零件结构的工艺性
一、零件结构工艺性概念
零件的结构工艺性就是其制造的难易程度。
二、学习的目的
1. 了解零件结构工艺性对加工影晌很大
设计零件结构时要充分予以考虑。
2．碰到结构工艺性不好时会做一般处理：
①与设计者协商修改原设计 ②不能修改时会在工艺上想办法
3．结构工艺性随科技发展而变化
要经常学习国内外新技术新工艺
三、考虑结构工艺性一般原则
1． 必须满足使用要求
设计零件 设计结构
选择材料
确定尺寸
使用性能：能用、好用、耐用 工艺要求：好做、好装、好修
使用性能——方便用户
二者兼顾
工艺要求——方便厂家
2．必须综合考虑，分清主次
毛坯制造
切削加工尽可能均具有良好工艺性，当矛
热处理盾时，保证主要的，照顾次要的
钳工装配
3．必须考虑具体生产条件
结构工艺性随生产条件不同而异，
生产条件主要指设备、批量等。
产品及零件的制造，包括毛坯生产、切削加工、热处理和装配等许多阶段.各个生产阶段都是有机地联系在一起的。结构设计时.必须全面考虑，使各个生产阶段都具有良好的工艺性。
零件结构的工艺性
铸造零件的工艺结构
1.拔模斜度
用铸造的方法制造零件毛坯时，为了便于在砂型中取出模样，一般沿模样拔模方向作成约1：20的斜度，叫做拔模斜度。因此在铸件上也有相应的拔模斜度，如下图a所示。这种斜度在图上可以不予
标注，也不一定画出，如下图b所示；必要时，可以在技术要求中用文字说明。
2.铸造圆角
在铸件毛坯各表面的相交处，都有铸造圆角（下图），这样既能方便起模，又能防止浇铸铁水时将砂型转角处冲坏，还可以避免铸件在冷却时产生裂缝或缩孔。铸造圆角在图上一般不予标注，常常集中注写在技术要求中。下图所示的铸件毛坯的底面（作为安装底面），需要经过切削加工。这时，铸造圆角被削平。
3.铸件壁厚
在浇铸零件时，为了避免各部分冷却速度的不同而产生缩孔或裂缝，铸件壁厚应保持大致相等或逐渐变化，如下图所示。
?总结：便于造型、拔模斜度合理、璧厚均匀、无尖边、尖角。
◆锻件的结构工艺性
锻件的结构工艺性，则是考虑什么样的结构容易优质高产地锻造出来。锻造方法不同，对零件的结构工艺性要求也不同。
?总体原则：形状简单、无尖边、尖角、飞刺，便于出模。
◆机械加工零件的结构工艺性
由于一般情况下切削加工的劳动耗费最多.因而零件结构的切削加工工艺性更为重要。下面将就单件小批生产中对它考虑的一般原则及实例进行简要分析。
1、有利于达到所要求的加工质量
①合理确定零件的加工精度与表面质量
(a) (b)
图1 有利于保证位置精度的工艺结构
(a) 错误 (b) 正确
加工精度若定得过高会增加工序，增加制造成本，过低会影响机器的使用性能，故必须根据零件在整个机器中的作用和工作条件合理
地确定，尽可能使零件加工方便制造成本低。
②保证位置精度的可能性
为保证零件的位置精度，最好使零件能在一次安装中加工出所有相关表面，这样就能依靠机床本身的精度来达到所要求的位置精度。如图1(a)所示的结构，不能保证φ80㎜与内孔φ60㎜的同轴度。如改成图(b)所示的结构，就能在一次安装中加工出外圆与内孔，保证二者的同轴度。
2、有利于减少加工劳动量
①尽量减少不必要的加工面积
减少加工面积不仅可减少机械加工的劳动量，而且还可以减少刀具的损耗，提高装配质量。图 2(b)中的轴承座减少了底面的加工面积，降低了修配的工作量，保证配合面的接触。图3(b)中减少了精加工的面积，又避免了深孔加工。
(a) (b)
图2 减少轴承座底面加工面积
(a) 错误(b) 正确
(a) (b)
图3 避免深孔加工的方法
(a) 错误 (b) 正确
②尽量避免或简化内表面的加工
因为外表面的加工要比内表面加工方便经济，又便于测量。因此，在零件设计时应力求避免在零件内腔进行加工。如图4所示，将图(a)中件2上的内沟槽a加工，改成图(b)中件1的外沟槽加工，这样加工与测量就都很方便。
(a) (b)
图4 将内沟槽转化为外沟槽加工
(a) 错误 (b) 正确
3、有利于提高劳动生产率
(a) (b)
图5 退刀槽尺寸一致
(a) 错误(b) 正确
①零件的有关尺寸应力求一致，并能用标准刀具加工。如图5(b)中改为退刀槽尺寸一致，则减少了刀具的种类，节省了换刀时间。如图6(b)采用凸台高度等高，则减少了加工过程中刀具的调整。如图7(b)的结构，能采用标准钻头钻孔，从而方便了加工。
(a) (b)
图6 凸台高度相等
(a) 错误(b) 正确
(a) (b)
图7 便于采用标准钻头
(a) 错误(b) 正确
②减少零件的安装次数：零件的加工表面应尽量分布在同一方向，或互相平行或互相垂直的表面上；次要表面应尽可能与主要表面分布在同一方向上，以便在加工主要表面时，同时将次要表面也加工出来；孔端的加工表面应为圆形凸台或沉孔，以便在加工孔时同时将
凸台或沉孔全锪出来。如：图8(b)中的钻孔方向应一致；图9(b)中键槽的方位应一致。
(a) (b) (a) (b)
图8 钻孔方向一致图9 键槽方位一致
(a) 错误 (b) 正确 (a) 错误(b) 正确
③零件的结构应便于加工如图10(b)、11(b)所示，设有退刀槽、越程槽，减少了刀具(砂轮)的磨损。图12(b)的结构，便于引进刀具，从而保证了加工的可能性。
(a) (b)
图10 应留有越程槽
(a) 错误(b) 正确
(a) (b)
图11 应留有退刀槽
(a) 错误(b) 正确
(a) (b)
图12钻头应能接近加工表面
(a) 错误(b) 正确
④避免在斜面上钻孔和钻头单刃切削如图13(b)所示，避免了因钻头两边切削力不等使钻孔轴线倾斜或折断钻头。
(a) (b)
图13 避免在斜面上钻孔和钻头单刃切削
(a) 错误(b) 正确
⑤便于多刀或多件加工如图14 (b)所示，为适应多刀加工，阶梯轴各段长度应相似或成整数倍；直径尺寸应沿同一方向递增或递减，以便调整刀具。零件设计的结构要便于多件加工，如图15所示，图(b)结构可将毛坯排列成行便于多件连续加工。
(a) (b)
图14 便于多刀加工
(a) 错误(b) 正确
