支架类零件机械加工工艺及工装设计方法阐述

曹建松

（哈尔滨电气动力装备有限公司，黑龙江 哈尔滨 150000）

随着社会的不断发展，人民生活水平也在不断提升，就对现代的工业加工提出了更高的要求。为了满足现代城市化建设以及人民生产生活的需要，支架类零件加工工艺以及工装设计方法就要进行再发展。支架类零件作为现代工业发展的重要部位，要想保证相关零件功能的正常发挥、要想保证相关技术能够满足现代工业发展的需要，就必须进行支架类零件机械加工工艺以及工装设计方法的优化与升级，在可靠性、稳定性、效率性以及质量性等方面对零件进行保证，这样才能在激烈的市场竞争中站稳脚跟，从而促进现代工业的发展进步。相关设计人员应该通过各种方法对加工工艺和设计方法进行升级，并在结合实际生产生活需要的前提下进行，这样才能保证相关工艺符合现代社会发展需要。

1 支架类零件，加工工艺以及工装设计概述

1.1 支架类零件概述

支架是起支撑作用的构架。支架的应用极其广泛，工作生活中随处可以遇见，如照相机的三脚架，医学领域用到的心脏支架等。主要应用于固定建筑及结构中管道电缆的支架，提升空间利用、生产效率等，又可分为一般支架和成品支架等分类。支架类零件就是装配成机器、仪表以及各种设备的起到支撑作用的基本制件，这类零件在日常生活中随处可见，并在现代社会的生产生活中起到了重要作用，也是现代工业发展过程中不可或缺的重要结构[1]。

1.2 加工工艺概述

加工工艺是指利用机械加工的方法，按照图纸的图样和尺寸，使毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质成为合格零件的全过程，加工工艺是工艺人员进行加工前所需要做的工作，避免在加工过程中发生加工失误，造成经济损失。能够在零件加工过程中起到正向作用，并对加工零件的质量起到保障作用的技术，都属于加工工艺的一种。加工工艺主要包括加工的生产流程、生产规范以及生产技术等环节，相关操作人员通过对相关工艺的掌握，就能够生产出质量合格的零件产品，为工业的发展作出贡献。

1.3 工装设计概述

所谓工装设计，就是指用于工件装夹的工具。在机械加工中对工件进行夹持或定位,以达到一定工艺要求的特制的装备或工具。在零件的生产过程中，要想制造出品质较高的零件，在加工工艺的流程中，有一个将零件进行固定，然后进行各种加工操作的环节。在这个环节，需要特定的工具对零件的半成品进行加工，以方便零件的成型。工装设计，就是根据零件制造的需要，结合零件本身的材质，对装夹工具进行制造。这一环节十分重要，如果设计不符合标准，就会造成加工过程中零件的脱落，造成损失。只有设计出符合零件加工需要的装夹工具，才能保证加工作业的顺利进行。

2 支架类零件机械加工工艺

2.1 材料选择方面的工艺

在进行零件加工时，由于不同的场所需要用到的零件种类不同，就表示零件加工要根据实际情况进行改变，而决定零件性质的主要因素就是材料的种类。要想保证零件加工的质量，首先就是要从材料上入手，相关人员要根据作业的要求选择合适的材料用来进行零件加工。这一步非常重要，如果零件材料选择错误，尤其是这种起到支撑作用的支架类零件，就会改变其承受能力，进而导致整体设备可能会因为支架类零件支撑能力不足受到极大的破坏，甚至是对相关人员的生命安全造成威胁。目前使用最多的支架类零件材料是HT200，这种材料有着很强的承受能力、抗震能力以及耐热能力，功能强大，适用范围十分广泛。

2.2 对零件功能进行确定

在支架类零件的加工工艺中，当材料选择完毕，就需要对零件的性能进行了解，这样才能在加工的过程中保证零件的功能。首先就是要对设计图纸进行详细的观察，了解到零件的尺寸大小、公差要求、形状特点以及适用场所等，这样能够加深零件印象，避免在加工过程中出错；其次是要对加工设备进行详细地了解，如设备的型号规格、设备的使用技术、不同设备的功能等，这样就能避免在加工过程中出现设备方面的失误；最后就是对加工环境进行了解，环境也会在一定程度上对加工工艺造成影响，对工作场地和环境进行一定的了解，就能够降低环境对工艺造成的影响，进而保证零件的质量。

2.3 加工工艺的相关流程

在进行支架类零件加工的过程中，加工工艺还包括对流程的控制。加工工艺的流程控制也能在很大程度上决定零件质量。首先要计算年生产纲领，确定生产类型；分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析；选择毛坯。拟订工艺路线；确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差；确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具；确定切削用量及工时定额[2]；确定各主要工序的技术要求及检验方法；填写工艺文件。通过这些流程控制，就能进一步保证零件的质量。而且，另一方面，对流程进行控制，还能让工作人员按照规定的顺序进行生产，从而降低失误率。流程还能加快零件生产的效率，在质量和效率上均有保证。

2.4 加工方法的要求

支架类零件加工工艺还包括加工方法的选择，虽然在加工过程中材料和流程十分重要，但是良好的加工方法一样可以提升产品质量。在加工方法的选择时，要对原材料的性质、生产的类型以及加工设备等多种因素进行考虑，再结合相关实际情况选择合适的加工方法。在对这些进行确定之后，还要检查相关设备是否符合条件，这样才能保证加工工艺的正确性，进而提升支架类零件的质量。

