轴承座零件批量生产的加工工艺研究

轴承座零件批量生产的加工工艺研究

柯贤湖

嘉兴市宏丰机械有限公司   314007

摘要：从实践了解到，轴承座零件是机械设备的重要构件，主要加工表面是由内孔及槽加工等工艺构成的，为了确保零件精度，在对轴承座零件批量加工时，质量过程控制需要遵循一定的原则，控制好加工工序和流程。在工艺安排不紧张的情况下，加工机械的安全性也要重点考虑，同时设法提高夹具使用的便捷性，使其方便拆卸和管理。总而言之，想要设计良好的工艺路线，保障轴承座零件批量生产质量，必须经过周密地考虑。在轴承座零件批量生产中，装夹及定位问题是重中之重，为此本文将结合实际，以某种轴承座零件生产为例，设计一套可行的批量生产加工工艺，以便保障零件加工质量和实际的生产效率。

关键词：零件加工；批量生产；轴承座零件；工艺分析

引言：随着机械行业竞争加剧，产品零件加工质量要求日益提高，在此背景下，为实现零件加工的批量化生产，相关制造企业需要不断升级技术路线，采取降本增效的措施，保障零件加工的经济性。结合现实应用可知，轴承座是基础性零件，其作用十分显著，可以广泛应用到多个行业产品当中，如家电、汽车、农机等。但同时轴承座零件批量生产存在一定的难度，想要保障批量生产的质量，必须对零件加工工艺实施优化，在此基础上，降低轴承座类零件制作成本，同时提升零件的精度与质量。

1零件介绍

下图1为某产品轴承座零件图，结合生产通知单的相关内容可知，该产品为较为规则的基础性零件，材质为AL6061-T6，在使用中该材料具有强度高，耐磨性好且抗腐蚀的特点，并且材料的可焊接性也比较理想，可满足现实应用需求。在制作该零件时，通过优化数控加工工艺，可以实现零件批量生产经济、高效、优质的目的。

图1某产品轴承座零件图

2零件制作工艺分析

结合图纸可知，该零件加工时需要科学进行基准边定位，借此保障零件加工的精度。除此之外，零件加工还需要依照产品的使用需求。为强化使用效果，要采取必要的阳极氧化处理工艺，提升零件的使用性能。基于此，在实施编程的时候，零件尖角部位需要做好倒角处理，借此有效提升零件加工合理性。除此之外，在进行零件加工时还需要关注产品外观的完整度，明确加工工艺流程，严防产品表面被人为损坏，出现压伤、刮花等现象，最终影响批量生产的质量[1]。根据图纸分析结果，为了提高加工精度，并控制加工成本，可借助三轴加工中心完成具体的生产任务。现实中，结合三轴加工中心工作的规律与特点，可制定以下的加工工艺流程卡（见表1）。

表1产品加工流程卡

由以上分析可知，进行图纸零件加工时，加工精度的控制是重中之重。工艺要点如下：（1）由于该零件加工表面是由孔系和平面共同构成的，所以在实操环节中，需要将加工质量控制的重点放在平面及内孔尺寸精度优化上，借助合理化措施，处理好两者的关系。（2）结合以往的加工经验，该类零件的加工想要保障精度和质量，先面后孔的原则是一定要遵守的。具体来说就是先控制好零件的基准平面，在此基础上完成其他平面的加工，最终再结合图纸内容加工孔系，提升加工质量和效率。（3）因为该零件的加工平面较大，现实中需要借助平面定位的方式，保障定位可靠和夹紧牢固，从而强化加工效果。（4）在完成平面加工后，要将铸件表面的凹凸不平有效处理，借此提升零件表面的光滑度，为后续的孔加工精度控制创造条件，同时这样的方式也非常有利于保护刀具。（5）在零件加工过程中，为保障轴承座零件的使用性能，其工艺需要遵循粗精加工分开的处理原则，具体来讲就是要将平面和孔系的加工细化为粗加工和精加工不同的方式，借此提升整个零件的质量[2]。（6）由于零件生产量很大，在现实生产中怎样保障效率也是重要的考虑因素。