(a) (b)
图15 便于多件连续加工
(a) 错误(b) 正确
4.提高标准化程度
机械零件的标准化，就是对零件的尺寸、结构要素、材料性能、检验方法、设计方法、制图要求等，制定出大家共同遵
守的技术准则和依据。现已发布的与机械零件有关的标准，
从运用范围上来说，可分为国家标准(GB)、部颁标准(机
械工业标准JB、纺织工业标准PJ等)和企业标准三个等级。
从使用的强制性来说，可分为必须执行的(如螺纹标准、制
图标准等)和推荐使用的(如标准直径等)。我国已制订有很多
国标和部标，目前还在不断发展和改进，并且已参加国际标准化组织(ISO)。设计时，应充分了解有关零件的标准，尽可能遵守标准，只有当标准与设计要求之间有矛盾，并有充分理由时，才允许不采用标准。
标准化的优越性表现为：
（1）将同名零件的型号和尺寸限定在合理的数量范围内，可以用最先进的工艺方法进行标准零件的专业化大量生产，可大幅度降低劳动量、材料消耗和总成本，并易于保证质量。（2）生产零件的技术条件和检验、试验方法的标准化，可以改进零件的质量，提高零件的可靠性。
（3）设计中采用标准件，可以节省设计时间，简化设计工作，缩短设计周期，使设计者有更多的时间和精力从事创造性设计。
（4）由于标准化带来的互换性，当标准零件失效时，可以很容易进行更换，使机器的维修工作大大简化。
与标准化密切有关的是通用化。通用化是最大限度地减少和合并产品的型号、尺寸和材料品种等，使零件和部件尽量在不同规格的同类产品甚至不同类产品上通用。通用化是广义的标准化。
对于同一产品，为了满足不同的使用要求，在基本结构或基本尺寸不变的条件下，规定出若干个辅助尺寸不同的产品，称为产品的系列化。系列化也是标准化的重要内容。例如对
于同一结构，同一内径的滚动轴承，制出不同外径及宽度的产品，称为不同的系列。系列大小的规定，一般也是以优先数系为基础。工程上常采用几何级数作为优先数系的基础，其级数项的公比一般取为10的某次方根。对于按它们求出的数字系列经圆整后，则分别称为R10，R20和R40系列，选用系列时，应首先按照上述顺序，优先选用公比较大的基本系列。
5.合理地规定表面的精度等级和粗糙度的数值
在满足产品使用性能的条件下，零件图上标注的尺寸精度等级和表面粗糙度要求应取最经济值
在对机械产品设计进行机械加工工艺性评价时，必须对主要工作表面的尺寸公差、极限偏差逐一加以校核。在没有特殊要求的情况下，表面粗糙度值应与该表面加工精度等级相对应。
尽量选用切削加工性好的材料材料的切削加工性是指在
一定生产条件下，材料切削加工的难易程度。材料切削加工性评价与加工要求有关，粗加工时要求具有较高的切削效率；精加工时则要求被加工表面能获得较高的加工精度和较小的表面粗糙度。
6.既要结合本单位的具体加工条件(如设备和工人的技术
水平等)
7.合理采用零件的组合
采用组合式零件结构，在零件的工作部分使用贵重材料，其他非直接工作部分则可采用廉价的材料。例如大直径的蜗轮，常采用青铜齿圈和铸铁轮芯的组合式结构，以节约大量的有色金属。
◆装配和维修对零件结构工艺性的要求
零件的结构应便于装配和维修时的拆装。
?配合零件端部要倒角
图片157
?柱销孔应有出气孔
如图158 -1图结构无透气口，销钉孔内的空气难于排出，故销
钉不易装入。改进后的结构如图158 -2图。
?轴肩与孔端应能贴紧
机械制造技术基础 工艺分析及结构工艺性 138.选择精基准时，一般遵循的原则是和。 （基准重合；基准统一） 139.简述工序的含义。 答：在一个工作地点对一个（组）工件所连续完成的那部分工艺过程。 140.夹具上定位元件的作用是：。 （确定工件正确位置） 141.什么是粗基准？ （在加工零件时，若以毛坯上未经过加工的表面来定位，该表面称为粗基准）142.拟订工艺过程的三先三后的原则是什么？ 答：先基准表面，后一般表面 先主要表面，后次要表面 先粗加工，后精加工。 143.机械加工工艺过程中，用粗基准安装是必不可少的。（√）144.粗基准就是粗加工中用的定位基准面。（╳）145.基准统一就是设计基准与工艺基准应尽量统一。（√）146.加工箱体类零件时，通常以箱体的面作为粗基准。（A）A 底 B 侧 C 上 D 轴承孔 147.工艺基准指的是。（ADE）A 定位基准B粗基准C设计基准 D 测量基准 E 安装基准 F 精基准148.调质应该放在半精加工之前。（√）149.粗基准应在粗加工时使用。（╳）150.粗基准只能使用一次（√）151.生产类型是指产品的年产量。（╳）152.在制造业中，生产类型可以分为：。（BDE）A 大批生产 B 单件生产 C 小批生产 D 成批生产 E 大量生产 153.淬火应放在加工之后，加工之前。（B C）A 粗加工B半精加工 C 精加工 D 光整加工 154.工件的装夹包括和两项内容。（定位、夹紧）155.按用途的不同，机床的夹具可以分为、和三大类。 （通用夹具、专用夹具和组合夹具） 156.夹具广泛应用于单件和小批量生产中。（A） A 通用夹具 B 专用夹具 C 组合夹具 157.夹具广泛用于成批和大量生产中（B） A 通用夹具 B 专用夹具 C 组合夹具
一、分析研究产品的零件图样和装配图样 在编制零件机械加工工艺规程前，首先应研究零件的工作图样和产品装配图样，熟悉该产品的用途、性能及工作条件，明确该零件在产品中的位置和作用；了解并研究各 项技术条件制订的依据，找出其主要技术要求和技术关键，以便在拟订工艺规程时采用适当的措施加以保证。 工艺分析的目的，一是审查零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理，是否便于加工和装配；二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制订出合理的工艺规程。 如图3-8 所示的汽车钢板弹簧吊耳，使用时，钢板弹簧与吊耳两侧面是不接触的，所以吊耳内侧的粗糙度可由原来的设计要求R a3.2 μm 建议改为R a12.5 μ m. 。这样在铣削时可只用粗铣不用精铣，减少
