中际赛威2013年5月24-25日机械工艺设计规范讲义

1、机械工艺设计规范机械工艺设计规范 机械工艺设计规范机械工艺设计规范 目目 录录 n1.标准件设计准则标准件设计准则 n2.薄板件设计准则薄板件设计准则 n3.材料选择材料选择 n4.公差设计准则公差设计准则 n5.工艺设计准则工艺设计准则 n6.焊接件设计准则焊接件设计准则 7. 工艺设计基础工艺设计基础 8. 工装设计工装设计 9. 机械加工工艺机械加工工艺 10. 工艺流程设计工艺流程设计 11. 塑胶件设计准则塑胶件设计准则 12. 图纸标准化与工艺审核图纸标准化与工艺审核 13. 铸件设计准则铸件设计准则 第一章第一章 标准件设计准则标准件设计准则 1.1 选用标准件的重要性选用标准件

2、的重要性 1.2 选用标准件的意义选用标准件的意义 1.3 标准件标准件 分类分类 1.4 优选器件准则优选器件准则 1.5 标准件种类最少准则标准件种类最少准则 1.6 非标件慎用准则非标件慎用准则 1.7 相同装配相同标准件准则相同装配相同标准件准则 1.8 腐蚀环境材料同质准则腐蚀环境材料同质准则 1.9 外部螺钉特征一致准则外部螺钉特征一致准则 1.10 明显差异或完全明显差异或完全相同准则 1.1 标准化的重性要标准化的重性要 n1.1.1 1.1.1 标准化是现代化大生产的必要条件标准化是现代化大生产的必要条件 n1.1.2 1.1.2 标准化是实行科学管理和现代化管理的基础标准化

3、是实行科学管理和现代化管理的基础 n1.1.3 1.1.3 标准化有利于先进的生产组织和制造技术推广应用标准化有利于先进的生产组织和制造技术推广应用 n1.1.4 1.1.4 开展标准化有利于提高产品质量和发展产品品种开展标准化有利于提高产品质量和发展产品品种 n n1.1.5 1.1.5 标准化是消除浪费节约活劳动和物化劳动有效手段标准化是消除浪费节约活劳动和物化劳动有效手段 n标准化的作用就像有些专家说的：如果就市场竞争而论，标准化的作用就像有些专家说的：如果就市场竞争而论， 标准化的作用简单地说，就是能够标准化的作用简单地说，就是能够“赢得市场竞争赢得市场竞争”。当。当 然并不是企业一开

4、展标准化就能赢得市场竞争。但是，企然并不是企业一开展标准化就能赢得市场竞争。但是，企 业没有搞好标准化，就无法赢得市场竞争。业没有搞好标准化，就无法赢得市场竞争。 n 由于国家大力推行国家标注和标准化体系使得我国由于国家大力推行国家标注和标准化体系使得我国 的企业的企业 都是执行国家标准的企业，也产生了无数专业化都是执行国家标准的企业，也产生了无数专业化 的生产标准件的厂家。标准件一般是指螺钉螺帽、垫圈、的生产标准件的厂家。标准件一般是指螺钉螺帽、垫圈、 弹簧、轴承等等，从广义来说电机、减速机、电器机柜、弹簧、轴承等等，从广义来说电机、减速机、电器机柜、 电脑、自行车、摩托车等也是标准件产品。

5、标准化的作用电脑、自行车、摩托车等也是标准件产品。标准化的作用 正是通过标准件和标准化体系实现的。正是通过标准件和标准化体系实现的。 1.2 选用标准件的意义选用标准件的意义 n1. 选用标准件可以节省大量设计时间； n2.选用标准件可以节省大量原材料； n3.选用标准件可以节省大量生产工时； n4.选用标准件方便装配和出厂维修； n5. 专业化厂家大批量生产的标准件质量更胜一筹。 n 总之，选用的标准件,通用件，外购件比例越多节约的资金越多， 企业可以把更多的精力用在产品的功能上。 1.3 标准件的分类标准件的分类 n1. 从标准件使用材料分： n a.黑金属-碳钢合金钢不锈钢 n b.有色

6、金属-铜合金铝合金鎂合金钛合金 n c. 非金属-塑料尼龙橡胶岩棉陶瓷 n2.从标准件使用功能分： n a.各种螺钉、螺帽、垫圈、销钉、铆钉、键 n b. 各种弹簧及弹性元件 n c.各种密封圈及密封元件 n d.各种轴承、丝杠丝母、直线导轨、五金件 n e.各种操、作件、润滑件 n f.各种型材、法兰、管接头 n g.各种电机、减速机、减速器 n h. 各种刀量卡具 1.4 优选器件准则优选器件准则 建立建立优选器件清单优选器件清单； 制定清单中增加物料的控制流程；制定清单中增加物料的控制流程； 通过流程控制物料种类和规格。通过流程控制物料种类和规格。 1.5标准件种类最少准则标准件种类最少

7、准则 标准件种类不超过标准件种类不超过_种种 单一种类中规格不超过单一种类中规格不超过_种种 1.6非标件慎用准则非标件慎用准则 自行设计和非标螺钉慎用；自行设计和非标螺钉慎用； 若不可避免，考虑系列产品公用的设计若不可避免，考虑系列产品公用的设计 1.7 相同装配相同标准件准则相同装配相同标准件准则 n相同装配要求用相同的标准件。 1.8 腐蚀环境材料同质准则腐蚀环境材料同质准则 n在腐蚀性环境下工作的设备，标准件材在腐蚀性环境下工作的设备，标准件材 料与构件材质须相同，如不同，标准件料与构件材质须相同，如不同，标准件 加套管等隔离防护措施，避免腐蚀。加套管等隔离防护措施，避免腐蚀。 1.9

8、 外部螺钉特征一致准则外部螺钉特征一致准则 外部螺钉型号、颜色一致 1.10明显差异或完全相同准则明显差异或完全相同准则 n用到的标准件，要么有明显差异，要么完全相 同， n有明显差异是为了防止装错，完全相同是为了 维修过程的互换性。 n检查：维修过程重装时，应没有螺钉装错依然 能够装上的情况， n并分析螺钉装错不会造成事故 第二章：薄板件设计准则第二章：薄板件设计准则 n2.9平缓弯曲准则 n2.10 避免小圆形卷边准则 n2.11 槽孔边不弯曲准则 n2.12 可靠冲裁准则 n2.13复杂结构组合制造准则 n2.14 避免直线贯通准则 n2.15 压槽连通排列准则 n2.16 空间压槽准则

