機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工藝性評(píng)價(jià)

1、7.7 機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工藝性評(píng)價(jià),機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工藝性評(píng)價(jià)實(shí)際就是評(píng)價(jià)所設(shè)計(jì)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(shuō)的經(jīng)濟(jì)性是一個(gè)含意寬廣的術(shù)語(yǔ)，它應(yīng)是材料消耗要少、制造勞動(dòng)要少、生產(chǎn)效率要高和生產(chǎn)成本要低的綜合,對(duì)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行工藝性評(píng)價(jià)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(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工藝性評(píng)價(jià)包括毛坯制造工藝性評(píng)價(jià)，熱處理工藝性評(píng)價(jià)，機(jī)械加工工藝性評(píng)價(jià)，裝配工藝性評(píng)價(jià)。 此處只介紹機(jī)械加工工藝性評(píng)價(jià)和裝配工藝性評(píng)價(jià),二、機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的機(jī)械

2、加工工藝性評(píng)價(jià) 從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析評(píng)價(jià): 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(guó)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(píng)定產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化程度的一個(gè)重要指標(biāo)。 采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件，不僅可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，避免重復(fù)的設(shè)計(jì)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(jí)和表面粗糙度要求應(yīng)取最經(jīng)濟(jì)值 在對(duì)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行機(jī)械加工工藝性評(píng)價(jià)時(shí)，必須對(duì)主要工作表面的尺寸公差、極限偏差逐一加以校核。在沒(méi)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(jí)相

3、對(duì)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(píng)價(jià)與加工要求有關(guān)，粗加工時(shí)要求具有較高的切削效率；精加工時(shí)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(qiáng)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(qiáng)度相同時(shí)，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(duì)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(jì)基準(zhǔn)。如果零件上沒(méi)有合適的設(shè)計(jì)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(jiǎn)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(guò)程的裝夾次數(shù),零件螺孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),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(jì)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(shí)鉆頭兩個(gè)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(jì),8.加工時(shí)工件應(yīng)有足夠的剛性 加工時(shí)，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(qiáng)筋，零件剛性好，加工時(shí)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(qiáng)筋提高零件剛性,三、機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的裝配工藝性評(píng)價(jià) 從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析評(píng)價(jià): 1.機(jī)器結(jié)構(gòu)應(yīng)能劃分成幾個(gè)獨(dú)立的裝配單元 機(jī)器結(jié)構(gòu)如能被劃分成幾個(gè)獨(dú)立的裝配單元，對(duì)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(zhuān)業(yè)化生產(chǎn);3)有利于機(jī)器的維護(hù)修理和運(yùn)輸,兩種傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu),上圖給出了兩種傳動(dòng)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(gè)組件，然后將其裝人箱體中，這就簡(jiǎn)化了裝配過(guò)程，縮短了裝配周期,2.盡

7、量減少裝配過(guò)程中的修配勞動(dòng)量和機(jī)械加工勞動(dòng)量 下圖a所示結(jié)構(gòu)，車(chē)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(shí)，裝配基準(zhǔn)面的修刮勞動(dòng)量大。圖b所示結(jié)構(gòu)，車(chē)床主軸箱以平導(dǎo)軌作裝配基準(zhǔn)，裝配時(shí)，裝配基準(zhǔn)面的修刮勞動(dòng)量顯著減少，圖b就是一種裝配工藝性較好的結(jié)構(gòu),車(chē)床主軸箱與床身的兩種不同裝配結(jié)構(gòu)形式,在機(jī)器設(shè)計(jì)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(chē)床溜板箱后壓板兩種不同結(jié)構(gòu),上圖給出了兩種車(chē)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(lái)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(lái)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(jī)器裝配過(guò)程中要盡量減少機(jī)械加工量。裝配中安排機(jī)械加工不僅會(huì)延長(zhǎng)裝配周期，而且機(jī)械加工所產(chǎn)生的切屑如清除不凈，往往會(huì)加劇機(jī)器磨損,兩種不同的軸潤(rùn)滑結(jié)構(gòu),上圖所示兩種軸潤(rùn)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(jī)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(jī)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(jì)方案,上圖給出了軸承座組件裝配的兩種不同設(shè)計(jì)方案。圖a所示結(jié)構(gòu)裝配時(shí)，軸承座2兩段外圓表面同時(shí)裝入殼體零件1的配合孔中，既不好觀察，也不易同時(shí)對(duì)準(zhǔn);圖b所示結(jié)構(gòu)，裝配時(shí)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(kāi)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(jì)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