铣削时间。 再如图3-9 所示的方头销，其头部要求淬火硬度55~60HRC ，所选用的材料为T 8A ，该零件上有一孔φ2H7 要求在装配时配作。由于零件长度只有15mm ，方头部长度仅有4mm ，如用T 8A 材料局部淬火，势必全长均被淬硬，配作时，φ 2H7 孔无法加工。若建议材料改用20Cr 进行渗碳淬火，便能解决问题。 二、结构工艺性分析 零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。下面将从零件的机械加工和装配两个方面，对零件的结构工艺性进行分析。 （一）机械加工对零件结构的要求 1 ．便于装夹零件的结构应便于加工时的定位和夹紧，装夹次数要少。图3 -10a 所示零件，拟用顶尖和鸡心夹头装夹，但该结构不便于装夹。若改为图b 结构，则可以方便地装置夹头。 2 ．便于加工零件的结构应尽量采用标准化数值，以便使用标准化刀具和量具。同时还注意退刀和进刀，易于保证加工精度要求，减少加工面积及难加工表面等。表3-8b 所示为便于加工的零件结构示例。
目录 一、零件结构工艺性分析2 1. 零件的技术要求2 2.确定堵头结合件的生产类型3 二、毛坯的选择4 1．选择毛坯4 2．确定毛坯的尺寸公差4 三、定位基准的选择6 1．精基准的选择6 2．粗基准的选择6 四、工艺路线的拟定7 1．各表面加工方法的选择7 2．加工阶段的划分8 3．加工顺序的安排8 4．具体技术方案的确定9 五、工序内容的拟定10 1.工序的尺寸和公差的确定10 2.机床、刀具、夹具及量具的选择12 3.切削用量的选择及工序时间计算12 六、设计心得35 七、参考文献36
一、零件结构工艺性分析 1.零件的技术要求 1.堵头结合件由喂入辊轴和堵头焊接在一起。其中喂入辊 轴：材料为45钢。堵头：材料为Q235-A。且焊缝不得有夹渣、气孔及裂纹等缺陷。 2.零件的技术要求表：
2. 确定堵头结合件的生产类型 根据设计题目年产量为10万件，因此该左堵头结合件的生产类型为大批量生产。
二、毛坯的选择 1．选择毛坯 由于该堵头结合件在工作过程中要承受冲击载荷，为增强其的强度和冲击韧度，堵头选用锻件，材料为Q235-A，因其为大批大量生产，故采用模锻。喂入辊轴由于尺寸落差不大选用棒料，材料为45钢。 2．确定毛坯的尺寸公差 喂入辊轴： 根据轴类零件采用精轧圆棒料时毛坯直径选择可通过零件的长度和最大半径之比查的毛坯直径 206 L8.24 == R25 查表得毛坯直径为：φ55 根据其长度和直径查得端面加工余量为2。故其长度为206+2+2=210mm
堵头: 1．公差等级： 由于堵头结合件用一般模锻工艺能够达到技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。 2．重量： 锻件重量的估算按下列程序进行: 零件图基本尺寸-估计机械加工余量-绘制锻件图-估算锻件重量。并按此重量查表确定公差和机械加工余量 据粗略估计锻件质量： 11.6f Kg M = 3．形状复杂系数： 锻件外廓包容体重量按公式：2N d h 4 M π ρ= g g 计算 293 186.5101104 7.851021.65Kg N M π -= ?????= 形状复杂系数： f 11.6 0.5421.6M S M N === 故形状复杂系数为S2（一般）级。 4．锻件材质系数： 由于该堵头材料为Q235-A 所含碳元素的质量分数分别为C=0.14%—0.22%,小于0.65% 所含合金元素的质量分数分别为Si 0.3%≤、S 0.05%≤、P 0.045%≤故合金元素总的质量分数为0.3%0.05%0.045%0.395%3%++≤<%。故该锻件的材质系数为M1级。 5．锻件尺寸公差 根据锻件材质系数和形状复杂系数查得锻件尺寸公差为 （ 2.41.2+-） 。 6．锻件分模线形状： 根据该堵头的形装特点，选择零件轴向方向的对称平面为分模面，属于平直分模线。
机械零件的结构工艺性和“三化” 设计机械零作时，不仅应使其摘足使用要求.即具备所要求的工作能力.同时还 应当满足生产要求.使所设计的零件具有良好的结构工艺性. 所谓机械零件的结构工艺性是指零件的结构在满足使用要求的前提下.能用生 产率高、劳动最小、材料消耗少和成本低的方法制造出来.凡符合卜述要求的零件结构被认为具有良好的工艺性。 机械制造包括毛坯生产、切创加工和装民等生产过程。设计时.必须使零件的结构在各个生产过程中都具有良好的工艺性.对工艺性的要求如下. (1)合理选择毛坯零件毛坯可直接利用型材、铸造、般造、冲压和焊接等方法 获得。毛坯的选择与生产的批最、生产的技术条件及材料的性能等有关。 (2)结构简单合理机械零件的结构形状，最好采用最简单的表面，即平面、桂 面及其组合面.尽童减少加工面数和加工面积。 (3)合理确定剐造梢度及表面粗桩度零件的加工费用随精度的提高而增加。 尤其是在对于要求精度较高的情况下，更为显著.因此，在设计零件时不要一味地迫求高精度.要从需要、生产条件和降低制造成本出发，合理地选择零件的精度及相应的表面粗糙度。 下面列举-共常见的工艺结构.供设计时多考。 1.铸造，件的工艺结构 I )拔模抖度 用铸造的方法制造零件毛坯时，为了便于在砂2中取出模样，一般沿模样起模方向作成约1:20的斜度.称为起模斜度。因此.铸件上要有相应的起模斜度。这种斜 度在图上可以不T标往，也不一定舀出，如图0-7所示.必要时.可以在技术要求中用 2)铸造阅角 当零件的毛坯为铸件时.因铸造工艺的要求，铸件各表面相交的转角处都应做成阅角(见图0-8).铸造目角可防止浇注时在转角处产生冲砂现象及避免铸件冷却时 产生编孔和裂纹。铸造阅角的大小一般取R=3-5 mm.可在技术要求中统一注明。 3)岭件序度 当铸件的壁厚不均匀一致时。铸件在浇注后.因各处金属冷却速度不同，将产生裂纹和编孔现象。因此.铸件的壁厚应尽里均匀.当必须采用不同壁厚连接时.应采 用逐渐过渡的方式(见图0-9).