9、 n2.17 局部松弛准则 2.1 薄板翻边准则 2.2 薄板零件禁攻丝准则 2.3 薄板件判定标准 2.4 形状简单准则 2.5 节省材料准则 2.6 足够强度刚度准则 2.7 避免粘刀准则 2.8 弯曲棱边垂直切割面准则 2.1 薄板翻边准则薄板翻边准则 薄板（0.8mm）的零件，一般横向抗弯强 度都偏低。翻边是为了 增加抗弯强度， 象汽车覆盖件，薄板的箱体都有翻边或 折边，安装螺钉的过孔位也都有折边。 2.2 薄板零件禁攻丝准则薄板零件禁攻丝准则 薄板（薄板（0.8mm）的零件禁止翻边攻丝）的零件禁止翻边攻丝 2.3 薄板件判定标准薄板件判定标准 确认是否有薄板件，判定标准：板厚和其长

10、度相比小得多的钢板，特点是横向抗弯能 力差 包括三个加工工艺方法： 1下料包括剪切和冲裁； 2成形包括弯曲、折叠、卷边和深拉； 3连接包括焊接和粘接。 2.4 形状简单准则形状简单准则 用直线、用直线、 圆形等圆形等 简单形简单形 状，便状，便 于加工于加工 2.5 节省材料准则节省材料准则 明确了解所选用 材料的原材料形 状 形状设计考虑加 工时的自拼接， 减少下脚料，尤 其是批量大时， 解决方法：1下料 排列方法优化；2 下脚料再利用 2.6 足够强度刚度准则足够强度刚度准则 1尖角刚度不足，用 钝角代替； 2两孔间距不宜太近， 避免切割冲孔时的 裂纹； 3细长板条剪裁会产 生裂纹，应避免

11、。 2.7 避免粘刀准则避免粘刀准则 需要冲裁切割部分 作如下处理： 1留有一定坡度； 2切割面连通。 2.8 弯曲棱边垂直切割面准则弯曲棱边垂直切割面准则 1.切割后的薄板如切割后的薄板如 果需要进行弯曲，果需要进行弯曲， 弯曲棱需垂直于弯曲棱需垂直于 切割面；切割面； 2.不能保证时，应不能保证时，应 在切割面和弯曲在切割面和弯曲 棱边交汇处设计棱边交汇处设计 一个一个r2倍板厚的倍板厚的 圆角。否则会有圆角。否则会有 裂纹的危险。裂纹的危险。 2.9平缓弯曲准则平缓弯曲准则 n对板进行弯折时，对板进行弯折时， 弯曲半径不宜太小，弯曲半径不宜太小， 外侧会出现裂纹，外侧会出现裂纹， 内侧会

12、出现褶皱。内侧会出现褶皱。 2.10 避免小圆形卷边准则避免小圆形卷边准则 r1.5倍的板厚；不要完全的卷形。加强刚度，避免棱边划伤。 2.11 槽孔边不弯曲准则槽孔边不弯曲准则 弯曲棱边与槽孔 的棱边的距离 大于弯曲半径 +2倍壁厚的距 离；或者让槽 孔横跨整个弯 曲棱边。 2.12 可靠冲裁准则可靠冲裁准则 n下图：左面的图半圆切线结构冲裁困难。零件与刀具的找正难， n 零件外观不好保证。 2.13 复杂结构组合制造准则复杂结构组合制造准则 将超过二（三）道工序的结构件的结构进行分解，分解成只 由圆形、直线等组成的简单结构，然后焊接在一起。 2.14 避免直线贯通准则避免直线贯通准则 n1

13、 薄板横向弯曲刚度较差，用加压槽的设计避免。 n2 并且无压槽区域禁止直线贯通，贯通的低刚度无压槽窄带区域易 成为板面弯曲失稳的惯性轴。 n3 不规则排列是消除直线贯通的较好方法 2.15 压槽连通压槽连通 排列准则排列准则 压槽终点压槽终点 是薄弱是薄弱 点，通点，通 过连通过连通 消除终消除终 点为佳点为佳 2.16 空间压槽准则空间压槽准则 n非单一平面非单一平面 的薄板结构，的薄板结构， 棱边附近是棱边附近是 失稳的薄弱失稳的薄弱 环节，设计环节，设计 压槽不能只压槽不能只 在一个平面在一个平面 上设计，需上设计，需 要设计成空要设计成空 间的。间的。 2.17 局部松弛准则局部松弛准

14、则 薄板局部变形受阻碍时，会出现皱折，薄板局部变形受阻碍时，会出现皱折， 在皱折附近设几个小的压槽，减少变形阻碍。在皱折附近设几个小的压槽，减少变形阻碍。 第三章：材料选择第三章：材料选择 n3.0 材料基础知识 n3.1 毛坯规格 n3.2 下料方法 n3.3 原材料性状 n3.4 存放周转布局 3.0 材料基础知识材料基础知识 一. 材料分类：材料分为两大类 金属材料：钢铁 、铜、铝、鎂等 非金属材料：工程塑料、陶瓷、橡胶、光学纤维、纳米材料等 钢（按用途）分类：钢（按用途）分类： 低合金结构钢（低合金结构钢（16Mn） 合金渗碳钢（合金渗碳钢（20Cr、20CrMnTi） 合金结构钢合金

15、结构钢 合金调质钢（合金调质钢（40Cr） 合金弹簧钢（合金弹簧钢（60Si2Mn） 滚动轴承钢（滚动轴承钢（Gcr15） 低合金刃具钢（低合金刃具钢（9Sicr） 合金钢合金钢 合金工具钢合金工具钢 高速钢（高速钢（W18Cr4V） 冷模具钢（冷模具钢（9Mn2V） 模具钢模具钢 热模具钢（热模具钢（5CrMnMo） 量具钢（量具钢（Gcr15、CrWMn） 不锈钢（不锈钢（1Cr13） 特殊性能钢特殊性能钢 耐热钢（耐热钢（1Cr18Ni9Ti） 耐磨钢（耐磨钢（ZGMn13） 铸铁的种类铸铁的种类 n碳含量碳含量2.11%的铁碳合金。的铁碳合金。 与钢相比与钢相比b、塑性、韧性较低、塑性

