面向制造和裝配的產(chǎn)品設(shè)計-第五部分-機加工件的設(shè)計

面向制造和裝配的產(chǎn)品設(shè)計機加工件的設(shè)計?2023ChiShui.目錄通用機械加工件的設(shè)計車削件的設(shè)計鉆削件的設(shè)計銑削件的設(shè)計機械加工DFMA核查表七、通用機械加工件的設(shè)計--機械加工的概念及優(yōu)缺點廣義上：機械加工是指一種用加工機械對工件的外形尺寸或性能進行改變的過程。鍛造、沖壓、焊接等所有制造方法都可以屬于機械加工。狹義上：是指采用不同的機床(如車床、銑床、刨床、磨床、鉆床等)對工件進行切削加工。切削加工利用刀具和工件的相對運動，從毛坯或型材上切除多余的材料，以便獲得精度和表面粗糙度均符合要求的零件。機械加工的優(yōu)缺點：優(yōu)點缺點①加工精度高：在不考慮成本的情況下，機械加工可以達到的精度遠高于注射加工等其他加工方式。②表面質(zhì)量高。③不需要額外的模具。④小批量生產(chǎn)時，具有成本優(yōu)勢。⑤可加工重量大的金屬件。①機械加工需要熟練的技術(shù)人員，同時加工時間長、效率低，因此機械加工成本高。②機械加工是材料切除的加工，材料浪費嚴重。③有可能影響工件表面和整體的完整性。④生產(chǎn)效率低，不適合大批量生產(chǎn)。⑤適合加工具有簡單形狀的零件，不能加工復雜形狀的零件。因此，由機械加工件組成的產(chǎn)品有可能零部件眾多，裝配復雜，產(chǎn)品成本高。⑥加工過程會產(chǎn)生振動、噪聲和切削廢料。⑦加工刀具存在磨損。車削銑削鉆削刨削七、通用機械加工件的設(shè)計--設(shè)計指南盡量避免使用機械加工：成本高、加工效率低、不能加工復雜形狀零件，用其他加工方式來替代機械加工，如：注射加工、沖壓加工、壓鑄加工等；毛坯的選擇：鑄件、鍛件、型材、焊接件功能性：保證使用功能要求毛坯形狀和尺寸應(yīng)盡量接近零件的形狀和尺寸：精化毛坯，形狀和尺寸與零件接近，減少切削加工，降低材料和加工成本盡量采用標準型材：性能好，可減少切削加工工時、節(jié)省材料考慮批量和生產(chǎn)周期：單件小批量--常用材料、通用設(shè)備和工具、低精度、低產(chǎn)率毛坯生產(chǎn)發(fā)；大批量--專用設(shè)備和工具、高產(chǎn)量生產(chǎn)法，如精密鑄件、精密模鍛件考慮將多個零件的毛坯合并成一個整體毛坯：確保加工質(zhì)量、便于裝夾、提高機械加工效率毛坯形狀需要考慮到工件在機械加工時裝夾穩(wěn)定：鑄出工藝凸臺，以保證在機械加工時裝夾穩(wěn)定，工藝凸臺在零件加工完成后再切除。車床開合螺母，毛坯加工到一定程度后再分割七、通用機械加工件的設(shè)計--設(shè)計指南寬松的零件公差：隨著零件的精度要求的增加，則需要更精密的加工工序，同時伴隨著加工效率的降低，因此加工成本大幅上升。1)從產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)入手：通過設(shè)計合理間隙、簡化產(chǎn)品裝配關(guān)系、使用定位特征、使用點或線與平面配合代替平面與平面配合等方法，來避免零件嚴格的尺寸公差要求。2)從零件入手：尺寸精度要求和表面質(zhì)量要求不高的表面，不應(yīng)設(shè)計為高精度和高表面粗糙度要求的表面；另外，不需要加工的表面，不要設(shè)計成加工面。簡化產(chǎn)品和零件結(jié)構(gòu)：從產(chǎn)品整體和全局的角度，綜合考慮各個零件機械加工的可行性、加工效率和加工成本等，通過對產(chǎn)品進行合理的拆分和組合，簡化產(chǎn)品和零件結(jié)構(gòu)，使得產(chǎn)品整體易于機械加工、加工質(zhì)量高、加工成本低。七、通用機械加工件的設(shè)計--設(shè)計指南降低加工難度：合理設(shè)計，降低加工難度保證位置精度：有相互位置精度要求的表面，最好能在一次裝夾中加工，減少裝夾次數(shù)，保證加工表面間的位置精度內(nèi)表面加工比外表面加工難度大兩次裝夾調(diào)整為一次裝夾，確保同軸度七、通用機械加工件的設(shè)計--設(shè)計指南尺寸標注便于側(cè)量：合理選擇標注基準保證零件熱處理后的質(zhì)量：零件鋒利的邊和尖角，在淬火時容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，造成開裂。