分析零件图——零件图的审查 在制订零件的机械加工工艺规程之前，对零件进行工艺性分析，以及对产品零件图提出修改意见，是制订工艺规程的一项重要工作。 首先应熟悉零件在产品中的作用、位置、装配关系和工作条件，搞清楚各项技术要求对零件装配质量和使用性能的影响，找出主要的和关键的技术要求，然后对零件图样进行分析。 (1) 检查零件图的完整性和正确性 在了解零件形状和结构之后，应检查零件视图是否正确、足够，表达是否直观、清楚，绘制是否符合国家标准，尺寸、公差以及技术要求的标注是否齐全、合理等。 (2) 零件的技术要求分析 零件的技术要求包括下列几个方面：加工表面的尺寸精度；主要加工表面的形状精度；主要加工表面之间的相互位置精度；加工表面的粗糙度以及表面质量方面的其它要求；热处理要求；其它要求(如动平衡、未注圆角或倒角、去毛刺、毛坯要求等)。 要注意分析这些要求在保证使用性能的前提下是否经济合理，在现有生产条件下能否实现。特别要分析主要表面的技术要求，因为主要表面的加工确定了零件工艺过程的大致轮廓。 (3) 零件的材料分析 即分析所提供的毛坯材质本身的机械性能和热处理状态，毛坯的铸造品质和被加工部位的材料硬度，是否有白口、夹砂、疏松等。判断其加工的难易程度，为选择刀具材料和切削用量提供依据。所选的零件材料应经济合理，切削性能好，满足使用性能的要求。 (4) 合理的标注尺寸 ①零件图上的重要尺寸应直接标注，而且在加工时应尽量使工艺基准与设计基准重合，并符合尺寸链最短的原则。如图4-1中活塞环槽的尺寸为重要尺寸，其宽度应直接注出。
②零件图上标注的尺寸应便于测量，不要从轴线、中心线、假想平面等难以测量的基准标注尺寸。如图4-2中轮毂键槽的深度，只有尺寸c的标注才便于用卡尺或样板测量。 ③零件图上的尺寸不应标注成封闭式，以免产生矛盾。如图4-3所示，已标注了孔距尺寸a±δ和角度α±δα，则则x、y轴的坐标尺寸就不能随便标注。有时为了方便加工，可按尺寸链计算出来，并标注在圆括号内，作为加工时的参考尺寸。 ④零件上非配合的自由尺寸，应按加工顺序尽量从工艺基准注出。如图4-4的齿轮轴，图(a)的表示方法大部分尺寸要经换算，且不能直接测量。而图(b) 图4-1 直接标注重要尺寸图4-2 键槽深度的标注图4-3 孔中心距的标注 （a） （b）
机械零件结构加工工艺性设计 机器零件的设计，不仅要满足使用性能的要求，而且要考虑到它们的结构工艺性，要注意到在制造过程中可能产生的问题。零件的结构工艺性就是指所设计的零件，在保证使用性能的前提下，能否用生产率高、劳动量小、材料消耗少、成本低的方法制造出来。结构工艺性好的零件，制造是方便而经济的。因此，研究和改善零件的结构工艺性，对机器制造生产有着很大的意义。零件结构设计的基本原则是：（1 ）零件的结构形状应尽可能简单，尽量采用平面、圆柱面，以节省材料和工时，简化加工工艺。（2 ）零件的 结构应与其加工方法的工艺特点相适应。（3 ）零件的结 构形状应有利于提高质量，防止废品。（4 ）零件尺寸应 尽量采用标准化，同一零件上相同性质的尺寸最好一致，以简化制造过程。机器制造中，由于各种加工方法的工艺特点不同，它们对零件的结构要求也不一样。下面举例说明各种工艺方法所应考虑的零件的结构工艺性（表8-4 、 8-5 、8-6 、8-7 ）。表8-4 铸件结构工艺性举例序号说明不良结构良好结构1取消端盖上部的法兰凸缘，以减少分型面，由三箱造型改为两箱造型，并省去了环状外型芯，简化了造型工艺2改进凸台设计，采用a ）或b ）的结构设计均可。避免用型芯或活块模造型3把支座结构
由框形截面改为工字形截面，避免采用型芯4改进内腔设计，采用整体型芯，避免使用型芯撑5减少金属局部积聚，使壁厚力求均匀6采用直的轮幅，冷却收缩时产生内应力，可能使轮幅拉裂，采用弯曲轮幅就可借轮幅的变形，使内应力降低7铸件壁由直角连接改为圆角连接，避免应力集中和引起裂纹8交叉结构的铸件设计，切忌尖角交叉，而应采用带有合理圆角的交错或环连接设计
课时：2课时 教学课题：零件结构工艺性 教学目标：学生能够掌握典型零件结构上的工艺审查 能够基本完成对工艺的改进与优化。 教学重点：掌握典型零件结构上的工艺审查 教学难点：能够基本完成对工艺的改进与优化 教具仪器：多媒体 零件结构工艺性 概述 结构工艺性的概念 在机械设计中，不仅要保证所设计的机械设备具有良好的工作性能，而且还要考虑能否制造、便于制造和尽可能降低制造成本。这种在机械设计中综合考虑制造、装配工艺、维修及成本等方面的技术，称为机械设计工艺性。机器及其零部件的工艺性主要体现于结构设计当中，所以又称为结构设计工艺性。零件结构设计工艺性，简称零件结构工艺性，是指所设计的零件在满足使用要求的条件下制造的可行性和经济性。 零件结构工艺性存在于零部件生产和使用的全过程，包括：材料选择、毛坯生产、机械加工、热处理、机器装配、机器使用、维护，直至报废、回收和再利用等。 零件结构工艺性的基本要求 1）机器零部件是为整机工作性能服务的，零部件结构工艺性应服从整机的工艺性。 2）在满足工作性能的前提下，零件造型应尽量简单，同时应尽量减少零件的加工表面数量和加工面积；尽量采用标准件、通用件和外购件；增加相同形状和相同元素（如直径、圆角半径、配合、螺纹、键、齿轮模数等）的数量。
3）零件设计时在保证零件使用功能和充分考虑加工可能性、方便性、精确性的前提下应符合经济性要求，即应尽量降低零件的技术要求（加工精度和表面质量），以使零件便于制造。 4）尽量减少零件的机械加工余量，力求实现少或无切屑加工，以降低零件的生产成本。 5）合理选择零件材料，使其机械性能适应零件的工作条件，且成本较低。 6）符合环境保护要求，使零件制造和使用过程中无污染、省能源，便于报废、回收和再利用。 零件机械加工结构工艺性 对于零件机械加工结构工艺性，主要从零件加工的难易性和加工成本两方面考虑。在满足使用要求的前提下，一般对零件的技术要求应尽量降低，同时对零件每一个加工表面的设计，应充分考虑其可加工性和加工的经济性，使其加工工艺路线简单，有利于提高生产效率，并尽可能使用标准刀具和通用工装等，以降低加工成本。此外零件机械加工结构工艺性还要考虑以下要求：1）设计的结构要有足够的加工空间，以保证刀具能够接近加工部位，留有必要的退刀槽和越程槽等； 2）设计的结构应便于加工，如应尽量避免使钻头在斜面上钻孔； 3）尽量减少加工面积，如对大平面或长孔合理加设空刀等； 4）从提高生产率的角度考虑，在结构设计中应尽量使零件上相似的结构要素（如退刀槽、键槽等）规格相同，并应使类似的加工面（如凸台面、键槽等）位于同一平面上或同一轴截面上，以减少换刀或安装次数及调整时间； 5）零件结构设计应便于加工时的安装与夹紧。 表2-17给出了部分零件切削加工结构工艺性改进前后的示例。