16、、韧性较低 具有优良的铸造性、可切削性，减振性具有优良的铸造性、可切削性，减振性 生产成本低生产成本低 n种类种类 灰铸铁灰铸铁 球墨铸铁球墨铸铁 可锻铸铁可锻铸铁 蠕墨铸铁蠕墨铸铁 合金铸铁合金铸铁 有色金属：有色金属： n除钢铁材料以外的金属或合金除钢铁材料以外的金属或合金 n有色金属及其合金与钢铁材料相比具有许多优良特性有色金属及其合金与钢铁材料相比具有许多优良特性 ，如，如 特殊的电、磁、热性能、耐腐蚀性及高的比强度等。特殊的电、磁、热性能、耐腐蚀性及高的比强度等。 n种类种类 铝及铝合金铝及铝合金 铜及铜合金铜及铜合金 鎂及鎂合金鎂及鎂合金 钛及钛合金钛及钛合金 铝及铝合金铝及铝合金

17、 n工业纯铝（含工业纯铝（含Al99.7%98%） 特点：密度小、强度低、导电性和导热性好，抗大气腐蚀性好。特点：密度小、强度低、导电性和导热性好，抗大气腐蚀性好。 应用：制作导线、装饰品（灯具）及日常生活用品等。应用：制作导线、装饰品（灯具）及日常生活用品等。 n铝合金铝合金 变形铝合金变形铝合金分为防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金、锻铝分为防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金、锻铝 合金合金 铸造铝合金铸造铝合金主要有主要有Al-Si系、系、Al-Cu系、系、Al-Mg系及系及Al-Zn系等。系等。 铜及铜合金铜及铜合金 n良好的导电性、导热性和抗蚀性，在冷态和热态下具有良良好的导电性、导热性

18、和抗蚀性，在冷态和热态下具有良 好的塑性。好的塑性。 n纯铜纯铜工业纯铜强度低，不做结构材料，一般成棒、线、工业纯铜强度低，不做结构材料，一般成棒、线、 板、管等制品供应，用于电线、电缆、电器零件及熔制各板、管等制品供应，用于电线、电缆、电器零件及熔制各 种铜合金。种铜合金。 黄铜黄铜铜和锌的合金。铜和锌的合金。 普通黄铜普通黄铜铜和锌的合金铜和锌的合金 单相黄铜单相黄铜如如H68、H70；塑性好、强度低；用；塑性好、强度低；用 于于 枪、炮弹壳。枪、炮弹壳。 双相黄铜双相黄铜如如H62、H59；塑性好、适于热加工；塑性好、适于热加工； 用于水管、油管、散热器等用于水管、油管、散热器等 特殊黄

19、铜特殊黄铜根据加入元素不同有铝黄铜、铅黄铜等。特根据加入元素不同有铝黄铜、铅黄铜等。特 别是铝黄铜强度很高，塑性良好，抗蚀性也较高，如别是铝黄铜强度很高，塑性良好，抗蚀性也较高，如 HAl159-3-2。 钟表、船舶零件、涡轮、电机及化学工业中广泛应用钟表、船舶零件、涡轮、电机及化学工业中广泛应用 n青铜铜和锡的合金。 锡青铜以锡为主要加入元素，QSn4-3、QSn6.5-0.4。 弹性元件，轴承等耐磨零件，抗磁及耐蚀零件。 无锡青铜含Al、铍（Be）、铅（Pb）、Mn、Si等的铜合金 强度高、耐磨，受冲击力不产生火花。QAl15、QA19-4。 QAl15用于制造要求高耐蚀的弹簧及弹性元件；

20、 QA19-4用于制作齿轮、轴承、轴套等。 铍青铜高硬度、强度、耐磨性、弹性极限、抗蚀性、导电性； 耐低温、无磁性、受冲击不起火花，良好冷热加工性能。 仪表弹性元件、耐磨零件（如钟表、齿轮、轴承等， QBe2、QBe1.7。 金属材料的主要性能金属材料的主要性能 n使用性能：力学性能、物理性能、化学性能。使用性能：力学性能、物理性能、化学性能。 n工艺性能：材料在加工过程中反映出来的性能，机械加工性工艺性能：材料在加工过程中反映出来的性能，机械加工性 能、铸造性能、压力加工性能、焊接性能、热处理性能等。能、铸造性能、压力加工性能、焊接性能、热处理性能等。 力学性能指标力学性能指标 n强度、塑性

21、、硬度、冲击韧性、抗疲劳性（或疲劳强度）强度、塑性、硬度、冲击韧性、抗疲劳性（或疲劳强度） n强度：根据外力作用方式，可分为四种：强度：根据外力作用方式，可分为四种： 抗拉强度抗拉强度 （ b ）表示材料被拉断前所承载的最大应力。表示材料被拉断前所承载的最大应力。 b是零部件设计和评定材料时的重要强度指标。是零部件设计和评定材料时的重要强度指标。 抗压强度、抗弯强度、抗剪强度抗压强度、抗弯强度、抗剪强度 拉伸过程中屈服现象不明显的材料（如铸铁），按拉伸过程中屈服现象不明显的材料（如铸铁），按GB228-87规定规定 以伸长率为以伸长率为0.2%时的应力值作为条件屈服强度，用时的应力值作为条件屈

22、服强度，用0.2表示。表示。 硬度指标硬度指标 n布氏硬度（布氏硬度（HBS）：用淬火钢球做压头测出的硬度值，适用测量硬度）：用淬火钢球做压头测出的硬度值，适用测量硬度 小于小于450HBS材料。如结构钢、铸铁及有色金属等。材料。如结构钢、铸铁及有色金属等。 n布氏硬度（布氏硬度（HBW) ：用硬质合金球做压头测出的硬度值。适用测量硬：用硬质合金球做压头测出的硬度值。适用测量硬 度值不超过度值不超过650HBS的材料。测量结果准确，压痕较大，不适用成品的材料。测量结果准确，压痕较大，不适用成品 检验。检验。 n洛氏硬度（洛氏硬度（HRA、HRB、HRC)：常用：常用HRC，常用于淬火钢的检验。