因此在淬火前重型階梯軸的軸肩根部應(yīng)設(shè)計成圓角，軸端及軸肩上要有倒角；以B面為基準優(yōu)于以A面做基準增加倒角，減小熱處理應(yīng)力均勻壁厚，減輕熱處理變形七、通用機械加工件的設(shè)計--設(shè)計指南零件結(jié)構(gòu)要有足夠的剛度：零件結(jié)構(gòu)要有足夠的剛度，以減小其在夾緊力或切削力作用下的變形，保證加工精度和加工質(zhì)量；采用標準化參數(shù)：采用標準化參數(shù)，同類參數(shù)盡量一致。零件的孔徑、錐度、螺紋孔徑和螺距、齒輪模數(shù)和壓力角、圓弧半徑、溝槽等參數(shù)盡量選用相關(guān)標準推薦的數(shù)值，這樣可使用標準的刀、夾、量具，減少專用工裝的設(shè)計、制造周期和制造費用。增加凸臺提高剛度增加肋條提高剛度改用標準螺紋退刀槽寬度一致圓角一致鍵槽一致螺紋孔一致七、通用機械加工件的設(shè)計--設(shè)計指南零件便于裝夾：準確定位、可靠夾緊，簡化裝夾時間、提高加工效率、確保加工質(zhì)量減少裝夾次數(shù)：降低裝夾誤差，減少輔助工時，提高切削效率，保證精度A面加裝過大，B面加裝不可靠，C、D面加裝方便穩(wěn)固增加夾緊工藝凸緣/孔點/線接觸優(yōu)化為面接觸增加凸臺，準確裝夾傾斜面改為水平面，減少裝夾次數(shù)一次裝夾切削多個面鍵槽同一方向加工面高度一致，一次加工一次加工兩個內(nèi)表面七、通用機械加工件的設(shè)計--設(shè)計指南減小機械加工面積：減少加工工時，降低機械加工成本。減少走刀次數(shù)：不同要求的表面明顯分開：用以改善刀具的工作條件。如下：溝槽底面不與其他加工面重合，便于加工，避免損傷其他面等高平臺七、通用機械加工件的設(shè)計--設(shè)計指南零件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于刀具工作：加工部位的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于刀具正確地切入及退出。刨削退讓刀為刀具留出足夠空間插齒退刀槽磨削越程刀七、車削件的設(shè)計車削件設(shè)計準則：車削怕細長，應(yīng)避免細長件(長徑比≤8)使用卡盤固定的毛坯圓柱形表面應(yīng)當沒有分型線，否則飛邊會帶來夾緊不穩(wěn)和加工精度問題避免車削零件的焊接、分型線和飛邊區(qū)域，以提高刀具壽命避免車削加工處尖角：盲孔底部增加預(yù)制鉆孔：避免細長設(shè)計細長型的零件在車削時需要使用尾架支撐。如果沒有支撐，零件可能會變彎，在夾具中偏離正確位置。另外，這會造成零件在三爪卡盤中松動，造成傷害或事故。車削件應(yīng)當避免細長形的設(shè)計，車削件應(yīng)當短而粗，零件長度與最小直徑比應(yīng)不大于8圓角越大越好，零件加工處的圓角應(yīng)與刀具的圓角一致，圓角越大，刀具越不容易折斷，壽命越高如果孔很大的情況下，就需要使用小的鉆頭鉆個孔做個引導，也是為了減小大鉆頭的阻力；若是精度要求嚴，也需要先用鉆頭鉆個小孔，然后再銑刀進去干；預(yù)制鉆孔會簡化后續(xù)工序，例如鏜孔、鉸孔和研磨，降低成本。七、鉆削件的設(shè)計鉆削件設(shè)計準則：轉(zhuǎn)削成本太高，可以考慮一級工藝直接成形對于大孔，可預(yù)鑄孔鉆削孔應(yīng)當是標準孔減少零件中各種孔的種類通孔比不通孔好孔的直徑應(yīng)大于3mm小而深的孔應(yīng)當避免：長徑比≤3，或使用階梯孔減少零件中孔的方向避免孔與型腔交叉零件圖標注時，平面上的多個孔應(yīng)該有共同的基準零件邊緣鉆孔，確保零件75%的孔在零件邊緣內(nèi)避免彎曲的孔：彎曲的孔無法加工?？椎妮S線應(yīng)與進口和出口的端面垂直：孔的軸線不垂直于孔的進口或出口的端面時，鉆頭容易產(chǎn)生偏斜或彎曲，甚至折斷，應(yīng)盡量避免在曲面或斜壁上鉆孔，提高生產(chǎn)率，保證精度。避免小而深的孔避免孔與型腔交叉確保零件75%的孔在零件邊緣內(nèi)避免彎曲的孔孔的軸線應(yīng)與斷面垂直七、銑削件的設(shè)計銑削件設(shè)計準則：銑削的加工區(qū)域不宜過深，深寬比不應(yīng)過3:1，否則銑刀較長容易折斷銑削沉凹結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角應(yīng)留有最小的轉(zhuǎn)角半徑：應(yīng)與標準銑刀直徑一致優(yōu)化設(shè)計結(jié)構(gòu)，提高銑刀壽命七、銑削件的設(shè)計銑削件設(shè)計準