支架类零件机械加工工艺及工装设计

徐坚

摘 要：科学技术的迅猛发展，让我国机械制造企业得到了发展的春天，获得了大量的发展机会，支架类零件的制作在使用的过程中获得了很多的好评，应用的范围也一直在扩展，这种零件在机械的使用中具有良好的稳定性与操纵性，一直是气密性要求高、适应度好等高标准铸件应用的主要对象，在众多实用性零件组成中具有突出的地位，本文针对这类零件的使用与加工流程进行了步骤上的研究，仅供专业人士的参考。

关键词：支架类零件；制作工艺；研究

中图分类号：TH162 文献标识码：A

在机床制作、汽车与机械变速箱等工作磨损程度大的机械运转的过程中应用较为广泛的一类机械组成就是支架类零件，这种零件在制作过程中的工步骤比较简洁，但是制作的细节调整会涉及很多加工工艺实施，为了保证这种机械部件在使用过程中的质量可以符合技术设计人员的要求，在对该类零件的机械加工时，要对使用范围进行细节以及规格上的调整。

1.机械加工工艺分析

支架零件采用较多的材料是 HT200，灰铸铁有较好的耐热性和良好的减振性，铸造性能较好。该类零件的机械加工工艺规程主要包括分析零件工艺性、选择毛坯的制造方法、选择基面的水位和高程的起始面、制定工艺路线、确定各工艺的制造设备、刀具和夹具等，确定工序的切削用量，填写完整的工艺文件。

以下为支架需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求。具体要求如下：

（1）圆柱 φ40mm，Ra 为 5.4μm。

（2）圆柱上方通槽，槽宽 8mm，Ra 为 6.3μm；槽深 5mm。

（3）圆柱体上的圆柱孔 φ8mm， 对底板的不垂直度为 0.02mm，Ra 为 10.5μm。

（4）底板4xφ8 H7 圆柱孔，Ra 为 1.6μm。

（5）两侧加强筋圆柱有对称度要求，不对称度为 0.20；对底板有垂直度要求，不垂直度为 0.10。

2.工艺过程设计

该支架零件加工集很多工序为一体的制造工艺，为了完成该零件的制造，需要进行一串的连续动作，制定出科学完善的工艺路线，对机械制造的有序进行有着重要意义。对于该零件的工艺路线，可拟定如下工艺路线：铸造→时效处理→铣上下端面→铣下面侧面→钻孔→镗孔→钻孔→沟槽→铣宽槽→质检→入库。制造工艺不是一成不变的，在实际生产过程中可根据实际零件特点，对加工的环节适时进行调整和改变。

3.加工余量的确定

机械制造加工过程中会对加工余量进行相关的设计，加工余量的设置是为了保证这些部件在生产过程中，可以达到标准的精确度以及表面粗糙度，在对机械制造过程中的加工余量进行确定时，可以采用的方法有3种。第一种是经验估计法，是指由工艺制造人员根据平时的工作经验来对加工余量的预留规格进行实际估算。一般情况下，这种加工余量的确定会随着一机械制造人员的施工经验产生规格上的上下浮动，精确度会受到工作人员的经验影响。

第二种确定方法是根据机械制作的记录表格进行查表修正，因为工艺制作人员在实际加工过程中会根据生产的时间以及相关的制作数据制作出一个较为详细的数据表格，实际加工过程中就可以结合这些表格来对加工余量进行确定。

最后一种方法是分析计算法，可以根据试验资料以及计算公式来对加工余量的数据进行确定。这3种方法在使用过程中第二种以及第三种余量计算方式应用的次数比较多，原因是在数据确定上比较精确。但是分析计算法在应用的过程中会受到切削条件的限制，所以在实际使用过程中受到的限制因素影响较大，第三种查表修正法的使用相比较之下就比较可靠稳定，原因使得这种方法是通过计算的方法将余量的数量进行确定的，有了公式与计算的加入，会让数值的精确性得到保障，所以3种方法中分析计算法的数值保障效果最好。如技术操作人员在进行铣削加工时，就可以使用技术手册上的規格制定进行余量上的计算。将加工时需要预制出的余量数据进行确定，有效保障预留数值上的精确性与机械零件的质量。

4.专用夹具工装设计

4.1 定位及定位误差分析

工艺操作人员在对专用的夹具进行规格选择时，要对定位的误差进行计算，防止在定位的过程中出现与基准重合原则不符的情况。可以对夹具的使用采用支撑板与定位销定位的方法，将自由度进行限制，但是数量的限制程度不能超过6个自由度，对于底面的在对底面3个支撑板限制规格进行确定时，应该预留出两个自由度支撑在两边的支撑板，数量限制为3个，定位销限制的自由度设置为一个。

4.2夹紧机构

在对夹紧装备进行规格上的设置时，要求是这些装备在对零件进行处理时，在夹紧力的影响下，制作的工件可以被牢固的固定在定位支撑架上。此时，工艺制作人员应该对夹紧方向进行相应的设置，与工件刚度的最大方向保持一致，减少工件在制作过程中出现的变形情况。夹紧工件制作过程中还会受到切削力和是重力等影响因素的限制，此时制作人员就可以对这两个方向进行相应的调控，保持一致。让加紧点与支撑元件之间的位置处理也可以保持设置在一个平面上。为了保证工件的制作可以达到工艺制作上的要求，工艺制作人员应对作用点进行严格的控制。

4.3夹具体

夹具体在实际应用过程中使用的范围面较广，同时为了考虑安置在家具中的各种原件可以达到使用上的要求，就必须对工件装卸和机床固定进行相应的规格设置，达到使用便利上的规定。所以，在实际设计过程中，应该将夹具体设计的较为容易操作，同时拥有良好的强度与以及刚度性能，可以方便在使用过程中拆卸以及安装。这些元件的结构和尺寸都符合稳定上的性能要求，细节处理上也要达到相应的规定，满足使用过程中的精确度规格。可以在使用的过程中良好的排屑，让机械的性能可以在使用的过程中稳定发挥。

4.4 对刀及夹具的安装方案

在对夹具的设计方案进行制作时，可以先将机构方案的大致规模进行确定，这样的处理方法使用是为了让安装的工具位置进行精确的确定，技术处理人员在对槽进行加工时，应该对刀具的安装位置以及方向进行调整，可以保障机械在运行的过程中可以快速且准确地将制作人员需要的形状以及规格进行满足。此时为了保证零件的加工质量可以满足设计人员的要求，工艺制作人员在对刀具的种类进选择时，应该选择直角对刀块，用一对定位键对方向进行确定，让加工工作台与制作的方向可以保持一致，进而对零件的质量进行进一步的满足。

结论

工艺制作人员在对支架类零件进行制作安装时，需要对工装设计以及加工工艺进行全面的了解，也要对施工的作业面而进行规格上的详细检查。根据实际情况对设计加工中的机械定位进行明确，得出一个科学合理的定位基准规格，让零件的工艺性以及实用性都可以达到规格要求。在对工艺制作上的路线进行确定时，工作人员应该将加工过程中需要预留出的余量进行明确，在确定的过程中也应该对切削的用量进行掌握，在加工时，工艺制作人员要使用专属的工具，对生产的效率进行保障，只有这样严格的规定，才能让加工制作中的精确性满足精度上的要求，让产品的合格率得到实质性的提升。

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