1、1零件結(jié)構(gòu)對(duì)加工方法和制造成本的影響；影響零件結(jié)構(gòu)對(duì)加工方法和制造成本的影響；影響零件結(jié)構(gòu)工藝性的主要因素；零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)工藝性的主要因素；零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用。的實(shí)際應(yīng)用。零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過程的意義。零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過程的意義。2零件本身的結(jié)構(gòu)，對(duì)加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益有零件本身的結(jié)構(gòu)，對(duì)加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益有著重要影響。為了獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益，在設(shè)計(jì)零件結(jié)著重要影響。為了獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益，在設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)時(shí)，不僅要考慮滿足使用要求，還應(yīng)當(dāng)考慮是否能夠構(gòu)時(shí)，不僅要考慮滿足使用要求，還應(yīng)當(dāng)考慮是否能夠制造和便于制造，也就是要考慮零件結(jié)構(gòu)的工藝性。制造和

2、便于制造，也就是要考慮零件結(jié)構(gòu)的工藝性。 一、概述一、概述1、零件的結(jié)構(gòu)工藝性概念、零件的結(jié)構(gòu)工藝性概念零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計(jì)的零件在滿足使用要求的零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計(jì)的零件在滿足使用要求的前題下，制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性，即難易程度。其內(nèi)容前題下，制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性，即難易程度。其內(nèi)容包括零件機(jī)械加工結(jié)構(gòu)工藝性和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)裝配工藝性。包括零件機(jī)械加工結(jié)構(gòu)工藝性和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)裝配工藝性。良好的結(jié)構(gòu)工藝性是指在現(xiàn)有工藝條件下既能方便制造，良好的結(jié)構(gòu)工藝性是指在現(xiàn)有工藝條件下既能方便制造，又有較低的制造成本。又有較低的制造成本。3產(chǎn)品及零件的制造，包括毛坯生產(chǎn)、切削加工、熱處理產(chǎn)品及零件的制造，

3、包括毛坯生產(chǎn)、切削加工、熱處理和裝配等許多階段。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須全面考慮，使各個(gè)和裝配等許多階段。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須全面考慮，使各個(gè)生產(chǎn)階段都具有良好的工藝性。由于一般悄況下切削加生產(chǎn)階段都具有良好的工藝性。由于一般悄況下切削加工的勞動(dòng)耗費(fèi)最多，因而切削加工工藝性更為重要。工的勞動(dòng)耗費(fèi)最多，因而切削加工工藝性更為重要。42、結(jié)構(gòu)工藝性內(nèi)容、結(jié)構(gòu)工藝性內(nèi)容 (1) 在毛坯制造方面在毛坯制造方面l 鑄件：璧厚均勻、便于造型。鑄件：璧厚均勻、便于造型。l 鍛件：形狀簡單、便于出模。鍛件：形狀簡單、便于出模。(2) 在加工方面在加工方面l 合理標(biāo)注零件的技術(shù)要求。合理標(biāo)注零件的技術(shù)要求。l 便于安裝、加工。

4、便于安裝、加工。l 有利于提高加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率。有利于提高加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率。(3) 在裝配方面在裝配方面l 便于裝配。便于裝配。l 減少修配量。減少修配量。53、結(jié)構(gòu)工藝性原則、結(jié)構(gòu)工藝性原則(1) 合理確定零件的技術(shù)要求合理確定零件的技術(shù)要求不需要加工的表面，不要設(shè)計(jì)成加工面；不需要加工的表面，不要設(shè)計(jì)成加工面；要求不高的表面，不應(yīng)設(shè)計(jì)為高精度和表面粗糙度要求不高的表面，不應(yīng)設(shè)計(jì)為高精度和表面粗糙度Ra值低的表面，否則會(huì)使成本提高。值低的表面，否則會(huì)使成本提高。(2) 遵循零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化遵循零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù) 零件的孔徑、錐度、螺紋孔徑

