零件結(jié)構(gòu)工藝性-課件

第七章零件結(jié)構(gòu)工藝性第一節(jié)零件結(jié)構(gòu)的切削加工工藝性

零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計(jì)的零件在能滿足使用要求的前提下，制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。它既是評(píng)價(jià)零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)劣的技術(shù)指標(biāo)之一，又是零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)劣所帶來(lái)的后果。具有良好結(jié)構(gòu)工藝性的零件，能在滿足使用要求的前提下，可以比較經(jīng)濟(jì)、高效、合格地被加工出來(lái)。零件結(jié)構(gòu)的切削加工工藝性，是指所設(shè)計(jì)的零件在滿足使用性能要求的前提下其切削成形的可行性和經(jīng)濟(jì)性，即切削成形的難易程度。機(jī)器中大部分零件的尺寸精度、表面粗糙度、形狀精度和位置精度，最終要靠切削加工來(lái)保證。因此，在設(shè)計(jì)需要進(jìn)行切削加工的零件結(jié)構(gòu)時(shí)，還應(yīng)考慮切削加工工藝的要求。它應(yīng)遵循以下原則：

2020/11/291⑴.零件的結(jié)構(gòu)、形狀應(yīng)便于加工、測(cè)量，加工表面應(yīng)盡量簡(jiǎn)單；并盡可能布置在同一平面上或同一軸線上，以利于提高切削效率。⑵.不需要加工的毛坯面或要求不高的表面，不要設(shè)計(jì)成加工面或高精度、低表面粗糙度值要求的表面。⑶.零件的結(jié)構(gòu)、形狀應(yīng)能使零件在加工中定位準(zhǔn)確、夾緊可靠；有位置精度要求的表面，最好能在一次安裝中加工。⑷.零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)有利于使用標(biāo)準(zhǔn)刀具和通用量具，減少專用刀具、量具的設(shè)計(jì)與制造。同時(shí)應(yīng)盡量與高效率機(jī)床和先進(jìn)的工藝方法相適應(yīng)。本節(jié)通過(guò)舉例的形式來(lái)說(shuō)明切削加工工藝性對(duì)零件結(jié)構(gòu)的要求。

2020/11/2921.盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)2020/11/2932020/11/2942020/11/2952.便于裝夾⑴.錐度心軸的外錐面需要在車床和磨床上加工，必須要有安裝卡箍的部位，如圖7-4(b)所示。

2020/11/296⑵.平板上表面要求刨削，如圖7-5(a)所示的結(jié)構(gòu)無(wú)法用壓板夾緊工件，改為如圖7-5(b)所示，裝夾問(wèn)題可以解決，吊運(yùn)也很方便。2020/11/297

⑶.電機(jī)端蓋上標(biāo)有加工要求的表面，要在一次裝夾中加工完成，如圖7-6(a)所示，弧面設(shè)計(jì)A無(wú)法用三爪卡盤(pán)裝夾，改為如圖7-6(b)所示，在弧面A上均布三個(gè)工藝凸臺(tái)B用于裝夾。2020/11/298

⑷.在車床小滑板上設(shè)置工藝凸臺(tái)，如圖7-7(b)所示，以便加工下部的燕尾槽。加工完畢后，也可以去掉凸臺(tái)。2020/11/2992020/11/2910

3.便于進(jìn)退刀

⑴.箱體底板上的小孔距離箱壁太近，如圖7-8(a)所示，鉆頭向下進(jìn)給時(shí)，鉆床主軸會(huì)碰到箱壁，改為如圖7-8(b)所示。2020/11/2911

⑵.螺紋無(wú)法加工到軸肩根部，必須設(shè)置螺紋退刀槽，如圖7-9(b)所示，改成如圖7-9(c)所示也可以，但由于螺尾牙形不完整，長(zhǎng)度尺寸要大于實(shí)際旋合長(zhǎng)度。2020/11/2912

