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。

机械设计师在设计机械产品时,就要考虑到机械产品的结构工艺性,下面对几个典型机械结构工艺实例进行分析:

(1)合理确定零件的加工精度与表面质量

①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1(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。

机械设计工艺知识大全 机械设计结构工艺性实例分析(1)

(a) (b)

图1 有利于保证位置精度的工艺结构

(a) 错误 (b) 正确

(a) (b)

图2 减少轴承座底面加工面积

(a) 错误 (b) 正确

机械设计工艺知识大全 机械设计结构工艺性实例分析(2)

机械设计工艺知识大全 机械设计结构工艺性实例分析(3)

(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

机械设计工艺知识大全 机械设计结构工艺性实例分析(4)

机械设计工艺知识大全 机械设计结构工艺性实例分析(5)

(a) (b)

图4 将内表面转化为外表面加工

(a) 错误 (b) 正确

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5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。

机械设计工艺知识大全 机械设计结构工艺性实例分析(6)

机械设计工艺知识大全 机械设计结构工艺性实例分析(7)

(a) (b)

图5 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

机械设计工艺知识大全 机械设计结构工艺性实例分析(8)

机械设计工艺知识大全 机械设计结构工艺性实例分析(9)

(a) (b)

图6 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6(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7(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8(b)的结构,能采用标准钻头钻孔,从而方便了加工。

机械设计工艺知识大全 机械设计结构工艺性实例分析(10)

机械设计工艺知识大全 机械设计结构工艺性实例分析(11)

(a) (b)

图7 凸台高度相等

(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,

机械设计工艺知识大全 机械设计结构工艺性实例分析(12)

机械设计工艺知识大全 机械设计结构工艺性实例分析(13)

(a) (b)

图8 便于采用标准钻头

(a) 错误 (b) 正确

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9(b)中的钻孔方向应一致;图10(b)中键槽的方位应一致。

机械设计工艺知识大全 机械设计结构工艺性实例分析(14)

(a) (b) (a) (b)

图9 钻孔方向一致图10 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11(b)、12(b)所示,设有退刀槽、越程槽,减少了刀具(砂轮)的磨损。图13(b)的结构,便于引进刀具,从而保证了加工的可能性。

机械设计工艺知识大全 机械设计结构工艺性实例分析(15)

(a) (b)

图11 应留有越程槽

(a) 错误 (b) 正确

机械设计工艺知识大全 机械设计结构工艺性实例分析(16)

(a) (b)

图12 应留有退刀槽

(a) 错误 (b) 正确

机械设计工艺知识大全 机械设计结构工艺性实例分析(17)

(a) (b)

13 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14(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。

机械设计工艺知识大全 机械设计结构工艺性实例分析(18)

(a) (b)

图14 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15(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16所示,图(b)结构可将毛坯排列成行便于多件连续加工。

机械设计工艺知识大全 机械设计结构工艺性实例分析(19)

机械设计工艺知识大全 机械设计结构工艺性实例分析(20)

(a) (b)

图15 便于多刀加工

(a) 错误 (b) 正确

机械设计工艺知识大全 机械设计结构工艺性实例分析(21)

机械设计工艺知识大全 机械设计结构工艺性实例分析(22)

(a) (b)

图16 便于多件连续加工

(a) 错误 (b) 正确

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