支架类零件机械加工工艺及工装设计

变压器输出端分成2段，对输出电源采集信号，通过信号指示灯可以方便看到电源是否供电正常。2台整流设备通过SLM 端子X101进行信号传输，1#整流器采用CU320控制器，同时对

1#和2#整流器进行数据同步分析。启停控制来自继电器K001和K004的辅助触点，作为控制的输入点来控制总电源，设置参数P795.1，可以在r722.1中监测出输入的状态。K061和K062继电器分别作为故障和运行的输出控制，通过设定变频器参数连接器P728.8、728.9、P748.8、P748.9、P738、P739来输出。

直流母线所带的逆变器驱动设备进行分段，主、副小车切换，副小车编码器反馈的信号通过信号分配板返回到副小车逆变器，切换后副小车编码器信号返回到2#主小车逆变器。主、副起升也同样可以切换。

通信设置上，通过DP（Decentralized Periphery，分布式IO）与PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）通信来接收PLC传送的数据进行速度、启停等控制，PLC接收司机室的档位速度指令，电机有速度编码器，通过S120变频器的SMC30反馈实时速度，形成速度闭环控制。其他指令也通过PLC执行和进行状态监控。

3联锁保护控制设计

天车设计除通用的PLC和变频器的指令信息通讯完成动作和监控环节，更重要的是保护联锁设计，保证设备的安全使用。

在司机室S081、本地S091、远程K801都能够进行急停操作，并且急停继电器送信号给1#整流CU320控制单元，可以及时断电，选用K004作为双保险。在制动器的控制上，通过CU320的K062运行信号和K002急停信号共同控制制动器的总电源给定

K071，使得紧急状态下的制动和驱动可以同步停止。

4结束语

根据现场使用要求，利用S120变频器构建控制系统，可以实现共用母线控制，快速切换，减少电机启动的大电流、大电压对电机及回路元器件的损害，增加设备的使用寿命，加快故障处理时间。保护联锁设计考虑全面，从供电联锁、到逆变控制和制动器联锁上都进行同步设计，达到使用要求。

参考文献

［1］大连美恒电气有限公司.THYROMAT-BCD数字式（交流可控硅）调压调速控制装置用户手册［S］.大连：2010.

［2］陈伯时，陈敏逊.交流调速系统［M］.北京：机械工业出版社，2005.［3］吴守箴，臧英杰.电气传动的脉宽调制控制技术［M］.北京：机械工业出版社，1995.

［4］Wang Ping，Yi Chao.Design of energy saver fr fuzzy controller of pumping unit［J］.Journal of the University of Petroleum，2003，27：106-108.

［5］文小灵，易先军.空间矢量脉宽调制原理及算法分析［J］.武汉工程大学学报，2007，29（2）：1-2.

〔编辑毕来金〕

支架类零件机械加工工艺及工装设计

赵小慧

(天津市恒银金融科技股份有限公司,天津300300)

摘要：随着科技的快速发展,机械制造业取得良好发展,支架类零件加工工艺和工装设计都有明显提升,提高零件应用性能。围绕支架类零件的加工工艺及设计等方面展开讨论,以提高零件操作性和稳定性为主,不断改进这类零件的加工流程,以便突出支架类零件的应用优势,为机械制造行业的发展提供动力。

关键词：支架类零件；加工工艺；工装设计

中图分类号：TG51文献标识码：B DOI：10.16621/ki.issn1001-0599.2019.07D.111

0引言

支架类零件具有耐磨性、高强度的优点，在汽车、机械变速箱等机械制造上有较好运用，能为机械制造提供需要的零件支持。这类零件的制作工艺流程简单，但是在细节上还要利用先进的加工工艺，为提高零件制作质量，要加大对支架类零件加工工艺及工装设计的研究，确保各个机械零件加工环节的顺利开展。

1支架类零件机械加工工艺分析

进行支架类零件加工时，通常采用HT200材料，这类材料有较好减震性和耐热性，能满足支架类零件加工需求。实际进行支架零件制作时，要做好零件工艺性分析、毛坯制作方法的选择、确定工艺流程、准备制作设备、明确切削用量等工作。好的零件结构要满足设计要求和工艺性要求，结合零件使用需要确定加工方案，在保证加工质量的同时，简化加工程序。在加工工艺选择方面，要注意以下问题：①原材料性质；②适当的加工设备。生产量较大时，应选择高效率加工设备，确保加工质量和效率，小型零件加工中，可选择普通加工设备；③根据加工表面质量要求，确定加工方法[1]。支架类零件制作是集中多个工序的加工工艺，需要科学制定制作路线，确保零件制作质量。在零件工艺路线设计上，可制定以下加工流程：铸造-时效处理-铣面-钻孔-镗孔-沟槽-质检-入库。实际生产制造中，可根据零件加工特点适当调整加工工序，确保加工路线设计合

理化。

设备管理与维修2019№7（下）

2确定加工余量和毛坯余量

2.1确定加工余量

支架类零件机械加工时，要确定好加工余量，以便达到要求的零件表面粗糙度和标准精度。常见的加工余量判断方法有：①经验法。由经验丰富的加工人员估计加工余量；②查表修正法。首先根据加工经验和理论知识得到有关数据并制成表格，之后在操作实践中结合实际情况改正表格数据；③分析计算法。利用加工资料与计算公式求得加工余量。对比分析以上加工余量确定方法，其中经验估算法受到人的主观因素影响较大，容易产生较大误差。根据计算公式确定加工余量相对合理，但是因为切削条件的变化，限制这一方法的运用。而查表修正法是结合零件制作实际情况并通过计算判断加工余量的，相对较为准确，在实际零件生产中有较好应用。例如，在铣削加工环节，可根据机械加工有关数据资料，查表得到工件半精铣环节需要保留1.5mm 的加工余量，总加工余量为7.5mm，这时需要在粗铣环节保留6mm的加工余量。

