零件的结构工艺性
机械零件设计师必须要掌握的结构工艺性要求
机械零件设计师必须要掌握的结构工艺性要求！机械零件结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。
结构工艺性好的零件，不仅能方便地生产出来，而且零件的缺陷少，成本低，在市场上具有较强的竞争力。
因此，在机械设计时，必须研究机器零件的结构工艺性设计。
机械零件结构工艺性设计的基本原则：・与所选定的结构材料相适应；・与毛坯成形方法相适应；・与生产工艺过程相适应,与零件加工工艺路线相适应；・与生产批量相适应；・与质量技术指标相适应；・与生产的具体条件和具体生产工艺相适应；机械零件结构工艺性贯穿于零件的材料选择、毛坯制作、热处理、切削加工、机器装配及维修等生产过程的各个阶段。
设计零件的结构时，通常使零件的结构形状与生产规模、生产条件、零件材料、毛坯制作、工艺技术等诸多方面相适应。
应从以下几方面加以考虑：1.零件形状简单合理一般来讲，零件的结构和形状越复杂，制造、装配和维修将越困难，成本也越高。
所以，在满足使用要求的情况下，零件的结构形状应尽量简单。
满足使用要求的条件下，力求减少加工表面的数量和加工的面积。
2.合理选用毛坯类型根据零件尺寸大小、生产批量的多少和结构的复杂程度来确定齿轮的毛坯类型：尺寸小、结构简单、批量大时用模锻毛坯；结构复杂、批量大时采用铸造毛坯；单件或少量生产时则可采用焊接件或自由锻毛坯。
3.铸件的结构工艺性铸造毛坯的采用较为广泛，设计其结构时应注意壁厚均匀、过渡平缓，以防产生缩孔和裂纹，保证铸造质量；要有适当的结构斜度及拔模斜度，以便于起模；铸件各面的交界处要采用圆角过渡；为增强刚度，应设置必要的加强筋。
4.锻件的结构工艺性设计其结构时应注意力求零件形状简单、不应有很深的凹坑，要留有适当的锻造斜度及圆角半径，尽量设计成对称形状；对于自由锻件应避免带有锥形和楔性，不允许有加强筋,不允许在基体上有凸台。
5.切削加工工艺性在机床上加工零件时，切削加工工艺性主要应从三方面考虑：①提高切削效率：②便于切削加工；③减少切削加工量。
零件的结构工艺性
零件的结构工艺性零件的结构工艺性是指该零件在设计与制造过程中的结构特点和工艺要求。
一个具有良好结构工艺性的零件，能够满足设计要求并且易于制造和装配。
首先，零件的结构设计应该尽可能简化。
过于复杂的结构会增加制造成本和装配难度。
因此，在进行零件设计时，应将设计原则和功能需求结合起来，尽量消除多余的部件，使零件的结构简单明了。
简化结构的同时，还需要保证零件在使用中的稳定性和可靠性。
其次，零件的工艺性要求考虑到制造过程的可行性和效率。
例如，确定零件的加工工艺和工艺路线时，需要考虑到加工设备和工艺工人的能力。
对于难以加工的形状、材料或细节，应采用合适的加工工艺，或者调整设计方案以简化加工难度。
此外，还应考虑到材料的可获得性和成本，选择合适的材料以满足设计要求。
另外，零件的装配性也是结构工艺性的重要方面之一。
装配性是指零件与其他零件之间的连接和组合方式。
要确保零件的装配性良好，需要在设计过程中考虑到零件的尺寸、精度以及协调配合要求。
合理选择连接方式和装配顺序，可以减少装配过程中的摩擦和损坏，并提高装配效率和质量。
最后，对于特殊的工艺要求，需要进行必要的分析和测试，确保零件的结构工艺性能达到预期。
例如，可以通过模拟分析、试验验证或者专用工艺设备来评估和验证零件的结构工艺性能。
这些工艺性能包括零件的强度、刚度、耐磨性、耐腐蚀性等。
总之，零件的结构工艺性是设计与制造过程中的重要考虑因素。
通过合理的结构设计和选取适合的工艺方法，可以提高零件的制造质量和效率，降低制造成本，最终实现设计要求。
为了确保零件的结构工艺性，设计师需要深入了解零件的使用环境和功能要求。
从设计到制造的整个过程中，设计师和制造工程师应密切合作，共同考虑零件的结构和工艺问题，以最大程度地提高零件的性能和可靠性。
在结构设计方面，设计师应遵循一些基本原则。
首先，要保证零件的结构合理、简单明了，减少冗余和复杂的部件。
过于复杂的结构不仅增加制造和装配的难度，还可能导致零件的失效和损坏。
