支架類零件機(jī)械加工工藝及工裝設(shè)計(jì)

李建偉,朱鵬偉（鶴壁汽車工程職業(yè)學(xué)院,河南 鶴壁 458000）

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支架類零件機(jī)械加工工藝及工裝設(shè)計(jì)

李建偉,朱鵬偉
（鶴壁汽車工程職業(yè)學(xué)院,河南 鶴壁 458000）

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國機(jī)械制造業(yè)得到了迅猛發(fā)展。支架類零件的操縱性和穩(wěn)定性良好，同時(shí)可承受較大的彎曲應(yīng)力，可用于強(qiáng)度、耐磨性要求較高、較重要的零件和要求保持氣密性的鑄件，廣泛地應(yīng)用于機(jī)床、汽車、拖拉機(jī)等機(jī)械變速箱中。支架類零件的制造工藝雖然比較簡單，但其制造過程涉及了機(jī)械加工工藝的多個(gè)方面，具有一定的代表性。本文對(duì)該類零件的機(jī)械加工工藝的規(guī)程和專用夾具的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析討論。

關(guān)鍵詞：支架類零件；加工工藝；工裝設(shè)計(jì)

1 機(jī)械加工工藝分析

支架零件采用較多的材料是HT200，灰鑄鐵有較好的耐熱性和良好的減振性，鑄造性能較好。該類零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程主要包括分析零件工藝性、選擇毛坯的制造方法、選擇基面的水位和高程的起始面、制定工藝路線、確定各工藝的制造設(shè)備、刀具和夾具等、確定工序的切削用量，填寫完整的工藝文件。

以下為支架需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求，如下圖所示。具體要求如下：（1）圓柱φ40mm,Ra 為5.4μm；（2）圓柱上方通槽，槽寬8mm，Ra為6.3μm；槽深5mm；（3）圓柱體上的圓柱孔φ8mm, 對(duì)底板的不垂直度為0.02mm，Ra為10.5μm；（4）底板4xφ8 H7圓柱孔，Ra為1.6μm；（5）兩側(cè)加強(qiáng)筋圓柱有對(duì)稱度要求，不對(duì)稱度為0.20；對(duì)底板有垂直度要求，不垂直度為0.10（圖1）。

2 工藝過程設(shè)計(jì)

該支架零件加工集很多工序?yàn)橐惑w的制造工藝，為了完成該零件的制造，需要進(jìn)行一串的連續(xù)動(dòng)作。制定出科學(xué)完善的工藝路線，對(duì)機(jī)械制造的有序進(jìn)行有著重要意義。對(duì)于該零件的工藝路線，可擬定如下工藝路線：鑄造→時(shí)效處理→銑上下端面→銑下面?zhèn)让妗@孔→鏜孔→鉆孔→溝槽→銑寬槽→質(zhì)檢→入庫。制造工藝不是一層不變的，在實(shí)際生產(chǎn)過程中可根據(jù)實(shí)際零件特點(diǎn)，對(duì)加工的環(huán)節(jié)適時(shí)進(jìn)行調(diào)整和改變。

3 加工余量的確定

加工余量必須保證能達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的精度和表面粗糙度。加工余量的確定的方法通常有三種：第一經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法，由工藝人員根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估算；第二查表修正法，以生產(chǎn)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)研究相關(guān)資料數(shù)據(jù)制成的表格為依據(jù)，加工過程中結(jié)合加工實(shí)際情況修正；第三分析計(jì)算法，根據(jù)試驗(yàn)資料和計(jì)算公式計(jì)算來確定加工余量。分析上述三種方法，經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法由于根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得出加工余量，加工余量偏差較大；分析計(jì)算法余量計(jì)算比較合理，但是由于受到切削條件的變化和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的影響，在實(shí)際生產(chǎn)中使用受到較大的限制；查表修正法依據(jù)試驗(yàn)資料并且經(jīng)過公式計(jì)算，計(jì)算的加工余量比較準(zhǔn)確。因此在實(shí)際生產(chǎn)中一般使用查表修正法。例如銑削加工，可查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》P1050 表13-27 平面的刨、銑、磨、刮加工余量（mm）摘要，查表確定好工件半精銑時(shí)的加工余量為1.5mm，總的加工余量7.5mm，扣除半精銑時(shí)的加工余量1.5mm，可以確定工件粗銑時(shí)的加工余量為6mm。

4 專用夾具工裝設(shè)計(jì)

4.1 定位及定位誤差分析

定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)該盡量符合基準(zhǔn)重合原則，在整個(gè)夾具中，采用支承板和定位銷定位，分別限制6個(gè)自由度。底面的三個(gè)支承板限制兩個(gè)自由度,側(cè)面的兩個(gè)支承板,限制3個(gè)自由度，定位銷限制1個(gè)自由度。

4.2 夾緊機(jī)構(gòu)

夾緊裝備要求在夾緊過程中，在夾緊力的作用下工件不應(yīng)離開定位支撐；夾緊力方向與工件剛度最大的方向保持一致，盡量減少工件的變形，與工件受到的切削力、重力方向保持一致；夾緊點(diǎn)正對(duì)支撐元件或位于支撐元件所在平面，作用點(diǎn)位于工件剛性最好的部位。

4.3 夾具體

夾具體一般夾具上較為復(fù)雜的元件，不僅要考慮安置在夾具中所需要的各種元件，還要考慮工件裝卸和機(jī)床固定是否便利。因此設(shè)計(jì)的夾具體應(yīng)具有重量較輕，便于操作；有良好的強(qiáng)度、剛度等力學(xué)性能；吊裝方便，安全使用；結(jié)構(gòu)和尺寸都較為穩(wěn)定，有一定的精度；排屑方便，保障機(jī)器性能等特點(diǎn)。

4.4 對(duì)刀及夾具的安裝方案

在夾具設(shè)計(jì)安裝方案時(shí)，可以擬定夾具機(jī)構(gòu)方案，對(duì)確定工具安裝位置有很大作用。例如槽在加工過程中需要保證刀具方向的位置，為了快速準(zhǔn)確的對(duì)刀，必須使用直角對(duì)刀塊。夾具在安裝時(shí)，采用一對(duì)定位鍵定向，用螺母加緊兩端耳座的T形螺栓，以保證對(duì)刀塊的方向和工作臺(tái)縱向方向保持一致，從而保證零件的加工質(zhì)量。

5 結(jié)論

支架類零件的設(shè)計(jì)加工，包括了加工工藝和工裝設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)加工中應(yīng)該選擇合適的機(jī)械定位基準(zhǔn)，分析零件的工藝性，擬定工藝制造路線，確定較為準(zhǔn)確的加工余量和切削用量；加工中采用專用夾具，提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)提高了加工精度，提高了產(chǎn)品的合格率。隨著機(jī)械加工工藝的不斷完善，支架類零件的加工也將取得長足發(fā)展。

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DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.017