠在零件加工過程中起到正向作用，并對加工零件的質(zhì)量起到保障作用的技術(shù)，都屬于加工工藝的一種。加工工藝主要包括加工的生產(chǎn)流程、生產(chǎn)規(guī)范以及生產(chǎn)技術(shù)等環(huán)節(jié)，相關(guān)操作人員通過對相關(guān)工藝的掌握，就能夠生產(chǎn)出質(zhì)量合格的零件產(chǎn)品，為工業(yè)的發(fā)展作出貢獻。

1.3 工裝設(shè)計概述

所謂工裝設(shè)計，就是指用于工件裝夾的工具。在機械加工中對工件進行夾持或定位,以達到一定工藝要求的特制的裝備或工具。在零件的生產(chǎn)過程中，要想制造出品質(zhì)較高的零件，在加工工藝的流程中，有一個將零件進行固定，然后進行各種加工操作的環(huán)節(jié)。在這個環(huán)節(jié)，需要特定的工具對零件的半成品進行加工，以方便零件的成型。工裝設(shè)計，就是根據(jù)零件制造的需要，結(jié)合零件本身的材質(zhì)，對裝夾工具進行制造。這一環(huán)節(jié)十分重要，如果設(shè)計不符合標準，就會造成加工過程中零件的脫落，造成損失。只有設(shè)計出符合零件加工需要的裝夾工具，才能保證加工作業(yè)的順利進行。

2 支架類零件機械加工工藝

2.1 材料選擇方面的工藝

在進行零件加工時，由于不同的場所需要用到的零件種類不同，就表示零件加工要根據(jù)實際情況進行改變，而決定零件性質(zhì)的主要因素就是材料的種類。要想保證零件加工的質(zhì)量，首先就是要從材料上入手，相關(guān)人員要根據(jù)作業(yè)的要求選擇合適的材料用來進行零件加工。這一步非常重要，如果零件材料選擇錯誤，尤其是這種起到支撐作用的支架類零件，就會改變其承受能力，進而導(dǎo)致整體設(shè)備可能會因為支架類零件支撐能力不足受到極大的破壞，甚至是對相關(guān)人員的生命安全造成威脅。目前使用最多的支架類零件材料是HT200，這種材料有著很強的承受能力、抗震能力以及耐熱能力，功能強大，適用范圍十分廣泛。

2.2 對零件功能進行確定

在支架類零件的加工工藝中，當材料選擇完畢，就需要對零件的性能進行了解，這樣才能在加工的過程中保證零件的功能。首先就是要對設(shè)計圖紙進行詳細的觀察，了解到零件的尺寸大小、公差要求、形狀特點以及適用場所等，這樣能夠加深零件印象，避免在加工過程中出錯；其次是要對加工設(shè)備進行詳細地了解，如設(shè)備的型號規(guī)格、設(shè)備的使用技術(shù)、不同設(shè)備的功能等，這樣就能避免在加工過程中出現(xiàn)設(shè)備方面的失誤；最后就是對加工環(huán)境進行了解，環(huán)境也會在一定程度上對加工工藝造成影響，對工作場地和環(huán)境進行一定的了解，就能夠降低環(huán)境對工藝造成的影響，進而保證零件的質(zhì)量。

2.3 加工工藝的相關(guān)流程

在進行支架類零件加工的過程中，加工工藝還包括對流程的控制。加工工藝的流程控制也能在很大程度上決定零件質(zhì)量。首先要計算年生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型；分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對零件進行工藝分析；選擇毛坯。擬訂工藝路線；確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差；確定各工序所用的設(shè)備及刀具、夾具、量具和輔助工具；確定切削用量及工時定額[2]；確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗方法；填寫工藝文件。通過這些流程控制，就能進一步保證零件的質(zhì)量。而且，另一方面，對流程進行控制，還能讓工作人員按照規(guī)定的順序進行生產(chǎn)，從而降低失誤率。流程還能加快零件生產(chǎn)的效率，在質(zhì)量和效率上均有保證。