⑶.外圓和端面要求磨削，階梯軸的軸肩處必須在根部設(shè)置砂輪越程槽，如圖7-10(b)所示。2020/11/2913

⑷.需要刨削的兩個(gè)相交平面，其根部要有退刀槽，如圖7-11(b)所示。2020/11/2914

⑸.插削零件孔內(nèi)鍵槽(一段)，插削時(shí)刀具要超越加工面一段距離。應(yīng)在鍵槽前端設(shè)計(jì)一孔或一環(huán)形越程槽，如圖7-12(b)、7-12(c)所示。2020/11/2915

4.盡量降低加工難度

⑴.加工內(nèi)表面一般比加工外表面困難。如圖7-13(a)所示，原設(shè)計(jì)中的內(nèi)環(huán)形槽較窄，加工起來(lái)比較困難，改為外表面加工，既不影響使用，又便于加工，如圖7-13(b)所示。2020/11/2916

⑵.如圖7-14(a)所示，原設(shè)計(jì)的凹槽內(nèi)表面四個(gè)側(cè)壁之間為直角，側(cè)壁與底面之間為圓角，用銑削的方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)，改成如圖7-14(b)所示后即可銑削加工。2020/11/2917

⑶.如圖7-15(a)所示，鉆頭鉆孔時(shí)切入表面和切出表面應(yīng)與孔的軸線垂直，以便鉆頭兩個(gè)切削刃同時(shí)切削，否則鉆頭易引偏甚至折斷，如圖7-15(b)所示。2020/11/2918

⑷.如圖7-16(a)所示，該設(shè)計(jì)壁較薄，易因夾緊力和切削力作用而變形，增設(shè)凸緣提高了零件的剛度，如圖7-16(b)所示。2020/11/2919

⑸.原結(jié)構(gòu)單薄，刨削上平面時(shí)因切削力的作用，易造成工件變形。如圖7-17(b)所示增加肋板提高剛度，可以采用較大切深和進(jìn)給量加工，提高生產(chǎn)效率。2020/11/29205.盡量減少零件裝夾和機(jī)床調(diào)整的次數(shù)

⑴.原設(shè)計(jì)的兩個(gè)鍵槽，需要在軸用虎鉗上裝夾兩次，改成如圖7-18(b)所示后，只需要裝夾一次。2020/11/2921

⑵.原設(shè)計(jì)一個(gè)螺紋孔、一個(gè)凸臺(tái)上的斜孔。鉆孔時(shí)需要裝夾兩次或扳轉(zhuǎn)一次刀軸，改進(jìn)后只需裝夾一次，如圖7-19(b)所示。2020/11/2922

⑶.如圖7-20(a)所示零件上的兩處螺紋的螺距值不一致，在車床上加工時(shí)，需要調(diào)整兩次機(jī)床。應(yīng)盡量使同一零件上的螺距值一致，如圖7-20(b)所示。2020/11/2923⑷.零件同一方向的加工面，高度尺寸如果相差不大，盡可能等高，以減少機(jī)床的調(diào)整次數(shù)。2020/11/2924⑸.軸上的砂輪越程槽寬度、鍵槽寬度盡可能分別一致，以減少刀具種類。2020/11/2925⑹.箱體上的螺紋孔種類要盡量減少，以減少鉆頭和絲錐的種類。2020/11/29266.減少加工面積

⑴.箱體底面安裝在機(jī)座上，只加工部分底面，如圖7-24(b)所示，既可減少加工工時(shí)，又提高了底面的接觸剛度和定位的準(zhǔn)確性。2020/11/29272020/11/2928

⑵.長(zhǎng)徑比較大、有配合要求的孔，不應(yīng)在整個(gè)長(zhǎng)度上都精加工。如圖7-25(b)所示的結(jié)構(gòu)更有利于保證配合精度。2020/11/2929

7.便于測(cè)量⑴.零件的尺寸標(biāo)注要便于加工和度量。如圖7-26(a)所示的標(biāo)注尺寸是100±0.1，不便加工和測(cè)量，改成圖(b)后，由140±0.05和40±0.05來(lái)保證100±0.1，便于加工和測(cè)量。2020/11/2930

