第8章

汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)工藝性機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院內(nèi)容提要重點(diǎn)：零件機(jī)械加工的結(jié)構(gòu)工藝性和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的裝配工藝性概念實(shí)及實(shí)例分析；

要求:能熟練分析零件機(jī)械加工的結(jié)構(gòu)工藝性和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的裝配工藝性

。

產(chǎn)品及零部件設(shè)計(jì)的工藝性是一個(gè)廣義的概念，它包括毛坯制造、熱處理、機(jī)械加工、裝配和修理的結(jié)構(gòu)工藝性，還與原材料及毛坯的選擇、制造方法、質(zhì)量和技術(shù)要求、標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)類型和批量等諸多方面有關(guān)。

零件的結(jié)構(gòu)工藝性，是指零件所具有的結(jié)構(gòu)是否便于制造，裝配和拆卸。它是評(píng)價(jià)零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)。零件的結(jié)構(gòu)工藝性可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行零件機(jī)械加工的結(jié)構(gòu)工藝性零件結(jié)構(gòu)工藝性的優(yōu)劣對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造具有至關(guān)重要的影響。

在零件設(shè)計(jì)之初，設(shè)計(jì)人員要充分重視結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，在滿足零件使用要求的前提下，零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)做到：

①有利于零件達(dá)到加工質(zhì)量的要求；②有利于使用高效機(jī)床和先進(jìn)加工工藝相適應(yīng)；③有利于減少零件的機(jī)動(dòng)工時(shí)；④有利于減少加工過(guò)程中的輔助工時(shí)；⑤有利于使用標(biāo)準(zhǔn)刀具和量具。8.1零件機(jī)械加工的結(jié)構(gòu)工藝性零件機(jī)械加工的結(jié)構(gòu)工藝性1、提高零件的標(biāo)準(zhǔn)化程度

標(biāo)準(zhǔn)化是組織現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要手段之一。

零件結(jié)構(gòu)要素的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，既可以簡(jiǎn)化零件的設(shè)計(jì)工作，又可以減少零件生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量，使零件的生產(chǎn)準(zhǔn)備周期大大縮短，降低零件的生產(chǎn)成本。

零件結(jié)構(gòu)要素的標(biāo)準(zhǔn)化主要包括螺紋、花鍵、中心孔、孔、螺紋的退刀槽、插齒空刀槽、砂輪越程槽、錐度與錐角、莫氏錐度、零件倒圓與倒角、球面半徑、T型槽、鋸縫尺寸等，這些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和尺寸標(biāo)注應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。零件機(jī)械加工的結(jié)構(gòu)工藝性2、盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件汽車產(chǎn)品是由大量零件構(gòu)成的。設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件。

標(biāo)準(zhǔn)件，是指一個(gè)企業(yè)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制造的零件。

通用件，是指在同一類型不同規(guī)格的或者不同類型的產(chǎn)品中，部分零件相同，它們彼此可以互換通用的零件。上述兩類零件在產(chǎn)品中所占的比重，是評(píng)定一個(gè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化程度的一項(xiàng)重要指標(biāo)。

一個(gè)產(chǎn)品中，標(biāo)準(zhǔn)件和通用件所占的比例大，不僅可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，避免重復(fù)設(shè)計(jì)工作，而且也減少了產(chǎn)品中的零件種類，擴(kuò)大了零件制造批量，這就可以采用高效設(shè)備和工藝裝備，同時(shí)也減少了工藝裝備數(shù)量，有利于降低制造成本。3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方便零件加工和檢測(cè)零件機(jī)械加工的結(jié)構(gòu)工藝性（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方便零件加工a）鉆孔的入端和出端應(yīng)避免斜面不合理合理零件機(jī)械加工的結(jié)構(gòu)工藝性不合理合理b）應(yīng)避免深孔加工零件機(jī)械加工的結(jié)構(gòu)工藝性不合理

