机械制造基础ch16零部件结构工艺性jg
零件上常见的工艺结构
零件上常见的工艺结构零件的结构形状应满足设计要求和工艺要求。
零件的结构设计既要考虑工业美学、造型学，更要考虑工艺可能性、否则将使制造工艺复杂化，甚至无法制造或造成废品。
零件上的常见结构，多数是通过铸造（或锻造）和机构加工获得的，故称为工艺结构。
一、零件上铸造工艺结构（一）铸造圆角为便于铸件造型，避免从砂型中起模时砂型转角处落砂及浇注时将转角处冲毁，防止铸件转角处产生裂纹、组织疏松和缩孔等铸缺陷，故铸件上相邻表面的相交处应做成圆角，如图1和图2所示。
对于压塑件，其圆角能保证原料充满压模，并便于将零件从压模中取出。
铸造圆角半径一般取壁厚的0.2~0.4倍，可从有关标准中查出。
同一铸件的圆角半径大小应尽量相同或接近，如图3所示。
铸件经机械加工的表面，其毛坯上的圆角被切削掉，转角处呈尖角或加工出倒角，如图1b，和图3中所示。
（二）起模斜度造型时，为了便于将木模从砂型中取出，在铸件的内外壁上沿起模方向常设计出一定的斜度，称为起模斜度（或叫起模斜度、铸造斜度），如图4所示。
起模斜度的大小通常为1：100~1：20，用角度表示时，手工造型木模样为1o~3 o，金属模样为1 o ~2 o，机构造型金属模样为0.5 o ~1 o。
起模斜度（如起模斜度不大于3时），图中可不画出（图4a），但应在技术要求中加以注明。
当需要表示时，如在一个视图中起模斜度已表示清楚（图4b），则其他视图疔只按其小端画出，如图4c所示。
（三）铸件壁厚为保证铸件的铸造质量，防止因壁厚不均冷却结晶速度不同，在肥厚外产生组织疏松以致缩孔，薄厚相间处产生裂纹等，应使铸件壁厚均匀或逐渐变化，避免突然改变壁厚和局部肥大现象。
壁厚变化不宜相差过大，为此可在两壁相交处设置过渡斜度，如图5。
为了便于制模、造型、清砂、去除浇冒口和机械加工，铸件形状应尽量简化，外形尽可能平直，内壁应减少凹凸结构，如图6。
铸件厚度过厚易产生裂纹、缩孔等铸造缺陷，但厚度过薄又使铸件强度不够。
机械制造基础第4章 零件的结构工艺性
4.3 零件结构的装配工艺性
表4-2 零件结构的装配工艺性实例分析
2
左图所示两配合件
在轴向有两对配合表
面，不得不提高孔深
和台阶套长度的加工
精度。应改为右图所
示结构
左图所示两配合件在 径向有两对配合表面， 不得不提高阶梯轴外 圆和阶梯孔的精度。 右图所示结构合理
4.3 零件结构的装配工艺性
序号 3
表4-2 零件结构的装配工艺性实例分析
不良结构
良好结构
说明
左图所示轴肩和孔 的端面无法贴紧，应 在孔端设倒角或在轴 肩根部切槽，如右图 所示
轴承与轴颈配合较 紧，为保证轴承顺利 到达轴颈处，应使轴 承稍小于轴颈
4.3 零件结构的装配工艺性
表4-2 零件结构的装配工艺性实例分析
4
左图所示轴承内环
不易拆卸，应使轴承
设计原则
便 于 安 装
4.2 零件结构的切削加工工艺性
表4-1 零件结构的切削加工工艺性分析对比
结构工艺性对比 结构工艺性不好
结构工艺性好
说明
增加工艺凸台，以 便安装找正。精加工 后把凸台去除
设计原则
便 于 安 装
4.2 零件结构的切削加工工艺性
表4-1 零件结构的切削加工工艺性分析对比
结构工艺性对比 结构工艺性不好
将封闭的T形槽改 为开口形，或者设计 出落刀孔的结构
4.2 零件结构的切削加工工艺性
表4-1 零件结构的切削加工工艺性分析对比
孔口表面应与孔的轴 线垂直，以免钻头折 断或者产生“引偏”
采用组合结构，以避 免加工两端同轴线孔 的困难
不通孔的底部，以及 大孔到小孔的过渡， 应尽量采用钻头形成 的锥面
4.2 零件结构的切削加工工艺性
机械制造基础第一章(试卷)