2.4 加工方法的要求

支架類零件加工工藝還包括加工方法的選擇，雖然在加工過程中材料和流程十分重要，但是良好的加工方法一樣可以提升產(chǎn)品質(zhì)量。在加工方法的選擇時，要對原材料的性質(zhì)、生產(chǎn)的類型以及加工設(shè)備等多種因素進行考慮，再結(jié)合相關(guān)實際情況選擇合適的加工方法。在對這些進行確定之后，還要檢查相關(guān)設(shè)備是否符合條件，這樣才能保證加工工藝的正確性，進而提升支架類零件的質(zhì)量。

3 工裝設(shè)計的原則

工裝設(shè)計作為零件加工的輔助性設(shè)計，主要是對在機械加工中對工件進行夾持或定位,所以工裝設(shè)計的好壞就關(guān)系到支架類零件的質(zhì)量。在進行工裝設(shè)計的過程中，也會受到多種因素的影響，這就需要相關(guān)人員在進行工裝設(shè)計時要遵循相關(guān)的原則，這樣才能保證工裝設(shè)計符合需要。首先是要明確工裝設(shè)計的作用，即固定產(chǎn)品以及工具，從而解放人手進行雙手作業(yè)；然后是使用專業(yè)工具，設(shè)計的工裝夾具應(yīng)該能夠在生產(chǎn)線上適合產(chǎn)品地制造以及相關(guān)工作人員的操作，這樣可以提升生產(chǎn)效率；其次是要堅持少更換原則，即可以將多種工裝進行融合，這樣一種工裝就具備多種功能，相關(guān)人員在進行操作時就減少了更換設(shè)備的操作，在時間上降低了消耗，可以有效地提升工作效率；再次，工裝設(shè)計應(yīng)該方便操作，符合人類的操作習(xí)慣，比如工具手柄的設(shè)計方便抓握、相關(guān)工具和人體相互協(xié)調(diào)、操作幅度應(yīng)該盡量較小、避免體力的消耗以及設(shè)置安全裝置，避免工人在操作過程中出現(xiàn)傷亡等；最后，就是堅持相對的安定性和操作過程的流程化，比如工具的操作部位應(yīng)該集中在同一區(qū)域，這樣減少了工作人員的體力消耗，或者是將機械自動化，將人力從操作過程中進行剝離。又或者是相關(guān)工具能夠進行自檢，保證安全，更容易進行作業(yè)準備，提高工作效率。在工裝設(shè)計中堅持這些原則，就能在效率、質(zhì)量、可操作性、安全以及自動化等環(huán)節(jié)對工裝過程進行把握，從而提升加工的質(zhì)量，促進我國工業(yè)的進步。

4 工裝設(shè)計的方法

4.1 對零件進行定位分析

在進行工裝設(shè)計時，由于工裝的功能是對支架類零件起到固定作用，相關(guān)設(shè)計人員為了防止定位過程中出現(xiàn)和標準不一致的情況，造成加工操作失誤，就要對定位進行計算，重新確定設(shè)計和標準之間存在的差距?？梢圆捎弥伟迮c定位銷定位的辦法下肢自由度，從而確保相關(guān)定位能夠和標準相符合。但是在使用這種方法的過程中，應(yīng)該在兩邊的支撐板部分預(yù)先留下兩個自由度的空間，方便進行調(diào)整。一旦在工裝設(shè)計的過程中出現(xiàn)定位不準確的現(xiàn)象，就會造成零件加工過程中的各種難題，現(xiàn)代加工才采用流水線加工作業(yè)，一旦定位錯誤不能及時發(fā)現(xiàn)，就會對整個流水線上的零件造成影響，對相關(guān)企業(yè)造成很大的損失。而且對其進行精準地定位，還能在一定程度上保證支架類零件加工的質(zhì)量。