5、和螺距、齒輪模數(shù)和壓力零件的孔徑、錐度、螺紋孔徑和螺距、齒輪模數(shù)和壓力角、圓弧半徑、溝槽等參數(shù)盡量選用有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)推薦的數(shù)角、圓弧半徑、溝槽等參數(shù)盡量選用有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)推薦的數(shù)值，這樣可使用標(biāo)準(zhǔn)的刀、夾、量具，減少專用工裝的值，這樣可使用標(biāo)準(zhǔn)的刀、夾、量具，減少專用工裝的設(shè)計(jì)、制造周期和費(fèi)用。設(shè)計(jì)、制造周期和費(fèi)用。6盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件 諸如螺釘、螺母、軸承、墊圈、彈簧、密封圈等零件，諸如螺釘、螺母、軸承、墊圈、彈簧、密封圈等零件，一般由標(biāo)準(zhǔn)件廠生產(chǎn)，根據(jù)需要選用即可，不僅可縮短一般由標(biāo)準(zhǔn)件廠生產(chǎn)，根據(jù)需要選用即可，不僅可縮短設(shè)計(jì)制造周期，使用維修方便，而且較經(jīng)濟(jì)。設(shè)計(jì)制造周期，使用維修方便，而

6、且較經(jīng)濟(jì)。盡量采用標(biāo)準(zhǔn)型材盡量采用標(biāo)準(zhǔn)型材 只要能滿足使用要求，零件毛坯盡量采用標(biāo)準(zhǔn)型材，不只要能滿足使用要求，零件毛坯盡量采用標(biāo)準(zhǔn)型材，不僅可減少毛坯制造的工作量，而且由于型材的性能好，僅可減少毛坯制造的工作量，而且由于型材的性能好，可減少切削加工的工時(shí)及節(jié)省材料?？蓽p少切削加工的工時(shí)及節(jié)省材料。(3) 合理標(biāo)注尺寸合理標(biāo)注尺寸按加工順序標(biāo)注尺寸，盡量減少尺寸換算，并能方便按加工順序標(biāo)注尺寸，盡量減少尺寸換算，并能方便準(zhǔn)確地進(jìn)行測量。準(zhǔn)確地進(jìn)行測量。從實(shí)際存在的和易測量的表面標(biāo)注尺寸，且在加工時(shí)從實(shí)際存在的和易測量的表面標(biāo)注尺寸，且在加工時(shí)應(yīng)盡量使工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。應(yīng)盡量使工藝基準(zhǔn)與設(shè)

7、計(jì)基準(zhǔn)重合。7零件各非加工面的位置尺寸應(yīng)直接標(biāo)注，而非加工面零件各非加工面的位置尺寸應(yīng)直接標(biāo)注，而非加工面與加工面之間只能有一個(gè)聯(lián)系尺寸。與加工面之間只能有一個(gè)聯(lián)系尺寸。(4) 零件結(jié)構(gòu)要便于加工零件結(jié)構(gòu)要便于加工零件結(jié)構(gòu)要便于安裝，定位準(zhǔn)確，加工穩(wěn)定可靠。零件結(jié)構(gòu)要便于安裝，定位準(zhǔn)確，加工穩(wěn)定可靠。盡量減小毛坯余量和選用切削加工性好的材料。盡量減小毛坯余量和選用切削加工性好的材料。各要素的形狀應(yīng)盡量簡單，加工面積要盡量小，規(guī)格各要素的形狀應(yīng)盡量簡單，加工面積要盡量小，規(guī)格應(yīng)盡量統(tǒng)一。應(yīng)盡量統(tǒng)一。盡量采用標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工，且刀具易進(jìn)入、退出和盡量采用標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工，且刀具易進(jìn)入、退出和順利通

8、過加工表面。順利通過加工表面。加工面和加工面之間、加工面和不加工面之間均應(yīng)明加工面和加工面之間、加工面和不加工面之間均應(yīng)明顯分開，加工時(shí)應(yīng)使刀具有良好的切削條件，以減少刀顯分開，加工時(shí)應(yīng)使刀具有良好的切削條件，以減少刀具磨損和保證加工質(zhì)量。具磨損和保證加工質(zhì)量。 8二、原則應(yīng)用實(shí)例二、原則應(yīng)用實(shí)例1、應(yīng)能采用標(biāo)準(zhǔn)化刀具加工、應(yīng)能采用標(biāo)準(zhǔn)化刀具加工零件的大面積沉凹結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角應(yīng)留有一定的轉(zhuǎn)角半徑，零件的大面積沉凹結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角應(yīng)留有一定的轉(zhuǎn)角半徑，而且轉(zhuǎn)角半徑應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)銑刀直徑一致。而且轉(zhuǎn)角半徑應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)銑刀直徑一致。 a) 改進(jìn)前改進(jìn)前 b) 改進(jìn)后改進(jìn)后92、盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)，同類參數(shù)盡量一致、盡量