23、，常用于淬火钢的检验。 操作简便，压痕小。压痕小代表性差，硬度值重复性差，分散度大。操作简便，压痕小。压痕小代表性差，硬度值重复性差，分散度大。 n维氏硬度（维氏硬度（HV)：测量原理同布氏硬度。适于较薄的材料、表面硬化：测量原理同布氏硬度。适于较薄的材料、表面硬化 层及金属镀层的硬度。所用载荷小，压痕浅，精度高，范围大；操作层及金属镀层的硬度。所用载荷小，压痕浅，精度高，范围大；操作 复杂，效率低，不宜做大批量检测，重复性差，分散度大。复杂，效率低，不宜做大批量检测，重复性差，分散度大。 物物 理理 性性 能能 比重、熔点、热膨胀性、导热比重、熔点、热膨胀性、导热 性、导电性、磁性性、导电性

24、、磁性 化化 学学 性性 能能 n耐酸性耐酸性 n耐碱性耐碱性 n抗氧化性。抗氧化性。 n工 艺 性 能 n铸造性能（可铸性） n压力加工性能（可锻性） n焊接性能（可焊性） n机械加工性能（切削加工性） n热处理工艺性能（热处理性） 高分子材料高分子材料 工程塑料（热固性和热塑性工程塑料）和橡胶工程塑料（热固性和热塑性工程塑料）和橡胶 材料材料 n热固性工程塑料 n 耐热，受压不易变形；柔性差，强度不高； n 成型工艺复杂，生产率低。 酚醛塑料（电木）脆性大，加入填充料提高其强度和弹性。 电器壳体及开关。玻璃布层酚醛塑粉（玻璃钢）作齿轮、轴套继 电器等。 环氧塑料以环氧树脂为基，加增塑剂、填

25、料及固化剂。比强 度高、耐热性、绝缘性和加工成型好。成本高，固化剂有毒。适 用制造塑料模具、精密量具和各种绝缘材料等。 热塑性工程塑料热塑性工程塑料 n加热可软化熔融，冷却后即成型固化，反复使用不影响性能。加热可软化熔融，冷却后即成型固化，反复使用不影响性能。 n成型加工简单，钢度和耐热性较差。成型加工简单，钢度和耐热性较差。 n种类：种类： 聚酰胺（尼龙或锦龙）聚酰胺（尼龙或锦龙） 聚甲醛聚甲醛高强度，耐疲劳性在热塑性塑料中是最高，价格低廉，高强度，耐疲劳性在热塑性塑料中是最高，价格低廉， 综合性能好，可取代尼龙制作各种机器零件，尤其适用制允许使综合性能好，可取代尼龙制作各种机器零件，尤其适

26、用制允许使 用润滑油的齿轮轴承。用润滑油的齿轮轴承。 聚碳酸酯聚碳酸酯优异的冲击韧度和尺寸稳定性，耐低温，绝缘、易优异的冲击韧度和尺寸稳定性，耐低温，绝缘、易 加工成型，机械零件，防弹玻璃、灯罩及其他绝缘零件。加工成型，机械零件，防弹玻璃、灯罩及其他绝缘零件。 ABS塑料塑料“质坚、性韧、刚性质坚、性韧、刚性”，优良的工程塑料。汽车的方，优良的工程塑料。汽车的方 向盘、仪表盘、齿轮手柄等。向盘、仪表盘、齿轮手柄等。 聚四氟乙烯（塑料王）聚四氟乙烯（塑料王） 陶瓷陶瓷 n无机非金属材料无机非金属材料 n用天然或人工合成粉状化合物，成型和高温烧结而成的多晶固体材料；用天然或人工合成粉状化合物，成型

27、和高温烧结而成的多晶固体材料； n高硬度、耐高温、抗氧化、耐腐蚀、高硬度、耐高温、抗氧化、耐腐蚀、 隔热、绝缘；隔热、绝缘； n氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、金属陶瓷氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、金属陶瓷 材料的选用材料的选用 根据材料的使用性能选材根据材料的使用性能选材 根据材料的工艺性能选材根据材料的工艺性能选材 根据材料的经济性选材根据材料的经济性选材 3.1 毛坯规格毛坯规格 1.选毛坯规格的准则选毛坯规格的准则 生产的规模生产的规模 零件的结构、形状和尺寸零件的结构、形状和尺寸 零件的材料性能零件的材料性能 2.毛坯的种类毛坯的种类 铸件大而复杂的

28、用砂型铸，小而精的用金属型、离心铸、压力铸造铸件大而复杂的用砂型铸，小而精的用金属型、离心铸、压力铸造 等等 锻件锻件 自由锻自由锻 批量小、零件大、精度低、余量大批量小、零件大、精度低、余量大 模锻模锻 批量大、中小零件、精度高、余量小批量大、中小零件、精度高、余量小 型材型材 板棒管各种截面的型材板棒管各种截面的型材 组合毛坯组合毛坯 3.2 下料方法下料方法 优选与成品相近的型材；优选与成品相近的型材； 大而复杂的铸件要增加工艺基准和起吊位置；大而复杂的铸件要增加工艺基准和起吊位置； 制成整体毛坯，加工到一定程度后再切开，车床丝杠的对开螺母；制成整体毛坯，加工到一定程度后再切开，车床丝杠

29、的对开螺母； 模具成型：（批量大，投资大，效率高）模具成型：（批量大，投资大，效率高） 冲压件冲压件 塑料件塑料件 粉末冶金粉末冶金 压铸件（金属型，低压铸造）压铸件（金属型，低压铸造） 锻压件锻压件 3.3 原材料性状原材料性状 1.产品零件性能上的要求：产品零件性能上的要求： 力学力学 强度强度 硬度硬度 扭矩扭矩 剪切剪切 耐磨耐磨 耐环境耐环境 耐酸，耐碱，耐蚀，耐热，耐冷耐酸，耐碱，耐蚀，耐热，耐冷 加工性加工性 铸造性，焊接性，切削性，成型性铸造性，焊接性，切削性，成型性 热处理和表面处理热处理和表面处理 2.形状的要求：有无型材可以利用形状的要求：有无型材可以利用 3.在保证性能

30、的基础上有无替代品在保证性能的基础上有无替代品 3.4 存放周转布局存放周转布局 材料，半成品，成品的存放，周转，布局对产品质量和生产效率有很大材料，半成品，成品的存放，周转，布局对产品质量和生产效率有很大 影响。影响。 1.质量的保证质量的保证 防锈，防尘，防变形，防嗑碰防锈，防尘，防变形，防嗑碰 2.效率的保证效率的保证 每每 个工序连接的路程要最短个工序连接的路程要最短 3.现代管理现代管理 订单制无库存，专业化，标准化，模块化生产订单制无库存，专业化，标准化，模块化生产 第四章：公差设计准则第四章：公差设计准则 n4.1 关键配合尺寸的加工要求明确准则 n4.2 同一道工序准则 n4.

