機(jī)械結(jié)構(gòu)件工藝設(shè)計(jì)規(guī)范教學(xué)課件

機(jī)械結(jié)構(gòu)件工藝設(shè)計(jì)規(guī)范機(jī)械結(jié)構(gòu)件

工藝設(shè)計(jì)規(guī)范

目錄

第一章標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第二章薄板件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第三章焊接件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第四章塑膠件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第五章鑄件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第六章便于切削設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第七章工裝設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

第八章公差設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第九章可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第十章防腐蝕設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第十一章力學(xué)原理設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第十二章熱應(yīng)力設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第十三章軸支撐設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第十四章便于裝配設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第一章標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

1.1標(biāo)準(zhǔn)化的重要性1.2選用標(biāo)準(zhǔn)件的意義1.3標(biāo)準(zhǔn)件的分類1.4優(yōu)選器件準(zhǔn)則1.5標(biāo)準(zhǔn)件種類最少準(zhǔn)則1.6非標(biāo)件慎用準(zhǔn)則1.7相同裝配相同標(biāo)準(zhǔn)件準(zhǔn)則1.8腐蝕環(huán)境材料同質(zhì)準(zhǔn)則1.9外部螺釘特征一致準(zhǔn)則1.10明顯差異或完全相同準(zhǔn)則1.1標(biāo)準(zhǔn)化的重要性

1標(biāo)準(zhǔn)化是現(xiàn)代化大生產(chǎn)的必要條件現(xiàn)代化大生產(chǎn)是以技術(shù)和生產(chǎn)高度社會化為特征的，分工越來越細(xì)，企業(yè)間的聯(lián)系與協(xié)作協(xié)調(diào)越來越廣泛和密切。標(biāo)準(zhǔn)化是企業(yè)間聯(lián)系與協(xié)作協(xié)調(diào)的工具與手段。

1）它能使企業(yè)建立最佳秩序，提供共同語言；

2）它能讓各企業(yè)看到共同的目標(biāo)與利益；

3）它能對各企業(yè)有無偏見的、規(guī)范的、權(quán)威的約束；

4）它能給各企業(yè)帶來成功，也能給社會帶來巨大效益。2標(biāo)準(zhǔn)化是實(shí)行科學(xué)管理和現(xiàn)代化管理的基礎(chǔ)科學(xué)管理的創(chuàng)始人泰勒說過：引進(jìn)科學(xué)管理必將結(jié)出豐碩之果。使所有的工具和工作條件實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和完美化。

1）.標(biāo)準(zhǔn)化為企業(yè)管理提供目標(biāo)和依據(jù)；

2）.標(biāo)準(zhǔn)化使企業(yè)內(nèi)各單位的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，充分發(fā)揮企業(yè)管理系統(tǒng)的管理功能；

3）.標(biāo)準(zhǔn)化有利于企業(yè)和企業(yè)之間的協(xié)作、約束與協(xié)調(diào)3標(biāo)準(zhǔn)化有利于先進(jìn)的生產(chǎn)組織和制造技術(shù)的推廣應(yīng)用

1）.生產(chǎn)專業(yè)化是先進(jìn)的組織形式，具有很突出的優(yōu)越性，標(biāo)準(zhǔn)化對專業(yè)化生產(chǎn)起到了促進(jìn)，推動鞏固作用。專業(yè)化生產(chǎn)需要批量，標(biāo)準(zhǔn)化的形式是通用化系列化組合化模塊化，有利于縮減類型品種，增加批量。

2）.市場多樣化和個性化的需求使定制生產(chǎn)成為主流，使企業(yè)面臨開發(fā)新品的速度和多品種生產(chǎn)的壓力，標(biāo)準(zhǔn)化（如模塊化）是解決這一難題的最好辦法。4開展標(biāo)準(zhǔn)化有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量和發(fā)展產(chǎn)品品種消費(fèi)者希望物美價廉、樣式新穎、品種繁多、信息透明可比，標(biāo)準(zhǔn)化能解決這一問題：

1.質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)能揭示質(zhì)量差距促進(jìn)質(zhì)量進(jìn)步和新品開發(fā)；

2.標(biāo)準(zhǔn)化有利于提高企業(yè)的綜合素質(zhì)和質(zhì)量保證能力；

3.標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)思想的貫徹使企業(yè)（簡化能消除低功能產(chǎn)品，系列化能以最佳的品種發(fā)展變形產(chǎn)品，組合化和模塊化能以最少要素最快速度組合出更多新產(chǎn)品）能快速反應(yīng)市場需求，取得競爭優(yōu)勢。5標(biāo)準(zhǔn)化是消除浪費(fèi)節(jié)約活勞動和物化勞動的有效手段減少重復(fù)勞動。（發(fā)展國際貿(mào)易、保護(hù)消費(fèi)者利益、保障安全、技術(shù)進(jìn)步等）標(biāo)準(zhǔn)化的作用就像有些專家說的：如果就市場競爭而論，標(biāo)準(zhǔn)化的作用簡單地說，就是能夠“贏得市場競爭”。當(dāng)然并不是企業(yè)一開展標(biāo)準(zhǔn)化就能贏得市場競爭。但是，企業(yè)沒有搞好標(biāo)準(zhǔn)化，就無法贏得市場競爭。由于國家大力推行國家標(biāo)注和標(biāo)準(zhǔn)化體系使得我國的企業(yè)都是執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)，也產(chǎn)生了無數(shù)專業(yè)化的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)件的廠家。標(biāo)準(zhǔn)件一般是指螺釘螺帽、墊圈、彈簧、軸承等等，從廣義來說電機(jī)、減速機(jī)、電器機(jī)柜、電腦、自行車、摩托車等也是標(biāo)準(zhǔn)件產(chǎn)品。標(biāo)準(zhǔn)化的作用正是通過標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)化體系實(shí)現(xiàn)的。1.2選用標(biāo)準(zhǔn)件的意義

1.選用標(biāo)準(zhǔn)件可以節(jié)省大量設(shè)計(jì)時間；2.選用標(biāo)準(zhǔn)件可以節(jié)省大量原材料；3.選用標(biāo)準(zhǔn)件可以節(jié)省大量生產(chǎn)工時；4.選用標(biāo)準(zhǔn)件方便裝配和出廠維修；5.專業(yè)化廠家大批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量更勝一籌?？傊?，選用的標(biāo)準(zhǔn)件比例越多節(jié)約的資金越多，企業(yè)可以把更多的精力用在產(chǎn)品的功能和品質(zhì)上。1.3標(biāo)準(zhǔn)件的分類1.從標(biāo)準(zhǔn)件使用材料分：

a.黑金屬------碳鋼合金鋼不銹鋼

b.有色金屬---銅合金鋁合金鎂合金鈦合金

c.非金屬-----塑料尼龍橡膠巖棉陶瓷2.從標(biāo)準(zhǔn)件使用功能分：

a.各種螺釘、螺帽、墊圈、銷釘、鉚釘、鍵

b.各種彈簧及彈性元件

c.各種密封圈及密封元件

d.各種軸承、絲杠絲母、直線導(dǎo)軌、五金件

e.各種操作件、潤滑件

f.各種型材、法蘭、管接頭

g.各種電機(jī)、減速機(jī)、減速器

h.各種刀量卡模具及各種工藝裝備1.4優(yōu)選器件準(zhǔn)則建立《優(yōu)選器件清單》；制定清單中增加物料的控制流程；通過流程控制物料種類和規(guī)格。1.5標(biāo)準(zhǔn)件種類最少準(zhǔn)則

標(biāo)準(zhǔn)件種類不超過___種單一種類中規(guī)格不超過___種1.6非標(biāo)件慎用準(zhǔn)則自行設(shè)計(jì)和非標(biāo)螺釘慎用；若不可避免，考慮系列產(chǎn)品公用的設(shè)計(jì)1.7相同裝配相同標(biāo)準(zhǔn)件準(zhǔn)則相同裝配要求用相同的標(biāo)準(zhǔn)件。1.8腐蝕環(huán)境材料同質(zhì)準(zhǔn)則

在腐蝕性環(huán)境下工作的設(shè)備，標(biāo)準(zhǔn)件材料與構(gòu)件材質(zhì)須相同，如不同，標(biāo)準(zhǔn)件加套管等隔離防護(hù)措施，避免腐蝕。1.9外部螺釘特征一致準(zhǔn)則

外部螺釘型號、顏色一致1.10明顯差異或完全相同準(zhǔn)則

用到的標(biāo)準(zhǔn)件，要么有明顯差異，要么完全相同，有明顯差異是為了防止裝錯，完全相同是為了維修過程的互換性。檢查：維修過程重裝時，應(yīng)沒有螺釘裝錯依然能夠裝上的情況，并分析螺釘裝錯不會造成事故。第二章：薄板件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則2.1薄板件沖裁足夠強(qiáng)度準(zhǔn)則