第一章机械加工基础一、名词解释：1．工艺过程：2．机械加工工艺过程：3．工序：4．安装：5．工位：6．工步：7．复合工步：8．进给：9．生产纲领：10．工艺规程：11．零件的结构工艺性：12．基准：13．设计基准：14．工艺基准：15．工序基准：16．定位基准：17．测量基准：18．装配基准：19．定位：20．夹紧：21．粗基准：22．精基准：23．工序集中：24．工序分散：25．工序余量：26．加工总余量：27．尺寸链：28．（尺寸链的）环：29．组成环：30．封闭环：31．增环：32．减环：36．原始误差：33．原理误差：34．误差复映：35．机械加工的表面质量：36．表面粗糙度：二、填空题：1．若零件上几个待加工表面用几把刀同时进行加工，则将这种工步称为____________。
2．零件的加工精度通常包括____________、____________和____________。
3．在安排切削加工顺序时，需要遵守的原则是____________、____________、____________和____________。
4．按照用途的不同，可将工艺基准分为____________、____________、____________和____________。
5．在机械加工中，由于加工余量不均匀、材料硬度不均匀、夹紧力时大时小等原因引起的加工误差属____________误差。
6．在粗基准选择中，为保证某重要加工表面余量均匀，应选择____________作为粗基准。
7．由于采用了近似的成形运动而产生的误差称为____________误差。
8．零件在加工、测量和装配等过程中所使用的基准统称为______________基准。
9．在工艺过程中，每道工序安排的加工内容较少，而整个工艺过程的工序数较多，这样的安排方式称为_______________原则。
10．工艺尺寸链中最终由其它尺寸所间接保证的环，称为____________环。
机械制造技术教程-零件结构的工艺性简介
§9-6 零件结构的工艺性简介
（四）凸台和凹坑
§9-6 零件结构的工艺性简介
零件上与其他零件的接触面，一般都要加工。为了减少加工面积，并保证零 件表面之间有良好的接触，通常在铸件上设计出凸台、凹坑。
凸台
凹坑
接触加工面
配合加工面
§9-7 读零件图
读零件图时，应联系零件在机器或部件中的位置、作用，以及与其 他零件的关系，才能理解和读懂零件图。
二、和零便件于加装配工，面在的轴工和艺孔结的构端部，一
般都加工成倒角。
倒圆
倒角
（一倒）圆：倒为角了和避倒免圆应应力集中而产生
裂纹，在轴肩处通常加工成圆角的
过渡形式。
倒角和倒圆的尺寸系列可查阅附表25、26。
§9-6 零件结构的工艺性简介
（二）螺纹退刀槽和砂轮越程 槽 在切削加工时，特别是在车螺纹和磨削时，为了便于退出刀具或使砂轮可以稍
稍越过加工面，通常在零件待加工面的末端，先车出螺纹退刀槽和砂轮越程槽。
螺纹退刀槽:
砂轮越程槽:
螺纹退刀槽和砂轮越程槽的结构尺寸系列可查阅附表27、24。
（三）钻孔结构
用钻头钻出的盲孔, 在底部有一个120°的 锥角，钻孔深度指的是 圆柱部分的深度，不包 括锥坑。
用钻头钻孔时，要 求钻头轴线尽量垂直于 被钻孔的端面，以保证 钻孔准确和避免钻头折 断。
零件图表达了零件的结构形式、尺寸及其精度要求等内容，它们之间是相互
（四联）系的综，合读归图纳时应将视图、尺寸和技术要求综合考虑，才能对这个零件形成完整
的认识。
二、读零件图举例
（一）阀杆
§9-7 读零件图
（二）阀盖
§9-7 读零件图
（三）阀体
§9-7 读零件图
机械制造基础ch16结构工艺性
