机械零件加工的工装设计研究

摘要：本文对机械类零件加工过程中的工装设计进行了研究，综合分析了箱体类零件、套筒类零件以及圆柱齿轮类零件加工时的工装设计特点，并提出了改进方法。

关键词：零件；工装；箱体；套筒；齿轮

零件加工的工装设计是机械制造工艺和夹具设计的结合，它具有较强的实践性，涵盖的内容十分丰富，并且灵活性较强。机械零件中常见的箱体类零件、套筒类零件以及圆柱零件在加工时都有相应的工装，本文分别对其进行分析研究。

1 箱体零件加工的工装设计

箱体类零件分为简单低强度的箱体类零件和高强度复杂的箱体类零件。对于加工结构复杂的箱体类零件，编制合理的加工设计流程，有效利用各个车间的共有资源以及各类刀具、夹具以及充分分析工件受热后的变形规律，是对复杂箱体零件加工质量的保证。

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，再加工其他的表面特征。

2 套筒零件加工的工装设计

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的液压缸、轴的滑动轴承、夹具的导向套等。套筒类零件虽然结构、尺寸和用途各不相同，但是共同的特点就是结构简单。

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效果的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。

3 圆柱齿轮加工的工装设计

齿轮是机械传动中应用范围最广的零件之一，它的工装设计十分重要。对最常见的直齿圆柱齿轮减速器的工装设计时，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弯曲性能。

参考文献

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个人简介

张银银（1986.09-），男，助理工程师，现在安徽六安江淮永达机械制造有限公司从事生产管理工作。