合理c）被加工孔的軸線應(yīng)避免傾斜零件機(jī)械加工的結(jié)構(gòu)工藝性不合理

合理d）被加工孔的位置不能距壁太近

零件機(jī)械加工的結(jié)構(gòu)工藝性不合理合理e）加工螺紋和齒輪時(shí)應(yīng)有退刀槽零件機(jī)械加工的結(jié)構(gòu)工藝性不合理合理f）零件溝槽的表面不應(yīng)與其他加工表面重合零件機(jī)械加工的結(jié)構(gòu)工藝性（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方便零件檢測(cè)不合理合理a）零件的尺寸標(biāo)注應(yīng)便于加工和測(cè)量零件機(jī)械加工的結(jié)構(gòu)工藝性不合理合理b）結(jié)構(gòu)便于錐度的加工和測(cè)量零件機(jī)械加工的結(jié)構(gòu)工藝性4、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)方便零件在夾具中的安裝、定位、夾緊不合理合理a）圓柱面比圓錐面便于定位夾緊零件機(jī)械加工的結(jié)構(gòu)工藝性不合理合理c）增加夾緊邊緣或工藝孔便于可靠夾緊零件機(jī)械加工的結(jié)構(gòu)工藝性不合理合理e）應(yīng)使零件有可靠的主要定位基準(zhǔn)面零件機(jī)械加工的結(jié)構(gòu)工藝性5、提高生產(chǎn)率、保證產(chǎn)品質(zhì)量（1）盡量減少零件的裝夾和機(jī)床的調(diào)整次數(shù)不合理合理a）同一零件上的同一種結(jié)構(gòu)要素應(yīng)盡量使其一致零件機(jī)械加工的結(jié)構(gòu)工藝性不合理合理c）零件在同一方向的加工面高度尺寸相差不大時(shí)應(yīng)盡可能使其等高零件機(jī)械加工的結(jié)構(gòu)工藝性不合理合理e）箱體上螺紋孔種類應(yīng)盡量少零件機(jī)械加工的結(jié)構(gòu)工藝性（2）盡量減少零件的加工面積不合理合理a）支撐面應(yīng)盡量設(shè)計(jì)成臺(tái)階面零件機(jī)械加工的結(jié)構(gòu)工藝性不合理合理b）較大的接觸平面應(yīng)設(shè)計(jì)為環(huán)面零件機(jī)械加工的結(jié)構(gòu)工藝性不合理合理c）箱體類零件的結(jié)合面應(yīng)盡量減少磨削或刮削面積零件機(jī)械加工的結(jié)構(gòu)工藝性不合理合理e）盡量減少切削加工的表面數(shù)零件機(jī)械加工的結(jié)構(gòu)工藝性不合理合理f）軸上僅一小段軸徑有嚴(yán)格公差要求時(shí)應(yīng)將零件設(shè)計(jì)成階梯軸零件機(jī)械加工的結(jié)構(gòu)工藝性6.零件加工時(shí)應(yīng)該具有足夠的剛性零件結(jié)構(gòu)具有足夠的剛性不僅是產(chǎn)品零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，也是零件制造過(guò)程中的要求。

不合理合理a）在撥叉板幅上加強(qiáng)筋滿足使用和加工要求零件機(jī)械加工的結(jié)構(gòu)工藝性不合理合理b）在兩凸緣間設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋避免工件加工時(shí)產(chǎn)生變形產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的裝配工藝性8.2產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的裝配工藝性設(shè)計(jì)人員在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，必須充分地考慮其裝配工藝性。產(chǎn)品裝配時(shí)，不僅要保證裝配精度要求，還要便于裝配，減少裝配工作量，縮短裝配周期，降低裝配成本等。

