机械加工：第七章机加件的工艺结构设计

1、1 第七章 机加件的工艺结构设计 7.1 结构工艺性的基本概念 一个产品及零、部件的设计，是根据产品的使用性能来进行设计的。但结构是否合理？还要看它能否符合工艺方面的要求，即能否用生产率高、材料消耗少、成本低的方法制造出来。 结构工艺性从经济观点研究产品是否生产率高、材料消耗少、成本低。 在开始设计产品时，就要注意其结构工艺性。因为产品的零、部件要经过多个生产阶段，所以产品要有一定的适应性，便于生产加工。2一、产品结构工艺性的内容及评定原则1）零件总数 组成产品的零件数愈少，工艺性愈好。（装配尺寸链最少环，对每个零件的尺寸精度要求就愈低）2）结构的相似性 采用原有产品中的零、部件愈多，工艺愈好

2、。（原产品零、部件经过了使用考验）3）产品的系列化，部件的规格化，零件的标准化程度愈高，工艺性愈好。4）产品材料的选择 立足于国内，廉价且加工性能好，产品所用的材料品种不要过多。35）零件的结构形状 形状愈适应加工过程，工艺性愈好。6）零件采用少或无切削加工的比例 采用冷冲压、冷挤压、压铸工艺的比例愈大，产品的结构工艺性愈好。7）零件的技术条件要制定的合理，尺寸和公差的标注要符合加工工艺的特点。8）装配要合理。4二、机械零件结构工艺性分析评价1. 结构应便于装夹2. 便于加工和测量 3. 提高切削效率，保证产品质量 4. 提高标准化程度 57.2 零件结构与机加工工艺的关系 零件的结构形状是决

3、定机加方法的主要因素。 设计机加零件时，除了要满足使用性能要求外，其结构形状还要考虑下几个方面：1.加工形状应与所采用的加工方法相适应 孔底形状与加工方法相适应（钻、扩、螺纹）67.2 零件结构与机加工工艺的关系2.有助于提高刀具的刚性和寿命 3.加工时便于进刀和退刀 77.2 零件结构与机加工工艺的关系4.减少刀具切削时的空程和调整次数，尽量采用标 准刀具，减少刀具种类 5.便于在夹具上安装，减少安装次数和简化夹具结构 87.2 零件结构与机加工工艺的关系6.减少加工表面数，缩小加工表面面积 7.尽可能减少同时配合的数目 97.2 零件结构与机加工工艺的关系8.便于去毛刺 9.其它 107.

4、2 零件结构与机加工工艺的关系零件结构工艺性分析示例a） b）c） d）117.2 零件结构与机加工工艺的关系零件结构工艺性分析示例（续）e） f）g） h）i） j）127.2 零件结构与机加工工艺的关系零件结构工艺性分析示例（续）k） l）m） n）o） p）137.2 零件结构与机加工工艺的关系零件结构工艺性分析示例（续）q） r）s） t）u） v）147.2 零件结构与机加工工艺的关系 零件结构工艺性分析示例（续）w） x）y） z）157.2 零件结构与机加工工艺的关系 零件要保证位置精度，最好是一次安装下就能加工出所有相关的表面 图（1）所示零件不易保证。 图（2）选不加工的外圆

5、为安装面，在一次安装下可加工60mm的内孔和80mm的外圆。 图（3）结构可保证内孔和外圆的不同轴度要求。167.2 零件结构与机加工工艺的关系 工艺凸台A向A小刀架上的工艺凸台图（1），床体零件背部是斜的，加工导轨时不易定位。图（2），采用附加定位基准，加工完毕将其去掉。17 7.2 零件结构与机加工工艺的关系18 箱体内孔系加工图（1），内孔大、外孔小，加工时镗刀不便于进出。图（2）或（3），采用量变向中间递减结构使镗刀加工方便。7.2 零件结构与机加工工艺的关系19 7.2 零件结构与机加工工艺的关系20 图（1）结构加工时不方便。图（2）采用一端递减加工更为方便。 或中间向两端递减结构

6、布局加工方便。7.2 零件结构与机加工工艺的关系21 螺孔大小一致，加工、装配方便。7.2 零件结构与机加工工艺的关系227.3 尺寸和公差的标注与工艺的关系 尺寸和公差的标注是否合理，决定着零件工艺性的好与坏，即零件是否便于加工。如何标注尺寸和公差？一、尺寸数恒等定律 尺寸数恒等定律在零件图上标注的尺寸数量永远是一恒量，标注尺寸的这种规律称为尺寸数恒等定律。 （标注尺寸时各尺寸链之间不允许成为封闭链）237.3 尺寸和公差的标注与工艺的关系24 二、尺寸系统的选择 尺寸系统:从设计基准标注;从工艺基准标注;综合法标注尺寸.1.从设计基准标注的尺寸系统 特征：图纸上的尺寸全从设计基准注起，标注

7、的尺寸仅为了满足零件的工作性能要求。2.从工艺基准标注尺寸的系统 特征：图纸上的尺寸全从工艺基准注起，尺寸的标注仅为了服从于加工工艺的要求。3.综合法标注尺寸的系统 特征：一部分尺寸从设计基准注起，另一部分尺寸从工艺基准注起。 主要尺寸从设计基准注起，保证产品质量。 自由尺寸从工艺基准注起，满足工艺上的要求。主要尺寸指参与产品尺寸链并决定零件在产品中的位置的尺 寸。自由尺寸指不参与产品尺寸链的尺寸。25 三、标注自由尺寸应考虑的工艺因素 1尺寸标注与加工阶段的关系 机加件的加工阶段是以安装划分的，如：零件不是在一次安装下加工出来的，标注尺寸时要考虑各加工阶段的特点。 26 三、标注自由尺寸应考

8、虑的工艺因素 2尺寸标注与表面粗糙度的关系 尺寸标注要考虑取得给定表面粗糙度所采用的加 工顺序。 27 三、标注自由尺寸应考虑的工艺因素 3.尺寸标注与生产类型的关系 成批大量生产时，尽量采用定位基准作为尺寸标注基准（尺寸容易获得，生产率高）。单件或小批生产时，尽量采用测量基准作为尺寸标注基准。4.工艺凹槽、退刀槽、倒角等的尺寸不能作为尺寸链的一环，根据工艺要求，这些尺寸要单独注出。 28 四、公差带的布置与工艺的关系 有配合要求时：由公差与配合标准来确定公差带的位置（基孔制？基轴制？间隙？过渡？过盈？） 无配合要求时：公差带的布置应符合加工规律，包容尺寸注减公差，被包容尺寸注加公差。 尺寸由大往小加工，如轴径（被包容尺寸） 尺寸由小往大加工，如孔径（包容尺寸） 29 四、公差带的布置与工艺的关系 为便于控制尺寸，公差带布置在表面的入体方向，以最大实体条件下的尺寸为公差带的起线。 对于直径尺寸容易确定包容尺寸或被包容尺寸，可直线尺寸不易确定，所以公差带的布置要根据装配基准的选择和表面的加工顺序来确定。30 四、公差带的布置与工艺的关系 1.公差带的布置与装配基准的关系 （a）图：装配基准为A (b) 图：装配基准为B 则H为被包容尺寸 则H为包容尺寸 E为包容尺寸 E为被包容尺寸 31 四、公差带的