機械產(chǎn)品設(shè)計的工藝性評價

1、7.7 機械產(chǎn)品設(shè)計的工藝性評價,機械產(chǎn)品設(shè)計的工藝性評價實際就是評價所設(shè)計的產(chǎn)品在滿足使用要求的前提下制造、維修的可行性和經(jīng)濟(jì)性。這里所說的經(jīng)濟(jì)性是一個含意寬廣的術(shù)語，它應(yīng)是材料消耗要少、制造勞動要少、生產(chǎn)效率要高和生產(chǎn)成本要低的綜合,對機械產(chǎn)品設(shè)計進(jìn)行工藝性評價須與具體生產(chǎn)條件相聯(lián)系，在大批量生產(chǎn)中認(rèn)為圖a所示箱體同軸孔系結(jié)構(gòu)是工藝性好的結(jié)構(gòu);在單件小批生產(chǎn)中則認(rèn)為圖b所示同軸孔系結(jié)構(gòu)是工藝性好的結(jié)構(gòu),箱體同軸孔系結(jié)構(gòu),機械產(chǎn)品設(shè)計的工藝性評價包括毛坯制造工藝性評價，熱處理工藝性評價，機械加工工藝性評價，裝配工藝性評價。 此處只介紹機械加工工藝性評價和裝配工藝性評價,二、機械產(chǎn)品設(shè)計的機械

2、加工工藝性評價 從以下幾個方面進(jìn)行分析評價: 1.零件結(jié)構(gòu)要素必須符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 零件結(jié)構(gòu)要素螺紋、花鍵、齒輪、中心孔、空刀槽等的結(jié)構(gòu)和尺寸都應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,2盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件 標(biāo)準(zhǔn)件和通用件在產(chǎn)品中所占的比例是評定產(chǎn)品設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化程度的一個重要指標(biāo)。 采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件，不僅可以簡化設(shè)計，避免重復(fù)的設(shè)計工作，而且可以降低產(chǎn)品制造成本，產(chǎn)品上市也快,3.在滿足產(chǎn)品使用性能的條件下，零件圖上標(biāo)注的尺寸精度等級和表面粗糙度要求應(yīng)取最經(jīng)濟(jì)值 在對機械產(chǎn)品設(shè)計進(jìn)行機械加工工藝性評價時，必須對主要工作表面的尺寸公差、極限偏差逐一加以校核。在沒有特殊要求的情況下，表面粗糙度值應(yīng)與該表面加工精度等級相

3、對應(yīng),4.盡量選用切削加工性好的材料 材料的切削加工性是指在一定生產(chǎn)條件下，材料切削加工的難易程度。材料切削加工性評價與加工要求有關(guān)，粗加工時要求具有較高的切削效率；精加工時則要求被加工表面能獲得較高的加工精度和較小的表面粗糙度,材料的強度高，切削力大，切削溫度高，刀具磨損快，切削加工性差;材料強度相同時，塑性較大的材料切削力較大，切削溫度也較高，易與刀具發(fā)生粘接，刀具磨損加劇，表面粗糙度值增大，切削加工性差;在鋼材中適當(dāng)添加磷、硫等元素，可以降低鋼的塑性，對提高鋼材的切削加工性有利,5.有便于裝夾的定位基準(zhǔn)和夾緊表面 盡量選用能夠進(jìn)行穩(wěn)定定位的表面作設(shè)計基準(zhǔn)。如果零件上沒有合適的設(shè)計基準(zhǔn)、裝

4、配基準(zhǔn)能作定位基準(zhǔn)，應(yīng)考慮設(shè)置輔助基準(zhǔn)面。輔助基準(zhǔn)面應(yīng)標(biāo)注相應(yīng)的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度值,6.保證能以較高的生產(chǎn)率加工 1)被加工表面形狀應(yīng)盡量簡單,兩種鍵槽結(jié)構(gòu)形狀,圖a所示鍵槽形狀只能用生產(chǎn)率較低的鍵槽銑刀加工，圖b所示結(jié)構(gòu)就能用生產(chǎn)率較高的三面刃銑刀加工,2)盡量減少加工面積 圖示兩種氣缸套零件，圖b所示結(jié)構(gòu)比圖a所示結(jié)構(gòu)加工面積小，工藝性好,氣缸套工作表面結(jié)構(gòu),圖示箱體零件耳座結(jié)構(gòu)，圖b、圖c所示結(jié)構(gòu)不但省料而且生產(chǎn)效率高,它的工藝性就優(yōu)于圖a所示結(jié)構(gòu),箱體零件耳座結(jié)構(gòu),3)盡量減少加工過程的裝夾次數(shù),零件螺孔結(jié)構(gòu)設(shè)計,為加工圖示零件螺孔，需作攻螺孔B、C，然后翻身裝夾，再鉆、