4.2 加緊力的設(shè)計

在進行支架類零件的實際應(yīng)用過程中，夾緊力的設(shè)計也是重要一環(huán)。如果工裝設(shè)計的夾緊力不足，就會在施工過程中出現(xiàn)支架類零件脫落的現(xiàn)象，造成加工失敗，影響加工進度；如果夾緊力不足卻未造成零件的脫落，就會在零件加工過程中造成零件加工規(guī)格出現(xiàn)問題，影響零件的質(zhì)量，或者造成零件報廢，造成巨大的損失；只有夾緊力足夠，才能保證零件加工作業(yè)的正常進行。所以，相關(guān)人員在進行夾緊力的調(diào)整過程中，應(yīng)該要求設(shè)備產(chǎn)生的夾緊力能夠保證被制作的零件牢固的固定在支撐架上。操作人員在進行力的設(shè)置時，還要確保夾緊力的方向和零件加工的方向保持一致，這樣就能在操作過程中降低零件變形出現(xiàn)的概率，提升零件質(zhì)量[3]。另一方面，夾緊力還會受到諸如加工力以及重力的影響，進而造成零件出現(xiàn)問題，所以，相關(guān)人員在進行調(diào)整的過程中，還要結(jié)合加工過程中的受力情況以及重力因素，使其和夾緊力保持一致。

4.3 方案的選擇

在進行工裝設(shè)計時，為了保證安裝的工具位置在定位上更加精準，就需要在設(shè)計方案時進行調(diào)整，在方案上對定位進行保證。在設(shè)計方案時，相關(guān)設(shè)計人員首先要對零件信息進行了解，這樣才能確定零件的規(guī)格和收集情況，并根據(jù)這些特點進行方案的制定；其次，還要考慮到零件的材料以及工裝設(shè)計所需要的材料，這樣才能保證在進行加工的過程中工裝能夠牢固的將零件固定住，避免了因為材料問題造成的加工失誤。然后，就是要確定好工具的方向以及安裝位置，這樣就能在加工零件的過程中能快速且精準地滿足操作人員需要的規(guī)格。還可以使工作臺與制作方向保持在同一方向，以便更容易達到零件需要滿足的質(zhì)量要求。最后，就是要結(jié)合施工實際情況，設(shè)計人員要對加工現(xiàn)場進行調(diào)查，研究當?shù)丶庸きh(huán)境是否會對加工造成影響，從而在方案制作時將環(huán)境的影響也考慮在內(nèi)，這樣就能保證工裝設(shè)計的方案完整。

4.4 聘請優(yōu)秀的設(shè)計人員

在進行工裝方案的設(shè)計時，雖然相關(guān)的資料和信息都要依賴機械進行收集，但是對信息進行整理，并且確定出合適設(shè)計方案的卻是相關(guān)設(shè)計人員。所以，要想保證工裝設(shè)計的質(zhì)量，還要從設(shè)計人員方面入手。在我國工業(yè)的發(fā)展過程中，已經(jīng)形成了一套完善的工業(yè)體系，從工業(yè)設(shè)計、工業(yè)加工到工業(yè)制造，都有相關(guān)的流程規(guī)范。在支架類零件的工裝設(shè)計方面，我國也有相關(guān)的流程。但在現(xiàn)階段，城市化的發(fā)展十分迅速，各行各業(yè)都對支架類零件有了新的需求，這就導(dǎo)致相關(guān)設(shè)計人員要對工裝設(shè)計進行更新，這樣才能符合現(xiàn)代社會的發(fā)展規(guī)律。這就需要相關(guān)工藝企業(yè)在進行支架類零件工裝設(shè)計的過程中聘請專業(yè)的設(shè)計人員，這樣才能為新零件的工裝進行設(shè)計，讓相關(guān)夾緊裝置能夠滿足新型零件的生產(chǎn)需要，進而促進零件的加工。這樣一來，就能在人員方面保證工裝設(shè)計的功能，充分發(fā)揮工裝應(yīng)有的功能。

4.5 精基準與粗基準的選擇

在進行粗基準的選擇時，相關(guān)需要加工的另加在加工表面和非加工表面具有準確的精度，然后選擇不加工表面為粗基準。而為了保證零件的穩(wěn)定性和加緊性，粗基準的選擇要粗糙，平整，并具備相當?shù)拿娣e。在選擇精基準時，盡量將被加工表面的設(shè)計基準作為精基準來選擇，可以減少因基準不重合造成的定位出現(xiàn)誤差的情況發(fā)生的概率，有助于保持加工表面之間的位置關(guān)系的相對性。

5 結(jié)語

在工業(yè)的發(fā)展過程中，支架類零件機械加工作為重要的加工技術(shù)，對工業(yè)的發(fā)展具有重要作用，工裝設(shè)計更是保證零件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。這就要求相關(guān)人員掌握加工工藝和設(shè)計方法，保證零件的質(zhì)量。