零部件結(jié)構(gòu)裝配工藝性是指所設(shè)計(jì)的零部件在滿足產(chǎn)品使用性能要求的情況下，其裝配連接的可能性和經(jīng)濟(jì)性，或者說(shuō)機(jī)器裝配的難易程度。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的裝配工藝性主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮1、產(chǎn)品能方便分解成獨(dú)立的裝配的裝配單元產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的裝配工藝性汽車是由許多零件組成的，零件是汽車的最小單元。為了有效地組織裝配工作，在汽車的生產(chǎn)過(guò)程中，常常將汽車劃分為若干個(gè)獨(dú)立的裝配單位，以便組織平行的流水線裝配，縮短裝配周期。因此，產(chǎn)品能否合理地劃分為若干獨(dú)立的裝配單元是評(píng)價(jià)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)裝配工藝性最重要的指標(biāo)之一。一般可以將產(chǎn)品的裝配單元?jiǎng)澐譃槲寮?jí)，即零件、合件、組件、部件和產(chǎn)品。將能進(jìn)行獨(dú)立裝配的部分叫做裝配單元。任何機(jī)器都是由若干個(gè)裝配單元組成的。如汽車可以分為前后橋、發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、車身等部件。每個(gè)部件作為一個(gè)獨(dú)立的裝配單元。

部件由許多組件組成，而每個(gè)組件也是獨(dú)立的裝配單元，它又由若干合件組成。合件是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的零件結(jié)合成的不可拆卸的整體件，它也是獨(dú)立的裝配單元。這樣裝配時(shí)就非常便于組織生產(chǎn)、管理，有利于企業(yè)之間的協(xié)作和產(chǎn)品的配套，有利于組織專業(yè)化生產(chǎn)，這種生產(chǎn)方式在汽車的大批大量生產(chǎn)中被廣泛采用。圖8-7所示即為零件、合件、組件、部件和產(chǎn)品之間關(guān)系的裝配單元系統(tǒng)圖。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的裝配工藝性圖8-7汽車裝配單元系統(tǒng)圖2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)有正確的裝配基準(zhǔn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的裝配工藝性

零件在裝配單元上的正確位置，是由零件裝配基準(zhǔn)間的配合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。為了使零件能正確地定位，必須有正確合理的裝配基準(zhǔn)，零件在裝配時(shí)同樣應(yīng)符合六點(diǎn)定位原則，不許出現(xiàn)過(guò)定位或欠定位現(xiàn)象。不合理合理a）有同軸度要求的兩零件連接時(shí)應(yīng)有正確的裝配基準(zhǔn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的裝配工藝性不合理合理b）不應(yīng)用螺紋連接作為裝配基準(zhǔn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的裝配工藝性不合理合理c）零件在裝配時(shí)應(yīng)符合六點(diǎn)定位原則3、便于裝配產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的裝配工藝性

為使裝配工作順利進(jìn)行，首先應(yīng)將零件順利地裝成合件、部件，最后裝配成產(chǎn)品，然后進(jìn)行調(diào)整、檢驗(yàn)和試車。不合理合理a）有配合要求的零件端部應(yīng)有倒角產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的裝配工藝性不合理合理b）裝配時(shí)形成密封腔處應(yīng)有排氣通道產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的裝配工藝性不合理合理c）與軸承孔配合的軸徑不要太長(zhǎng)以減小裝配難度產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的裝配工藝性不合理合理d）應(yīng)盡可能組成獨(dú)立的裝配單元避免箱體內(nèi)裝配產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的裝配工藝性不合理合理e）緊固件應(yīng)盡量布置在易于拆裝的位置產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的裝配工藝性不合理合理f）應(yīng)有足夠放置螺釘?shù)母叨群桶馐只顒?dòng)的空間產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的裝配工藝性不合理合理g）在大底座上安裝機(jī)體時(shí)應(yīng)使螺紋連接方便裝配4、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)方便易損零件的拆除和維修產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的裝配工藝性產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)，既要考慮零件便于裝配，又要考慮組件、合件的拆卸，滿足產(chǎn)品調(diào)試和維修需要。不合理合理a）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)有利于軸承內(nèi)外圈的拆卸