零件的工艺性分析 一、分析研究产品的零件图样和装配图样在编制零件机械加工工艺规程前，首先应研究零件的工作图样和产品装配图样，熟悉该产品的用途、性能及工作条件，明确该零件在产品中的位置和作用；了解并研究各项技术条件制订的依据，找出其主要技术要求和技术关键，以便在拟订工艺规程时采用适当的措施加以保证。工艺分析的目的，一是审查零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理，是否便于加工和装配；二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制订出合理的工艺规程。 如图3-8 所示的汽车钢板弹簧吊耳，使用时，钢板弹簧与吊耳两侧面是不接触的，所以吊耳内侧的粗糙度可由原来的设计要求R a3.2 μ m 建议改为R a12.5 μ m. 。这样在铣削时可只用粗铣不用精铣，减少铣削时间。 再如图3-9 所示的方头销，其头部要求淬火硬度55~60HRC ，所选用的材料为T 8A ，该零件上有一孔φ 2H7 要求在装配时配作。由于零件长度只有15mm ，方头部长度仅有4mm ，如用T 8A 材料局部淬火，势必全长均被淬硬，配作时，φ 2H7 孔无法加工。若建议材料改用20Cr
进行渗碳淬火，便能解决问题。 二、结构工艺性分析零件的结构工艺性是指所设 计的零件在满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。下面将从零件的机械加工和装配两个方面，对零件的结构工艺性进行分析。（一）机械加工对零件结构的要求 1 ．便于装夹零件的结构应便于加工时的定位和夹紧，装 夹次数要少。图3 -10a 所示零件，拟用顶尖和鸡心夹头装夹，但该结构不便于装夹。若改为图b 结构，则可以方便 地装置夹头。 2 ．便于加工零件的结构应尽量采用标准化数值，以便使用标准化刀具和量具。同时还注意退刀和进刀，易于保证加工精度要求，减少加工面积及难加工表面等。表3-8b 所示为便于加工的零件结构示例。 3 ．便于数控机床加工被加工零件的数控工艺性 问题涉及面很广，下面结合编程的可能性与方便性来作工艺性分析。 编程方便与否常常是衡量数控工艺性好坏的一个 指标。例如图3-11 所示某零件经过抽象的尺寸标注方法，若用APT 语言编写该零件的源程序，要用几何定义语句描
《机械制造工艺学》习题参考答案 常同立、杨家武、佟志忠编著清华大学出版社 第一章机械制造工艺预备 1-1 参考答案要点：现代机械产品的开发与改进是极其复杂的持续的动态过程，大致可以用图1.1描述。机械产品开发与改进系统可以描述为一个负反馈系统，它描述了机械产品依据用户需求反馈信息，不断改进和不断发展的动态过程。 机械产品开发与改进系统中包含产品决策、产品设计、工艺编制、产品制造、市场检验等环节。上述环节之中任何一个环节的断裂，都会导致系统的崩溃。因此上述环节都具有与系统同等的重要性，每个组成环节都具有无可替代的重要性。因此学习机械制造工艺学很重要，很有意义。 图1.1 机械产品开发与改进系统 1-2 参考答案要点：按照专业教学指导委员会制定大纲，机械制造工艺学研究内容主要包含两个部分，即机械加工工艺学和机器装配工艺学。它们分别以机械加工工艺过程和机器的装配工艺过程为研究对象。其中机械加工工艺过程指冷加工工艺过程。 机械制造的工艺过程特指零件的机械加工工艺过程和机器的装配工艺过程。 此外，机械制造工艺学还包括非常规加工方法概述，随着技术发展进步，非常规制造方法越来越多在工程实际中获得应有，并取得效果。 1-3 参考答案要点：生产过程是指机械产品从原材料开始到成品之间各相互关联的劳动过程的总和。 工艺过程是指在生产过程中，通过改变生产对象的形状、相互位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。 工艺规程参看第二章机械制造工艺规程。 工艺规程在生产中的作用参看第二章机械制造工艺规程作用。 1-4 参考答案要点：人们按照产品的生产纲领、投入生产的批量，可将生产分为：单件生产、批量生产和大量生产三种类型。各种生产类型的工艺特征如下表：工艺 特点单件或小批量生 产 中批量生产大批或大量生产 毛坯的制造方法铸件用木模手工 造型；锻件用自 由锻部分铸件用金属 模造型；部分锻 件用模锻 铸件广泛用金属 模机器造型，锻 件广泛用模锻 《机械制造工艺学》习题参考答案常同立、杨家武、佟志忠编著清华大学出版社 第二章机械加工工艺规程制定 2-1 参考答案要点： 机械工艺规程在指导生产上发挥重要作用，主要体现在如下几个方面：
零件结构的工艺性 一、零件结构工艺性概念 机械加工零件的结构工艺性 由于一般情况下切削加工的劳动耗费最多.因而零件结构的切削加工工艺性更为重要。下面将就单件小批生产中对它考虑的一般原则及实例进行简要分析。 ①尽量减少不必要的加工面积 减少加工面积不仅可减少机械加工的劳动量，而且还可以减少刀具的损耗，提高装配质量。图 2(b)中的轴承座减少了底面的加工面积，降低了修配的工作量，保证配合面的接触。图3(b)中减少了精加工的面积，又避免了深孔加工。 (a) (b) 图2 减少轴承座底面加工面积 设计零件 设计结构 选择材料 确定尺寸 使用性能：能用、好用、耐用 工艺要求：好做、好装、好修
(a) 错误(b) 正确 (a) (b) 图3 避免深孔加工的方法 (a) 错误 (b) 正确 ②尽量避免或简化内表面的加工 因为外表面的加工要比内表面加工方便经济，又便于测量。因此，在零件设计时应力求避免在零件内腔进行加工。如图4所示，将图(a)中件2上的内沟槽a加工，改成图(b)中件1的外沟槽加工，这样加工与测量就都很方便。 3、有利于提高劳动生产率 (a) (b) 图5 退刀槽尺寸一致 (a) 错误(b) 正确 ①零件的有关尺寸应力求一致，并能用标准刀具加工。如图5(b)中改为退刀槽尺寸一致，则减少了刀具的种类，节省了换刀时间。如图6(b)采用凸台高度等高，则减少了加工过程中刀具的调整。如图7(b)
的结构，能采用标准钻头钻孔，从而方便了加工。 (a) (b) 图6 凸台高度相等 (a) 错误(b) 正确 (a) (b) 图7 便于采用标准钻头 (a) 错误(b) 正确 ②减少零件的安装次数：零件的加工表面应尽量分布在同一方向，或互相平行或互相垂直的表面上；次要表面应尽可能与主要表面分布在同一方向上，以便在加工主要表面时，同时将次要表面也加工出来；孔端的加工表面应为圆形凸台或沉孔，以便在加工孔时同时将凸台或沉孔全锪出来。如：图8(b)中的钻孔方向应一致；图9(b)中键槽的方位应一致。