31、3 减少刚体转动位移准则 n4.4 避免双重配合准则 n4.5 最小公称尺寸准则 n4.6 避免累积误差准则 n4.7 形状简单准则 n4.8 最小尺寸数量准则 n4.9 采用弹性元件准则 n4.10采用调节元件准则 4.1 关键配合尺寸的加工要求明确准则关键配合尺寸的加工要求明确准则 n关键配合尺寸的加工是否有 n尺寸精度，粗糙度和形位公差的要求 GB/T4458尺寸公差 GB/T 4249形位公差 4.2 同一道工序准则同一道工序准则 1.对有平行、同轴、对中等要求的加工面，设计上尽量使这些有位置对有平行、同轴、对中等要求的加工面，设计上尽量使这些有位置 精度要求的元素在同一道工序中加工精

32、度要求的元素在同一道工序中加工 2.平行、同轴、对中等要求的加工面，只用一道工序解决平行、同轴、对中等要求的加工面，只用一道工序解决 4.3 减少刚体转动位移准则减少刚体转动位移准则 n消除刚体位移； n减小配合面到传动中心的距离；有转动倾向的配合、减小配合面到 转动点的距离 4.4 避免双重配合准则避免双重配合准则 禁止两个或更多 个配合面 4.5 最小公称尺寸准则最小公称尺寸准则 n同样加工精 度，构件公 称尺寸越小， 越容易加工； 即构件尺寸 越小，加工 精度越容易 提高； n使较高配合 精度要求的 工作面的面 积和配合距 离尽可能小 4.6 避免累积误差准则避免累积误差准则 要尽量 避

33、免串 联尺寸 链上的 标注方 法，非 功能性 的尺寸 可以不 标 4.7 形状简单准则形状简单准则 配合面的几何形状配合面的几何形状 应尺量简单，应尺量简单， 圆柱面代替圆锥面，圆柱面代替圆锥面， 平行、垂直面代替平行、垂直面代替 倾斜面倾斜面 4.8 最小尺寸数量准则最小尺寸数量准则 配合性能和多 个尺寸相关 时，误差累 积会致配合 精度难提高， 应尽量使配 合面和较少 的尺寸相关 4.9 采用弹性元件准则采用弹性元件准则 导轨、螺纹、绞联、插接有间隙会降导轨、螺纹、绞联、插接有间隙会降 低配合精度，过盈摩擦力太大会咬低配合精度，过盈摩擦力太大会咬 死，这种配合状态用选择公差的方死，这种配合

34、状态用选择公差的方 法难实现，用柔度大的弹性体消除法难实现，用柔度大的弹性体消除 间隙间隙 4.10采用调节元件准则采用调节元件准则 1.螺母或弹性垫片实现螺母或弹性垫片实现 2.采用调整快调整板采用调整快调整板 调节 螺 钉 调 节 腿 AA AA B B向 支 承腿 第五章：工艺设计准则第五章：工艺设计准则 n5.1 螺钉的扭矩扭力要求 n5.2 内孔后处理准则 n5.3 重要安装面受保护准则 n5.4 精密零件包装强化要求准则 n5.5 模具件外观判定 n5.6 工装辅助装配设计准则 n5.7 加螺纹胶防松措施 n5.8 易掉细小物件固定准则 n5.9 可更换件方便拆装准则 5.10 开

35、关防误操作准则 5.11重零部件组装中先支撑准则 5.12相近组件中明显区分部件准则 5.13磁环导线固定准则 5.14无用接插件脚热熔胶热封准则 5.15走线孔内护线套准则 5.16光源处无漏光遮光准则 5.17两插件之间最短距离 5.18其它 5.1 螺钉的扭矩扭力要求螺钉的扭矩扭力要求 n如果对螺钉的扭矩扭力有特殊要求，须在工艺图如果对螺钉的扭矩扭力有特殊要求，须在工艺图 纸中明确；纸中明确； n检查工艺图纸要求。检查工艺图纸要求。 n每个螺钉的扭力是否有规定扭力要求每个螺钉的扭力是否有规定扭力要求 5.2 内孔后处理准则内孔后处理准则 螺纹孔（光孔内）无残渣、油漆等异物；螺纹孔（光孔内

36、）无残渣、油漆等异物； 毛刺已处理；毛刺已处理； 检查工艺图纸要求。检查工艺图纸要求。 5.3 重要安装面受保护准则重要安装面受保护准则 n重要安装面的加工过程和包装运输过程，不能有破 坏（打磨等）、不平，零件不能有明显变形； n检查设计图纸和工艺图纸要求。 5.4 精密零件包装强化要求准则精密零件包装强化要求准则 n外观、表面精度高要求的机加件，加工后到生产装配现外观、表面精度高要求的机加件，加工后到生产装配现 场的包装方式是否有要求场的包装方式是否有要求 5.5 模具件外观判定模具件外观判定 n无有批锋、阴影、发白、缩水、缺料等不良；检查工艺无有批锋、阴影、发白、缩水、缺料等不良；检查工艺

37、 图纸应有相关要求。图纸应有相关要求。 n模具件外观无裂纹或杂色、料花、射纹等模具件外观无裂纹或杂色、料花、射纹等 5.6 工装辅助装配设计准则工装辅助装配设计准则 n组件和整机的装配用工装保证装配的一致性。组件和整机的装配用工装保证装配的一致性。 5.7 加螺纹胶防松措施加螺纹胶防松措施 容易松动的位置加螺纹胶等防松措施 5.8 易掉细小物件固定准则易掉细小物件固定准则 装拆时没有易掉的细小物件，装拆时没有易掉的细小物件， 如果有，需有固定设计措施如果有，需有固定设计措施 5.9 可更换件方便拆装准则可更换件方便拆装准则 可更换件（如电池）方便拆装可更换件（如电池）方便拆装 5.10 开关防