2.2薄板翻邊增強(qiáng)準(zhǔn)則

2.3薄板零件禁攻絲準(zhǔn)則

2.4薄板件判定標(biāo)準(zhǔn)

2.5形狀簡單準(zhǔn)則

2.6節(jié)省材料準(zhǔn)則

2.7避免粘刀準(zhǔn)則

2.8彎曲棱邊垂直切割面準(zhǔn)則

2.9平緩彎曲準(zhǔn)則

2.10避免小圓形卷邊準(zhǔn)則

2.11槽孔邊不彎曲準(zhǔn)則2.12復(fù)雜結(jié)構(gòu)組合制造準(zhǔn)則2.13避免直線貫通準(zhǔn)則2.14壓槽連通排列準(zhǔn)則2.15空間壓槽準(zhǔn)則2.16局部松弛準(zhǔn)則2.17拉深件的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則2.18板材的軋制纖維方向2.19材料選擇2.20鈑金件端面粗糙度和毛刺2.1薄板件沖裁足夠強(qiáng)度準(zhǔn)則在沖裁模和壓力機(jī)作用下使板料分離的工藝方法。如沖孔、落料、切斷、切口、割切等。這些都要考慮沖壓件和沖切模的強(qiáng)度問題。1.）優(yōu)先選圓孔模具制造容易，圓沖頭有標(biāo)準(zhǔn)件，孔徑D一般是沖壓件壁厚1.5倍最小可沖孔的尺寸（板厚倍數(shù)）板厚≤4mm孔壁厚垂直，板厚＞4～5mm孔壁6°～10°斜度2.）沖裁件要內(nèi)外圓角內(nèi)外尖角都應(yīng)是圓弧連接3.）避免過長懸臂和窄槽

細(xì)長槽易產(chǎn)生裂紋，盡量避免企業(yè)規(guī)定案例2.2薄板翻邊增強(qiáng)準(zhǔn)則

薄板（≤0.8mm）的零件，安裝螺釘過孔位應(yīng)有折邊。大的薄板件四周都有彎邊、翻邊、折邊、壓邊及流線型，如汽車覆蓋件。還有一些薄板件有凹槽和凸筋，目的是增加強(qiáng)度。容器口部邊緣翻邊如不銹鋼盆、鋁盆、搪瓷盆的翻邊K-翻邊時材料變薄系數(shù)，白鐵皮-0.7，黃銅-0.68，酸洗鋼-0.72，軟鋁-0.762.3薄板零件禁攻絲準(zhǔn)則薄板（≤0.8mm）的零件禁止翻邊攻絲2.4薄板件判定標(biāo)準(zhǔn)確認(rèn)是否有薄板件，判定標(biāo)準(zhǔn)：板厚和其長度相比小得多的鋼板，特點(diǎn)是橫向抗彎能力差包括三個加工工藝：1下料包括剪切和沖裁；2成形包括彎曲、折疊、卷邊和深拉；3連接包括焊接和粘接。2.5形狀簡單準(zhǔn)則

用直線、圓形等簡單形狀，便于加工2.6節(jié)省材料準(zhǔn)則明確了解所選用材料的原材料形狀形狀設(shè)計(jì)考慮加工時的自拼接，減少下腳料，尤其是批量大時，解決方法：1下料排列方法優(yōu)化；2下腳料再利用2.7避免粘刀準(zhǔn)則

需要沖裁切割部分作如下處理：1留有一定坡度；2切割面連通。2.8彎曲棱邊垂直切割面準(zhǔn)則切割后的薄板如果需要進(jìn)行彎曲，彎曲棱需垂直于切割面；不能保證時，應(yīng)在切割面和彎曲棱邊交匯處設(shè)計(jì)一個r>2倍板厚的圓角。否則會有裂紋的危險。加防裂槽2.9平緩彎曲準(zhǔn)則

對板材進(jìn)行彎折時，彎曲半徑不宜太小，外側(cè)會出現(xiàn)裂紋，內(nèi)側(cè)會出現(xiàn)褶皺。材料彎曲時，其圓角區(qū)上，外層受到拉伸，內(nèi)層則受到壓縮。當(dāng)材料厚度一定時，內(nèi)r越小，材料的拉伸和壓縮就越嚴(yán)重；當(dāng)外層圓角的拉伸應(yīng)力超過材料的極限強(qiáng)度時，就會產(chǎn)生裂縫和折斷，因此，彎曲零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)避免過小的彎曲圓角半徑。打死邊的死邊長度與材料的厚度有關(guān)。如下圖所示，一般死邊最小長度L≥3.5t+R。彎曲件的回彈，設(shè)計(jì)時采取一定的措施進(jìn)行規(guī)避。從設(shè)計(jì)上改進(jìn)某些結(jié)構(gòu)促使回彈減少。在彎曲區(qū)壓制加強(qiáng)筋，不僅可以提高工件的剛度，也有利于抑制回彈。如果設(shè)計(jì)需要彎曲件的直邊高度h≤2t,，則首先要加大彎邊高度，彎好后再加工到需要尺寸；或者在彎曲變形區(qū)內(nèi)加工淺槽后，再折彎。2.10避免小圓形卷邊準(zhǔn)則r>1.5倍的板厚；不要完全的卷圓形。加強(qiáng)剛度，避免棱邊劃傷。2.11槽孔邊不彎曲準(zhǔn)則彎曲棱邊與槽孔的棱邊的距離大于彎曲半徑+2倍壁厚的距離；或者讓槽孔橫跨整個彎曲棱邊。2.12復(fù)雜結(jié)構(gòu)組合制造準(zhǔn)則

將超過二（三）道工序的結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解，分解成只由圓形、直線等組成的簡單結(jié)構(gòu)，然后焊接在一起。2.13避免直線貫通準(zhǔn)則1.薄板橫向彎曲剛度較差，用加壓槽的設(shè)計(jì)避免。2.并且無壓槽區(qū)域禁止直線貫通，貫通的低剛度無壓槽窄帶區(qū)域易成為板面彎曲失穩(wěn)的慣性軸。3.不規(guī)則排列是消除直線貫通的較好方法2.14壓槽連通排列準(zhǔn)則壓槽終點(diǎn)是薄弱點(diǎn)，通過連通消除終點(diǎn)為佳2.15空間壓槽準(zhǔn)則非單一平面的薄板結(jié)構(gòu)，棱邊附近是失穩(wěn)的薄弱環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)壓槽不能只在一個平面上設(shè)計(jì)，需要設(shè)計(jì)成空間的。折彎處添加三角加強(qiáng)筋2.16局部松弛準(zhǔn)則薄板局部變形受阻礙時，會出現(xiàn)皺折，在皺折附近設(shè)幾個小的壓槽，減少變形阻礙。2.17拉深件的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則1.有凸緣的設(shè)計(jì)2.無凸緣的設(shè)計(jì)2.18板材的軋制纖維方向板材是有軋制纖維方向的，折彎的楞線應(yīng)與板材的纖維方向垂直，強(qiáng)度最好；如四面都折彎則采用45度2.19材料選擇及熱處理一.沖壓件的選材原則1.根據(jù)產(chǎn)品的功能要求選材黑金屬板材，有色金屬板材，非金屬板材2.根據(jù)零件的形狀和加工工藝要求選材適合裁剪，折彎，沖壓的材料；能淬火，適合焊接3.根據(jù)成本和性價比選材二.沖壓件的選材

A.黑色金屬

1.沖壓件對材料強(qiáng)度的要求

沖壓件

折彎件

拉深件

深拉深件2.沖壓材料和方法B.有色金屬材料1.各種橡膠板2.各種塑料板3.其它非金屬材料：如紙和紙板，云母片…C.非金屬材料1.銅2.鋁3.鎂、鉛、鋅等三.有精度要求的折彎件，拉深件應(yīng)有去內(nèi)應(yīng)力熱處理（失效處理）1.人工時效和自然時效；2.去除零件內(nèi)應(yīng)力，減少零件變形；3.能提高零件的強(qiáng)度。2.20沖切件的斷面粗糙度與毛刺

第三章：焊接件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則3.1幾何連續(xù)性原則3.2避免焊縫重疊3.3焊縫根部優(yōu)先受壓3.4避免鉚接式結(jié)構(gòu)3.5避免尖角3.6便于焊接前后的處理操作和檢測準(zhǔn)則3.7對接焊縫強(qiáng)度大及動載荷設(shè)計(jì)準(zhǔn)則3.8焊接區(qū)柔性準(zhǔn)則

3.9減少機(jī)加工量的準(zhǔn)則3.10減少結(jié)構(gòu)變形的準(zhǔn)則3.11不要簡單模仿鑄件準(zhǔn)則3.12沖壓件代替機(jī)加件的準(zhǔn)則3.13箱形截面連接處設(shè)在中性軸的準(zhǔn)則3.14最少的焊接3.15材料的可焊性3.16前處理、后處理工藝3.17焊縫受載形式利于焊接工藝準(zhǔn)則3.18電弧焊接頭靜強(qiáng)度計(jì)算3.1幾何連續(xù)性原則