机械零件结构工艺性分析与工艺路线的拟定
机械零件结构工艺性分析与工艺路线的拟定机械制造是工业生产中的重要方向，而机械零件是机械结构中的组成部分，其质量直接关系到机械产品的使用寿命和性能。
机械零件的制造需要涉及到材料、加工、组装等多个方面，其中结构工艺性分析与工艺路线的拟定是制造过程中的关键环节。
一、机械零件结构工艺性分析机械零件的结构设计应基于产品性能要求和零件本身的加工工艺能力，因此结构工艺性分析是设计和制造过程中的重要环节。
结构工艺性分析需要考虑以下几个方面：1.工艺性分析工艺性分析包括材料性能、加工难易程度、加工方法等因素的分析，对零件的加工难度和生产效率进行评估。
必须考虑每个零件的各个部分，包括设计尺寸和要求，加工难度，工艺可行性，设备的可用性等因素。
2.可靠性分析可靠性分析是对零件在制造过程中是否容易产生质量问题进行评估。
其目的在于找出可能导致零件质量不稳定的因素并加以消除。
3.生产装备和工作环境分析包括零件加工的设备、工作环境、人员技能水平等因素的分析。
二、机械零件工艺路线的拟定一个完整的加工流程应包括以下几个步骤：1.准备工作确定加工顺序、确定加工所使用的原材料、制作加工工装夹具等。
2.机床安装、调整和试运行保证机床和工具的精度和准确性，有利于提高加工质量和生产效率。
3.工艺试样制作进行工序试样制作和取样检测以确认加工参数，保障每个加工工序的质量。
4.批量生产在确定、检查和校验加工参数的基础上，进行批量生产。
在工艺路线的制定过程中，应注意以下几个方面：1.考虑零件的作用，尽量缩短生产周期，提高生产效率，优化生产成本。
2.结合机床的加工能力和机械刀具的切削性能，制定符合实际生产需要的加工路线。
3.严格按照零件要求和质量标准，制定生产计划和加工参数，保证零件的加工精度。
结论机械零件的制造是一个生产过程，需要通过结构工艺性分析和工艺路线的拟定来保障生产质量和效率。
在设计和制造过程中，需要考虑到多个因素，如材料、加工、装备和工作环境等。
结构工艺性
第三节 毛坯的结构工艺性
毛坯的选用与零件材料、生产类型、结构形状和尺寸大小有 毛坯的选用与零件材料、生产类型、 关。我们主要讨论一下锻和铸件两种毛坯的结构工艺性。 我们主要讨论一下锻和铸件两种毛坯的结构工艺性。 一、铸件的结构工艺性 1、避免铸造缺陷的合理结构 铸件壁厚的合理设计,壁厚太小造成浇不足、冷隔等缺陷； （1）铸件壁厚的合理设计,壁厚太小造成浇不足、冷隔等缺陷； 铸件壁厚应均匀:壁厚相差太大, （2）铸件壁厚应均匀:壁厚相差太大,那么在厚处容易形成缩孔 缩松,并且因冷却不一致, 缩松,并且因冷却不一致,产生的热应力大会在连接处产生裂纹 铸件的各壁之间应均匀过度， （3）铸件的各壁之间应均匀过度，两个非加工表面所形成的内 角应设计为圆角，直接连接会形成应力集中和产生裂纹； 角应设计为圆角，直接连接会形成应力集中和产生裂纹； 避免铸件产生翘曲变形和大的水平面结构。 （4）避免铸件产生翘曲变形和大的水平面结构。为了防止翘曲 应设计为对称结构或增加筋条结构；大的水平面会产生夹砂和郊 应设计为对称结构或增加筋条结构； 浇不足缺陷。 浇不足缺陷。
2、模锻件的结构设计 概念： （1）概念：在高强度的锻模上预先制出与锻件形状一致的模 腔，使坯料在模腔内受压变形的锻造方法。 使坯料在模腔内受压变形的锻造方法。 设计时的注意事项； （2）设计时的注意事项； a.模锻件必须有一个合理的分模面 模锻件必须有一个合理的分模面； a.模锻件必须有一个合理的分模面； b.由于模锻件尺寸精度高和表面粗糙度低 由于模锻件尺寸精度高和表面粗糙度低， b.由于模锻件尺寸精度高和表面粗糙度低，因此零件上 只有与其他机械配合的表面才设计为机械加工表面， 只有与其他机械配合的表面才设计为机械加工表面， 其它表面均设计为非加工表面。 其它表面均设计为非加工表面。 c.为了使金属容易充满模腔和减少工序 为了使金属容易充满模腔和减少工序, c.为了使金属容易充满模腔和减少工序,零件外形力求 简单、平直和对称, 简单、平直和对称,尽量避免截面间差别过大或具有 薄壁、 薄壁、高筋和凸起等结构 d.在零件结构允许的条件下 在零件结构允许的条件下， d.在零件结构允许的条件下，应尽量避免有深孔和多孔 结构； 结构； e.在可能的条件下 采用锻焊组合工艺,以减少敷料, 在可能的条件下, e.在可能的条件下,采用锻焊组合工艺,以减少敷料,简 化模锻工艺。 化模锻工艺。