零件的结构工艺性分析 零件的结构工艺性是指在满足使用性能的前提下，是否能以较高的生产率和最低的成本方便地加工出来的特性。为了多快好省地把所设计的零件加工出来，就必须对零件的结构工艺性进行详细的分析。主要考虑如下几方面。 (1) 有利于达到所要求的加工质量 ①合理确定零件的加工精度与表面质量 加工精度若定得过高会增加工序，增加制造成本，过低会影响机器的使用性能，故必须根据零件在整个机器中的作用和工作条件合理地确定，尽可能使零件加工方 便制造成本低。 ②保证位置精度的可能性 为保证零件的位置精度，最好使零件能在一次安装中加工 出所有相关表面，这样就能依靠机床本身的精度来达到所要求 的位置精度。如图4-6(a)所示的结构，不能保证φ80㎜与内孔φ 60㎜的同轴度。如改成图(b)所示的结构，就能在一次安装中加 工出外圆与内孔，保证二者的同轴度。 (2) 有利于减少加工劳动量 ①尽量减少不必要的加工面积(a) (b) 减少加工面积不仅可减少机械加工的劳动量，图4-6 有利于保证位置精度的工艺结构 而且还可以减少刀具的损耗，提高装配质量。图(a) 错误(b) 正确 4-7(b)中的轴承座减少了底面的加工面积，降低了修配的工作量，保证配合面的接触。图4-8(b)中减少了精加工的面积，又避免了深孔加工。 (a) (b) (a) (b) 图4-7 减少轴承座底面加工面积图4-8 避免深孔加工的方法 (a) 错误(b) 正确(a) 错误(b) 正确 ②尽量避免或简化内表面的加工 因为外表面的加工要比内表面加工方便经济，又便于测量。因此，在零件设计时应力求避免在零件内腔进行加工。如图4-9所示箱体，将图(a)的结构改成图(b)所示的结构，这样不仅加工方便而且还有利于装配。再如图4-10所示，将图(a)中件2上的内沟槽a加工，改成图(b)中件1的外沟槽加工，这样加工与测量就都很方便。 (3) 有利于提高劳动生产率 ①零件的有关尺寸应力求一致，并能用标准刀具加工。如图4-11(b)中改为退刀槽尺寸一致，则减少了刀具的种类，节省了换刀时间。如图4-12(b)采用凸台高度等高，则减少了加工过程中刀具的调整。如图4-13(b)的结构，能采用标准钻头钻孔，从而方便了加工。 ②减少零件的安装次数零件的加工表面应尽量分布在同一方向，或互相平行或互相垂直的表面上；次要表面应尽可能与主要表面分布在同一方向上，以便在加工主要表面时，
毕业设计(论文) 零件的结构工艺性分析 学 院 工业制造与管理学院 年 级 专 业 学 号 2 学生姓名 指导老师 刘俊蓉 2013 年 3 月
毕业论文(设计)诚信承诺书
四川科技职业学院毕业设计（论文）评审表（指导教师用）
说明：在“A、B、C、D、E”对应的栏目下划“√”四川科技职业学院毕业设计(论文)任务书
摘要 数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，它是继传统的机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、传感检测技术、网络通讯技术和光电技术一体的现代制造业的基础技术，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化和智能化起着举足轻重的作用。数控装备则是以数控技术为代表的新技术对传统制造业和新兴制造业的渗透而形成的机电一体化的产品。数控技术制造自动化的基础，是现在制造装备的灵魂核心，是国家工业和国防工业现代化的重要手段，关系到国家的战略地位，体现国家的综合水平，其水平高低和数控装备的多少是衡量一个国家工业现代化的标志。 零件的结构工艺性是指在满足使用性能的前提下，是否能以较高的生产率和最低的成本方便地加工出来的特性。为了多快好省地把所设计的零件加工出来，就必须对零件的结构工艺性进行详细的分析。机械零部件的工艺性不足是现代工业生产中提高效益、确保产品质量的关键。零部件的结构应满足在制造、维修全过程中符合科学性、可行性和经济性的要求。工艺性具有整体性、相对性和灵活性的特点。本论文就数控加工对典型的轴类零件进行的零件结构工艺性分析，主要是对零件图的分析、毛胚的选择、零件的热处理、工艺路线的制定、数控加工工艺文件的填写、数控加工过程的编写。设计合理的加工工艺过程，充分发挥数控加工的优质、高效、低成本的特点，以及对零件的加工工艺进行分析。 关键词：零件；结构；工艺性；数控加工
零件结构的工艺性
零件结构的工艺性 一、零件结构工艺性概念 机械加工零件的结构工艺性 由于一般情况下切削加工的劳动耗费最多.因而零件结构的切削加工工艺性更为重要。下面将就单件小批生产中对它考虑的一般原则及实例进行简要分析。 ①尽量减少不必要的加工面积 减少加工面积不仅可减少机械加工的劳动量，而且还可以减少刀具的损耗，提高装配质量。图 2(b)中的轴承座减少了底面的加工面积，降低了修配的工作量，保证配合面的接触。图3(b)中减少了精加工的面积，又避免了深孔加工。 (a) (b) 图2 减少轴承座底面加工面积 设计零件 设计结构 选择材料 确定尺寸 使用性能：能用、好用、耐用 工艺要求：好做、好装、好修
(a) 错误 (b) 正确 (a) (b) 图3 避免深孔加工的方法 (a) 错误 (b) 正确 ②尽量避免或简化内表面的加工 因为外表面的加工要比内表面加工方便经济，又便于测量。因此，在零件设计时应力求避免在零件内腔进行加工。如图4所示，将图(a)中件2上的内沟槽a加工，改成图(b)中件1的外沟槽加工，这样加工与测量就都很方便。 3、有利于提高劳动生产率 (a) (b) 图5 退刀槽尺寸一致 (a) 错误 (b) 正确 ①零件的有关尺寸应力求一致，并能用标准刀具加工。如图5(b)中改为退刀槽尺寸一致，则减少了刀具的种类，节省了换刀时间。如
图6(b)采用凸台高度等高，则减少了加工过程中刀具的调整。如图7(b)的结构，能采用标准钻头钻孔，从而方便了加工。 (a) (b) 图6 凸台高度相等 (a) 错误 (b) 正确 (a) (b) 图7 便于采用标准钻头 (a) 错误 (b) 正确 ②减少零件的安装次数：零件的加工表面应尽量分布在同一方向，或互相平行或互相垂直的表面上；次要表面应尽可能与主要表面分布在同一方向上，以便在加工主要表面时，同时将次要表面也加工出来；孔端的加工表面应为圆形凸台或沉孔，以便在加工孔时同时将凸台或沉孔全锪出来。如：图8(b)中的钻孔方向应一致；图9(b)中键槽的方位应一致。
机械零件设计师必须要掌握的结构工艺性要求！ 机械零件结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。结构工艺性好的零件，不仅能方便地生产出来，而且零件的缺陷少，成本低，在市场上具有较强的竞争力。因此，在机械设计时，必须研究机器零件的结构工艺性设计。 机械零件结构工艺性设计的基本原则： ?与所选定的结构材料相适应； ?与毛坯成形方法相适应； ?与生产工艺过程相适应，与零件加工工艺路线相适应； ?与生产批量相适应； ?与质量技术指标相适应； ?与生产的具体条件和具体生产工艺相适应； 机械零件结构工艺性贯穿于零件的材料选择、毛坯制作、热处理、切削加工、机器装配及维修等生产过程的各个阶段。