9、采用標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)，同類參數(shù)盡量一致(1) 圖圖a所示的軸上砂輪越程槽寬度、鍵槽寬度設(shè)計(jì)成不所示的軸上砂輪越程槽寬度、鍵槽寬度設(shè)計(jì)成不同尺寸，則需采用不同尺寸的刀具加工。圖同尺寸，則需采用不同尺寸的刀具加工。圖b將這些槽將這些槽的寬度改成相同尺寸，用一把刀具完成所有槽的加工。的寬度改成相同尺寸，用一把刀具完成所有槽的加工。 a) 改進(jìn)前改進(jìn)前 b) 改進(jìn)后改進(jìn)后10(2) 軸上的過渡圓角盡量一致，便于加工。軸上的過渡圓角盡量一致，便于加工。(3) 使用同一把刀具可加工所有鍵槽。使用同一把刀具可加工所有鍵槽。 a) 改進(jìn)前改進(jìn)前 b) 改進(jìn)后改進(jìn)后11(4) 同一端面上的尺寸相近螺紋孔改為同一尺寸螺

10、紋孔，同一端面上的尺寸相近螺紋孔改為同一尺寸螺紋孔，便于加工和裝配。便于加工和裝配。 a) 改進(jìn)前改進(jìn)前 b) 改進(jìn)后改進(jìn)后12(4) 下圖所示螺紋設(shè)計(jì)時(shí)，要采用標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，這樣才能下圖所示螺紋設(shè)計(jì)時(shí)，要采用標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，這樣才能使用標(biāo)準(zhǔn)絲錐和板牙加工。使用標(biāo)準(zhǔn)絲錐和板牙加工。133、零件加工部位的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于刀具正確地切人及切出。、零件加工部位的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于刀具正確地切人及切出。(1) 圖圖a的孔與零件立壁相距太近，造成鉆夾頭與立壁干的孔與零件立壁相距太近，造成鉆夾頭與立壁干涉，只能采用非標(biāo)準(zhǔn)加長鉆頭，刀具剛性差。改進(jìn)后，涉，只能采用非標(biāo)準(zhǔn)加長鉆頭，刀具剛性差。改進(jìn)后，可以采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，從而可保證加工

11、精度。可以采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，從而可保證加工精度。 a) 改進(jìn)前改進(jìn)前 b) 改進(jìn)后改進(jìn)后14(2) 插齒時(shí)要留有空刀槽，這樣大齒輪可滾齒或插齒，插齒時(shí)要留有空刀槽，這樣大齒輪可滾齒或插齒，小齒輪可以插齒加工。小齒輪可以插齒加工。 a) 改進(jìn)前改進(jìn)前 b) 改進(jìn)后改進(jìn)后15(3) 刨削時(shí)，在平面的前端要有讓刀的部位，讓刀槽。刨削時(shí)，在平面的前端要有讓刀的部位，讓刀槽。 a) 改進(jìn)前改進(jìn)前 b) 改進(jìn)后改進(jìn)后16(4) 磨削時(shí)，各表面間的過渡部分應(yīng)設(shè)計(jì)出越程槽。磨削時(shí)，各表面間的過渡部分應(yīng)設(shè)計(jì)出越程槽。 a) 改進(jìn)前改進(jìn)前 b) 改進(jìn)后改進(jìn)后174、應(yīng)盡量減少加工面積、應(yīng)盡量減少加工面積圖圖a所示支座

12、零件的底面加工面積較大，改為圖所示支座零件的底面加工面積較大，改為圖b的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)后，減少了加工面積，從而減少機(jī)械加工量和刀具消耗。后，減少了加工面積，從而減少機(jī)械加工量和刀具消耗。 a) 改進(jìn)前改進(jìn)前 b) 改進(jìn)后改進(jìn)后185、盡量減少安裝次數(shù)，降低安裝誤差和減少輔助工時(shí)，、盡量減少安裝次數(shù)，降低安裝誤差和減少輔助工時(shí)，提高切削效率，保證精度提高切削效率，保證精度(1) 改進(jìn)前的傾斜加工表面會(huì)增加裝夾次數(shù)，改進(jìn)后一改進(jìn)前的傾斜加工表面會(huì)增加裝夾次數(shù)，改進(jìn)后一次安裝可同時(shí)加工幾個(gè)表面。次安裝可同時(shí)加工幾個(gè)表面。 a) 改進(jìn)前改進(jìn)前 b) 改進(jìn)后改進(jìn)后19(2) 改進(jìn)前需裝夾兩次，改進(jìn)后只需一次