3零件批量生产工艺

3.1加工定位的基准选择

3.1.1确定毛坯的制造形式

现实中，因为该零件材料为AL6061-T6，材料使用的成熟度比较高，可以实现大批量的加工。再加上，零件轮廓整体可控、尺寸不大，所以在批量生产过程中可以应用铸造成型的方案，在此前提下进一步保障生产效率，同时提升加工的精细化程度。

3.1.2粗基准的选择

在实际操作中，粗基准的选择不容忽视，需要满足以下要求：（1）在选择粗基准时，需要考虑加工表面的需求。通过基准的选择，确保不同加工面之间的位置精度，提高零件加工质量。结合经验可知，如果工件表面上存在不需要加工的区域，则要将相互位置精度相对较高的表面作为加工的参考依据，借此保障壁厚均匀、外形对称。（2）将导轨面作为基准面，实践证明采用这种方法可保证去掉较少的余量，与此同时增加耐磨性。（3）粗基准选择时，应尽可能选择平整度高、面积大的表面，这样的表面更容易保证定位准确夹紧

[3]。需要注意的是，有浇口、冒口、飞边等特殊情况的表面，无法选作粗基准。此种情况下，会严重影响作业精度，必须要经过初加工处理后，该表面才能使用。（4）粗基准不能重复使用，一旦多次使用，其表面的位置精度将难以保障。

3.1.3精基准的选择

与粗基准的选择不同，在进行精基准的选择时，第一时间要考虑基准重合的影响。与此同时，当设计与工序基准偏差较大时，应当进行尺寸换算，只有如此，才能确保工艺效果。

3.2工艺路线的制定

因为本次零件加工的规模较大，生产类型为批量生产，为了降低生产的成本，同时提升生产效率，现实中需要使用集中化的生产工序。本次生产的主要作业流程如表1所示。研究发现，该工艺路线的特点是可以采用高生产率的设备完成生产加工，在缩短工艺路线的同时，还可以减少工序数目，从而起到优化生产流程的目的。工作期间，通过减少设备的数量，还可以从某种程度控制生产面积，科学设计安装次数，保障零件加工的位置精度。

3.3夹具设计

3.3.1机床夹具的设计要求

加工工件时，想要得到精准的尺寸和位置，首先要将工件固定在正确位置上，而这一过程称为定位。当完成定位工作后，为了规避切削力、重力形成的破坏，还需要借助一定装置固定，确保工件的位置不变，这个过程可以称之为夹紧。而定位、夹紧又可以统称为装夹。从实际了解到，工件装夹是否正确关系重大，与工件加工质量和制造成本等有密切关系。在轴承座零件大批量生产阶段，工件的装夹过程往往需要借助机床夹具来实现。

机床夹具的设计要求如下：（1）机床夹具的结构在使用中需要与生产规模相契合，这是重要的前提。特别是在大批量生产中，需要借助夹具保障零件加工质量，同时提高加工效率。为此工作中需要大量使用多件夹紧机构，优选高效、省力的夹具，如液压和电动夹紧装置等。（2）选用标准化的零部件，将其作为质量保证。夹具设计时，为满足现实需求，要第一时间要选用标准夹紧机构，通过这样的方式，减少非标准零件的数量，提高集成水平的同时，压缩夹具制造成本，并缩短生产周期。（3）夹具结构应满足刚度、强度等综合性能的要求，规避夹具的使用精度受到影响。另外，夹具安装的稳定性要好，控制好夹具底面轮廓尺寸。（4）保证使用方便和安全。通常情况下，操纵夹紧件的手柄需要有足够的活动空间，只有如此，才能规避机床、刀具相碰撞，保障切削作业的方便、安全。

3.3.2夹紧方案的确定

通过研究发现，夹紧装置想要发挥作用，通常由三部分组成。第一部分是动力装置。在使用中，动力装置的作用显著，是产生夹紧作用力的关键设备。第二部分是夹紧元件。在夹具应用体系中，夹紧元件是最为主要的执行元件，通常是由其完成夹紧动作，形成良好的工作面。第三部分是中间传动机构。位于核心部位的中间传动机构更是不容忽视，它主要介于夹紧元件和动力装置间，通过传递原动力可以达到夹紧的效果。