结构改进前
结构改进后
内加工表面转化
箱体孔径尺寸分布
减少配合面的数目
减少配合面的数目
3.2
3.2
3.2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.6
1.6
1.6
减少加工面积
采用合理结构以减小切削加工量
结构改进前
结构改进后
采用合理结构以减小切削加工量
结构改进前
结构改进后
孔在箱体零件上的分布
提高齿轮的安装刚度
改进后更便于使用标准通用工具
改进前
改进后
END
零部件装配的结构工艺性： 1．合理选择安装方法和装配基面 2．尽量减少配合面数量，使结合可靠 3．便于装配和拆卸
a c
e c
a e
尺寸标注不正确
H
3.2
A
锥孔和花键的度量
零件便于在机床或夹具上装夹
结构改进前
结构改进后
零件的退刀槽
钻孔位置
钻孔表面应与孔轴线垂直
零件便于在机床或夹具上装夹
西南石油大学
机电工程学院
第十六章 零部件的结构工艺性
第16章 零件加工的结构工艺性
零件的结构工艺性：
所设计的零件（部件）在满足使 用要求的前提下，加工（装配）该 零件（部件）的难易程度。
零件加工结构工艺性：
1．零件尺寸要合理 尺寸规格尽量标准化（采用标准刀具加工） 尺寸标注要合理 2．零件结构要合理 零件结构应便于加工（装夹） 零件结构应便于度量 零件结构应有足够的刚度（利于保证加工质量）
机械制造基础第4章典型零件机械加工工艺制定
（2）轴类零件的结构特点： 1）长度大于直径； 2）加工表面为内外圆柱面、圆锥面、螺纹、花 键、沟槽等； 3）有一定的回转精度。 （3）轴类零件的分类： 1）按其结构形状可分为光轴、阶台轴、空心轴 和异形轴(如曲轴、凸轮轴、偏心轴等)四类。 2）按轴的长度与直径之比值(长径比)又可分为刚 性轴(L/d≤12)和挠性轴(L/d＞12)两类。
（1）下料。需锻造和退火。 （2）毛坯的外形加工。车外圆和端面，钻中心孔（顶 尖孔），留有一定的磨削余量。 （3）热处理。即淬火和回火处理。 （4）磨削。即磨出外圆和左右端面，并保证同轴度。
异性凸模的加工工艺 异性凸模由于形状特殊，加工难度较大，主要采
用电火花线切割加工和成形加工。 （1）电火花线切割加工
（5）热处理安排 1）正火：毛坯锻造后。 2）调质：粗车后、半精车前。 3）表面淬火：磨削前
2、加工工艺过程
（五）某阶梯轴加工工艺
阶梯轴加工工艺过程
（六）某减速器传动轴加工工艺
4.2 套类件加工工艺制定
• 一.概述 • 1.套筒类零件的功用和结构特点 • （1）功用：支承旋转轴，引导刀具等 • （2）结构特点：同轴度较高的内外回转面；壁薄易变形； • 长度大于直径 • 2.套筒类零件的技术要求 • （1）内孔：尺寸IT6～7级，IT9级； • 形状精度在公差内，为1/2～1/3，圆柱度公差 • Ra 1.6～0.2，0.04 • （2）外圆：尺寸IT6～7级，形状精度在公差内，Ra3.2～0.8 • （3）内孔外圆同轴度：0.01～0.05。端面与轴线垂直度 • 3. 套筒类零件的材料及毛坯 • （1）材料 • 钢、铸铁、粉末冶金、铜及其合金、尼龙和工程塑料等； • 双金属结构——在钢或铸铁套的内壁上浇铸巴氏合金。 • （2）毛坯 • 孔径小—热轧或冷拉棒料，也用实心铸件； • 孔径大—无缝钢管或带孔的空心铸件和锻件； • 大量生产—冷挤压和粉末冶金。
机械制造技术基础第5章
5. 3.2 箱体类零件的工艺性
(3)基准的选择。箱体零件的粗基准一般都用它上面 的重要孔和另一个相距较远的孔作粗基准,以保证孔加工 时余量均匀。精基准选择一般采用基准统一的方案,常以 箱体零件的装配基准或专门加工的一面两孔为定位基准, 使整个加工工艺过程基准统一,夹具结构简单,基准不重合 误差降至最小甚至为零(当基准重合时)。