5、攻螺紋孔。如果設(shè)計允許，宜將螺孔改成圖左上角的結(jié)構(gòu),4)盡量減少工作行程次數(shù) 圖b所示平面結(jié)構(gòu)只需一次工作行程、工藝性好。圖a所示平面結(jié)構(gòu)需作3次工作行程才能加工完，工藝性差,零件平面結(jié)構(gòu),保證刀具正常工作 圖a所示結(jié)構(gòu)，孔的入口端和出口端都是斜面或曲面，鉆孔時鉆頭兩個刃受力不均，容易引偏，而且鉆頭也容易損壞，宜改用圖b所示結(jié)構(gòu)。圖所示孔結(jié)構(gòu)，入口是平的，但出口都是曲面，宜改用圖d所示結(jié)構(gòu),零件孔結(jié)構(gòu)設(shè)計,8.加工時工件應(yīng)有足夠的剛性 加工時，工件要承受切削力和夾緊力的作用，工件剛性不足易發(fā)生變形，影響加工精度,圖示兩種零件結(jié)構(gòu)，圖b所示結(jié)構(gòu)有加強筋，零件剛性好，加工時不易產(chǎn)生變形，其工藝性就

6、比圖a所示結(jié)構(gòu)好,增設(shè)加強筋提高零件剛性,三、機械產(chǎn)品設(shè)計的裝配工藝性評價 從以下幾個方面進(jìn)行分析評價: 1.機器結(jié)構(gòu)應(yīng)能劃分成幾個獨立的裝配單元 機器結(jié)構(gòu)如能被劃分成幾個獨立的裝配單元，對生產(chǎn)好處很多。主要是:1)便于組織平行裝配流水作業(yè)，可以縮短裝配周期;2)便于組織廠際協(xié)作生產(chǎn)，便于組織專業(yè)化生產(chǎn);3)有利于機器的維護(hù)修理和運輸,兩種傳動軸結(jié)構(gòu),上圖給出了兩種傳動軸結(jié)構(gòu)，圖a所示結(jié)構(gòu)齒輪頂圓直徑大于箱體軸承孔孔徑，軸上零件須依次逐一裝到箱體中去;圖b所示結(jié)構(gòu)齒輪頂圈直徑小于箱體軸承孔孔徑，軸上零件可以在箱體外先組裝成一個組件，然后將其裝人箱體中，這就簡化了裝配過程，縮短了裝配周期,2.盡

7、量減少裝配過程中的修配勞動量和機械加工勞動量 下圖a所示結(jié)構(gòu)，車床主軸箱以山形導(dǎo)軌作為裝配基準(zhǔn)裝在床身上，裝配時，裝配基準(zhǔn)面的修刮勞動量大。圖b所示結(jié)構(gòu)，車床主軸箱以平導(dǎo)軌作裝配基準(zhǔn)，裝配時，裝配基準(zhǔn)面的修刮勞動量顯著減少，圖b就是一種裝配工藝性較好的結(jié)構(gòu),車床主軸箱與床身的兩種不同裝配結(jié)構(gòu)形式,在機器設(shè)計中，采用調(diào)整法裝配代替修配法裝配可以從根本上減少修配工作量。如圖,車床溜板箱后壓板兩種不同結(jié)構(gòu),上圖給出了兩種車床溜板箱后壓板結(jié)構(gòu)，圖a所示結(jié)構(gòu)用修刮壓板裝配面的方法來保證溜板箱后壓板和床身下導(dǎo)軌之間具有規(guī)定的裝配間隙;圖b所示結(jié)構(gòu)則是用調(diào)整法來保證溜板箱后壓板和床身下導(dǎo)軌間具有規(guī)定的裝配間

8、隙，圖b所示結(jié)構(gòu)比圖a所示結(jié)構(gòu)的裝配工藝性好,機器裝配過程中要盡量減少機械加工量。裝配中安排機械加工不僅會延長裝配周期，而且機械加工所產(chǎn)生的切屑如清除不凈，往往會加劇機器磨損,兩種不同的軸潤滑結(jié)構(gòu),上圖所示兩種軸潤滑結(jié)構(gòu)，圖a所示結(jié)構(gòu)在軸套裝到箱體上后需配鉆油孔，在裝配工作中增加了機械加工工作量;圖b所示結(jié)構(gòu)改在軸套上預(yù)先加工油孔，裝配工藝性就好,3.機器結(jié)構(gòu)應(yīng)便于裝配和拆卸,軸承座組件裝配基面的兩種設(shè)計方案,上圖給出了軸承座組件裝配的兩種不同設(shè)計方案。圖a所示結(jié)構(gòu)裝配時，軸承座2兩段外圓表面同時裝入殼體零件1的配合孔中，既不好觀察，也不易同時對準(zhǔn);圖b所示結(jié)構(gòu)，裝配時先讓軸承座2前端裝人殼體配合孔中3mm后，軸承座2后端外圓才開始進(jìn)人殼體1配合孔中，容易裝配,軸承外圈裝配的兩種設(shè)計方案,上圖給出了軸承外圈裝在軸承座內(nèi)和軸承內(nèi)圈裝在軸