结构工艺性

另外， 如果设计的机器或零件既能保证使用要求， 又可用最少的材料制造出来， 我们称 其为“节材性” 。节材性包括三个要素：1.机器或零件重量轻。2.制造过程中产生废料少。3.特殊钢材及稀有、贵重金属用量少。
生产一台机器或一个零件的过程， 一般都要经过毛坯制造、 切削加工、 热处理和装配等 过程，所以结构工艺性是个整体概念。 在进行结构设计时必须将各生产过程对零件结构工艺 性的要求全面考虑， 综合分析， 不应顾此失彼，使在不同生产阶段都具有良好的工艺性。如 不能周全的兼顾到各工种时， 则应抓住主要矛盾， 以求确定出较理想的方案， 从而获得较好 的结构工艺性。
在部件或机器装配图上，应根据机器的使用要求规定合适的装配技术要求。
第三节 毛坯结构工艺性
毛坯要具结构工艺性，注意选合适的毛坯型式、种类且据该种毛坯工艺的需要设计合 理的结构。设计时要根据具体情况综合考虑，如：零件材料、生产类型、结构形状、尺寸大 小等。
下面讨论铸件、锻件、焊件的结构工艺性。
一、铸件的结构工艺性 铸件结构工艺性常指零件的本身结构应符合铸造生产的要求， 便于铸造工艺过程顺利进 行，还能保证产品质量，如能简化铸造生产过程，减少铸造缺陷，节约金属材料，能降低成 本，及提高生产率，那所设计的铸件结构工艺性好。
心 和 排 气 方 便
避免用悬臂芯， 或设工艺孔，以
利型芯的固定
和排气
减少型芯，少用 或不Βιβλιοθήκη Baidu芯撑
铸件壁的连接
对于不同壁厚的铸件应逐渐过渡和转变、拐弯和交接处应采用较大圆角过渡连 接，以避免因应力集中而产生开裂，铸件壁厚应均匀，减少厚大部分，防止形成热节 而产生缩孔、晶粒粗大等缺陷，并能减少铸造热应力、变形、裂纹等缺陷，图例如表
零部件的结构工艺性与生产规模密切相关， 并随着科学技术发展而变化。 生产批量是影 响结构工艺性的首要因素，批量大小不同，制造方法不同，结构工艺性不同。先进制造工艺 与新技术的发展与应用是促进零件结构工艺性变化的又一重要因素。如采用电解、电火花、 激光、 超声波等加工工艺可使一些较复杂型面、难加工材料、微孔、窄缝等的加工变的较为
容易，又如精密铸、锻、精密冲压、挤压、轧制等工艺，可使毛坯精度大大提高，接近于成 品。
结构工艺性基本内容包括：
a．机器的系列化、通用化、标准化及合理的技术要求；
b．毛坯结构工艺性；
c．切削加工零件结构工艺性；
d．热处理结构工艺性；
e．机器结构的装配工艺性
第二节 机器的“三化”及技术要求合理性
机械行业迅速发展对各种机器的质量及品种多样化提出了更多的要求， 但这给设计制造 和维修带来了一定的难度及复杂化。 如能使不同行业的机器、 结构有一定统一性， 主要零部 件有通用性， 多设计标准件， 就可用最少的零部件品种满足各种需要， 减少品种数量及规格。 因此，机器品种规格系列化、零部件通用化、参数标准化可大大缩短机器设计和制造过程。 品种规格系列化后采用较多通用件、标准件，减少专用件，机器零件品种减少，零部 件制造批量增加； 零部件通用化后， 不同型号的机器有可能采用相同零部件， 既可扩大制造 批量，又有利于组织专门化生产，采用先进设备和工艺，提高产品质量，降低成本。对易损 件通用化、紧固件标准化，使维修配件、零件品种减少，方便了维修。因此，在设计机器时 的基本要求首先要按照“三化” 标准系列，对机器及其零部件多采用标准及定型结构， 尽量 减少专用件。这是评定一台机器总体结构工艺性好否的重要标志。
（8-2）
表（8-2）壁的连接形式
注意：不加工孔，再小也要铸出。
第四节锻件结构工艺性
锻件据锻造方法不同， 大致可分自由锻锻件和模锻件两种，也就是说锻件结构与锻造方
法是密切相关的。
一、锻造方法对锻件结构的要求及合理选材
锻造方法不同，零件结构形状要求不同。 设计锻造零件时，首先应按生产批量、零件形
状和尺寸及具备的生产条件，选择技术上可行、经济上合理的锻造方法。（参阅表8-3）再
从工艺过程分析，要造型、制芯方便，下芯、清理方便。应有如下要求：
1．外型应尽量简单
尽量简化外型、减少分型面，便于造型，只要能满足使用要求，不要复杂化（尽管复杂 形状也可铸造） ，以获得优质铸件。
2．铸件内腔合理设计
一般内腔要采用型芯， 这样会增加成本， 延长生产周期， 所以设计时如能直接铸出内腔 不要用型芯， 如非要用时， 应尽量避免悬臂型芯， 提高稳定性， 要做到便于下芯、 合箱安装、 固定及排气和清理。
第八章 结构工艺性
第一节 结构工艺性概述
机器由许多零件组成， 每一零件结构设计的是否合理直接关系到加工制造难易程度及对 使用性能的影响， 所以通常工程技术人员在设计整机或零部件时， 要从机器的使用、 制造等 方面全面考虑。为了评定机器结构的设计质量，通常引用“结构工艺性”概念。
如果所设计的产品 （零件） 根据一定的生产规模且能保证有较好的使用性能 （如寿命长、 效率高、安全可靠性、安装及维修方便等）前提下，能用劳动量小、高效率、材料消耗少、 较低成本的方法制造出来，那我们说此“零件结构工艺性好” ，或“具有结构工艺性” 。
按所选锻造方法的工艺性要求，合理设计零件的结构。
表（8-3）各种锻造方法的应用范围
注意起模方向
留有拔模斜度
将局部凸台连
成一体
可加长凸台面 积至分型面，避 免采用活块，或 不设凸台，锪平 即可
基本
要求
工艺性不好
%
'7
1
pj
r
去掉内凹处减
少铸造缺陷方
便制芯
制
芯
方 便
将箱形结构改 为肋骨形结构， 可省去型芯。但 强度和刚度变 差
将整体结构改 为组合结构简 化型芯形状保 证壁厚均匀
和 箱 下
3．铸件的结构斜度
垂直于分型面的不加工面要具有一定的结构斜度， 以便于起模。 对于不允许有结构斜度 的铸件应在模样上留出拔模斜度， 铸件愈高， 其斜度应相应减少， 以避免上下边绝对尺寸相 差过大。
以上参看表8-1示例。
表（8-1）铸件的结构工艺性
基本
要求
工艺性不好
L,
L.
各管口截面 应处在同一个 平面上以使分 型方便
零件结构设计中，仅用视图、剖视、剖面及尺寸合理的表达其形状及大小是不够的， 还需有合理的技术要求。如：1.机器性能、化学性能、热处理、无损探伤等；2.尺寸公差、
形位公差及表面粗糙度等；3.零件重量等其它要求。
尺寸公差、形位公差及表面粗糙度是零件图上机械加工中相当重要的内容，必须合理 选择及正确标注。对于基准的选择通常采用基孔制，特殊情况例外。从经济性考虑，只要能 满足使用要求， 应尽量选低公差等级， 根据生产规模及零件的具体结构确定合适精度， 且形 位公差、尺寸公差与表面粗糙度应协调。