机械类零件加工的工装设计改进分析

张印++郭艳华

[摘 要]新时期背景下，社会经济发展的速度不断加快，而不同机械类零件开发工作也取得了一定的发展成绩。然而，在开发机械类零件以后，仍然需要针对其展开后续的加工处理以及工装设计等。为了不断增强机械类零件的独特优势，最重要的就是要对其加工的工装设计予以全面创新与强化，以保证可以及时发现工装设计方面的问题并采取措施解决，在改进的基础上，推动机械类零件加工技术的可持续发展。为此，文章将机械类零件作为研究重点，阐述加工过程中的工装设计改进问题，以供参考。

[关键词]机械类零件；零件加工；工装设计；改进

中图分类号：V328 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）46-0259-01

从传统意义上来讲，零件加工工装设计也属于设计，而且是将机械制造工艺和夹具设计、工学有机结合一起，并基于人才培养的主观因素设计。零件加工工装设计所面向的市场就是汽车与机械零部件生产企业的生产技术人员。由此可见，工装设计具有明显的实践性特征，而且所涉及的范围也十分广泛，蕴含的内容也更加丰富，灵活性明顯。为此，在实践中一定要重视零件加工工装设计的作用。通常来讲，机械类零件加工的工装设计类型主要包括以下三种，即箱体零件加工、圆柱齿轮加工与套筒零件加工。但是，零件本身都具有独特的加工工装设计，所以，深入研究与分析具有一定的现实意义。

1、现阶段机械加工的状况分析

在机械加工方面，加工的质量很容易受到诸多因素影响与限制，因而会对人们的生产生活带来直接与间接的影响。对于加工质量进行衡量的指标就是加工的精准度，因而针对机械加工中对加工精准度产生影响的因素进行分析和改进，能够有效地提高加工的质量，并不断提升经济效益。为了实现机械加工精准度提高的目的，最关键的就是加工工艺，并且正确认知机械加工的实际情况[1]。近年来，在机械加工行业发展的过程中，形成了不同种类的机械加工工艺。其中，传统切削和磨削技术始终存在并不断发展。同时，在对计算机等多种高科技自动化加工工艺引进以后，得到了广泛地应用并不断完善。但是，加工工艺不同对于加工精准度的影响也存在差异，为此，只有确保加工工艺运用的合理性才能够对加工质量予以有效地改善。

2、机械类零件加工的工装设计改进研究

2.1 箱体零件加工的工装设计改进

在箱体零件加工的工装设计中，主要包括了简单低强度箱体类零件以及高强度复杂箱体类零件。其中，对超高强度且复杂性较强的箱体类零件加工进行研究，需要合理地编制出零件加工的工装设计流程，对各车间共享资源以及切削刀具予以合理地运用，对装夹定位方案予以选择[2]。另外，应对于工件受热形变的规律进行深入分析，同时，需要对切削用量予以合理地控制。以上都是确保箱体类零件加工质量得以优化的方法，同时也能够实现生产效率的全面提升。

第一，对典型工装设计准则予以优化。具体指的就是改进零件的工装设计，需要对加工工装设计顺序予以综合考虑，并且针对具备特定特征的工装设计零件，应当经过粗加工与半精加工，随后进行精细加工与光整加工的操作。但是，如果工装设计零件的特征存在差异，有一些零件特征粗加工应当安排在其他特征半精加工与精细加工以后。另外，针对具备的所有特征工装设计零件，通常都是要根据先基准后其他的基本要求，首先加工并将其当作基准面特征，随后对其他地方表面特征进行加工[3]。