现实中，夹紧方案设计的具体要求：（1）在夹紧操作期间，要对工件的位置进行保护，避免工件出现位移。（2）夹紧力要适当，在确保工件稳定性的同时，又要规避对工件表面造成损坏。（3）安全操作夹紧 机构，使其迅速夹紧，保证零件加工质量。（4）结构应尽量简单，并确保其有良好的自锁性能。

3.3.3夹具的具体应用

轴承座类零件加工技术要求高，需要考虑多种因素。具体实践中，因为其外形较为复杂，再加上对称回转体数量较多，所以在零件加工过程中，怎么妥善处理车削工艺性问题是重点内容。另外，在优化车削夹具过程中，还要将夹具装夹的稳定性放在首位，重点考虑孔系加工精度的问题，保障轴承座类零件加工的整体品质。在本案例工程中，车削工艺分析、夹具回转精度校正以及偏心夹具设计都是十分重要的内容，下面将详细介绍。

首先，车削工艺分析。通常情况下，在完成平面加工后，要将铸件表面的凹凸不平有效处理，借此提升零件表面的光滑度，为后续的孔加工精度控制创造条件。为此车削工艺分析是轴承座零件加工的重中之重。结合图纸内容可知，轴承座外观较为对称，而需要进行车削处理的孔轴心位置并未与原本的零件轴心重叠。在此种情况下，进行夹具设计时，要综合考虑多种因素，科学处理工件与夹具的动平衡问题，借此优化零件加工流程。

其次，偏心夹具设计。结合实际可知，在零件加工中，偏心夹具应用广泛，该夹具的使用可以解决静平衡问题，确保工件的位置固定。在工作中，可以借助Solidworks软件完成三维建模或者是模拟装配，在此基础上设计出有效的配重块及配重孔，为后续工作提供保障[4]。研究发现，当夹具制造完成后，可以借助相应的平衡机制对其进行校正，从而实现整体静平衡，提高夹具设计质量。轴承座车削专用夹具在优化期间，为了科学解决定位问题，需要借助“L”形定位块，构建零件加工的定位面，借此提高定位的精准度，保障定位的可靠性。装夹工件时，可直接应用零件加工的定位面进行精度控制，操作极为方便。该方案中的夹具校正示意图，如下图2所示。

图2 夹具校正示意图

最后，夹具回转精度校正。除了上述内容外，还需要重视夹具回转精度校正设计。现实中，需要结合工艺改进方案内容，对夹具校正进行设计。研究发现，轴承座安装孔完成基本的车削之后（在数控车床上），其装夹时孔面类型主要为毛坯面，此种情况下无法借助传统方式，即通过压表找正的方式，去定义中心同轴度。基于这样的前提，需要对传统的夹具设计方案实施改进。具体思路如下：可通过2个外圆面与“L”形定位块进行靠实定位，在该方案基础上，利用调整块及螺钉等，对“L”形定位块的位置进行微调，这里主要指的是“L”形定位块在夹具中的位置，从而保障零件加工精准度。实践证明，该精度校正的方案应用价值较高，可普遍适用于轴承座产前精度校正，对轴承座零件批量加工精度控制的帮助较大。除此之外，该方案中还需要增加零件加工的周期性检验环节，从而提高零件加工质量。

结论：综上所述，目前轴承座类零件加工已经成为重要课题，在对该类零件加工时，夹紧方案确定和夹具的设计是重中之重。为实现轴承座类零件加工的批量性生产，提高加工的精度与效率，现实中需要对传统的工艺流程实施优化，并注重加工定位的基准选择和夹具使用，借此夯实轴承座类零件加工的基础，提高零件加工生产效能。

参考文献：

[1]刘妍.降本增效驱动的轴承座类零件工艺改进及夹具设计[J].中国新技术新产品，2021，(08):40-42.

[2]蔡文波.高精度轴承座类零件的超精密加工技术研究[J].机电信息，2020，(24):85-86.

[3]潘广明.基于FANUC系统的端盖、轴承座类零件加工宏程序开发及应用研究[D].河北科技师范学院，2020.

[4]张勇，陈焕新，高俊峰，等.高精度轴承座加工方法及加工变形的控制[J].制造技术与机床，2018，(09):109-112.