38、误操作准则开关防误操作准则 开关有防误操作措施开关有防误操作措施 5.11重零部件组装中先支撑准则重零部件组装中先支撑准则 比较重的零部件在组装过程中，先有支撑的部位再打螺钉比较重的零部件在组装过程中，先有支撑的部位再打螺钉 5.12相近组件中明显区分部件准则相近组件中明显区分部件准则 n在同一或相近组件中，避免使用规格及其相近、外 形凭肉眼难以快速区分的部件（如密封圈、弹簧、 插销），要么统一部件物料，要么拉大差异便于区 分。 n同一组件上的气管接头，其规格型号为了防呆装配， 需要尽可能统一 5.13磁环导线固定准则磁环导线固定准则 装有磁环的导线，磁环与导线紧密结合，装有磁环的导线，磁环与

39、导线紧密结合， 并固定在机架或并固定在机架或PCB板上。板上。 5.14无用接插件脚热熔胶热封准则无用接插件脚热熔胶热封准则 接插件不用的脚用热熔胶热封接插件不用的脚用热熔胶热封 5.15走线孔内护线套准则走线孔内护线套准则 整机装配所有走线孔上加护线套 5.16光源处无漏光遮光准则光源处无漏光遮光准则 显示屏、LED等光源处无漏光、遮光情况 5.17两插件之间最短距离两插件之间最短距离 两插件之间最短距离不小于两插件之间最短距离不小于20mm， 使操作达到最佳舒适度使操作达到最佳舒适度 5.18 其他（其他（1） 1. 防尘网的滤网在外部可拆卸 2. 热风不吹向操作者和病人 3. 噪音是否在

40、要求范围内 4. 传送电流或电压相差1个数量级的两条线缆，避免平行走线和无屏蔽 措施的靠近走线。 5. 线材的走线不被挤压、拉伸 6. 气管插接气管接头时，塑胶接头不能有受力 7. 显示屏、LED等光源处无漏光、遮光情况 8. 所有裸露和外部可接触组件接地良好 9. 从缝隙处不能看到内部结构（零件） 10 按钮、旋钮无弹力不良、松动、摩擦和行程不够的现象。 11. 按钮、旋钮无弹力不良、松动、摩擦和行程不够的现象。 12. 对有散热的窗口是否有手指可伸入的空隙 13. 焊接连接的接插件，焊接裸露部分热缩管热封。 5.18 其他（其他（2） 14. 密封圈在装配前后，工艺设计文件上要有提醒检查破

41、损密封圈在装配前后，工艺设计文件上要有提醒检查破损 的说明的说明 15. 带密封圈的组件，如果密封圈处于滑动摩擦运动设计状带密封圈的组件，如果密封圈处于滑动摩擦运动设计状 态，须有润滑的设计。端面密封的设计，其密封圈压缩态，须有润滑的设计。端面密封的设计，其密封圈压缩 量为自身切面直径的量为自身切面直径的1/3-1/2 16. 气路零部件的工艺孔在加工时就应封闭；如没有，需用气路零部件的工艺孔在加工时就应封闭；如没有，需用 螺纹带密封圈的形式进行密封螺纹带密封圈的形式进行密封 17. 中部拨开部分（用来接地）的线材剥开端的导线护套使中部拨开部分（用来接地）的线材剥开端的导线护套使 用捆扎带捆住

42、，避免护套移动用捆扎带捆住，避免护套移动 （续上页） 5.18 其他（其他（3） n（续上页）（续上页） 18. 组件之间相互叠装，有凸台支撑和40mm以上的手指缝隙 19. 拆卸组件定位螺钉后，组件不会自动脱落掉地 20. 外壳（零件）装配时，无多个外壳（零件）需要相互调整来满足要求 21. 固定有震动源的螺钉，打螺钉防松胶水，检查工艺设计图纸应有规定 22. 锁紧回转零件时有止动结构 23. 风扇组件附近无气管、线缆压扇叶的可能 24. 接地线上的接地环与接地柱尺寸匹配，保证接地良好不松动。 25. 如果有气路布局，其气管的变向拐弯半径符合气管安全的要求 26. 如果因为密封使用生胶带，须

43、在工艺设计文件上强调生胶带的缠绕方 向（顺螺纹方向） 27. 标贴用夹具来确定位置 28. 压配零件有很好的导向性（倒角适中）考虑了电气间隙和爬电距离 29. 容易松动的位置加螺纹胶等防松措施固定同一零件（或组件）无两个 或以上的方向打螺钉的情况。 第六章：焊接件设计准则第六章：焊接件设计准则 n6.1几何连续性原则 n6.2避免焊缝重叠 n6.3焊缝根部优先受压 n6.4避免铆接式结构 n6.5避免尖角 n6.6便于焊接前后的处理操作和检测准则 n6.7对接焊缝强度大及动载荷设计准则 n6.8焊接区柔性准则 n6.9最少的焊接 n6.10材料的可焊性，碳钢中的碳含量 n6.11前处理、后处理

44、工艺 n6.12焊缝受载形式利于焊接工艺准则 6.1几何连续性原则几何连续性原则 n几何连续性原则，几何连续性原则， 避免在几何突变避免在几何突变 处设置焊缝，这处设置焊缝，这 里应力集中，如里应力集中，如 果不能避免，则果不能避免，则 设定过渡结构设定过渡结构 n焊缝连接的两侧，焊缝连接的两侧， 板厚不一致，不板厚不一致，不 能保证几何形状能保证几何形状 的连续性，则设的连续性，则设 定过渡结构定过渡结构 6.2避免焊缝重叠避免焊缝重叠 n避免焊缝重叠，多条焊避免焊缝重叠，多条焊 缝交汇处刚性大，结构缝交汇处刚性大，结构 翘曲严重会加大焊缝内翘曲严重会加大焊缝内 应力；应力； n结构多次过热

45、，材料性结构多次过热，材料性 能下降，应避免能下降，应避免 n措施有三个：措施有三个： n加辅助结构；加辅助结构； n切除部分；切除部分； n焊缝错开焊缝错开 6.3焊缝根部优先受压焊缝根部优先受压 n焊缝根部优先受压，焊缝根部有裂纹，易产生缺口作用焊缝根部优先受压，焊缝根部有裂纹，易产生缺口作用 承受拉载荷能力承受拉载荷能力 承受压载荷能力承受压载荷能力 6.4避免铆避免铆 接式结构接式结构 n铆接式结构通 常用衬板搭接 形式，焊缝多， 费材料，造价 高，且导致力 流转折，提高 了焊缝处的应 力水平 6.5避免尖角避免尖角 n避免尖角，焊接处尖角定位困难，且尖角热容体太小，尖角易被熔化避免尖

