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摘要：机械类零件加工的工装设计是一类范围很广的设计，分配的角色也非常的多，这些机械类典型零件加工的工装设计有很多种类型，此处探究的这些类型，都有自身的特色，有的不仅在外表上面，还有内在中，可以两方面进行区分，在进行设计的同时要想到改进的方法，怎样才可以发挥出更高的价值。生活在进行和更新，工装设计也是一样，也需要我们不断的对其反省和改进，这样，我们的技术就会更加的成熟，从而促进了经济的快速发展。
关键词：机械类零件；加工；工装设计；改进；分析
一、加工顺序的编排机械零件的加工工艺过程
一般分为粗加工阶段、半精加工阶段以及精加工阶段。粗加工阶段用于快速去除工件上的大部分加工余量，为半精加工阶段做好准备。半精加工则是为了保证工件在精加工时的加工余量小且分布均匀，以便获得规定的加工质量和精度。在加工精度和质量要求不高或毛坯本身就具有相当的精度的情况下，往往并不划分加工阶段；而对于某些精密零件的加工，不仅划分上述三个加工阶段，还会增添光整和精整加工阶段。机械零件加工过程分段的作用在于避免毛坯的内应力、弹性变形和热变形对于加工精度的影响。同时，零件的加工分阶段进行可以及时发现毛坯内隐藏的缺陷，保护机床、夹具以及刀具。某些零件的热处理也可在加工阶段之间进行。
零件加工工序数量的确定必须要满足两个基本原则：工序分散原则和工序集中原则。所为工序分散原则是指待加工零件的加工工艺流程较长，加工工序繁多，或每个工序内的加工内容较少。这种情况下，加工该零件所需要的加工设备以及装夹操作等往往比较简单，但其所需的设备和技术工人的数量却相对较多。这也使得该零件的每一个工序的加工质量和精度易于得到控制和调整，也增加了产品的可更新性。这种情况在零件的大批量生产时较为常见。工序集中原则在零件的工序少、工序内容多且复杂的情况下得到体现。这时零件的多个加工表面可以在少数工序中集中加工完成，工序的工步较多，加工的效率高，节省了零件加工的时间，但也造成了产品更新的困难。这种工序原则适用于零件的小批量生产。
科学规范的加工工艺流程是保证机械零件加工质量和精度的重要条件。目前我国机械加工行业的工艺水平普遍不高，产品质量也差强人意，不利于机械行业的长期发展。
二、箱体零件加工的工装设计改进
箱体零件加工的工装设计有简单低强度的箱体类零件加工工装设计和高强度复杂的箱体类零件，在研究加工超高强度且复杂的箱体类零件的过程中，明确编制合理的零件加工工装设计的各种详细流程、有效的利用各个车间的共有资源和切削各类刀具、选择合适的装夹定位方案还有分析件热后的变形规律并加以控制和设定合理的切削用量、引入曲线插补优化是对复杂箱体类零件加工的质量和提高生产效率的一种保证。
2.1 优化典型工装设计准则
优化工装设计的设计准则是对零件工装设计的改进。在考虑零件加工的工装设计顺序时，对于某些有特定特征的工装设计零件，要先安排粗加工和半精加工，然后再安排精细加工和光整加工；而对于某些有不同的特征的工装设计零件，某些特征的粗加工则需要安排在其他特征的半精和精细加工之后，比如越程槽这种辅助特征的粗加工就在主特征的半精加工之后进行；还有对于零件的具有全部特征的工装设计零件，一般是遵循先基准后其他的原则，也就是必须先加工作为基准面的特征，再加工其他地方的表面特征。
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2.2 聚类和辅助加工约束
