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支架类零件机械加工工艺及工装设计

在机床制作、汽车与机械变速箱等工作磨损程度大的机械运转的

过程中应用较为广泛的一类机械组成就是支架类零件，这种零件在制

作过程中的工步骤比较简洁，但是制作的细节调整会涉及很多加工工

艺实施，为了保证这种机械部件在使用过程中的质量可以符合技术设

计人员的要求，在对该类零件的机械加工时，要对使用范围进行细节

以及规格上的调整。

1.机械加工工艺分析

支架零件采用较多的材料是HT200，灰铸铁有较好的耐热性和

良好的减振性，铸造性能较好。该类零件的机械加工工艺规程主要包

括分析零件工艺性、选择毛坯的制造方法、选择基面的水位和高程的

起始面、制定工艺路线、确定各工艺的制造设备、刀具和夹具等，确

定工序的切削用量，填写完整的工艺文件。

以下为支架需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求。具体

要求如下：

（1）圆柱φ40mm，Ra为5.4μm。

（2）圆柱上方通槽，槽宽8mm，Ra为6.3μm；槽深5mm。

（3）圆柱体上的圆柱孔φ8mm，对底板的不垂直度为0.02mm，

Ra为10.5μm。

（4）底板4xφ8H7圆柱孔，Ra为1.6μm。

（5）两侧加强筋圆柱有对称度要求，不对称度为0.20；对底板

有垂直度要求，不垂直度为0.10。

2.工艺过程设计

该支架零件加工集很多工序为一体的制造工艺，为了完成该零件

的制造，需要进行一串的连续动作，制定出科学完善的工艺路线，对

机械制造的有序进行有着重要意义。对于该零件的工艺路线，可拟定

如下工艺路线：铸造→时效处理→铣上下端面→铣下面侧面→钻孔→

镗孔→钻孔→沟槽→铣宽槽→质检→入库。制造工艺不是一成不变的，

在实际生产过程中可根据实际零件特点，对加工的环节适时进行调整

和改变。

3.加工余量的确定

机械制造加工过程中会对加工余量进行相关的设计，加工余量的

设置是为了保证这些部件在生产过程中，可以达到标准的精确度以及

表面粗糙度，在对机械制造过程中的加工余量进行确定时，可以采用

的方法有3种。第一种是经验估计法，是指由工艺制造人员根据平时

的工作经验来对加工余量的预留规格进行实际估算。一般情况下，这

种加工余量的确定会随着一机械制造人员的施工经验产生规格上的

上下浮动，精确度会受到工作人员的经验影响。

第二种确定方法是根据机械制作的记录表格进行查表修正，因为

工艺制作人员在实际加工过程中会根据生产的时间以及相关的制作

数据制作出一个较为详细的数据表格，实际加工过程中就可以结合这

些表格来对加工余量进行确定。

最后一种方法是分析计算法，可以根据试验资料以及计算公式来

对加工余量的数据进行确定。这3种方法在使用过程中第二种以及第

三种余量计算方式应用的次数比较多，原因是在数据确定上比较精确。

但是分析计算法在应用的过程中会受到切削条件的限制，所以在实际

使用过程中受到的限制因素影响较大，第三种查表修正法的使用相比

较之下就比较可靠稳定，原因使得这种方法是通过计算的方法将余量

的数量进行确定的，有了公式与计算的加入，会让数值的精确性得到

保障，所以3种方法中分析计算法的数值保障效果最好。如技术操作

人员在进行铣削加工时，就可以使用技术手册上的规格制定进行余量

上的计算。将加工时需要预制出的余量数据进行确定，有效保障预留

数值上的精确性与机械零件的质量。

4.专用夹具工装设计

4.1定位及定位误差分析

工艺操作人员在对专用的夹具进行规格选择时，要对定位的误差

进行计算，防止在定位的过程中出现与基准重合原则不符的情况。可

以对夹具的使用采用支撑板与定位销定位的方法，將自由度进行限制，

但是数量的限制程度不能超过6个自由度，对于底面的在对底面3个

支撑板限制规格进行确定时，应该预留出两个自由度支撑在两边的支

撑板，数量限制为3个，定位销限制的自由度设置为一个。

4.2夹紧机构

在对夹紧装备进行规格上的设置时，要求是这些装备在对零件进

行处理时，在夹紧力的影响下，制作的工件可以被牢固的固定在定位

支撑架上。此时，工艺制作人员应该对夹紧方向进行相应的设置，与

工件刚度的最大方向保持一致，减少工件在制作过程中出现的变形情

况。夹紧工