46、角，焊接处尖角定位困难，且尖角热容体太小，尖角易被熔化 6.6便于焊接前便于焊接前 后的处理操作后的处理操作 和检测准则和检测准则 n结构的设计便于焊 接前、后的处理、 焊接的操作和检测。 n1、足够大的操作 空间； n2、焊接时易于定 位，易于操作，电 极不会和周围的板 粘结； n3、焊接后便于检 查； 6.7对接焊缝强度大及动载荷设计准则对接焊缝强度大及动载荷设计准则 n对接焊缝强度较大，尤其动载荷时优先采用对接焊缝强度较大，尤其动载荷时优先采用 6.8焊接区柔性准则焊接区柔性准则 焊接时的热变形在冷却后不能完全消除，焊接时的热变形在冷却后不能完全消除， 产生残余变形，引起热应力。产生残余

47、变形，引起热应力。 解决措施：解决措施： 1.热处理工艺降低热应力；热处理工艺降低热应力； 2.降低焊接区周围的刚性，从根本上减少内应力的产生。降低焊接区周围的刚性，从根本上减少内应力的产生。 6.9 最少的焊接最少的焊接 1. 最好的焊接是最少最好的焊接是最少 的焊接，减少焊的焊接，减少焊 缝的数量，减少缝的数量，减少 焊缝的长度。焊缝的长度。 2. 焊接的强度总会低焊接的强度总会低 于母材于母材 3. 焊接过程的热应力焊接过程的热应力 总会对材料特性总会对材料特性 有影响。有影响。 6.10材料的可焊性，碳钢中的碳含量材料的可焊性，碳钢中的碳含量 材料的可焊性，碳钢中的碳含量0.22% 6

48、.11前处理、后处理工艺前处理、后处理工艺 n焊前处理：焊前处理： 1.坡口加工处理坡口加工处理 n 2.去锈蚀打磨处理去锈蚀打磨处理 n 3.焊前预热处理焊前预热处理 n焊后处理：焊后处理： n 1.清渣处理清渣处理 n 2.保温处理保温处理 n 3.退火处理退火处理 6.12焊缝受载形式利于焊接工艺准则焊缝受载形式利于焊接工艺准则 焊缝受载形式利于焊接工艺的进行焊缝受载形式利于焊接工艺的进行 第七章：工艺设计基础第七章：工艺设计基础 n7.1 工艺设计基本原则和思维方法工艺设计基本原则和思维方法 n7.2 与产品有关的国家标准、国际标准与产品有关的国家标准、国际标准 n7.3 工艺包含的内

49、容工艺包含的内容 n7.4 可靠性设计准则要求可靠性设计准则要求 n7.5 电磁兼容性的要求电磁兼容性的要求 n7.6 刚度和强度的要求刚度和强度的要求 n7.7 产品外形造型的要求产品外形造型的要求 7.1 工艺设计基本原则和思维方法工艺设计基本原则和思维方法 工艺设计：通过合理安排机械加工工艺把原材料变为成品。工艺设计：通过合理安排机械加工工艺把原材料变为成品。 工艺设计原则：工艺设计原则： 尊重产品设计全面符和图样技术要求的原则；尊重产品设计全面符和图样技术要求的原则； 立足于本单位加工能力的原则；立足于本单位加工能力的原则； 有利于定位加工的原则；有利于定位加工的原则； 有利于测量的原

50、则；有利于测量的原则； 有利于装配的原则；有利于装配的原则； 最少工时原则；最少工时原则； 思维方法：思维方法： 传统成熟工艺方法为主，适度创新传统成熟工艺方法为主，适度创新 7.2 与产品有关的国家标准、国际标准与产品有关的国家标准、国际标准 国家标准国家标准 国际标准、欧洲标准、外国标准国际标准、欧洲标准、外国标准 国家标准、军队标准国家标准、军队标准 行业标准行业标准 企业标准企业标准 7.3 工艺包含的内容工艺包含的内容 7.3.1 零件加工工艺的内容：零件加工工艺的内容： 选择零件的成型方法；选择零件的成型方法； 选择毛胚或原料；选择毛胚或原料； 确定单个表面的加工方法；确定单个表面

51、的加工方法； 选择定位基准，确定零件的加工路线；选择定位基准，确定零件的加工路线； 确定各工序所用的设备及工艺装备；确定各工序所用的设备及工艺装备； 计算加工余量、工序尺寸及公差；计算加工余量、工序尺寸及公差； 确定切削用量，估算工时定额；确定切削用量，估算工时定额； 确定检验方法和内容；确定检验方法和内容； 选择热处理和表面处理的方法；选择热处理和表面处理的方法； 填写工艺文件。填写工艺文件。 7.3.2 产品装配工艺的内容 n一. 装配工艺种类及特点 n 装配包括部件装配和总装装配； n 大批大量生产， 成批生产， 单件小批生产 n基本特征 长期重复 交替重复 经常变重复少 n组织形式 自

52、动流水线 可变流水线 固定装配线 n工艺方法 互换，调整，分组 互换调整修配合并 修配，调整 n工艺过程 划分细，生产均衡 划分适合尽量均衡 工序可调工艺灵活 n工艺装备 专用高效自动化 通用设备多，工卡量专 通用设备和工卡量 n操作要求 手工少易提高 手工不少，技术要求高 手工多技术更高 n应用实例 汽车手表电器开关 机床矿山机械 重型机器模具 n二. 装配工作基本内容 n 清洗，联接，校正，调整，配作，平衡，验收和试验 1).清洗清洗 为提高装配质量和使用寿命，去除零部件的油污杂质；为提高装配质量和使用寿命，去除零部件的油污杂质； 方法有擦洗，清洗，喷洗和超声波方法有擦洗，清洗，喷洗和超声

