机械类零件加工的工艺设计改进分析

王野　马晓薇

摘要：从传统的角度出发，零件加工工装设计也属于设计，将机械制造过程与夹具设计和工程相结合，并根据人才培养的主观因素进行设计。面向市场的零部件加工模具设计是汽车及机械零部件生产厂家的技术人员。由此可见，模具设计具有明显的实用性，涉及范围广，内容更丰富，灵活性明显。因此，在实践中，我们必须重视零件加工工装设计的作用。然而，零件本身具有独特的加工工装设计，因此深入的研究和分析具有一定的现实意义。

关键词：机械类零件加工;工艺设计;改进分析

一、机械零件加工中的工艺设计改进原则

首先是时效性原则，工艺设计改进需要充分结合零件的加工目标，为加工工艺的顺利开展提供有利条件，这就要求技术人员在进行工艺设计改进时，对零件的加工需求進行系统全面的调查，并对机械加工余量进行科学合理的设计，为零件的加工质量符合要求建立良好的基础。同时，还要做好夹具的设计工作，结合零件的实际工作要求，优选刀具和道具的安装方案，促进加工工艺水平的不断提高，进而满足机械零件加工质量的要求;其次是可操作性原则，工艺设计改进不仅要注重机械零件的加工质量，还要关注零件的加工效率，降低加工成本，为企业带来良好的经济效益。

二、箱体零件加工的工装设计改进

在箱体零件加工模具设计中，主要包括简单、强度较低的箱体零件和高强度复杂箱体零件。其中，对高强度、高复杂度箱体零件的加工进行了研究。合理地进行零件加工工装的设计过程，合理地利用各车间的共享资源和刀具，并选择定位方案。此外，还应深入分析工件的热变形规律，合理控制切削参数。这些都是保证箱体零件加工质量和优化生产效率的途径。首先，对典型模具的设计准则进行优化。具体地说，是指对零件的工装设计的改进。必须考虑模具的设计顺序，对于具有特定特征的设计零件，应进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，则在其它特征的半精加工和精加工之后，应对某些零件进行粗加工。此外，根据第一基准的基本要求，将特征工具的所有特征作为基础表面特征进行处理和处理，然后对其他地方的表面特征进行处理。其次，聚类和辅助处理的约束条件。设备的运行效果直接关系到加工工装的设计能力，工艺集中的原则会影响加工路线。根据工艺集中的基本原理，可以同时加工具有相同特性的零件，从而节省时间和人力。其中，在粗加工或粗加工和半精加工之间必须进行零件的正火和退火，在预处理或半精加工和精加工之间最好进行渗碳。此外，在规划零件加工工装的设计路线时，不仅要考虑零件的工艺方法和技术要求等因素，还要考虑模具设计的成本、生产率和时间。这样，可以保证机械零件加工的设计路线合理、合理，可以有效地提高箱体零件加工的工装设计。

三、盘类零件加工的工艺设计改进

①盘类零件的质量控制措施，加工的技术人员要对零件的技术要求和结构进行系统全面的分析研究，并且在加工过程中还要严格按照设计图纸进行各项操作，降低加工误差，尽可能确保加工参数与图纸保持一致。②较强的可操作性，由于盘类零件本身的加工难度就较高，为了尽可能减少加工瑕疵，这就需要提高工艺设计的可操作性，降低整个操作的复杂程度，为零件加工的顺利进行建立良好的基础。③安装便利，相较于其他类型的零件而言，盘类零件具有其独特的安装工艺要求，为了有效降低盘类零件的安装难度，在工艺设计过程中需要对其装卸方式进行有针对性的优化处理，进而能够在一定程度上提高安装效率。

四、套筒零件加工工装设计的改进方略

常见套筒零件有气缸套、导向套、滑动轴承、液压缸等形式，在机械加工中具有广泛应用且较为种重要，这些零件虽有不同的形状与功能，但有结构简单的共性，为此加工工装设计改进方略可有效落实，具体改进方略可从以下几个方面进行分析：一是合理控制切削速度。套筒零件因尺寸、结构不同，在液压系统、内燃机、夹具等结构中发挥积极作用，如若切削速度把控不当，将会引起切削温度过高，切削精度控制不当等问题，影响套筒零件综合质量，为此工作人员需在改进工装设计方略时，合理控制切削速度，在提高刀具耐用度基础上，使切削温度得到有效控制，避免热度引起零件变形，提高生产质量;二是做好调制处理。为提升套筒林零件稳定性，多应用不锈钢材质，这就需要在改进工装设计时，需对不锈钢进行调制，使结构综合力学性能得到保障，满足零件加工需求，改善切削加工性能。

五、圆柱齿轮加工的工装设计改进

齿轮是机械传动中应用最广泛的零件之一，则在平常生活中，对它工装设计改进就显得更为重要了。平常生活中适用得最多的是圆柱齿轮减速器的工装设计，试验过程中，我们在保证原工装设计的中心距不变、总速比变化比较小的状态下，把两级圆柱齿轮副的速度比重新进行了分配并加大模数和工作齿轮的宽度，再对齿轮材质和热处理等方面进行各方面的改进。

1.改变齿轮的宽度：适当增加各级圆柱齿轮副的工作齿轮宽度，这样可以提高并平衡齿轮接触及弯曲疲劳强度。

2.改变速比的分配：在保证圆柱齿轮副高速级和低速级的中心距不变的情况下，增大高速级速比的同时还要减小低速级速比，这样可以增大两级圆柱齿轮副等各方面的强度。

3.材质和热处理：进行渗碳淬火处理时要合适的选择材料，比如20CrNi2Mo和20CrMnTi的选择。20CrNi2Mo是一种优质低碳的合金钢，经渗碳淬火处理的齿轮齿面后，它的硬度会更高、心部韧性会更好，因此具有比用20CrMnTi材质制作的圆柱齿轮副更加优异的抗点蚀特别是抗弯曲性能。有文献专门针对20CrNi2Mo和20CrMnTi的热处理性能测定还有其弯曲强度试验结果的探究，可以看出20CrNi2Mo的弯曲疲劳极限比20CrMnTi大许多。

六、结语

促进机械类零件加工的工装方式改进，提高零件的加工精度，针对不同类型的工装设计，合理使用不同的加工方案，提高零件加工质量，使机械类零件在工业生产中充分发挥其重要作用，维持机器的正常运转，从而提高经济效益。

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，2015，25（16）：63.