零件结构工艺性与设计原则

1、第八章第八章 零件的结构工艺性零件的结构工艺性 8.1 8.1 零件结构工艺性的概念零件结构工艺性的概念8.2 8.2 设计原则及应用设计原则及应用 下一页8.1 零件结构工艺性的概念零件结构工艺性的概念 零件的制造包括毛坯生产、切削加工、热处理以及装配调试零件的制造包括毛坯生产、切削加工、热处理以及装配调试等多个阶段，在设计零件的结构时，应尽可能使各个阶段都等多个阶段，在设计零件的结构时，应尽可能使各个阶段都具有良好的工艺性。具有良好的工艺性。 随着科学技术的发展以及新工艺方法的出现，原来认为不易随着科学技术的发展以及新工艺方法的出现，原来认为不易加工的某些结构可能会变得容易加工。例如，加工

2、的某些结构可能会变得容易加工。例如，图图8-18-1所示的锥所示的锥齿轮精锻模用传统方法很难加工，而利用电火花型腔加工方齿轮精锻模用传统方法很难加工，而利用电火花型腔加工方法则较容易实现。法则较容易实现。 返回图图8-1 8-1 锥齿锥齿轮精锻模及工具电极轮精锻模及工具电极返回8.2 设计原则及应用设计原则及应用 一、一、 零件结构工艺性的设计原则零件结构工艺性的设计原则机械产品中大部分零件的加工精度、表面粗糙度最终要靠切机械产品中大部分零件的加工精度、表面粗糙度最终要靠切削加工来保证。削加工来保证。因此，从切削加工工艺的角度判断零件结构是否适合加工，因此，从切削加工工艺的角度判断零件结构是否

3、适合加工，就显得尤其重要。就显得尤其重要。在设计零件结构时，除了考虑满足使用要求外，通常还应注在设计零件结构时，除了考虑满足使用要求外，通常还应注意以下有关切削加工工艺的原则：意以下有关切削加工工艺的原则： （1 1） 便于安装，定位准确，夹紧可靠。便于安装，定位准确，夹紧可靠。 （2 2） 便于加工，易于测量。便于加工，易于测量。下一页8.2 设计原则及应用设计原则及应用 （3 3） 有利于保证加工质量和提高生产率。有利于保证加工质量和提高生产率。 （4 4） 提高零件某些结构尺寸的标准化程度，以便于采用标提高零件某些结构尺寸的标准化程度，以便于采用标准刀具和通用量具，降低生产成本。准刀具和

4、通用量具，降低生产成本。 （5 5） 合理规定表面尺寸的公差等级和表面粗糙度值，以利合理规定表面尺寸的公差等级和表面粗糙度值，以利于减少工序和切削加工量。于减少工序和切削加工量。 （6 6） 既要结合本单位的具体加工工艺条件，又要考虑与先既要结合本单位的具体加工工艺条件，又要考虑与先进工艺方法相适应。进工艺方法相适应。 （7 7） 合理采用零件的组合。一般情况下零件的结构越简单合理采用零件的组合。一般情况下零件的结构越简单越好，但是为了加工方便，合理地采用组合件也是适宜的。越好，但是为了加工方便，合理地采用组合件也是适宜的。下一页上一页8.2 设计原则及应用设计原则及应用二、二、 零件结构工艺

5、性应用举例零件结构工艺性应用举例1 1 尽量采用标准化参数尽量采用标准化参数 2 2 便于装夹及尽量减少零件在机床上装夹的次数便于装夹及尽量减少零件在机床上装夹的次数 3 3 便于进刀和退刀便于进刀和退刀螺纹无法加工到轴肩根部，必须设置螺纹退刀槽，如螺纹无法加工到轴肩根部，必须设置螺纹退刀槽，如图图8-58-5（b b）。）。 4 4 避免给加工带来困难避免给加工带来困难在在图图8-78-7中，原设计的凹槽内表面四个侧壁之间为直角，侧壁与中，原设计的凹槽内表面四个侧壁之间为直角，侧壁与底面之间为圆角。用普通铣削无法实现。改进后即可铣削加工。底面之间为圆角。用普通铣削无法实现。改进后即可铣削加工

6、。在在图图8-88-8中，钻头钻孔时切入表面和切出表面应与孔的轴线垂直，中，钻头钻孔时切入表面和切出表面应与孔的轴线垂直，以便钻头两个切削刃同时切削。否则，钻头易引偏，甚至折断。以便钻头两个切削刃同时切削。否则，钻头易引偏，甚至折断。 下一页上一页图图8-5 便于车螺纹时退刀便于车螺纹时退刀 返回图图8-7 8-7 避免避免给加工带来困难给加工带来困难返回图图8-8 避免钻头受力不平衡避免钻头受力不平衡 返回8.2 设计原则及应用设计原则及应用5 5 零件结构要有足够的刚性零件结构要有足够的刚性在在图图8-98-9中，套筒壁很薄，易因夹紧力和切削力作用而变形；中，套筒壁很薄，易因夹紧力和切削力

7、作用而变形；增设凸缘后，提高了零件刚度。增设凸缘后，提高了零件刚度。6 6 减少调整机床的次数减少调整机床的次数如如图图8-108-10（a a）所示，零件螺纹螺距不同，车螺纹时需重新调）所示，零件螺纹螺距不同，车螺纹时需重新调整机床，应改为相同螺距；整机床，应改为相同螺距；图图8-108-10（b b）所示，零件同一方所示，零件同一方向的加工面，高度尺寸如果相差不大，应尽可能等高；改进向的加工面，高度尺寸如果相差不大，应尽可能等高；改进后可减少机床的调整次数。后可减少机床的调整次数。7 7 减少使用的刀具数量减少使用的刀具数量轴上的砂轮越程槽宽度、键槽宽度尽可能分别保持一致，以轴上的砂轮越程

8、槽宽度、键槽宽度尽可能分别保持一致，以减少使用的刀具种类，如减少使用的刀具种类，如图图8-118-11所示。所示。下一页上一页图图8-9 8-9 零件零件结构要有足够的刚性结构要有足够的刚性 返回图图8-10 8-10 减少减少调整机床次数调整机床次数返回图图8-11 减少使用刀具的数量减少使用刀具的数量 返回8.2 设计原则及应用设计原则及应用8 8 减少加工面积减少加工面积在在图图8-128-12中，箱体底面要安装在机座上，只需要加工部分底中，箱体底面要安装在机座上，只需要加工部分底面。如改进后，既可以减少加工工时，又提高了底面的接触面。如改进后，既可以减少加工工时，又提高了底面的接触刚度

9、。刚度。 9 9 便于多件连续加工便于多件连续加工8-138-13（a a）图所示的形式在加工时会出现明显的振动，因此无）图所示的形式在加工时会出现明显的振动，因此无法多件连续加工。法多件连续加工。1010 需要热处理的零件，要避免设计易于产生开裂和变形的需要热处理的零件，要避免设计易于产生开裂和变形的结构结构零件的锐边和尖角在淬火时容易产生应力集中，造成零件的锐边和尖角在淬火时容易产生应力集中，造成开裂。因此在淬火前，重型阶梯轴的轴肩根部应设计成圆角，开裂。因此在淬火前，重型阶梯轴的轴肩根部应设计成圆角，轴端及轴肩上要有倒角，如轴端及轴肩上要有倒角，如图图8-148-14所示。所示。 下一页上一页返回图图8-12 减少加工面积减少加工面积 返回图图8-13 便于多件连续加工便于多件连续加工 返回图图8-14 避免设计易于开避免设计易于开裂和变形的结构裂和变