10零件结构工艺性
10零件结构工艺性零件结构工艺性是指在设计和制造零件时，需要考虑到零件的结构形式、材料选择、加工工艺等各方面因素，保证零件能够满足设计要求，并具有良好的工艺性能。
在实际生产中，零件的结构工艺性对于产品的质量、性能和成本都有着重要的影响。
首先，零件的结构形式是零件结构工艺性的重要方面之一、零件的结构形式应该能够满足产品的功能需求，并且便于制造和装配。
例如，对于机械零件来说，合理的结构设计可以降低零件的重量，提高零件的耐用性，并简化加工工艺。
另外，零件的结构形式还应考虑到零件的可靠性和维修性，确保产品在使用过程中能够稳定运行和方便维护。
其次，材料选择是影响零件结构工艺性的重要因素之一、选择合适的材料可以提高零件的机械性能和使用寿命，同时也会影响到零件的加工难易程度和成本。
在进行材料选择时，需要考虑到零件所处的工作环境、受力情况和制造工艺等因素，选择能够满足设计要求的材料，并确保零件具有良好的可焊接性、可切削性和耐蚀性等工艺性能。
此外，加工工艺也是影响零件结构工艺性的关键因素之一、不同的零件结构形式和材料选择会要求采用不同的加工工艺方法，以确保零件能够获得高精度和良好的表面质量。
制造零件时需要根据零件的形状、尺寸和加工精度要求，选择合适的加工工艺，如铣削、车削、磨削、冲压等，确保零件能够满足设计要求，并具有良好的工艺性能。
总的来说，零件结构工艺性是设计制造过程中不可忽视的重要方面，它直接影响到产品的质量、性能和成本。
通过合理的结构设计、材料选择和加工工艺，可以提高零件的质量和生产效率，降低产品的制造成本，并最终实现产品的竞争力和市场需求。
因此，在设计和制造零件时，需要充分考虑零件的结构工艺性，确保零件能够达到设计要求，并具有良好的工艺性能。
零件的结构工艺性分析
零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性是指在满足使用性能的前提下，是否能以较高的生产率和最低的成本方便地加工出来的特性。
为了多快好省地把所设计的零件加工出来，就必须对零件的结构工艺性进行详细的分析。
主要考虑如下几方面。
(1) 有利于达到所要求的加工质量①合理确定零件的加工精度与表面质量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4-6(a)所示的结构，不能保证φ80㎜与内孔φ60㎜的同轴度。
如改成图(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。
(2) 有利于减少加工劳动量①尽量减少不必要的加工面积(a) (b)减少加工面积不仅可减少机械加工的劳动量，图4-6 有利于保证位置精度的工艺结构而且还可以减少刀具的损耗，提高装配质量。
图(a) 错误(b) 正确4-7(b)中的轴承座减少了底面的加工面积，降低了修配的工作量，保证配合面的接触。
图4-8(b)中减少了精加工的面积，又避免了深孔加工。
(a) (b) (a) (b)图4-7 减少轴承座底面加工面积图4-8 避免深孔加工的方法(a) 错误(b) 正确(a) 错误(b) 正确②尽量避免或简化内表面的加工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4-9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4-10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。
(3) 有利于提高劳动生产率①零件的有关尺寸应力求一致，并能用标准刀具加工。
如图4-11(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。