2.2确定毛坯余量

支架类零件加工时，还需要确定好毛坯余量，保证零件加工质量。考虑到支架类零件以中批生产为主，首先要进行锻铸件的分析，为生产加工流程的改进提供借鉴，达到控制加工成本的目的。其次，需要综合考虑零件形状尺寸、力学性能等因素，选择恰当的铸造方法。在毛坯余量确定方面，应按照锻铸件分析结果，根据铸造最大尺寸和铸造面公称尺寸，并结合机械加工工艺相关标准，确定毛坯余量。另外，可根据支架类零件各个加工环节产生的切削余量，求得毛坯余量，去除金属厚度后便能得出各道工序的加工余量。

3支架类零件机械的工装设计

3.1定位和定位误差分析

在进行专用夹具的工装设计时，需要做好定位和定位误差分析工作，操作人员在了解定位误差后，再次选择专用夹具的规格，避免在夹具定位时出现和标准位置不符合的现象。为固定加工设备，可采取定位销和支撑板定位的方式，限制夹具自由度，在对底面支撑板限制自由度进行确定时，要保留2个自由度在两端的支撑板，自由度限制数量为3个。

3.2夹具体

在工件加工制作过程中需要利用到夹具体，要想保证加工零件满足使用要求，需要针对机床固定和工件装卸进行设置，以便满足零件使用要求。因此，进行工装设计时，要保证夹具体操作灵活，并且具有较好的刚度和强度性能，使其在实际使用过程中能很好完成拆卸或安装操作，以便发挥夹具体作用。这些加工工件的尺寸和结构都能保持较好性能，并且在加工细节上要从有关规定着手，保证整个加工制作的合理化，提高零件加工精度。同时在零件使用过程中要及时排除碎屑，以便保证零件性能稳定性。

3.3夹紧机构

进行夹紧机构的规格设置时，需要保证在工件加工过程中，加工工件能固定在支撑架上，以便保证加工精度，是工件制作流程顺利进行的基础。在进行夹紧结构工装设计时，操作人员要合理设置夹紧方向，通常和加工构件刚度最大的方向相一致，减少夹紧力作用下工件的形变程度，以便正常进行零件加工[2]。另外，夹紧工件加工过程中还会受到重力、切削力等因素的影响，为避免工件发生移动，需要做好夹紧机构设计工作，对重力方向和切削方向进行控制，确定夹紧方向与以上2个方向一致。为确保工件加工质量能达到零件加工要求，操作人员要严格按照加工要求，对加工过程进行控制。

3.4对刀和夹具的安装

实际制定刀和夹具的工装设计方案时，应首先确定加工机构方案的规模，了解各个加工设备的安装位置，进行工具位置的精确确定。技术人员在对槽进行加工时，需要结合加工要求适当调整工具位置和方向，以便保证在机械运行过程中，能快速精准的按照零件制作设计要求进行工件形状和规格的处理，从而保证工件加工质量。这时为确保最终加工产品满足设计应用要求，在选择刀具种类时，可选用直角对刀块，在确定刀具固定位置和方向后可进行工件加工。具体来说，进行支架类零件的加工安装时，要根据加工工艺及工装设计实际要求，确定具体的加工方案，同时需要详细检查加工制作中的工件定位问题，合理设置定位规格，是保证工件加工顺利进行的关键，使得零件具有较好工艺性和实用性。加工流程设计上，需要明确加工实践中的加工余量，对各个环节需要的加工余量进行准确判断，加工制作时，技术人员要准备专用工具，以便保证加工效率。只有按照规定进行工装设计，才能确保加工制作精度，达到理想的加工效果。

4选择定位基准

首先，在粗基准的确定方面。在确定粗基准时，要保证零件加工表面有较高精度，如果被加工部件上存在不加工表面时，需要从不加工表面着手确定粗基准，进一步明确定位加工面位置。另外，为提高加工件夹紧程度和可靠性，要选择平整、无明显缺陷的不加工表面。为确保加工表面上的加工余量能够分布均匀，要明确粗基准，且某个粗基准不能重复使用。其次，选择精基准时，应主要以加工面为主，确定支架类零件加工设计基准，能避免由于精基准选择不当而造成定位误差。同时确定精基准时，应尽可能选择同一组基准较多的加工表面，以便更好确定加工表面间的位置关系。如果工件加工过程中，对加工表面的位置精度要求较高，则需要选择相关表面同时作为基准反复加工，确保工件加工表面位置合理设定。

为提高支架类零件加工质量，需要不断改进原有加工工艺。首先，完善加工环节，是提高零件加工精度的有效措施。在支架类零件加工过程中，可能会出现一些加工事故，这就需要提前做好预防工作，结合加工特点制定相应的预防措施，达到降低加工误差的目的。其次，还可采取误差分组法，要想提高工件加工精度，应对加工过程中可能出现的误差进行分析，之后按照有关标准半成品和毛坯进行分组，根据设计标准进一步进行产品精加工，通过调整加工面位置来保证零件加工质量，以便加大对整个加工流程的控制。最后，可使用冷却液来提高加工精度，采用冷却液能有效防止工件在高温环境下发生变形，从而保障加工效益。在加工工件上涂抹一定量的冷却液，快速降低工件局部温度，可降低零件变形概率。另外，还可通过运用润滑剂来减少零件加工过程中产生的热量，确保工件加工有序进行，同时可安装散热装置，能起到零件变形防范作用

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