幾何連續(xù)性原則，避免在幾何突變處設(shè)置焊縫，這里應(yīng)力集中，如果不能避免，則設(shè)定過渡結(jié)構(gòu)焊縫連接的兩側(cè)，板厚不一致，不能保證幾何形狀的連續(xù)性，則設(shè)定過渡結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)折處應(yīng)力大，焊縫遠(yuǎn)離3.2避免焊縫重疊避免焊縫重疊，多條焊縫交匯處剛性大，結(jié)構(gòu)翹曲嚴(yán)重會加大焊縫內(nèi)應(yīng)力；結(jié)構(gòu)多次過熱，材料性能下降，應(yīng)避免措施有三個：加輔助結(jié)構(gòu)；切除部分；焊縫錯開3.3焊縫根部優(yōu)先受壓焊縫根部優(yōu)先受壓，焊縫根部有裂紋，易產(chǎn)生缺口作用

承受拉載荷能力<承受壓載荷能力3.4避免鉚接式結(jié)構(gòu)

鉚接式結(jié)構(gòu)通常用襯板搭接形式，焊縫多，費(fèi)材料，造價高，且導(dǎo)致力流轉(zhuǎn)折，提高了焊縫處的應(yīng)力水平3.5避免尖角

避免尖角，焊接處尖角定位困難，且尖角熱容體太小，尖角易被熔化3.6便于焊接前后的處理操作和檢測準(zhǔn)則

結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)便于焊接前、后的處理、焊接的操作和檢測。1、足夠大的操作空間；2、焊接時易于定位，易于操作，電極不會和周圍的板粘結(jié)；3、焊接后便于檢查；3.7對接焊縫強(qiáng)度大及動載荷設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

對接焊縫強(qiáng)度較大，尤其動載荷時優(yōu)先采用3.8焊接區(qū)柔性準(zhǔn)則

焊接時的熱變形在冷卻后不能完全消除，產(chǎn)生殘余變形，引起熱應(yīng)力。解決措施：熱處理工藝降低熱應(yīng)力；降低焊接區(qū)周圍的剛性，從根本上減少內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生。減少內(nèi)應(yīng)力3.9減少機(jī)加工量的準(zhǔn)則內(nèi)孔不加工避開加工面3.10減少結(jié)構(gòu)變形的準(zhǔn)則3.11不要簡單模仿鑄件準(zhǔn)則不好好3.12沖壓件代替機(jī)加件的準(zhǔn)則3.13箱形截面連接處設(shè)在中性軸的準(zhǔn)則3.14最少的焊接

最好的焊接是最少的焊接，減少焊縫的數(shù)量，減少焊縫的長度。焊接的強(qiáng)度總會低于母材焊接過程的熱應(yīng)力總會對材料特性有影響。3.15材料的可焊性

一.碳鋼碳鋼中的碳含量<0.25%,用國際焊接協(xié)會推薦的碳當(dāng)量公式（上式）當(dāng)合金量達(dá)到下式所示數(shù)量時則用下面的碳當(dāng)量公式

經(jīng)驗(yàn)：1）CE＜0.4%好焊，2）CE=0.4%～0.6%一般，3）CE＞0.6%難焊

二.有色金屬3.16前處理、后處理工藝

焊前處理：1.坡口加工處理

2.去銹蝕打磨處理

3.焊前預(yù)熱處理焊后處理：

1.清渣處理

2.保溫處理

3.退火處理3.17焊縫受載形式利于焊接工藝準(zhǔn)則焊縫受載形式利于焊接工藝的進(jìn)行3.18電弧焊接頭靜強(qiáng)度計(jì)算

對接焊縫拉壓應(yīng)力

角焊縫切應(yīng)力

金屬結(jié)構(gòu)焊縫的許用應(yīng)力（GB/T3811-1983）第四章：塑膠件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則4.11避免尖銳棱角準(zhǔn)則4.12鑄塑構(gòu)件避免局部材料堆積4.13避免局部表面倒塌準(zhǔn)則4.14避免公差精度準(zhǔn)則4.15非各向同性準(zhǔn)則4.16粘合面剪切力原則4.17螺栓帶襯板準(zhǔn)則4.19最小壁厚準(zhǔn)則4.20出模斜度的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則4.1形狀結(jié)構(gòu)簡單準(zhǔn)則4.2塑膠件等壁厚準(zhǔn)則4.3強(qiáng)度剛度的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則4.4塑膠件的連接方式4.5金屬嵌件的塑件設(shè)計(jì)4.6加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則4.7零件配合無變形過應(yīng)力準(zhǔn)則4.8避免翹曲準(zhǔn)則4.9細(xì)長筋受拉準(zhǔn)則4.10避免內(nèi)切準(zhǔn)則4.1形狀結(jié)構(gòu)簡單準(zhǔn)則

塑膠件形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，模具制造困難，注射成型困難，成本高。1.形狀簡單好2.形狀對稱好3.不帶內(nèi)外抽芯好4.2塑膠件等壁厚準(zhǔn)則

壁厚不相等和內(nèi)外尖角是造成塑件變形、強(qiáng)度降低的重要因素，應(yīng)避免。一.等壁厚設(shè)計(jì)方法案例1.2.不好好3.4.二.避免尖角三.內(nèi)外尖角對應(yīng)力的影響4.3強(qiáng)度剛度的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

塑料件的強(qiáng)度遠(yuǎn)低于金屬件，一方面可以選高強(qiáng)度的塑料和塑料增強(qiáng)，另一方面通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提高塑膠件強(qiáng)度，如下面圖示

1.通過增加加強(qiáng)筋提高塑膠件強(qiáng)度2.加強(qiáng)筋方向注意載荷方向

A.單一方向力

B.多方向力3.多個筋比單個筋過厚或過高好4.通過改變零件截面形狀提高強(qiáng)度5.增加側(cè)壁提高強(qiáng)度6.合理安排澆口位置4.4塑膠件的連接方式

塑膠件的連接方式有卡扣、機(jī)械緊固、焊接一.卡扣優(yōu)點(diǎn)：簡化結(jié)構(gòu)、減少零件數(shù)、方便裝配、降低成本。缺點(diǎn)：有間隙，無預(yù)緊力。（有預(yù)緊力易蠕變失效）下面是幾種類型二.機(jī)械緊固連接1.螺栓連接2.自攻螺釘連接三.超聲波焊接1.導(dǎo)熔線設(shè)計(jì)2.焊接面設(shè)計(jì)4.5金屬嵌件的塑件設(shè)計(jì)4.6扣位設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

1.卡扣方式2.卡扣的設(shè)計(jì)尺寸4.7加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則4.8零件配合無變形過應(yīng)力準(zhǔn)則與其他零件配合無有變形；與其他零件配合是否松或者緊4.9避免翹曲準(zhǔn)則一般是不均勻冷卻引起。原因：材料分布不均勻；散熱邊界條件不均勻；結(jié)構(gòu)不對稱。措施：在不可避免不均勻情況出現(xiàn)時，兩不同壁厚間設(shè)置緩慢過渡段；大平板結(jié)構(gòu)均勻，散熱不均勻，外快內(nèi)慢；帶拐角構(gòu)件內(nèi)外散熱不均勻4.10細(xì)長筋受拉準(zhǔn)則塑料件優(yōu)先受拉（塑料的彈性模量低，細(xì)長結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)失穩(wěn)問題）和鑄件優(yōu)先受壓準(zhǔn)則相反（鑄件內(nèi)部缺陷的裂紋是主要破壞原因）細(xì)長筋拉應(yīng)力4.11避免內(nèi)切準(zhǔn)則有內(nèi)切的結(jié)構(gòu)無法直接脫模，模具復(fù)雜，容易產(chǎn)生廢品。4.12避免尖銳棱角準(zhǔn)則兩個交界面處會產(chǎn)生棱角，幾何形狀不連續(xù)，有嚴(yán)重的應(yīng)力集中，容易損壞，尤其是有交變應(yīng)力作用時，可用倒角和平滑結(jié)構(gòu)過渡段代替。棱角不可避免時，減少棱角附近的剛度來減少應(yīng)力集中4.13鑄塑構(gòu)件避免局部材料堆積1.構(gòu)件壁厚不同，冷卻速率不同，易變形、空洞、冷卻時間長、費(fèi)材料。這個特性同鑄件，尤其是兩個厚度不同的界面接縫處。2.對既需要剛度、強(qiáng)度，又要避免局部材料堆積的地方用加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)方法4.14避免局部表面倒塌準(zhǔn)則冷卻不均勻或塑料熔液入模不到位導(dǎo)致，冷卻不均勻原因?yàn)榫植坎牧隙逊e或壁厚過大。塑料平板設(shè)加強(qiáng)筋，平板上筋的對面一側(cè)容易倒塌；大壁厚容易產(chǎn)生空洞；螺栓處構(gòu)件受力變形，可加壁厚或縮短螺栓4.15避免公差精度準(zhǔn)則塑料構(gòu)件彈性模量小，公差精度低于金屬構(gòu)件很多，所以須避免大尺寸小公差的設(shè)計(jì)。措施：將配合面尺寸縮?。煌还钜蟛糠址湃胪话氲哪＞咧校焕盟芰弦鬃冃蔚奶攸c(diǎn)，低公差結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足高配合精度要求。4.16非各向同性準(zhǔn)則塑料與金屬不同，纖維方向和受力方向一致，纖維方向和澆鑄的流動方向一致。4.17粘合面剪切力原則