第二，聚类与辅助加工的约束。设备的运行效果与加工工装设计能力存在直接的联系，因而工序集中这一原则会影响到工艺路线。遵循工序集中基本原则，有部分特征相同的零件加工工装设计可以同时进行加工，进而节省时间与人力。其中，零件正火与退火必须要被安排在粗加工前亦或是粗加工与半精加工间，而渗碳处理最好安排于组加工前亦或是半精加工与精加工间。另外，在对零件加工工装设计路线进行规划的时候，不仅需要对零件工艺方法与技术要求等多种因素进行综合考虑，同样需要对工装设计成本、生产率与时间予以衡量。这样一来，能够保证机械类零件加工的工装设计路线具有适用性与合理性，有效地改进箱体零件加工的工装设计。

2.2 圆柱齿轮加工的工装设计改进

在机械传动过程中，齿轮的应用最为广泛，因而，其工装设计的改进也逐渐突显出重要的作用[4]。在日常生活中，圆柱齿轮减速器工装设计最为常见。而在试验的时候，需要确保原有工装设计中心距不发生变化，而且总速比的变化不大。进而重新分配两级圆柱齿轮副速度比。同时要增加模数以及工作齿轮的宽度，随后在针对齿轮材质以及热处理等相关内容予以改进。

第一，对齿轮宽度的改变。应对各级圆柱齿轮副工作齿轮的宽度进行合理地增加，以确保齿轮接触与弯曲疲劳的程度都可以提高并保持平衡。

第二，速比分配的改变。在圆柱齿轮副高速级与低速级中心距不发生改变的时候，需要增加高速级速比，并且减少低速级的速比。这样一来，则能够实现两级圆柱齿轮副强度的提高。

第三，材质与热处理问题。在采取渗碳淬火处理方法的过程中，一定要保证材料的合理使用。其中，以与的选择为例。前者属于优质低碳合金钢，所以，在经过渗碳淬火处理以后，齿轮齿面硬度会提高，而且心部的韧性也更理想。因而，前者的抗点蚀性与抗弯曲性能都较强。

2.3 套筒零件加工的工装设计改进

套筒零件在机器应用中的作用十分重要，而最为常见的套筒零件主要包括了液压系统的液压缸和支承回转轴不同形式滑动轴承等等。即便套筒零件结构与尺寸，甚至是用途存在差异，但是却具备共同点，就是结构相对简单。下文将以长薄壁套筒工件装夹加工的工装设计为例进行探究。

对于长薄壁套筒工件装夹加工而言，特别是在设计不锈钢的时候，需要稍微加快切削的速度，以保证温度高于常温。如果刀具的磨损严重，那么其耐用程度将随之降低。所以，要想确保刀具耐用，一定要减小切削速度。但是，在对含碳量不高的不锈钢加工过程中，粘刀的问题经常出现，所以，在切削的时候，需要选择使用具有较强润滑效果的润滑油，以及具有较强冷却效果的切削液。在对锯片铣刀切削选择的过程中，尽可能减少刀齿的数量，而且要求其齿槽较深，尽量把刀齿打磨成错齿。这样一来，在排屑以及减小切削力方面具有积极的作用。当对不锈钢工件进行切削的过程中，需要适当地采取调质处理的方式，确保不锈钢的综合力学性能理想，全面改善切削加工的性能。

3 结束语

综上所述，机械类零件加工的工装设计所涉及的内容较多且范围广泛，因而，需要分配的角色也很多。其中，机械类典型零件加工工装设计类型很多，必须要正确掌握其特色，不仅仅是表面，同时还有内在特征。通过内外两个方面区分，在设计的基础上选择改进措施，进而将其价值充分发挥出来。

参考文献

[1] 张涛.机械类零件加工的工装设计改进探讨--各类零件加工工艺及工装简介[J].科技展望，2015（16）：63-63.

[2] 刘晓军，倪中华，程亚龙等.面向板腔类零件机加工艺的加工特征识别方法[J].计算机集成制造系统，2013，19（12）：3130-3138.

[3] 李立桂.机械螺纹类零件的数控机床加工技术探讨[J].湖北农机化，2014（1）：50.

[4] 穆宁.机械螺纹类零件的数控机床加工技术探讨[J].中国新技术新产品，2016（18）：69-69，70.endprint