机械制造技术基础第5章
3.套筒类零件的技术要求 套筒类零件的外圆表面多以过盈或过渡配合与机架或 箱体孔配合,起支承作用。内孔主要起导向作用或支承作用, 常与传动轴、主轴、活塞、滑阀相配合。有些套的端面或 凸缘端面有定位或承受载荷作用。
(1)内孔与外圆的尺寸精度一般为IT7～IT6。为保证内 孔的耐磨性和功能要求,其表面粗糙度要求Ra2.5～0.16μm, 外圆的表面粗糙度为Ra5～0.63μm。
机械制造技术基础第5章
4.2.2 套筒类零件由于功用、结构形状及尺寸、材料、热处理
方法的不同,其工艺过程差别较大。其中,保证内孔与外圆的 同轴度公差,以及端面与内圆(外圆)轴线的垂直度公差,是拟 定工艺规程时需要关注的主要问题。
机械制造技术基础第5章
5. 2.3 盘类零件的加工工艺实例
一、法兰盘零件工艺过程
机械制造技术基础第5章
2.套筒类零件的毛坯制造方式
毛坯制造方式主要取决于其结构尺寸、材料和生产批
量的大小。孔径较大(如d＞20mm)时,常采用无缝钢管或带
孔的铸件和锻件。孔径较小时,多选用热轧或冷拉棒料,也 可采用实心铸件。大批量生产时,可采用冷挤压棒料、粉末 冶金棒料等。套筒类零件的材料以钢、铸铁、青铜或黄铜 为主,也有采用双金属结构(即在钢或铸铁套的内壁上浇注 一层轴承合金材料)的。套筒类零件常用的热处理方法有渗 碳、淬火、表面淬火、调质、高温时效及渗氮等。
机械制造基础ch10孔轴公差与配合jg
2）过盈配合（Interference Fit） 保证具有过盈（包括Ymin = 0）的配合。
2）过盈配合（Interference Fit）
保证具有过盈（包括Ymin = 0）的配合。
条件：孔的公差带在轴的公差带之下 即： Dmax≤dmin 或 ES≤ei
最小过盈=0
图10-4 过盈配合
2）过盈配合（Interference Fit）
1）间隙配合（Clearance Fit）
保证具有间隙（包括Xmin = 0）的配合。
条件：孔的公差带在轴的公差带之上 即：Dmin≥dmax 或 EI≥es
最小间隙=0
图10-3 间隙配合
1）间隙配合（Clearance Fit）
保证具有间隙（包括Xmin = 0）的配合。
条件：孔的公差带在轴的公差带之上 即：Dmin≥dmax 或 EI≥es
平均过盈： Yav=(Ymax+Ymin)/2
3）过渡配合（ Transition Fit） 可能具有间隙也可能具有过盈的配合。
3）过渡配合（ Transition Fit）
可能具有间隙也可能具有过盈的配合。 条件：孔、轴公差带重叠
即：Dmax>dmin 且Dmin<dmax 或：ES>ei 且EI<es
1. 概念大体可分两大类：
a、属于设计要求者：
公称尺寸、极限尺寸、公差、极限偏差、极限间隙（过 盈）、平均间隙（过盈）、配合公差。体现了设计思想， 只要设计图纸完成了，即可定量地确定，而与任何一个实 际零件无关，它们的关系可用公式表示，并可计算得到。
图10-5 过渡配合
3）过渡配合（ Transition Fit）
可能具有间隙也可能具有过盈的配合。 条件：孔、轴公差带重叠
机械制造基础零件的结构工艺性要点
、零件的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。
工艺性原则1 •尽量使用组合零件，多采用标准化、系列化零彳牛。
2•适当增设工艺性结构，使工件利于装夹并减少装夹次数；有相互位置精度要求的表面，应尽可能在一次装夹中完成加工。
3•零件尺寸要规格化、标准化，便于采用标淮刀負和量眞逬行加工和测量。