13、裝夾即可磨削改進(jìn)前需裝夾兩次，改進(jìn)后只需一次裝夾即可磨削兩個(gè)表面。兩個(gè)表面。0.20.20.20.2 a) 改進(jìn)前改進(jìn)前 b) 改進(jìn)后改進(jìn)后20(3) 軸上的鍵槽不在同一方向，銑削時(shí)需重復(fù)安裝和對(duì)軸上的鍵槽不在同一方向，銑削時(shí)需重復(fù)安裝和對(duì)刀。改進(jìn)后鍵槽布置在同一方向上可減少安裝、調(diào)整次刀。改進(jìn)后鍵槽布置在同一方向上可減少安裝、調(diào)整次數(shù)，也易于保證位置精度。數(shù)，也易于保證位置精度。改進(jìn)前改進(jìn)前改進(jìn)后改進(jìn)后21(4) 圖圖a所示所示A、B面的加工需要分別調(diào)整機(jī)床；若如圖面的加工需要分別調(diào)整機(jī)床；若如圖b所示將所示將A、B面的高度改成一致，則可在機(jī)床的一次調(diào)面的高度改成一致，則可在機(jī)床的一次調(diào)整中

14、完成整中完成A、B面的加工。面的加工。 a) 改進(jìn)前改進(jìn)前 b) 改進(jìn)后改進(jìn)后22(5) 改進(jìn)前需從兩端分別進(jìn)刀，需裝夾兩次，改進(jìn)后可改進(jìn)前需從兩端分別進(jìn)刀，需裝夾兩次，改進(jìn)后可省去一次安裝。省去一次安裝。 b) 改進(jìn)后改進(jìn)后a) 改進(jìn)前改進(jìn)前236、零件應(yīng)便于安裝，即準(zhǔn)確定位、可靠夾緊。、零件應(yīng)便于安裝，即準(zhǔn)確定位、可靠夾緊。(1) 圖圖a所示的大平板工件在加工中不便裝夾，為此，增所示的大平板工件在加工中不便裝夾，為此，增設(shè)夾緊的工藝凸緣或工藝孔設(shè)夾緊的工藝凸緣或工藝孔(圖圖b)，以便用螺釘、壓板夾，以便用螺釘、壓板夾緊，且吊裝、搬運(yùn)方便。緊，且吊裝、搬運(yùn)方便。24(2) 刨削較大工件時(shí)，往

15、往把工件直接安裝在工作臺(tái)上，刨削較大工件時(shí)，往往把工件直接安裝在工作臺(tái)上，為了保證加工時(shí)加工面水平、便于安裝找正，可在零件為了保證加工時(shí)加工面水平、便于安裝找正，可在零件上增加工藝凸臺(tái)上增加工藝凸臺(tái)(圖圖b)。必要時(shí)可在精加工后切除。必要時(shí)可在精加工后切除。 a) 改進(jìn)前改進(jìn)前 b) 改進(jìn)后改進(jìn)后25(3) 工件在三爪卡盤上安裝時(shí)，工件與卡爪是點(diǎn)接觸工件在三爪卡盤上安裝時(shí)，工件與卡爪是點(diǎn)接觸(圖圖a)，不能將工件夾牢。通過增加一段圓柱面，不能將工件夾牢。通過增加一段圓柱面(圖圖b)，使工，使工件與卡爪的接觸面積增大，安裝較容易。件與卡爪的接觸面積增大，安裝較容易。 a) 改進(jìn)前改進(jìn)前 b) 改