零件结构工艺性与设计原则
零件结构工艺性与设计原则引言在制造过程中，如何设计具有良好工艺性的零件结构是一个重要的问题。
零件结构工艺性的好坏将直接影响制造工艺的流畅性、成本的控制以及产品的品质。
因此，在设计阶段就要考虑到零件结构的工艺性，以充分满足制造要求。
本文将介绍一些零件结构的工艺设计原则，以帮助设计师更好地进行产品设计。
1. 简化结构在进行零件设计时，应该尽量避免过于复杂的结构。
复杂的结构会增加制造过程中的工艺难度和成本。
简化结构的方式可以包括减少零件数量、降低零件的复杂度、合理安排零件的连接和装配方式等。
通过简化结构，可以有效提高零件的工艺性和制造效率。
2. 合理设置尺寸公差在进行零件设计时，尺寸公差的设置非常重要。
合理设置尺寸公差可以保证零件的工艺性和装配性。
过大或过小的公差都会对零件的加工和装配造成困难。
因此，在设置尺寸公差时，应考虑到材料的收缩和膨胀、加工精度、装配精度以及使用过程中的变形等因素，以确保零件具有良好的工艺性和装配性。
3. 合理选择材料材料的选择对零件的工艺性有着重要的影响。
不同的材料具有不同的加工性能和物理性能，因此在设计零件时应根据实际需求合理选择材料。
同时，还需要考虑材料的可获得性和成本等因素。
选材不仅要满足零件的功能要求，还要考虑到制造工艺的可行性和经济性。
4. 合理设置加工工艺在设计零件时，应考虑到加工工艺的要求。
合理设置加工工艺可以提高零件的加工效率和质量。
在选择加工方法时，应根据零件的形状、尺寸和材料等因素进行综合考虑。
同时，还应设置适当的加工工艺参数，如切削速度、进给速度、切削深度等，以确保零件的加工质量和工艺性。
5. 设计可靠的连接方式零件的连接方式对产品的使用寿命和安全性有着重要的影响。
在设计零件结构时，应选择合适的连接方式，并且进行合理的连接布局。
常用的连接方式包括焊接、螺纹连接、插销连接等。
在选择连接方式时，需要考虑到零件的功能和使用环境，并进行合理的强度计算和试验验证，以确保连接的可靠性。
零件的结构工艺性
1. 机械零件的切削加工结构工艺性
平面比台阶面好、直孔比斜孔好加工、刚性好的好 加工； 5.尽可能使需精密加工的面少,使要加工的表面积 少; 6.为了方便零件的加工,可以考虑零件的合理拆分 和组合; 7.在满足使用要求的基础上,尽量降低零件的加工 精度和表面质量要求; 8.零件的结构应与先进加工方法相适应.
6） 尽量使用标孔底
指出下图中结构工艺性问题
并请加以改正
5） 有利于保证加工质量
要有足够的刚性以便减少工件在夹紧力或 切削力作用下的变形，保证加工精度；而且较 大的刚性，允许采用较大的切削用量，利于提 高生产率、
5 ）有利于保证加工质量
6） 尽量使用标准刀具加工
零件上的结构要素如孔径及孔底形状、中心孔、沟槽宽 度或角度、圆角半径、锥度、螺纹的直径和螺距、齿轮的 模数等，其参数值尽量与标准刀具相符，以便能使用标准 刀具加工，这样可以避免设计和制造专用刀具，降低加工 成本。
2）尺寸要素的统一
尽快减少走刀次数
3） 有利于保证相互位置精度
图a必须两次加工，图b则可以一次加工出来，有利于保证 位置精度要求
4）提高效率，减少加工量
图左的结构加工面较大，改为图右的结构则可以减 少加工量，使加工时间缩短，降低成本、提高效率
简化零件结构
图a形状复杂，加工费时，图b形状简单，有利于减少 成本。
便于加工和测量
便于加工和测量
钻孔空间
考虑钻孔时的加工状 况。例如：凸缘上的 孔要留出足够的加工 空间，避免钻夹头与 工件发生碰撞。 S≥D/2+(2~5mm)
弯曲的孔
避免弯曲的孔。
退刀槽
避免刀具或砂轮与工件的某个部分相撞，方便刀具 退出。
2） 尺寸要素的统一
零件结构的工艺性PPT课件
零件结构工艺性的重要性
提高零件结构的工艺性可以提高生产 效率、降低制造成本、提高产品质量 和可靠性，从而增强企业的竞争力。
良好的零件结构工艺性可以减少制造 过程中的废品和次品率，降低材料和 能源的消耗，减少对环境的污染。
零件结构工艺性的评价标准
可加工性
零件的结构应便于加工，如切 削、铸造、锻造、焊接等，以
THANKS.