根据工序集中原则，将具有相同特征的零件加工工装设计安排在一起进行加工，从而节省大量的人力和时间，如：加工刀具相同、类型相同、某一方位面的特征相同、加工工装设计阶段相同、加工单元相同等。零件的退火和正火应该安排在半精加工和粗加工之间或者粗加工之前；渗碳处理应该安排在精加工和半精加工之间。零件加工工装设计路线选择时，不仅要考虑零件的几何形状、保证质量、技术要求、工艺方法，还要考虑工装设计的生产率、时间、成本等问题，这可以使机械类零件加工的工装设计路线更加适用、合理。
2.3 套筒零件加工的工装设计改进
机器中套筒零件的应用在很多方面都发挥了重要作用，常见的套筒零件有液压系统中的液压缸、支承回转轴的各种形式的滑动轴承、内燃机上的汽缸套、夹具中的导向套等。虽然套筒零件的结构、尺寸和用途都不相同，但它们均有一个共同点：结构比较的简单。以下就长薄壁套筒工件的装夹加工工装设计。?长薄壁套筒工件的装夹加工，对不锈钢进行设计时，不锈钢的切削速度会稍微提高一些，这样切削的温度就会比一般的温度高些，若其刀具磨损程度加剧，则它的耐用度就会很大幅度的下降。为了保证合理的刀具耐用度，就必须要降低切削的速度，那么一般就会按加工普通碳钢的40%一60%作为参考。由于加工含碳量较低的不锈钢有较明显的粘刀现象，在切削过程中要选用非常好的润滑效果的润滑油和冷却效果比较好的切削液；选择锯片铣刀切削时，刀齿不要太多，并且它的齿槽还要深一点，尽量要将刀齿磨成错齿，这样对排屑和减少切削力有非常大的帮助。在切削不锈钢工件的时侯，注意的是对工件进行调质处理。通过对不锈钢调质的处理后，可以获得优良的综合力学性能，这样对其切削加工性能比有很大改善。通过正确的操作过程，在某些地方进行适当的改进，这样就可以让机械类零件加工的工装设计得到好的调理。
三、圆柱齿轮加工的工装设计
圆柱齿轮是机械转动中使用最广泛的零件之一，日常生活中最适用就是圆柱齿轮减速器的工装设计。试验过程中，既不能改变原工装设计的中心距，还要将总速保持在比变化小的状态中，重新分配两组圆柱齿轮副的速度比，同时加大工作齿轮的宽度和模数，改进齿轮的热处理和材质。
3.1 齿轮宽度的改进方法
通过各级圆柱齿轮副工作齿轮宽度的增加来平衡和提高齿轮弯曲及接触疲劳的强度。
3.2 速度比分配的改进方法
在圆柱齿轮副低速级和高速级的中心距不变的基础上，增加高速级的速度比，减小低速级的速度比，从而增加两级圆柱齿轮副各个方面的强度。
3.3 齿轮热处理和材质的改进方法
渗碳淬火处理时，要选择合适的齿轮材质，如20CrMnTi或者20CrNi2Mo。据20CrMnTi和20CrNi2Mo的热处理性能鉴定及弯曲强度相关研究表明，20CrMnTi的弯曲疲劳极限要比20CrNi2Mo小很多。20CrNi2Mo是一种优质低碳的合金钢，其齿轮齿面经过渗碳淬火处理后，其硬度和心部韧性会更高、更好，所以用20CrNi2Mo材质制作的圆柱齿轮副具有更加优异的抗点蚀作用，尤其是抗弯曲性能。
四、结语
随着我国经济增长模式向资源节约型、环境友好型转变，要想促进我国工业继续追赶国际先进水平，就必须要节省人力和物力的消耗，加大科研投入。要科学设计先进的加工工艺，并以与市场相适应的规模进行机械零件的加工生产，以较低的资源消耗，获得尽可能多的经济效益。尽管机械零件的外形、材料和尺寸都具有相当的差异性，但其加工工艺的设计和编制一般都需要满足一些基本原则。
参考文献
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论文作者:李春玲
论文发表刊物:《防护工程》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/23
标签：加工论文; 零件论文; 工装论文; 工序论文; 箱体论文; 粗加工论文; 套筒论文; 《防护工程》2017年第18期论文;