设计零件的结构时，通常使零件的结构形状与生产规模、生产条件、零件材料、毛坯制作、工艺技术等诸多方面相适应。应从以下几方面加以考虑： 1．零件形状简单合理 一般来讲，零件的结构和形状越复杂，制造、装配和维修将越困难，成本也越高。所以，在满足使用要求的情况下，零件的结构形状应尽量简单。满足使用要求的条件下，力求减少加工表面的数量和加工的面积。 2．合理选用毛坯类型 根据零件尺寸大小、生产批量的多少和结构的复杂程度来确定齿轮的毛坯类型：尺寸小、结构简单、批量大时用模锻毛坯；结构复杂、批量大时采用铸造毛坯；单件或少量生产时则可采用焊接件或自由锻毛坯。 3．铸件的结构工艺性 铸造毛坯的采用较为广泛，设计其结构时应注意壁厚均匀、过渡平缓，以防产生缩孔和裂纹，保证铸造质量；要有适当的结构斜度及拔模斜度，以便于起模；铸件各面的交界处要采用圆角过渡；为增强刚度，应设置必要的加强筋。
结构工艺性概念 任何零件、部件或整个产品的结构设计都是根据其用途和使用要求来设计的，但是结构方面是否完善合理，很大程度上还是看这种结构能否满足工艺方面的要求。如果所设计的产品结构没有考虑到工艺方面的要求，就会在生产过程中降低生产率、延长生产周期、提高产品成本，使产品在市场上失去竞争能力。因此，产品的结构工艺性的问题在结构设计中是一个十分重要的问题。 结构工艺性的意义：在满足产品使用要求的前提下，所拟定的结构以及所规定的技术要求必须能适应现代制造工艺水平，使生产过程便于实现并能保证其经济性。 所谓产品结构工艺性就是指设计的产品结构在具体生产条件下便于制造，能够采用最有效的工艺方法。也就是说，如果所设计产品结构的工艺性好，则便于应用先进的、生产率高的工艺过程和工艺方法，使产品的制造也是最经济的。此外，产品结构工艺性也可以认为零件（或部件）在加工或装配时的方便程度和经济程度。因此，结构工艺性可分为零件结构的工艺性和装配的工艺性。 产品的结构工艺性与生产批量有关，满足大量生产的结构工艺性，不一定能满足单件和小批量生产。另外，随着科学技术的发展和制造工艺的不断进步，结构工艺性的具体内容也是不断变化的。因此，企图定量地来评定结构工艺性，通过一些技术经济指标的计算来进行判断，虽然可能（比如：使用计算机），但还不是完善的。下面主要是定性地说明评定结构工艺性的一些基本原则，也是工艺人员对结构工艺性进行分析的依据。 对整个来说，结构工艺性需从以下几方面来考虑： 1）零件总数，虽然零件的复杂程度可能差别很大，但一般来说，组成产品的零件总数愈少，特别是不同名称的零件数目愈少则结构的工艺性愈好。另外，在一定零件总数中利用生产上已经掌握的零件和组合件的数目愈多（即设计的产品结构具有继承性），或是标准的、
根据以上要求，重点应掌握如下内容： 注法零件图的技术要求表示机器或部件的图样，称为装配图。表示单个零件的图样，称为零件图。零件图表达了零件的结构形状，尺寸大小和技术要求。零件图是用来指导制造、生产加工和零件检验的图样。在生产过程中，要根据零件图注明的材料和数量进行备料；根据图示的形状、尺寸和技术要求来加工制造；最后还要根据图纸进行检验。 零件图视图选择 ? 零件的视图选择就是选用一组合适的视图表达出零件的内、外结 构形状及其各部分的相对位置关系。一个好的零件视图表达方案 是：表达正确、完整、清晰、简练，同时易于看图。 ? 由于零件的结构形状是多种多样的，所以在画图前应对零件进行 结构形状分析，并针对不同零件的特点选择主视图及其它视图， 确定最佳表达方案。 选择视图的原则是：在完整、清晰的表达零件内、外形状的前提下， 尽量减少图形数量，以方便画图和看图。 零件分析 主视图的选择 其它视图的选择 零件表达方案小结 零件分析 零件分析是认识零件的过程，是确定零件表达方案的前提，一个好的视 图表达方案离不开对零件的全面、透彻、正确分析。同时，零件分析也 是确定零件的尺寸标注以及确定零件的技术要求的前提，因此，零件分 析是绘制零件图的依据。 通常零件分析主要包括以下四个方面内容： 1、零件的结构形状分析 通过对零件的结构形状分析，了解它的内外结构形状特征，从而可根据 其结构形状特征选用适当的表达方法和方案，在完整、清晰地表达零件 各部分结构形状的前提下，力求制图简便。这是选择主视图的投影方向 和确定视图表达方案的前提。 2．零件的功能分析 通过对零件的功能分析，了解零件的作用及工作原理，分清其结构的主 要部分、次要部分，明确零件在机器或部件中的工作位置和安装形式。 这是选择主视图时，需要遵循工作位置原则的依据。 3．零件的加工方法分析 在画零件图之前，应对该零件的加工方法和加工过程有一个比较完整、 清楚的了解，这样就可确零件在各加工工序中的加工位置。这是选择主 视图时，需要遵循加工位置原则的依据。 4．零件的工艺结构分析 零件的工艺结构分析就是要求设计者从零件的材料、铸造工艺、机械加工工艺乃至于装配工艺等各个方面对零件进行分析，以便在零件的视图选择过程中，考虑这些工艺结构的标准化等特需要求和规定，使零件视图表达更趋完整、合理。 主视图是表达零件的主要视图，零件图的主视图选择除需遵循形状特 征原则外，还必须遵循工作位置原则和加工位置原则 主视图投影方向
结构工艺性的概念 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
结构工艺性概念 任何零件、部件或整个产品的结构设计都是根据其用途和使用要求来设计的，但是结构方面是否完善合理，很大程度上还是看这种结构能否满足工艺方面的要求。如果所设计的产品结构没有考虑到工艺方面的要求，就会在生产过程中降低生产率、延长生产周期、提高产品成本，使产品在市场上失去竞争能力。因此，产品的结构工艺性的问题在结构设计中是一个十分重要的问题。 结构工艺性的意义：在满足产品使用要求的前提下，所拟定的结构以及所规定的技术要求必须能适应现代制造工艺水平，使生产过程便于实现并能保证其经济性。 所谓产品结构工艺性就是指设计的产品结构在具体生产条件下便于制造，能够采用最有效的工艺方法。也就是说，如果所设计产品结构的工艺性好，则便于应用先进的、生产率高的工艺过程和工艺方法，使产品的制造也是最经济的。此外，产品结构工艺性也可以认为零件（或部件）在加工或装配时的方便程度和经济程度。因此，结构工艺性可分为零件结构的工艺性和装配的工艺性。 产品的结构工艺性与生产批量有关，满足大量生产的结构工艺性，不一定能满足单件和小批量生产。另外，随着科学技术的发展和制造工艺的不断进步，结构工艺性的具体内容也是不断变化的。因此，企图定量地来评定结构工艺性，通过一些技术经济指标的计算来进行判断，虽然可能（比如：使用计算机），但还不是完善的。下面主要是定性地说