塑料件經(jīng)常粘接，粘接處受剪切力，避免撕扯力4.18螺栓帶襯板準(zhǔn)則塑料件的螺栓連接一定要帶襯板，塑料承受力有限易變形4.19最小壁厚準(zhǔn)則1.壁厚盡可能小

2.大的實(shí)體結(jié)構(gòu)盡量用空腔結(jié)構(gòu)代換，省材料，壁厚處易積累氣泡導(dǎo)致構(gòu)件質(zhì)量缺陷，

3.大平面構(gòu)件需要加強(qiáng)剛度可采取加筋、設(shè)凹槽、平面設(shè)計(jì)成拱形等途徑，而不是加大壁厚熱固塑件壁厚：1～6mm，玻纖增強(qiáng)酚醛0.8mm

熱塑塑件壁厚：2～4mm,尼龍，聚乙0.2～0.4mm;

聚碳1mm1.流動性好：聚乙，尼龍2.流動性中：有機(jī)玻璃，聚甲醛3.流動性差：聚碳，聚砜4.20出模斜度的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為脫模順利,塑料件內(nèi)外均需要出模斜度第五章：鑄件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則5.1最小壁厚準(zhǔn)則5.2筋長方向柔性準(zhǔn)則5.3避免局部材料堆積準(zhǔn)則5.4良好的受力狀態(tài)準(zhǔn)則5.5便利模具制作準(zhǔn)則5.6脫模方便準(zhǔn)則5.7流動暢通準(zhǔn)則5.8便于排氣準(zhǔn)則5.9清除表皮方便準(zhǔn)則5.10便于切削加工準(zhǔn)則5.1最小壁厚準(zhǔn)則1.壁厚盡可能小

2.大的實(shí)體結(jié)構(gòu)盡量用空腔結(jié)構(gòu)代換，省材料，壁厚處易積累氣泡導(dǎo)致構(gòu)件質(zhì)量缺陷，

3.大平面構(gòu)件需要加強(qiáng)剛度可采取加筋、設(shè)凹槽、平面設(shè)計(jì)成拱形等途徑，而不是加大壁厚

4.鑄件壁厚不能小于其極小值，參見“流動暢通法則”鑄件最小壁厚1.一般鑄造條件：HT100,HT150δ=4～6mm;HT200δ=6～8mm;HT250δ=8～15mm;HT300；HT350δ=15mm（δ表示壁厚）2.特殊鑄造條件：灰鑄鐵可δ＝3mm；可鍛鑄鐵可δ＜3mm3.高錳鋼δ=20;最厚可δ＜125。5.2筋長方向柔性準(zhǔn)則為避免冷卻過程中因收縮不一致產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力和裂紋，宜提高筋在其長度方向的柔性;避免直長筋，直長筋在長度方向剛度大，不利于自由變形，易引起內(nèi)應(yīng)力和變形具體措施：蜂窩狀加強(qiáng)筋；斜彎加強(qiáng)筋；加強(qiáng)筋錯位；加強(qiáng)筋切斷。5.3避免局部材料堆積準(zhǔn)則鑄件忌材料堆積，尤其是厚度不同界面接縫處。構(gòu)件壁厚不同，冷卻速率不同，易產(chǎn)生鑄造應(yīng)力、變形、空洞和裂紋。5.4良好的受力狀態(tài)準(zhǔn)則減低應(yīng)力和變形量，力流路徑最短，鑄件優(yōu)先受壓避免拉應(yīng)力；局部加強(qiáng)5.5便利模具制作準(zhǔn)則結(jié)構(gòu)形狀簡單化，優(yōu)先圓形、圓柱形、錐形，柱面比平面好加工；避免隱蔽；圓角尺寸統(tǒng)一，優(yōu)先采取對稱形狀；少用模芯；分解復(fù)合結(jié)構(gòu)。5.6脫模方便準(zhǔn)則措施：預(yù)留拔模斜度；分界面位于最大膨脹表面；避免內(nèi)切結(jié)構(gòu)。5.7流動暢通準(zhǔn)則鑄件液體原料流通不暢會產(chǎn)生空穴。解決措施：足夠大的流道橫截面，流道橫截面不得小于其最小值，最小壁厚的確定取決于構(gòu)件的公稱尺寸和材料，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；流道逐漸變小，避免上游橫截面小于下游橫截面；流道留坡度，借助重力作用，加強(qiáng)流動動力。5.8便于排氣準(zhǔn)則氣泡導(dǎo)致廢品和特性下降，水平流道容易氣泡殘留；封閉空腔須留排氣孔5.9清除表皮方便準(zhǔn)則1.表皮清除是費(fèi)時工序，盡量不留通孔；

2.對不能避免的地方，留足夠大的孔。5.10便于切削加工準(zhǔn)則減少切削加工量；留足夠的加工余量；鉆孔面水平；留有凸臺；便于夾緊后切削第六章：方便切削加工的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則6.1.選材料適合切削加工的準(zhǔn)則6.2.尺寸標(biāo)注方便加工的工藝準(zhǔn)則6.3.零件形狀適合安裝定位準(zhǔn)則6.4.減少安裝和走刀次數(shù)的準(zhǔn)則6.5.減少加工面積的準(zhǔn)則6.6.避免內(nèi)表面加工的準(zhǔn)則6.7.保證零件機(jī)加工剛性的準(zhǔn)則6.8.零件結(jié)構(gòu)適合刀具運(yùn)行的準(zhǔn)則6.9.軸類零件使用中心孔的準(zhǔn)則6.10.機(jī)加件方便進(jìn)刀退刀的準(zhǔn)則6.11.各種機(jī)床的加工精度范圍6.12.機(jī)加件精度區(qū)域與成本關(guān)系6.13.最小加工量準(zhǔn)則6.14.一次夾緊成型準(zhǔn)則6.15.便利切削準(zhǔn)則6.16.減少缺口效應(yīng)準(zhǔn)則6.17.避免斜面開孔準(zhǔn)則6.18.貫通孔優(yōu)先準(zhǔn)則6.19.孔周邊條件相近準(zhǔn)則

6.1.選材料適合切削加工的準(zhǔn)則１.刀具耐用度——以刀具耐用度為60min的切削速度ν６０來表示。

(45#鋼σ=600Mpa的v６０）☆材料硬度：170～230HBS最好加工，＞300HBS明顯不好加工

☆材料含C量：＜0.3％冷軋比熱軋好加工，0.3％～0.4％冷軋熱軋一樣，＞0.4％熱軋比冷軋好加工２.相對加工性——Ｋ＝Ｖ６０／（Ｖ６０）

6.2.尺寸標(biāo)注方便加工的工藝準(zhǔn)則1.右圖方便看圖2.右圖方便加工3.右圖方便加工6.3.零件形狀適合安裝定位準(zhǔn)則

6.4.減少安裝和走刀次數(shù)的準(zhǔn)則

大件不加工側(cè)面1,2兩面一樣高斜面變成直面6.5.減少加工面積的準(zhǔn)則1.配合面變成窄環(huán)面2.大底平面變成兩個小平面3.大平面變成窄邊4.一體大凸臺成熱壓組件5.一體凸臺變鑲套6.精鑄替精加工6.6.避免內(nèi)表面加工的準(zhǔn)則

避免箱體內(nèi)端面加工精加工孔做成通孔外表面加工代替內(nèi)表面加工

改進(jìn)前改進(jìn)后6.7.保證零件機(jī)加工剛性的準(zhǔn)則增加加強(qiáng)筋加支承工藝臺形狀適合加工改進(jìn)前改進(jìn)后6.8.零件結(jié)構(gòu)適合刀具運(yùn)行準(zhǔn)則

