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o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

表 8-5 锻压件结构工艺性举例

序号		说 明	不良结构	良好结构
1	自由锻锻件	锻件上的锥形、楔形、曲线形等表面的锻造，需专用工具，应尽量避免
2		锻件上不允许有加强筋，为了增加强度，可适当增加外径或壁厚
3		为便于切削加工和装配而设计的小凸台，应改为沉头孔
4		两圆柱体相贯的结构难锻造，应改为平面交接结构
5	冲压件	适当改变冲压件外形结构，如由 a ）形结构改为 b ）形结构，可使材料利用率得到提高
6		弯曲件和拉深件的转角处，都应具有一定 圆角，以免拉裂

表 8-6 焊接件结构工艺性举例

序 号	说 明	不良结构	良好结构
1	尽量采用型材焊接，使焊缝数量少，简化焊接工
2	为了施焊方便，应使焊缝处于平焊位置，要留"足够的操作空间
3	焊缝应远离加工表面
4	焊缝应尽量对称分布，以减少焊接应力与变形
5	焊缝应尽可能分散，避免集中和交叉
6	在厚壁与薄壁焊接时，应有缓和的过渡连接
7	焊缝应尽量避开最大应力和应力集中部位

表 8-7 切削加工件结构工艺性举例

序 号	说 明	不良结构	良好结构
1	将中间部位尺寸加大进行粗镗，从而减少精镗长度
2	为了加工时安装方便，在零件上增加夹紧边缘或夹紧孔
3	原设计须从两端进行加工，改进后可省去一次安装
4	孔的位置应使钻头能够加工，尽量避免用加长钻头
5	避免在曲面和斜面上钻孔，以免钻头单边切削
6	钻削不通孔或阶梯形孔的孔底应与钻头的尺寸形状相符
7	零件结构设计要注意留有退刀余地
8	同一零件上性质相同的尺寸应一致，以便用同一把刀具就能加工
9	改进零件形状，增 刚性，便于切削加工，以提高生产率