8.要保證零件熱處理后的質(zhì)量⑴.零件的銳邊和尖角，在淬火時(shí)容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，造成開(kāi)裂，因此在淬火前，重型階梯軸的軸肩根部應(yīng)設(shè)計(jì)成圓角，軸端及軸肩上要有倒角，如圖7-27所示(b)。2020/11/2931

⑵.零件壁厚不均勻，在熱處理時(shí)容易產(chǎn)生變形。如圖7-28(b)所示增設(shè)一個(gè)工藝孔，以使零件壁厚均勻。2020/11/2932第二節(jié)零件結(jié)構(gòu)的裝配工藝性

零件結(jié)構(gòu)的裝配工藝性，是指所設(shè)計(jì)的零件在滿足使用性能要求的前提下其裝配連接的可行性和經(jīng)濟(jì)性，或者說(shuō)機(jī)器裝配的難易程度。所有機(jī)器都是由一些零件和部件裝配調(diào)試而成。裝配工藝性的好壞，對(duì)于機(jī)器的制造成本、機(jī)器的使用性能以及將來(lái)的維修都有很大影響。零部件在裝配過(guò)程中，應(yīng)該便于裝配和調(diào)試，以便提高裝配效率，此外，還要便于拆卸和維修。2020/11/2933

1.便于裝配⑴.有配合要求的零件端部應(yīng)有倒角，以便裝配，還能使外露部分比較美觀，如圖7-29(b)所示。2020/11/2934

⑵.圓柱銷與盲孔配合，要考慮放氣措施。圖(b)表示在圓柱銷上設(shè)置放氣孔，圖(c)表示在殼體上設(shè)置放氣孔。2020/11/2935

⑶.與軸承孔配合的軸徑不要太長(zhǎng)，否則裝配較困難。改進(jìn)前，軸承右側(cè)有很長(zhǎng)一段與軸承配合的軸徑相同的外圓。改進(jìn)后，軸承右側(cè)的軸徑減小，如圖7-31(b)所示。2020/11/2936

⑷.互相配合的零件在同一方向上的接觸面只能有一對(duì)。否則，必須提高有關(guān)表面的尺寸精度和位置精度，在許多場(chǎng)合，這是沒(méi)有必要的，如圖7-32(b)所示。2020/11/2937

⑸.在大底座上安裝機(jī)體，采用圖(a)的聯(lián)接形式，對(duì)裝配不利，螺栓無(wú)法進(jìn)入裝配位置。改進(jìn)后，可以采用雙頭螺柱或螺釘直接擰入底座，進(jìn)行聯(lián)接，如圖(b)和圖(c)所示。2020/11/2938

⑹.采用螺釘聯(lián)接，要留出安放螺釘?shù)目臻g。確定螺栓的位置時(shí)，一定要留出扳手的活動(dòng)空間。2020/11/2939

2.避免箱體內(nèi)裝配⑴.如圖7-35(a)所示，由于齒輪直徑大于箱體支承孔直徑，須先把齒輪放入箱體內(nèi)，才能安裝在軸上，然后再裝軸承，裝配起來(lái)很不方便。改成圖(b)后，箱體左側(cè)支承孔直徑大于齒輪直徑，可以在箱體外把軸上零件裝在軸上形成組件后再裝入箱體。2020/11/2940

3.便于拆卸⑴.如圖7-36(a)所示，由于支承孔臺(tái)肩直徑小于軸承外圈內(nèi)徑，無(wú)法拆卸軸承外圈。改成圖(b)、(c)后，使臺(tái)肩直徑大于外圈內(nèi)徑，這樣才能將軸承外圈拆卸下來(lái)。2020/11/2941

⑵.滾動(dòng)軸承安裝在軸上，其內(nèi)圈外徑應(yīng)大于軸肩外徑，以便軸承拆卸，如圖7-37(b)所示。2020/11/2942

⑶.軸承端蓋與箱體支承孔有配合要求，在拆卸軸承端蓋時(shí)，為便于拆卸在端蓋上應(yīng)設(shè)計(jì)2～3個(gè)螺孔，如圖7-38(b)所示，拆卸時(shí)擰入螺釘，螺釘