機械類零件加工的工藝設計改進分析

王野　馬曉薇

摘要：從傳統的角度出發，零件加工工裝設計也屬于設計，將機械制造過程與夾具設計和工程相結合，并根據人才培養的主觀因素進行設計。面向市場的零部件加工模具設計是汽車及機械零部件生產廠家的技術人員。由此可見，模具設計具有明顯的實用性，涉及范圍廣，內容更豐富，靈活性明顯。因此，在實踐中，我們必須重視零件加工工裝設計的作用。然而，零件本身具有獨特的加工工裝設計，因此深入的研究和分析具有一定的現實意義。

關鍵詞：機械類零件加工;工藝設計;改進分析

一、機械零件加工中的工藝設計改進原則

首先是時效性原則，工藝設計改進需要充分結合零件的加工目標，為加工工藝的順利開展提供有利條件，這就要求技術人員在進行工藝設計改進時，對零件的加工需求進行系統全面的調查，并對機械加工余量進行科學合理的設計，為零件的加工質量符合要求建立良好的基礎。同時，還要做好夾具的設計工作，結合零件的實際工作要求，優選刀具和道具的安裝方案，促進加工工藝水平的不斷提高，進而滿足機械零件加工質量的要求;其次是可操作性原則，工藝設計改進不僅要注重機械零件的加工質量，還要關注零件的加工效率，降低加工成本，為企業帶來良好的經濟效益。

二、箱體零件加工的工裝設計改進

在箱體零件加工模具設計中，主要包括簡單、強度較低的箱體零件和高強度復雜箱體零件。其中，對高強度、高復雜度箱體零件的加工進行了研究。合理地進行零件加工工裝的設計過程，合理地利用各車間的共享資源和刀具，并選擇定位方案。此外，還應深入分析工件的熱變形規律，合理控制切削參數。這些都是保證箱體零件加工質量和優化生產效率的途徑。首先，對典型模具的設計準則進行優化。具體地說，是指對零件的工裝設計的改進。必須考慮模具的設計順序，對于具有特定特征的設計零件，應進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，則在其它特征的半精加工和精加工之后，應對某些零件進行粗加工。此外，根據第一基準的基本要求，將特征工具的所有特征作為基礎表面特征進行處理和處理，然后對其他地方的表面特征進行處理。其次，聚類和輔助處理的約束條件。設備的運行效果直接關系到加工工裝的設計能力，工藝集中的原則會影響加工路線。根據工藝集中的基本原理，可以同時加工具有相同特性的零件，從而節省時間和人力。其中，在粗加工或粗加工和半精加工之間必須進行零件的正火和退火，在預處理或半精加工和精加工之間最好進行滲碳。此外，在規劃零件加工工裝的設計路線時，不僅要考慮零件的工藝方法和技術要求等因素，還要考慮模具設計的成本、生產率和時間。這樣，可以保證機械零件加工的設計路線合理、合理，可以有效地提高箱體零件加工的工裝設計。

三、盤類零件加工的工藝設計改進

①盤類零件的質量控制措施，加工的技術人員要對零件的技術要求和結構進行系統全面的分析研究，并且在加工過程中還要嚴格按照設計圖紙進行各項操作，降低加工誤差，盡可能確保加工參數與圖紙保持一致。②較強的可操作性，由于盤類零件本身的加工難度就較高，為了盡可能減少加工瑕疵，這就需要提高工藝設計的可操作性，降低整個操作的復雜程度，為零件加工的順利進行建立良好的基礎。③安裝便利，相較于其他類型的零件而言，盤類零件具有其獨特的安裝工藝要求，為了有效降低盤類零件的安裝難度，在工藝設計過程中需要對其裝卸方式進行有針對性的優化處理，進而能夠在一定程度上提高安裝效率。

四、套筒零件加工工裝設計的改進方略

常見套筒零件有氣缸套、導向套、滑動軸承、液壓缸等形式，在機械加工中具有廣泛應用且較為種重要，這些零件雖有不同的形狀與功能，但有結構簡單的共性，為此加工工裝設計改進方略可有效落實，具體改進方略可從以下幾個方面進行分析：一是合理控制切削速度。套筒零件因尺寸、結構不同，在液壓系統、內燃機、夾具等結構中發揮積極作用，如若切削速度把控不當，將會引起切削溫度過高，切削精度控制不當等問題，影響套筒零件綜合質量，為此工作人員需在改進工裝設計方略時，合理控制切削速度，在提高刀具耐用度基礎上，使切削溫度得到有效控制，避免熱度引起零件變形，提高生產質量;二是做好調制處理。為提升套筒林零件穩定性，多應用不銹鋼材質，這就需要在改進工裝設計時，需對不銹鋼進行調制，使結構綜合力學性能得到保障，滿足零件加工需求，改善切削加工性能。

五、圓柱齒輪加工的工裝設計改進

齒輪是機械傳動中應用最廣泛的零件之一，則在平常生活中，對它工裝設計改進就顯得更為重要了。平常生活中適用得最多的是圓柱齒輪減速器的工裝設計，試驗過程中，我們在保證原工裝設計的中心距不變、總速比變化比較小的狀態下，把兩級圓柱齒輪副的速度比重新進行了分配并加大模數和工作齒輪的寬度，再對齒輪材質和熱處理等方面進行各方面的改進。

1.改變齒輪的寬度：適當增加各級圓柱齒輪副的工作齒輪寬度，這樣可以提高并平衡齒輪接觸及彎曲疲勞強度。

2.改變速比的分配：在保證圓柱齒輪副高速級和低速級的中心距不變的情況下，增大高速級速比的同時還要減小低速級速比，這樣可以增大兩級圓柱齒輪副等各方面的強度。

3.材質和熱處理：進行滲碳淬火處理時要合適的選擇材料，比如20CrNi2Mo和20CrMnTi的選擇。20CrNi2Mo是一種優質低碳的合金鋼，經滲碳淬火處理的齒輪齒面后，它的硬度會更高、心部韌性會更好，因此具有比用20CrMnTi材質制作的圓柱齒輪副更加優異的抗點蝕特別是抗彎曲性能。有文獻專門針對20CrNi2Mo和20CrMnTi的熱處理性能測定還有其彎曲強度試驗結果的探究，可以看出20CrNi2Mo的彎曲疲勞極限比20CrMnTi大許多。

六、結語

促進機械類零件加工的工裝方式改進，提高零件的加工精度，針對不同類型的工裝設計，合理使用不同的加工方案，提高零件加工質量，使機械類零件在工業生產中充分發揮其重要作用，維持機器的正常運轉，從而提高經濟效益。

參考文獻：

[1]張濤.機械類零件加工的工裝設計改進探討——各類零件加工工藝及工裝簡介[J].科技展望，2015，25（16）：63.