16、進(jìn)后改進(jìn)后26(4) 圖圖a所示的軸承蓋，要加工外圓及端面，如果夾在所示的軸承蓋，要加工外圓及端面，如果夾在A處，一般卡爪的長度不夠，處，一般卡爪的長度不夠，B面又不便裝夾。若改為圖面又不便裝夾。若改為圖b所示結(jié)構(gòu)，便可在所示結(jié)構(gòu)，便可在C面方便地裝夾，或者改成圖面方便地裝夾，或者改成圖c所示結(jié)所示結(jié)構(gòu)，增加一工藝圓柱面構(gòu)，增加一工藝圓柱面D用于裝夾。用于裝夾。277、孔的軸線應(yīng)與進(jìn)口和出口的端面垂直，避免在曲面、孔的軸線應(yīng)與進(jìn)口和出口的端面垂直，避免在曲面或斜壁上鉆孔或斜壁上鉆孔孔的軸線不垂直于孔的進(jìn)口或出口的端面，鉆頭容易產(chǎn)孔的軸線不垂直于孔的進(jìn)口或出口的端面，鉆頭容易產(chǎn)生偏斜或彎曲，甚至

17、折斷。應(yīng)盡量避免在曲面或斜壁上生偏斜或彎曲，甚至折斷。應(yīng)盡量避免在曲面或斜壁上鉆孔，提高生產(chǎn)率，保證精度。鉆孔，提高生產(chǎn)率，保證精度。 a) 改進(jìn)前改進(jìn)前 b) 改進(jìn)后改進(jìn)后288、零件結(jié)構(gòu)要有足夠的剛性、零件結(jié)構(gòu)要有足夠的剛性(1) 零件結(jié)構(gòu)要有足夠的剛性，以減小其在夾緊力或切零件結(jié)構(gòu)要有足夠的剛性，以減小其在夾緊力或切削力作用下的變形，保證加工精度。圖削力作用下的變形，保證加工精度。圖a所示管件的壁所示管件的壁厚較薄，易因夾緊力和切削力而變形，增設(shè)凸緣后厚較薄，易因夾緊力和切削力而變形，增設(shè)凸緣后(圖圖b)，提高了零件的剛度。提高了零件的剛度。 a) 改進(jìn)前改進(jìn)前 b) 改進(jìn)后改進(jìn)后29(

18、2) 圖圖a所示箱體結(jié)構(gòu)剛度較差，刨削上平面時(shí)易因切削所示箱體結(jié)構(gòu)剛度較差，刨削上平面時(shí)易因切削力造成工件變形。增加肋板后力造成工件變形。增加肋板后(圖圖b)，提高了剛度，可以，提高了剛度，可以采用較大的切深和進(jìn)給量加工，易于保證加工工件的質(zhì)采用較大的切深和進(jìn)給量加工，易于保證加工工件的質(zhì)量并提高了生產(chǎn)率。量并提高了生產(chǎn)率。 a) 改進(jìn)前改進(jìn)前 b) 改進(jìn)后改進(jìn)后309、有利于保證位置精度。、有利于保證位置精度。有相互位置精度要求的表面，最好能在一次安裝中加工，有相互位置精度要求的表面，最好能在一次安裝中加工，這樣有利于保證加工表面間的位置精度、減少安裝次數(shù)。這樣有利于保證加工表面間的位置精度

19、、減少安裝次數(shù)。圖圖a所示結(jié)構(gòu)需要通過兩次裝夾來分別加工外圓面和內(nèi)所示結(jié)構(gòu)需要通過兩次裝夾來分別加工外圓面和內(nèi)孔，難以滿足同軸度精度的要求。改為圖孔，難以滿足同軸度精度的要求。改為圖b所示凸臺(tái)結(jié)所示凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，可在一次裝夾中加工出內(nèi)、外圓表面，容易滿足同構(gòu)，可在一次裝夾中加工出內(nèi)、外圓表面，容易滿足同軸度要求。軸度要求。3110、便于測量。、便于測量。如圖如圖a所示，標(biāo)注尺寸測量基準(zhǔn)為所示，標(biāo)注尺寸測量基準(zhǔn)為A面，不便測量，改為面，不便測量，改為圖圖b后，尺寸測量基準(zhǔn)為后，尺寸測量基準(zhǔn)為B面，便于測量。面，便于測量。 a) 改進(jìn)前改進(jìn)前 b) 改進(jìn)后改進(jìn)后32設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)原則圖圖 例例 說明說明改進(jìn)前改進(jìn)前改進(jìn)后改進(jìn)后零件機(jī)械加工結(jié)構(gòu)工藝性示例零件機(jī)械加工結(jié)構(gòu)工藝性示例33設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)原則圖圖 例例 說明說明改進(jìn)前改進(jìn)前改進(jìn)后改進(jìn)后34設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)原則圖