53、波 清洗清洗 清洗液有煤油，汽油，各种化学清洗液。清洗液有煤油，汽油，各种化学清洗液。 2).联接联接 可拆卸联接可拆卸联接 特点是拆开再装上不损坏零件，如螺钉，键，销等；特点是拆开再装上不损坏零件，如螺钉，键，销等； 不可拆卸联接不可拆卸联接 特点是被联接的零件在使用过程中不可拆卸，会损特点是被联接的零件在使用过程中不可拆卸，会损 坏零件，坏零件， 如焊接，铆接，过盈联接如焊接，铆接，过盈联接(压入法，热胀法，冷缩法）压入法，热胀法，冷缩法） 3).校正，调整，装配校正，调整，装配 校正是产品中零部件相互位置的找正，找平及相应的调整工作。如卧式校正是产品中零部件相互位置的找正，找平及相应的调

54、整工作。如卧式 车床床身安装水平及导轨扭曲找正；车床床身安装水平及导轨扭曲找正； 调整是装配中零部件相互位置的调节工作，如调整位置调整是装配中零部件相互位置的调节工作，如调整位置 精度，运动精度精度，运动精度 轴承间隙，导轨副间隙，齿轮齿条的啮合间隙等；轴承间隙，导轨副间隙，齿轮齿条的啮合间隙等； 配作是装配中的配刮，配研，配钻，配铰。配作是装配中的配刮，配研，配钻，配铰。 4). 平衡平衡 旋转零部件在装配时要平衡旋转零部件在装配时要平衡 动平衡动平衡 长度较长的零件用动平衡，如电机转子，曲轴长度较长的零件用动平衡，如电机转子，曲轴 静平衡静平衡 直径大，长度短用静平衡直径大，长度短用静平衡

55、 平衡校正的方法：平衡校正的方法： （1）用补焊，铆接，胶接等加配重）用补焊，铆接，胶接等加配重 （2）用钻，洗，麽，锉去除重量）用钻，洗，麽，锉去除重量 （3）在予制的平衡槽内改变平衡块位置）在予制的平衡槽内改变平衡块位置 5). 验收和试验验收和试验 装配自检合格后交检验部门进行全面的检验和试验。装配自检合格后交检验部门进行全面的检验和试验。 3产品的装配精度产品的装配精度 A。装配精度的概念。装配精度的概念 产品装配时才能体现出来的精度叫装配精度。产品装配时才能体现出来的精度叫装配精度。 包括位置精度和有相对运动的零部件之间的相对运动精度。包括位置精度和有相对运动的零部件之间的相对运动精

56、度。 1. 装配精度的种类：装配精度的种类： 1）. 距离精度距离精度 2） 相互位置精度相互位置精度 3） 相对运动精度相对运动精度 2. 装配精度与零件精度的关系装配精度与零件精度的关系 装配精度并不完全取绝于零件精度；装配精度并不完全取绝于零件精度； 零件加工精度的不足。零件加工精度的不足。 B。装配尺寸链概念。装配尺寸链概念 C。装配方法：。装配方法： 互换法，分组法（选配法），修配法，调整法互换法，分组法（选配法），修配法，调整法 4装配工艺规程的编制装配工艺规程的编制 1). 编制装配工艺规程的准备编制装配工艺规程的准备 (1).全面研究产品图，满足所有技术要求；全面研究产品图，满

57、足所有技术要求； (2).分析产品结构和有关的装配尺寸链，合理分配各环节精度；分析产品结构和有关的装配尺寸链，合理分配各环节精度； (3).将产品分解成若干可独立装配的部件，以便于组织装配；将产品分解成若干可独立装配的部件，以便于组织装配； (4).据企业条件，定合理装配程序，选好装配基准件，避免重复拆装；据企业条件，定合理装配程序，选好装配基准件，避免重复拆装； (5).选合理装配工艺，如过盈配合是压入？热涨？轴承间隙如何调？选合理装配工艺，如过盈配合是压入？热涨？轴承间隙如何调？ (6).编装配工艺卡，分好工序，明确工序内容，绘装配工艺路线图；编装配工艺卡，分好工序，明确工序内容，绘装配工

58、艺路线图； (7).设计必须的专用工，量，卡具，运输方法，场地安排，安全措施；设计必须的专用工，量，卡具，运输方法，场地安排，安全措施； (8).特殊产品特殊措施，如装配精密仪器要场地恒温，防湿，防震，尘。特殊产品特殊措施，如装配精密仪器要场地恒温，防湿，防震，尘。 n2). 装配工 作的注意事项 n (1).有配合要求的要复检实际尺寸； n (2).注意倒角毛刺，避免划伤； n (3).正确清洗，防尘，放杂质，防锈； n (4).装配程序：先下后上，先内后外，先难后易，先精密后一般， 先重大后轻小； n (5).分析运动部件相互关系，如导轨副的刮研与配麽，滑动轴承间 隙，变速变向机构的灵活；

59、 n (6).选最佳调整部位，方便达到装配精度； n (7).安排必要的检验工序，避免装配反复； n (8).电缆，液压管，润滑油管安装工序要合理； n (9).重型或不方便运输的产品，总装调试合格后拆成部件出厂，到 使用场地再组装，要严格 n 控制装配工艺程序和装配公差。 3). 装配工艺规程所需的资料装配工艺规程所需的资料 产品部件图和总装图产品部件图和总装图 ，零件标准件明细表，明确零件间的相互关，零件标准件明细表，明确零件间的相互关 系，联系尺寸，配合精度，装配要求；系，联系尺寸，配合精度，装配要求； 产品的检验细则，产品性能的检验，试验内容和方法；产品的检验细则，产品性能的检验，试验

60、内容和方法； 产品的生产纲领；产品的生产纲领； 现有生产条件。现有生产条件。 4). 制定装配工艺的步骤和方法制定装配工艺的步骤和方法 研究装配图和验收技术条件研究装配图和验收技术条件 划分装配单元划分装配单元 绘制装配系统图绘制装配系统图 划分装配工序划分装配工序 制订装配工艺卡片制订装配工艺卡片 五五. 装配工艺举例装配工艺举例 7.4 可靠性设计准则要求可靠性设计准则要求 概念概念 可靠性：在规定的时间、规定的条件，完成规定功能的能力。可靠性：在规定的时间、规定的条件，完成规定功能的能力。 须对几项指标要求作出明确规定。须对几项指标要求作出明确规定。 安全系数安全系数 n安全系数是零件材