麼削空刀

刨插

空刀槽螺紋

空刀

相同直徑

不同配合的退刀槽6.9.軸類零件使用中心孔的準(zhǔn)則1）60°中心孔（＜200公斤）2）75°中心孔（＞200公斤～80000）3）90°中心孔

（＞5000公斤～150000）6.10.機(jī)加件方便進(jìn)刀退刀的準(zhǔn)則

改進(jìn)前改進(jìn)后a.改后一次加工多個b.改后簡化加工C.改后加退刀槽d.加退刀槽孔

改進(jìn)前改進(jìn)后開讓刀孔加大鉆孔空間鑄出半圓槽方便進(jìn)刀退刀6.11.各種機(jī)床的加工精度范圍

6.12.機(jī)加件精度區(qū)域與成本關(guān)系6.13最小加工量準(zhǔn)則1.選擇合適毛坯，使毛坯接近構(gòu)件形狀；2.分解構(gòu)件，使單一復(fù)雜構(gòu)件拆成多個標(biāo)準(zhǔn)毛坯形狀簡單構(gòu)件；3.平緩過渡；4.減小行程6.14一次夾緊成形準(zhǔn)則一次夾緊就可以加工到位；中間更換夾持部位，加工配合精度難以保證切削件尺寸單向變化6.15便利切削準(zhǔn)則形狀簡單，比如圓柱體較容易加工；內(nèi)外有別，避免結(jié)構(gòu)內(nèi)部加工鍵槽和高精度配合，對內(nèi)孔和外壁的倒角、棱等采取不一樣的設(shè)計(jì)要求，因?yàn)榧庸るy度不一樣。6.16減少缺口效應(yīng)準(zhǔn)則1.不同截面間平緩過渡；2.減低缺口周圍剛度；3.避免尖銳棱邊。6.17避免斜面開孔準(zhǔn)則斜面上弧面上鉆孔，鉆頭不好定位6.18貫通孔優(yōu)先準(zhǔn)則貫通孔使刀臂兩端平衡成為可能，盲孔只能是懸臂支撐，刀具易發(fā)生變形，產(chǎn)生加工誤差。6.19孔周邊條件相近準(zhǔn)則孔周邊的約束條件要求基本相同。約束條件包括材料的彈性、構(gòu)件的形狀和支撐情況，差別大了，鉆頭將退讓到加工抗力小的一側(cè)，產(chǎn)生加工誤差。鉆眼睛孔時，已鉆出的孔須填入相同的材料，再鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)選舉例萬向節(jié)原理切削

焊接

薄板鑄造（注塑）第七章：工裝設(shè)計(jì)準(zhǔn)則7.1工裝的分類7.2專用刀具7.3專用量具7.4專用夾具7.5各種模具7.6各種專用小工具7.7生產(chǎn)流水線7.1工裝的分類一工藝裝備的簡稱叫工裝。它是企業(yè)除標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床以外所有設(shè)備的總稱0.R熱加工用工裝：鑄造、熱壓力加工、熱處理、焊接、粉末冶金、非金屬熱加工用工裝1.C冷壓加工用工裝：板料沖壓、冷鐓、冷擠、拉絲加工用工裝2.D切削加工刀具：機(jī)床用切削加工刀具3.F輔具：用于聯(lián)接機(jī)床與刀具的各種工具4.J夾具：機(jī)床上用于安裝定位夾緊被加工件的工具5.L計(jì)量器具：加工和裝配中測量尺寸、形狀和位置的量具、檢驗(yàn)、夾具和各種測量裝置6.G其他工裝：工位器具、起重運(yùn)輸裝置、表面處理、制造彈簧用工裝、電加工用工裝、鉗工用和裝配用工具、裝配流水線二.工裝的編號（JB/T9164-1998）1.企業(yè)的自制工裝應(yīng)有獨(dú)立的編號2.工裝編號可采用數(shù)字編號，也可采用數(shù)字和字母混合編號

A數(shù)字編號由工裝的類，組，分組，設(shè)計(jì)順序號

×××—×210—×（外圓車刀編號）設(shè)計(jì)順序號設(shè)計(jì)順序號分組代號分組：切刀組代號組：外圓車刀類代號類：刀具

B數(shù)字和字母混合編號由工裝的類，組，分組，設(shè)計(jì)順序號組成

×××—×D10—

×

（外圓車刀編號）設(shè)計(jì)順序號設(shè)計(jì)順序號分組代號分組：切刀組代號組：外圓車刀類代號類：刀具C.必要時可在工裝編號中加入下列內(nèi)容1）對每個分組再分型，型號自定。2）在工裝編號的首部加入產(chǎn)品代號和其它代號。□—□—××××—×其他代號設(shè)計(jì)順序號產(chǎn)品代號型代號分組代號組代號類代號D.如企業(yè)自制工裝少，可以只劃分類，組，不再劃分分組。

JI×

設(shè)計(jì)順序號組：車床夾具類：夾具E.自制通用工裝可在類代號前加字母TF.工裝大修時可在設(shè)計(jì)順序號后加字母A，B，C等，以示區(qū)別。三.車間工藝員編寫〈專用工藝裝備設(shè)計(jì)任務(wù)書〉的依據(jù)

1）工藝方案；

2）工藝裝備設(shè)計(jì)選擇規(guī)則（JB/T9167.2)3）工藝規(guī)程

4）

產(chǎn)品圖樣；

5）工廠設(shè)備手冊；

6）生產(chǎn)技術(shù)條件；

7）有關(guān)技術(shù)資料和標(biāo)準(zhǔn)；四.工裝設(shè)計(jì)程序（標(biāo)準(zhǔn)模版上繪制工作圖樣）。

1.工裝設(shè)計(jì)依據(jù)

1）工裝設(shè)計(jì)任務(wù)書；

2）工藝規(guī)程；

3）產(chǎn)品圖樣和技術(shù)條件；

4）有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；

5）國內(nèi)外典型工裝圖樣和有關(guān)資料；

6）工廠設(shè)備手冊；

7）生產(chǎn)技術(shù)條件；2.工裝設(shè)計(jì)原則1）.工裝設(shè)計(jì)滿足工藝要求，結(jié)構(gòu)可靠安全方便，有利于實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)低耗改善勞動條件，提高工裝標(biāo)準(zhǔn)化通用化系列化2）.工裝設(shè)計(jì)要深入現(xiàn)場，聯(lián)系實(shí)際，重大關(guān)鍵工裝確定方案時，要廣泛征求意見，批準(zhǔn)后方可設(shè)計(jì)3）.工裝設(shè)計(jì)要保證圖樣清晰完整正確統(tǒng)一4）對精密重大特殊的工裝要附有說明書和計(jì)算書。3.工裝設(shè)計(jì)程序1）.接受工裝設(shè)計(jì)任務(wù)后，應(yīng)對其進(jìn)行分析研究并提出修改意見；2）.熟悉被加工件圖樣：在產(chǎn)品中的作用，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，精度材料外形尺寸；3）.熟悉被加工件的工藝方案，工藝規(guī)程；4）.核對工裝任務(wù)書；5）.收集企業(yè)內(nèi)外有關(guān)資料，進(jìn)行必要的工藝實(shí)驗(yàn)，征求意見，組織調(diào)研6）.確定設(shè)計(jì)方案：（1）提出借用工裝的建議和下場工裝的利用；（2）繪制方案結(jié)構(gòu)圖，確定幾何尺寸，計(jì)算剛度、強(qiáng)度、夾緊力；（3）選定位元件，夾緊元件或機(jī)構(gòu)，定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)測量基準(zhǔn)統(tǒng)一；（4）對工裝尺寸、總重、承載能力及設(shè)備規(guī)格進(jìn)行校核；（5）對方案研究討論會審確定。

7）.繪制裝配圖（1）繪圖符合國家標(biāo)準(zhǔn)；（2）繪出被加工件外形輪廓，夾緊部位，定位，加工部位和余量；（3）裝配圖上應(yīng)注明定位面，加緊面，主要件的裝配尺寸（配合代號）；（4）注明被加工件與工裝相關(guān)尺寸；（5）必要時繪出裝件，夾緊，拆件的活動軌跡；（6）總裝檢驗(yàn)尺寸和驗(yàn)證要求。

8）.繪制零件圖

9）.審核

10）.標(biāo)準(zhǔn)化審查

11）.批準(zhǔn)7.2專用刀具一刀具的基本構(gòu)成刀具的結(jié)構(gòu)由刀頭和基體（刀柄）兩部分組成，刀柄－定位部分，一般用正火的45#鋼制作;刀頭－工作部分,碳素工具鋼板T10A，T12A（低碳鋼，有色金屬，鑄鐵）高速鋼(合金鋼)W18Cr4V（低碳鋼，有色金屬，鑄鐵）

W9Cr4V2(同上，中速，紅硬性比上高）硬質(zhì)合金鋼YG3(鎢鈷類,合金鋼，淬火鋼，有色，）

YT5(鎢鈷鈦類,合金鋼，淬火鋼，有色,耐沖擊）陶瓷CBN立方碳化硼（淬硬材料和耐熱）金鋼石PCD聚晶金鋼石（有色金屬的高效切削）刀頭與刀柄為一體的：如高速鋼刀條（自磨）刀頭與刀柄組合的：如焊接的（自磨），機(jī)械固定的，組合刀具（不磨）二刀具的種類