3 工装设计的原则

工装设计作为零件加工的辅助性设计，主要是对在机械加工中对工件进行夹持或定位,所以工装设计的好坏就关系到支架类零件的质量。在进行工装设计的过程中，也会受到多种因素的影响，这就需要相关人员在进行工装设计时要遵循相关的原则，这样才能保证工装设计符合需要。首先是要明确工装设计的作用，即固定产品以及工具，从而解放人手进行双手作业；然后是使用专业工具，设计的工装夹具应该能够在生产线上适合产品地制造以及相关工作人员的操作，这样可以提升生产效率；其次是要坚持少更换原则，即可以将多种工装进行融合，这样一种工装就具备多种功能，相关人员在进行操作时就减少了更换设备的操作，在时间上降低了消耗，可以有效地提升工作效率；再次，工装设计应该方便操作，符合人类的操作习惯，比如工具手柄的设计方便抓握、相关工具和人体相互协调、操作幅度应该尽量较小、避免体力的消耗以及设置安全装置，避免工人在操作过程中出现伤亡等；最后，就是坚持相对的安定性和操作过程的流程化，比如工具的操作部位应该集中在同一区域，这样减少了工作人员的体力消耗，或者是将机械自动化，将人力从操作过程中进行剥离。又或者是相关工具能够进行自检，保证安全，更容易进行作业准备，提高工作效率。在工装设计中坚持这些原则，就能在效率、质量、可操作性、安全以及自动化等环节对工装过程进行把握，从而提升加工的质量，促进我国工业的进步。

4 工装设计的方法

4.1 对零件进行定位分析

在进行工装设计时，由于工装的功能是对支架类零件起到固定作用，相关设计人员为了防止定位过程中出现和标准不一致的情况，造成加工操作失误，就要对定位进行计算，重新确定设计和标准之间存在的差距。可以采用支撑板与定位销定位的办法下肢自由度，从而确保相关定位能够和标准相符合。但是在使用这种方法的过程中，应该在两边的支撑板部分预先留下两个自由度的空间，方便进行调整。一旦在工装设计的过程中出现定位不准确的现象，就会造成零件加工过程中的各种难题，现代加工才采用流水线加工作业，一旦定位错误不能及时发现，就会对整个流水线上的零件造成影响，对相关企业造成很大的损失。而且对其进行精准地定位，还能在一定程度上保证支架类零件加工的质量。

4.2 加紧力的设计

在进行支架类零件的实际应用过程中，夹紧力的设计也是重要一环。如果工装设计的夹紧力不足，就会在施工过程中出现支架类零件脱落的现象，造成加工失败，影响加工进度；如果夹紧力不足却未造成零件的脱落，就会在零件加工过程中造成零件加工规格出现问题，影响零件的质量，或者造成零件报废，造成巨大的损失；只有夹紧力足够，才能保证零件加工作业的正常进行。所以，相关人员在进行夹紧力的调整过程中，应该要求设备产生的夹紧力能够保证被制作的零件牢固的固定在支撑架上。操作人员在进行力的设置时，还要确保夹紧力的方向和零件加工的方向保持一致，这样就能在操作过程中降低零件变形出现的概率，提升零件质量[3]。另一方面，夹紧力还会受到诸如加工力以及重力的影响，进而造成零件出现问题，所以，相关人员在进行调整的过程中，还要结合加工过程中的受力情况以及重力因素，使其和夹紧力保持一致。

4.3 方案的选择

在进行工装设计时，为了保证安装的工具位置在定位上更加精准，就需要在设计方案时进行调整，在方案上对定位进行保证。在设计方案时，相关设计人员首先要对零件信息进行了解，这样才能确定零件的规格和收集情况，并根据这些特点进行方案的制定；其次，还要考虑到零件的材料以及工装设计所需要的材料，这样才能保证在进行加工的过程中工装能够牢固的将零件固定住，避免了因为材料问题造成的加工失误。然后，就是要确定好工具的方向以及安装位置，这样就能在加工零件的过程中能快速且精准地满足操作人员需要的规格。还可以使工作台与制作方向保持在同一方向，以便更容易达到零件需要满足的质量要求。最后，就是要结合施工实际情况，设计人员要对加工现场进行调查，研究当地加工环境是否会对加工造成影响，从而在方案制作时将环境的影响也考虑在内，这样就能保证工装设计的方案完整。

4.4 聘请优秀的设计人员

在进行工装方案的设计时，虽然相关的资料和信息都要依赖机械进行收集，但是对信息进行整理，并且确定出合适设计方案的却是相关设计人员。所以，要想保证工装设计的质量，还要从设计人员方面入手。在我国工业的发展过程中，已经形成了一套完善的工业体系，从工业设计、工业加工到工业制造，都有相关的流程规范。在支架类零件的工装设计方面，我国也有相关的流程。但在现阶段，城市化的发展十分迅速，各行各业都对支架类零件有了新的需求，这就导致相关设计人员要对工装设计进行更新，这样才能符合现代社会的发展规律。这就需要相关工艺企业在进行支架类零件工装设计的过程中聘请专业的设计人员，这样才能为新零件的工装进行设计，让相关夹紧装置能够满足新型零件的生产需要，进而促进零件的加工。这样一来，就能在人员方面保证工装设计的功能，充分发挥工装应有的功能。

4.5 精基准与粗基准的选择

在进行粗基准的选择时，相关需要加工的另加在加工表面和非加工表面具有准确的精度，然后选择不加工表面为粗基准。而为了保证零件的稳定性和加紧性，粗基准的选择要粗糙，平整，并具备相当的面积。在选择精基准时，尽量将被加工表面的设计基准作为精基准来选择，可以减少因基准不重合造成的定位出现误差的情况发生的概率，有助于保持加工表面之间的位置关系的相对性。

5 结语

在工业的发展过程中，支架类零件机械加工作为重要的加工技术，对工业的发展具有重要作用，工装设计更是保证零件质量的重要环节。这就要求相关人员掌握加工工艺和设计方法，保证零件的质量。