工艺性原则4•加工表面应利于刀具切入和退出，尽可能减少内加工表面和深孔等，保证加工的可能性和方便性。
5.尽量减轻工件质量和加工面积，加工表面形状尽量简单，并尽可能布置在同一表面或同一轴线上，以减少走刀次数，提高生产效率。
1.合理标注尺寸(1) 零件图上重要尺 寸应直接标注，在 加工时尽量使工艺 标准与设计基准重 合，符合尺寸链最 短的原则。
(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。
(3) 零件图上的尺寸不应标注成封闭式，以 免产生矛盾。
(4) 零件所有加工表面与非加工面之间只标 注一个联系尺寸。
不止4图7・活塞环槽尺寸的标注合理标注尺寸.1图7-保证同轴度的结构合理标注尺寸.2(5) 零件的自由尺寸，应按加工顺序尽量从 工艺基准注山22・零件结构便于加工、保证质量。
(1) 合于 加工精 成本；艾 (2) 保i 位置精 工出所图7-从工艺基准标注尺寸毎质量: 加制造 正零件的 夹下加os3.有利于减少加工和装配的劳动量图7-减少内部结构加匸4.有利于提高劳动生产率，与生产类型相适应为了改善零件的机械加工工艺性，在结构设计时应注意以下基本原则：(1)采用标准刀具、减少刀具种类(2)采用标准刀具、减少刀具种类・1——: -------2.5 2.5 — 2.5采用标准刀具、减少刀具种类・2R3 R1.5 R2 R2采用标准刀具、减少刀具种类・3 3XM8fl2 4XM10I18工件便于在机床上装夹工件便于在机床上装夹（3）减少工件装夹次数零件加匚表面应尽量分布在同一方向，或互相垂直的表面上。
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车辆零件开发与试制
消费类产品开发与试制 玩具产品开发与试制
电子产品开发与试制
医疗产品研发和术前 手术方案制定
文物和工艺品 的复原与设计
课后认真复习 祝学习愉快
减少配合面的数目
采用合理结构以减小切削加工量
结构改进前
结构改进后
结构改进前
结构改进后
采用合理结构以减小切削加工量
孔在箱体零件上的分布
定位销孔为盲孔， 取出定位销很困 难
带有螺纹孔的定位 销可方便取出
通孔结构可方 便取出定位销
销孔的不同结构
提高齿轮的安装刚度
油孔需配钻
油孔不需配钻
两种不同的轴上油孔结构 减少装配时的修配和机械加工
机器结构应便于装配和拆卸检修
两个轴承同时装入箱体 零件的配合孔中，既不 便于观察，导向性又差
轴依次装配的结构
两个轴承先后装入箱体 使装配工作简单方便
轴承很难拆卸
轴承容易拆卸
图7-6 主轴箱主轴与尾座套中心线等高装配简图 1—主轴箱 2—尾座体 3—尾座底版 4—床身
RPM技术的应用实例
零部件装配的结构工艺性： 1．合理选择安装方法和装配基面 2．尽量减少配合面数量，使结合可靠 3．便于装配和拆卸
机械零件结构工艺性
零件便于在机床或夹具上装夹
结构改进前
结构改进后
零件的退刀槽
钻孔表面应与孔轴线垂直
零件便于在机床或夹具上装夹
结构改进前
结构改进后
内加工表面转化
内加工表面转化
第十六章 零部件的结构工艺性
第一节 基本概念 第二节 零件切削加工的结构工艺性 第三节 零部件装配的结构工艺性
第16章 零件加工的结构工艺性
零件的结构工艺性：
➢ 所设计的零件（部件）在满足使 用要求的前提下，加工（装配）该 零件（部件）的难易程度。
零件加工结构工艺性：
1．零件尺寸要合理 尺寸规格尽量标准化（采用标准刀具加工） 尺寸标注要合理 2．零件结构要合理 零件结构应便于加工（装夹） 零件结构应便于度量 零件结构应有足够的刚度（利于保证加工质量）