1.按機(jī)床種類：車刀，銑刀，刨刀，鏜刀，插刀，拉刀，鉆頭，沖頭，齒形刀激光刀，水刀，刮刀，銼刀等

2.按刀具功能：切刀，端面刀，外圓刀，鏜孔刀，槽銑刀,成型刀具。三.專用刀具設(shè)計(jì)

1盡量選用一般刀具和標(biāo)準(zhǔn)刀具

2用一般刀具和標(biāo)準(zhǔn)刀具改制成專用刀具

3.如需重新設(shè)計(jì)要參照標(biāo)準(zhǔn)刀具，主要是設(shè)計(jì)刀頭的幾個角度，如圖示。被切削材料1Cr18Ni9Ti(YG8)有火鋼（YT30）黃銅（YG6）合金鋁（高速鋼）前角γ

15°～30°

5°～10°-3°～10°5°～10°后角α

8°～10°5°～10°5°～10°8°～12°楔角β

67°～50°80°～70°88°～70°77°～68°切削角δ

75°～60°85°～80°93°～80°85°～80°主偏角Φ

·90°～75°90°～75°90°～45°60°～90°副前角γ

副后角α副楔角β副偏角φ7.3專用量具一各種量具1.光滑極限量規(guī)：長度，高度，深度的量規(guī)，孔用塞規(guī)，軸用卡規(guī)，槽用量規(guī)2.螺紋量規(guī)：.螺紋塞規(guī)、.螺紋環(huán)規(guī)、校對量規(guī)；3.位置，成型量規(guī)：槽、鍵位置量規(guī)，花鍵量規(guī)，圓錐量規(guī)，角度量規(guī)；4.樣板樣件：對刀樣板，對刀裝置度，螺紋樣板，齒形樣板，角度樣板5.

其它：V形鐵，平尺，方箱，平板二設(shè)計(jì)專用量具

首先選用標(biāo)準(zhǔn)量具，目的是方便加工和測量，提高產(chǎn)品質(zhì)量和工作效率。量規(guī)由過端和止端構(gòu)成，過端和止端包含的公差帶一定包含在產(chǎn)品的公差帶范圍之內(nèi)，量規(guī)的材料用合金工具鋼。7.4專用夾具

夾具是能夠使工件按技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備。它能擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍一夾具的種類：

1.機(jī)床夾具：車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、磨床夾具；

2.檢驗(yàn)夾具：檢查夾具、測量裝置、量儀輔件；

3.裝配夾具：軸承的裝拆夾具，鉚接工具，壓合工具；

4.其它夾具：V形鐵方箱，量儀附件支架、夾緊裝置、定位裝置；按使用特點(diǎn)有通用、專用、可調(diào)、組合等夾具

按夾緊動力源有手動、氣動、液動、電動等夾具二夾具設(shè)計(jì)

1.夾具的結(jié)構(gòu)：夾具由夾緊結(jié)構(gòu)、定位結(jié)構(gòu)和夾具體三部分組成。如圖示

2.定位結(jié)構(gòu)（1）明確被加工件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和夾具的使用條件，使夾具的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與其重合，方便夾具在設(shè)備上定位找正；（2）定位基準(zhǔn)選擇的原則：a.選工件的最大基準(zhǔn)面做定位基準(zhǔn)；b定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)盡量重合；c選最長的表面做限制轉(zhuǎn)動自由度的定位基準(zhǔn)；d選精度高的已加工面做定位基準(zhǔn)；e同一工件的各工序中選同一定位基準(zhǔn)

3.夾緊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）設(shè)計(jì)夾緊裝置的基本要求（1）夾緊力不破壞工件在夾具中正確位置，工件不變形不損傷；（2）夾緊迅速，操作方便省力，使用安全；（3）結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，體積小，強(qiáng)度夠；（4）有足夠的夾緊行程和裝卸工件的空間；（5）夾緊力的方向垂直于定位支承面，盡量和切削力、重力方向一致保夾緊準(zhǔn)確可靠（6）夾緊力的作用點(diǎn)落在定位支承面上，選在工件剛度好的部位，靠近被加工的表面，夾緊力（夾緊力矩）大于切削力（切削力矩）

2）典型夾緊機(jī)構(gòu)

（1）斜楔夾緊機(jī)構(gòu)（2）螺旋夾緊機(jī)構(gòu)（3）偏心夾緊機(jī)構(gòu)（4）杠桿，鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)（5）聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)（6）定心夾緊機(jī)構(gòu)（7）彈簧力夾緊機(jī)構(gòu)7.5各種模具

模具是機(jī)械制造業(yè)之母，模具的設(shè)計(jì)和制造水平是衡量一個國家工業(yè)化水平的重要標(biāo)志模具的最大作用是提高產(chǎn)品質(zhì)量，極大的降低生產(chǎn)成本。模具的設(shè)計(jì)和制造已經(jīng)發(fā)展為一個龐大的重要行業(yè)一模具的分類：1.鑄造模，金屬模，壓力鑄造模2.塑料模3.沖切模4.橡膠模5.粉末冶金模6.陶瓷模二模具的設(shè)計(jì)和制造模具的設(shè)計(jì)和制造必須找專業(yè)廠家去做，我們的工作是設(shè)計(jì)出符合模具特點(diǎn)和成型要求的產(chǎn)品圖三模具及模具件的檢驗(yàn)7.6各種專用小工具

非標(biāo)小工具，非標(biāo)扳手，鉆具，各工序中用的小韌具，如注塑工去毛刺用的小刀具7.7生產(chǎn)流水線

生產(chǎn)流水線—它是企業(yè)大批量生產(chǎn)的產(chǎn)物，是各種工藝裝備的集合，是企業(yè)技術(shù)能力和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的象征。如：美國通用公司的汽車裝配線，海爾冰箱裝配線。1.部件生產(chǎn)線---如汽車底盤的焊接生產(chǎn)線；2.部件裝配線---如發(fā)電機(jī)裝配線；3.總裝生產(chǎn)線---如墻壁開關(guān)總裝生產(chǎn)線，服裝生產(chǎn)線，彩電總裝生產(chǎn)線，美國波音公司客機(jī)總裝生產(chǎn)線；4.對一般企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)，在產(chǎn)品的開發(fā)時就要考慮產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化，通用化，統(tǒng)一化，系列化，組合化，模塊化，模具化，產(chǎn)品需要大批量生產(chǎn)時就能很快上生產(chǎn)線。第八章：公差設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

8.1關(guān)鍵配合尺寸的加工要求明確準(zhǔn)則8.2同一道工序準(zhǔn)則8.3減少剛體轉(zhuǎn)動位移準(zhǔn)則8.4避免雙重配合準(zhǔn)則8.5最小公稱尺寸準(zhǔn)則8.6避免累積誤差準(zhǔn)則8.7形狀簡單準(zhǔn)則8.8最小尺寸數(shù)量準(zhǔn)則8.9采用彈性元件準(zhǔn)則8.10采用調(diào)節(jié)元件準(zhǔn)則8.1關(guān)鍵配合尺寸的加工要求明確準(zhǔn)則1.要明確國家的公差配合標(biāo)準(zhǔn)2.關(guān)鍵配合尺寸要標(biāo)注全面3.裝配精度尺寸有關(guān)的粗糙度或形位公差也要標(biāo)注合理8.2同一道工序準(zhǔn)則對有平行、同軸、對中等要求的加工面，設(shè)計(jì)上盡量使這些有位置精度要求的元素在同一道工序中加工平行、同軸、對中等要求的加工面，只用一道工序解決8.3減少剛體轉(zhuǎn)動位移準(zhǔn)則消除剛體位移；2.減小配合面到傳動中心的距離；有轉(zhuǎn)動傾向的配合、減小配合面到轉(zhuǎn)動點(diǎn)的距離8.4避免雙重配合準(zhǔn)則禁止兩個或更多個配合面8.5最小公稱尺寸準(zhǔn)則1.同樣加工精度，構(gòu)件公稱尺寸越小，越容易加工；即構(gòu)件尺寸越小，加工精度越容易提高；2.使較高配合精度要求的工作面的面積和配合距離盡可能小8.6避免累積誤差準(zhǔn)則

要盡量避免串聯(lián)尺寸鏈上的標(biāo)注方法。下圖標(biāo)法不存在積累誤差。8.7形狀簡單準(zhǔn)則1.配合面的幾何形狀應(yīng)盡量簡單，2.圓柱面代替圓錐面，3.平行、垂直面代替傾斜面8.8最小尺寸數(shù)量準(zhǔn)則配合性能和多個尺寸相關(guān)時，誤差累積會致配合精度難提高，應(yīng)盡量使配合面和較少的尺寸相關(guān)8.9采用彈性元件準(zhǔn)則