明评定结构工艺性的一些基本原则，也是工艺人员对结构工艺性进行分析的依据。 对整个来说，结构工艺性需从以下几方面来考虑： 1）零件总数，虽然零件的复杂程度可能差别很大，但一般来说，组成产品的零件总数愈少，特别是不同名称的零件数目愈少则结构的工艺性愈好。另外，在一定零件总数中利用生产上已经掌握的零件和组合件的数目愈多（即设计的产品结构具有继承性），或是标准的、通用的零件数目愈多，则结构工艺性就愈好。 2）材料的需要量，制造整个产品所需各种材料的数量，特别是贵重材料或稀有材料的数量也是影响结构工艺性的一个重要因素，这点对产品非常重要，因为它影响产品的价格，另外当材料困难时就会影响产品的生产。此外，加工性能差的材料应减少使用。 3）零件各种制造方法的比例，尽量多的采用无切削或少切削的加工工艺，如冷挤压、冷冲压、精密铸造等，这样可以提高劳动效率和降低成本。显然，产品中采用这些工艺的零件比例数字愈大，则结构工艺就愈好，如果需要采用切削加工工艺，最好能采用加工费用低的方法制造的零件数愈多，则产品的工艺性也愈好。 4）零件的平均精度，产品中所有零件要加工的尺寸平均精度愈低，则工艺性愈好，另外，也可将不同尺寸按精度等级分类，然后进行比较。 5）技术经济指标，要求产品生产的劳动总量要少，生产成本要低，金属材料或各种特种材料消耗量要少，则结构工艺性就愈好。
零件的工艺性分析
零件的工艺性分析 一、分析研究产品的零件图样和装配图样在编制零件机械加工工艺规程前，首先应研究零件的工作图样和产品装配图样，熟悉该产品的用途、性能及工作条件，明确该零件在产品中的位置和作用；了解并研究各项技术条件制订的依据，找出其主要技术要求和技术关键，以便在拟订工艺规程时采用适当的措施加以保证。工艺分析的目的，一是审查零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理，是否便于加工和装配；二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制订出合理的工艺规程。 如图 3-8 所示的汽车钢板弹簧吊耳，使用时，钢板弹簧与吊耳两侧面是不接触的，所以吊耳内侧的粗糙度可由原来的设计要求R a3.2 μ m 建议改为R a12.5 μ m. 。这样在铣削时可只用粗铣不用精铣，减少铣削时间。 再如图 3-9 所示的方头销，其头部要求淬火硬度 55~60HRC ，所选用的材料为 T 8A ，该零件上有一孔φ 2H7 要求在装配时配作。由于零件长度只有 15mm ，方头部长度仅有 4mm ，如用 T 8A 材料局部淬火，势必全长均
被淬硬，配作时，φ 2H7 孔无法加工。若建议材料改用 20Cr 进行渗碳淬火，便能解决问题。 二、结构工艺性分析零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。下面将从零件的机械加工和装配两个方面，对零件的结构工艺性进行分析。（一）机械加工对零件结构的要求 1 ．便于装夹零件的结构应便于加工时的定位和夹紧，装夹次数要少。图 3 -10a 所示零件，拟用顶尖和鸡心夹头装夹，但该结构不便于装夹。若改为图 b 结构，则可以方便地装置夹头。 2 ．便于加工零件的结构应尽量采用标准化数值，以便使用标准化刀具和量具。同时还注意退刀和进刀，易于保证加工精度要求，减少加工面积及难加工表面等。表 3-8b 所示为便于加工的零件结构示例。 3 ．便于数控机床加工被加工零件的数控工艺性问题涉及面很广，下面结合编程的可能性与方便性来作工艺性分析。 编程方便与否常常是衡量数控工艺性好坏的一个指标。例如图 3-11 所示某零件经过抽象的尺寸标注方法，若
零件的工艺性分析 如图所示为接触环零件图，材料为08钢，厚度1mm,大批量生产。制定工件冲压工艺规程，设计其模具，编制零件的加工工艺规程。 1.1冲压件的工艺性分析 1.1.1结构与尺寸 1、由该冲压零件图可知，该零件结构简单、规则，而且尺寸较小，使得排样时废料较少。 2、冲压件的内、外的转角无太尖锐的尖角，部分区域以圆弧过渡，减少了冲压时某些尖角出出现崩刃和过快磨损现象。 3、对于08钢材料，其悬臂宽度b=1.5mm ，厚度t=1mm ，应满足b ≥1.5t ，当板料t>1mm 时按1mm 考虑，经计算悬臂宽度满足条件；臂长l 为：3.25和1.3均小于5倍臂宽；凹槽宽度1.65>1.5t ，最小孔径d 为1.85>0.9t ，均满足要求。 结合以上分析，该冲压件的结构与尺寸均适宜于冲压加工。 1.1.2 精度 冲压件的经济精度一般不高于IT11，查表可知，该零件的基本尺寸公差除9.4接近于IT11级外，其余尺寸均低于IT12级，也没有其他特殊的要求。分析可知可知，利用普通冲裁方式可以达到零件图样要求。 1.1.3材料 根据本次设计课题材料要求为08钢，根据附表可得金属材料的力学性能：软态，带料，抗剪强度 b=255MPa ，伸长率占10=38%，分析可知，此材料具有较高的弹性和良好的塑性，其冲裁加工性能较好，适合冲裁加工。 1.1.4批量 课题要求该零件需大批量生产，综上分析可知，该零件在冲压加工下操作简便， 而且劳动强度低，生产效率高，成本较低，适合冲裁加工。 0 6.5+0.1-0
结论：该零件的工艺性较好，可以冲裁加工。 1.2冲裁工艺方案的确定 1.2.1工艺方案分析与选择 根据冲压零件图，分析其形状特点，确定该零件加工包括落料，冲孔两个基本工序，分析可知由以下3种工艺方案选择： （1）先落料，再冲孔。采用单工序模生产。 （2）落料—冲孔复合冲压，采用复合模生产。 （3）冲孔—落料连续冲压，采用连续模（级进模）生产。 结合单工序模、复合模以及级进模的优缺点比较可知： 方案（1）制造时上午周期短，成本也较低，但需要两道工序，导致生产效率低，且零件平面度差。难以满足零件大批量生产的需要。 方案（2）生产效稍低，因零件的孔边距太小，导致模具强度不能保证，操作较为困难，且不能保证安全性。 方案（3）生产效率高，操作方便，安全性好，通过设计合理的模具结构和排样方案可以达到较好的零件质量和避免模具强度不够的问题。 综合以上分析，并参考相关资料，可知该零件采用级进冲裁方案较好。 1.3模具确定 1.3.1模具类型 根据冲压零件的冲裁方案以及设计要求，模具应采用硬质合金模。 1.3.2操作与定位方式 虽然该冲压零件的生产批量较大，但如果能够合理安排生产送料方式，将能够能够在达到批量要求的同时，降低模具成本，因此采用手工送料方式。同时考虑零件尺寸较小，材料厚度较薄，采用导料板导向、侧刃定距的定位方式。为减少料头和料尾的材料消耗和提高定距的可靠性，采用双侧刃前后对角布置。 1.3.3卸料与出件方式 考虑零件厚度较薄，采用弹性卸料方式。为了便于操作、提高生产率，冲裁件和废料采用由凸模直接从凹模洞口退下的下出件方式。即倒装式模。1.3.4模架类型及精度 由于零件厚度薄，冲裁间隙很小，又是级进模，因此采用导向平稳的对角导柱模架。考虑零件精度要求不是很高，但冲裁间隙较小，因此采用I级模架精度。