導(dǎo)軌、螺紋、絞聯(lián)、插接有間隙會降低配合精度，過盈摩擦力太大會咬死，這種配合狀態(tài)用選擇公差的方法難實(shí)現(xiàn)，用柔度大的彈性體消除間隙8.10采用調(diào)節(jié)元件準(zhǔn)則

對即不能有間隙，也不能過盈，配合難以實(shí)現(xiàn)時，可用調(diào)節(jié)元件。調(diào)整元件結(jié)構(gòu)用彈簧或彈性體消除配合間隙，降低加工難度第九章：可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則9.1冗余法則9.2零流準(zhǔn)則9.3可靠的工作原理準(zhǔn)則9.4裕度準(zhǔn)則9.5安全閥準(zhǔn)則9.6簡單準(zhǔn)則9.1冗余法則重復(fù)設(shè)置多個功能相同元件，分功能冗余和原理冗余；功能冗余：原理相同、功能相同的備份；功能冗余針對元件本身而非外界環(huán)境因素的失效；原理冗余：相同功能，不同原理的元件互為備份。原理冗余采取不同的原理器件，比如對鍋爐安全閥的監(jiān)測，可以用電、光、熱敏等不同原理的傳感器，可避免在某一失效因素下，兩個器件不會同時失效。9.2零流準(zhǔn)則在需要外部構(gòu)件執(zhí)行某項(xiàng)功能時，讓它不依賴或盡量少依賴外部條件，從而減少可能阻礙其執(zhí)行功能的外在因素。電磁車剎右圖通電磁力使車剎強(qiáng)迫分離

左圖斷電彈簧力使車剎抱緊

按零流原理設(shè)計(jì)的閥門9.3可靠的工作原理準(zhǔn)則機(jī)械優(yōu)于電氣、電磁、液壓系統(tǒng)，工作性能較可靠；形狀聯(lián)結(jié)方式比力聯(lián)接方式可靠，外界因素難改變機(jī)械構(gòu)件的幾何形狀，但容易改變其受力狀態(tài)?？煽康墓ぷ髟頊?zhǔn)則

9.4裕度準(zhǔn)則安全系數(shù)方法，通常加大構(gòu)件尺寸，工程上很多因素自身并無一個絕對的數(shù)值，而是一個分布范圍，裕度設(shè)計(jì)是解決問題的根本。斷裂破壞、熱應(yīng)力破壞等因材料特性引起的問題，在構(gòu)件尺寸上加強(qiáng)裕度設(shè)計(jì)無效9.5安全閥準(zhǔn)則有意安置一個薄弱點(diǎn)，丟卒保帥安全閥、保險絲9.6簡單準(zhǔn)則最少數(shù)量、最簡形狀、最少工藝步驟、最簡加工裝配工藝、最普通材料、最簡工具、最簡拆卸步驟…結(jié)合零部件特點(diǎn)，設(shè)定量化評估指標(biāo)第十章：防腐蝕設(shè)計(jì)準(zhǔn)則10.1避免大面積疊焊準(zhǔn)則10.2避免間隙腐蝕準(zhǔn)則10.3避免局部微觀腐蝕環(huán)境準(zhǔn)則10.4防止流體通道淤積原則10.5避免大溫度和濃度梯度差準(zhǔn)則10.6防止高速流體準(zhǔn)則10.7腐蝕裕度準(zhǔn)則10.8最小比表面積準(zhǔn)則10.9便利后繼措施準(zhǔn)則10.10良好力學(xué)狀態(tài)準(zhǔn)則10.1避免大面積疊焊準(zhǔn)則是否存在大面積的疊焊、縫隙中的殘留物可能導(dǎo)致零件生銹確認(rèn)腐蝕環(huán)境條件：兩個不同電化學(xué)位勢的電極分別是什么？兩個電極通過何方式實(shí)現(xiàn)電接觸？浸泡兩電極的電解質(zhì)是什么？如何形成的？確定是面腐蝕還是點(diǎn)腐蝕如果是面腐蝕，選擇增加板的厚度，按照預(yù)期設(shè)計(jì)壽命留出板厚余量。選擇其中一種防護(hù)層工藝方法：電鍍、噴涂、浸漬上漆、滲透、滾壓、化學(xué)轉(zhuǎn)換等10.2避免間隙腐蝕準(zhǔn)則

金屬濃度不同，間隙內(nèi)腐蝕產(chǎn)物經(jīng)水解化作用酸化，氧氣擴(kuò)散困難，發(fā)生間隙腐蝕的可能性大得多，例如支承結(jié)構(gòu)、鋼架結(jié)構(gòu)中的鉚接和栓接、點(diǎn)焊、單側(cè)焊、容器襯板結(jié)構(gòu)中。避免間隙結(jié)構(gòu)出現(xiàn)；將間隙密封，使腐蝕性物質(zhì)無法進(jìn)入；將狹窄空間設(shè)計(jì)成較大空間，不停的對流使電解質(zhì)平衡。10.3避免局部微觀腐蝕環(huán)境準(zhǔn)則不同金屬是否有電接觸？通過加絕緣措施使不同金屬沒有電接觸；有電接觸的不同金屬，哪是賤金屬，哪是貴金屬？如有螺栓、螺釘連接的結(jié)構(gòu)確定賤金屬是不是要保護(hù)的防腐蝕部件（賤金屬充當(dāng)陽極被腐蝕），如果是則采取系列措施，如果不是，則貴金屬是被保護(hù)部件，犧牲賤金屬（陽極）被腐蝕，保護(hù)貴金屬（陰極），則不必作技術(shù)處理5.金屬是否被電解質(zhì)包圍；10.4防止流體通道淤積原則結(jié)構(gòu)上保證停車期間，管道中的介質(zhì)能空干，否則溫度下降，殘留介質(zhì)在器壁上濃縮結(jié)殼，再啟動后壁受熱，粘結(jié)在器壁上的結(jié)殼成為應(yīng)力裂紋腐蝕源10.5避免大溫度和濃度梯度差準(zhǔn)則

防止大的溫度和濃度梯度，否則會引起沉淀物、冷凝物、局部勢差；高溫度、高濃度也會加速腐蝕過程；局部高溫引起結(jié)殼，結(jié)殼反過來加劇局部過熱；4.局部低溫會導(dǎo)致冷凝10.6防止高速流體準(zhǔn)則常出現(xiàn)在高湍流區(qū)；確認(rèn)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)里是否存在高湍流區(qū)？1、結(jié)構(gòu)改進(jìn)，增大彎管彎曲半徑；2、過濾和離心分離流體，消除固體粒子和氣泡；3、陰極保護(hù)或加防腐劑；4、在危險壁面電鍍或加涂層；5、選擇具有堅(jiān)硬保護(hù)層不易腐蝕的材料。10.7腐蝕裕度準(zhǔn)則

對腐蝕速率較慢、均勻的面腐蝕適用；腐蝕速率和設(shè)備的設(shè)計(jì)壽命確定壁厚10.8最小比表面積準(zhǔn)則

在容積相等的前提下，使受腐蝕的表面最小，比表面積=表面積/體積六面體>正方體>圓柱體>橢圓體>球體某儲液罐，10立方米容積，是用一個大罐還是用十個小罐減少腐蝕更好一點(diǎn)？10.9便利后繼措施準(zhǔn)則不能通過結(jié)構(gòu)措施消除的腐蝕損壞，可設(shè)計(jì)上為后續(xù)更換腐蝕部件或加防護(hù)措施提供便利1、易于觀察腐蝕損壞；2、易于更換腐蝕嚴(yán)重的構(gòu)件；3、易于上涂層，易于電鍍10.10良好力學(xué)狀態(tài)準(zhǔn)則1.類似于焊接件里的強(qiáng)度要求設(shè)計(jì)規(guī)范，讓焊縫處于較好的受力狀態(tài)；2.拉應(yīng)力會加劇腐蝕；3.裂紋應(yīng)力同時存在時，可能產(chǎn)生應(yīng)力裂紋腐蝕第十一章：力學(xué)原理設(shè)計(jì)準(zhǔn)則11.1強(qiáng)度計(jì)算和試驗(yàn)準(zhǔn)則11.2均勻受載準(zhǔn)則11.3力流路徑最短準(zhǔn)則11.4減低缺口效應(yīng)準(zhǔn)則11.5變形協(xié)調(diào)準(zhǔn)則11.6等強(qiáng)度準(zhǔn)則11.7附加力自平衡準(zhǔn)則11.8空心截面準(zhǔn)則11.9受扭截面凸形封閉準(zhǔn)則11.10最佳著力點(diǎn)準(zhǔn)則11.11受沖擊載荷結(jié)構(gòu)柔性準(zhǔn)則11.12避免長壓桿失穩(wěn)準(zhǔn)則11.13熱變形自由準(zhǔn)則11.1強(qiáng)度計(jì)算和試驗(yàn)準(zhǔn)則對承受較大負(fù)載或扭矩的重要位置，強(qiáng)度剛度須經(jīng)過計(jì)算，并安全合格；必要時須有試驗(yàn)報告和數(shù)據(jù)。11.2均勻受載準(zhǔn)則通過構(gòu)件設(shè)計(jì)，使受力載荷分布均勻，載荷不集中可以保證同等條件下，承受的應(yīng)力成倍增加。連續(xù)性和載荷均勻分布的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)。11.3力流路徑最短準(zhǔn)則力流優(yōu)先走較短路徑，剛度最大的路徑；力線連續(xù)。為提高構(gòu)建剛度，盡量使力流路徑最短，越短則受力區(qū)域越小，累積變形就越小，剛度就提高。盡量保證力流線路的直線狀態(tài)，這時力流路徑最短11.4減低缺口效應(yīng)準(zhǔn)則缺口效應(yīng)的原因是力流在截面突變處，被迫急劇改變原有路徑，因而力流搶近道引起近道局部力線擁擠，應(yīng)力急劇集中上升。解決措施：避免截面突變的設(shè)計(jì)，尤其是避免力流截面急劇變小；降低缺口附近的材料鋼度；加預(yù)壓力應(yīng)力；避免力流突然轉(zhuǎn)彎孔、槽、螺紋、臺肩等缺口處易發(fā)生；判定標(biāo)準(zhǔn)是界面尺寸變化的急劇程度；11.5變形協(xié)調(diào)準(zhǔn)則在力的傳遞中，構(gòu)件會發(fā)生變形，變形不對稱、接觸面變形不匹配等都會引起走偏、應(yīng)力集中等問題；解決措施：在接觸面處，降低構(gòu)件在力流方向上的剛度，以便減少對另一構(gòu)件變形的阻礙，使變形同步；如：軸承的軸固定架、天車的導(dǎo)軌11.6等強(qiáng)度準(zhǔn)則構(gòu)件局部的應(yīng)力和該處的材料許用值相等。省材料降能耗。注意次要載荷的影響11.7附加力自平衡準(zhǔn)則力傳遞中，出現(xiàn)的無用力或力矩，白白增加損耗，通過讓附加力自行平衡或抵消的方法解決。解決措施：平衡件；對稱安置11.8空心截面準(zhǔn)則彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力在橫截面越遠(yuǎn)離中心越大，橫截面中心很小，同等材料截面積情況下，空心的結(jié)構(gòu)有更好的強(qiáng)度和剛度?？招囊部梢酝ㄟ^其他形式實(shí)現(xiàn)，不一定就得是圓管形；空心結(jié)構(gòu)的壁厚不能太薄，否則發(fā)生局部皺折而喪失承載能力11.9受扭截面凸形封閉準(zhǔn)則受扭轉(zhuǎn)作用的薄壁構(gòu)件的截面避免開口形狀，抵抗剪切變形的能力低，扭轉(zhuǎn)剛度就低。11.10最佳著力點(diǎn)準(zhǔn)則力矢量經(jīng)過橫截面扭轉(zhuǎn)中心，不會產(chǎn)生附加扭矩；多個力的作用節(jié)點(diǎn)盡量使力矢量交匯于一處，避免附加彎矩，降低應(yīng)力水平。11.11受沖擊載荷結(jié)構(gòu)柔性準(zhǔn)則在有沖擊載荷的情況下，加大其柔性，避免沖擊，但快速響應(yīng)特性會下降。柔性準(zhǔn)則的措施：增加等截面桿的長度；避免截面突變；安裝緩沖器；選用彈性模量小的材料。11.12避免長壓桿失穩(wěn)準(zhǔn)則對金屬構(gòu)件，壓應(yīng)力是拉應(yīng)力的多倍，但壓力狀態(tài)下，失穩(wěn)會破壞強(qiáng)度，設(shè)計(jì)上應(yīng)避免。注意檢查是否有細(xì)長桿受壓結(jié)構(gòu)。改進(jìn)措施有：加大截面慣性矩；減小壓桿長度；加強(qiáng)支撐約束性；截面形狀與約束方式的最優(yōu)組合；合理選材處于彈塑階段的中小柔度桿，用高強(qiáng)度鋼；對大柔度桿，高強(qiáng)度鋼不能提高其穩(wěn)定性，須用普通鋼。11.13熱變形自由準(zhǔn)則使結(jié)構(gòu)因?yàn)槭軣岬淖冃巫杂?。具體措施：留有熱變形的間隔加膨脹節(jié)或?qū)⒐艿雷龀蓮澋摹５谑拢簾釕?yīng)力設(shè)計(jì)準(zhǔn)則12.1問題點(diǎn)明確準(zhǔn)則12.2知識點(diǎn)明確準(zhǔn)則12.3減法結(jié)構(gòu)準(zhǔn)則12.4加法結(jié)構(gòu)準(zhǔn)則12.5方向調(diào)節(jié)原則12.6消除溫度差準(zhǔn)則12.7自由膨脹準(zhǔn)則12.8柔性準(zhǔn)則12.1問題點(diǎn)明確準(zhǔn)則找出熱脹冷縮導(dǎo)致功能誤差的設(shè)計(jì)點(diǎn)；溫度變化大條件下，材料發(fā)生功能變化的設(shè)計(jì)點(diǎn)；同一機(jī)構(gòu)不同部件間，溫度不同致熱變形不同步的設(shè)計(jì)點(diǎn)；舉例：測高溫的儀表的表針；直管道連接溫差較大，驟冷驟熱導(dǎo)致的膨脹收縮；12.2知識點(diǎn)明確準(zhǔn)則材料熱脹冷縮導(dǎo)致的功能性障礙；各材料的熱膨脹系數(shù)不同導(dǎo)致的配合問題和功能障礙；熱變形受到阻礙時構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生的熱應(yīng)力；累積變形量和構(gòu)件的尺寸成正比12.3減法結(jié)構(gòu)準(zhǔn)則單一構(gòu)件的熱膨脹必然存在，通過組合構(gòu)件，讓各構(gòu)件的熱膨脹互相抵消。12.4加法結(jié)構(gòu)準(zhǔn)則對相對熱變形不同導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)配合問題，通過增加中間過渡結(jié)構(gòu)，將其中一個構(gòu)建分解為兩個不同膨脹系數(shù)材料的構(gòu)件，使組合膨脹效果與另一配合構(gòu)件的膨脹效果一致。12.5方向調(diào)節(jié)原則通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將膨脹方向轉(zhuǎn)移到非配合面上去如軸承的固定-松弛裝配方法12.6消除溫度差準(zhǔn)則相同材料的兩構(gòu)件，因?yàn)闇囟炔煌瑢?dǎo)致膨脹程度不一樣，出現(xiàn)熱變形。解決措施：使有關(guān)構(gòu)件的熱傳遞邊界條件盡量相近或相同12.7自由膨脹準(zhǔn)則12.8柔性準(zhǔn)則兩構(gòu)件熱變形不能消除時，加大構(gòu)件的柔性減少熱應(yīng)力。比如用軟管、橡膠材料、將熱應(yīng)力的直線方向轉(zhuǎn)變成曲線方向等。第十三章：軸支撐設(shè)計(jì)準(zhǔn)則13.1軸向靜定準(zhǔn)則13.2固定軸承軸向能雙向受力準(zhǔn)則13.3固定軸承四面定位準(zhǔn)則13.4松弛軸承至少一圈定位準(zhǔn)則13.5受變載軸承圈固定準(zhǔn)則13.6可分離軸承的配合固定準(zhǔn)則13.7可分離軸承的調(diào)隙準(zhǔn)則13.8便利安裝拆裝準(zhǔn)則13.9滾動軸承滑動軸承不混用準(zhǔn)則13.10保障軸向定位可靠準(zhǔn)則13.11過渡配合準(zhǔn)則13.12避免雙重配合準(zhǔn)則13.1軸向靜定準(zhǔn)則軸在軸向上不能有剛性位移（靜不定），也不能有阻礙自由伸縮的多余約束（超靜定）。三種方案：固定松弛支撐方式；單側(cè)止推支撐方式；單側(cè)止推——游動支撐方式固定松弛支撐方式單側(cè)止推支撐方式單側(cè)止推——游動支撐方式

13.2固定軸承軸向能雙向受力準(zhǔn)則確認(rèn)是否屬于固定松弛支撐結(jié)構(gòu)？如果是，固定的軸承必須軸向雙向固定并能受力，即使無軸向載荷也如此。軸承安裝會有誤差，導(dǎo)致產(chǎn)生軸向力。a組單個軸承不能做固定軸承

b組可以做固定軸承