焊接工艺性改进案例
总结词
简化焊接过程
详细描述
通过优化零件结构，简化焊接过程和提高焊接效率。例如 ，减少焊缝数量和长度，采用连续焊接工艺，降低生产成 本。
总结词
提高焊接质量
详细描述
通过改进零件结构设计，提高焊接质量和减少焊接缺陷。 例如，合理布置焊缝位置和坡口形式，减少未熔合、气孔 等缺陷。
总结词
改善零件性能
详细描述
热处理工艺参数的选择包括加热温度、保温时间和冷却速度等，合适 的热处理工艺参数可以提高热处理质量和效率。
热处理设备的选用应根据热处理工艺要求进行选择，以保证热处理过 程的稳定性和可靠性。
零件结构工艺性改进
04
案例
铸造工艺性改进案例
总结词
优化零件结构，提高铸造效率
详细描述
通过简化零件结构，减少铸造过程中的模具复杂性和材料 消耗，提高铸造效率。例如，优化铸件的分型面和浇注系 统，减少砂芯的使用，降低生产成本。
提高制造效率和质量。
可装配性
零件的结构应便于装配，如连 接、固定、调整等，以保证装 配精度和可靠性。
可检测性
零件的结构应便于检测，如尺 寸、形状、位置等，以便在制 造过程中及时发现和纠正误差 。
可维修性
零件的结构应便于维修，如易 于拆卸、更换和修复等，以降 低维修成本和提高设备利用率
机械零件的结构工艺性和三化
机械零件的结构工艺性和“三化”设计机械零作时，不仅应使其摘足使用要求.即具备所要求的工作能力.同时还应当满足生产要求.使所设计的零件具有良好的结构工艺性.所谓机械零件的结构工艺性是指零件的结构在满足使用要求的前提下.能用生产率高、劳动最小、材料消耗少和成本低的方法制造出来.凡符合卜述要求的零件结构被认为具有良好的工艺性。
机械制造包括毛坯生产、切创加工和装民等生产过程。
设计时.必须使零件的结构在各个生产过程中都具有良好的工艺性.对工艺性的要求如下.(1)合理选择毛坯零件毛坯可直接利用型材、铸造、般造、冲压和焊接等方法获得。
毛坯的选择与生产的批最、生产的技术条件及材料的性能等有关。
(2)结构简单合理机械零件的结构形状，最好采用最简单的表面，即平面、桂面及其组合面.尽童减少加工面数和加工面积。
(3)合理确定剐造梢度及表面粗桩度零件的加工费用随精度的提高而增加。
尤其是在对于要求精度较高的情况下，更为显著.因此，在设计零件时不要一味地迫求高精度.要从需要、生产条件和降低制造成本出发，合理地选择零件的精度及相应的表面粗糙度。
下面列举-共常见的工艺结构.供设计时多考。
1.铸造，件的工艺结构I )拔模抖度用铸造的方法制造零件毛坯时，为了便于在砂2中取出模样，一般沿模样起模方向作成约1:20的斜度.称为起模斜度。
因此.铸件上要有相应的起模斜度。
这种斜度在图上可以不T标往，也不一定舀出，如图0-7所示.必要时.可以在技术要求中用2)铸造阅角当零件的毛坯为铸件时.因铸造工艺的要求，铸件各表面相交的转角处都应做成阅角(见图0-8).铸造目角可防止浇注时在转角处产生冲砂现象及避免铸件冷却时产生编孔和裂纹。
铸造阅角的大小一般取R=3-5 mm.可在技术要求中统一注明。
3)岭件序度当铸件的壁厚不均匀一致时。
铸件在浇注后.因各处金属冷却速度不同，将产生裂纹和编孔现象。
因此.铸件的壁厚应尽里均匀.当必须采用不同壁厚连接时.应采用逐渐过渡的方式(见图0-9).本文来源于地磅转载请请注明。
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典型零件加工程Βιβλιοθήκη 编制1430故常选用铸钢(如ZG200-400等)铸造成形。有些 零件较大，为简化工艺，常采用铸－焊、铸－ 螺纹联结结构。单件、小批生产时，也可采用 型钢焊接，以降低制造成本。
(3)比强度、比模量要求件。有些箱体结构 如航空发动机的缸体、缸盖和曲轴等，轿车发 动机机壳等，要求比强度、比模量较高且有良 好的导热性和耐蚀性，常采用铝合金或铝镁合 金(如ZL105、ZL105A等)铸造成形。
加工程序编制③～⑤
928
如动画4所示，单件或小批量，直径在100mm 以下，且形状简单的小齿轮可用圆钢为毛坯，如 图(a) ；直径在400～500mm的大型齿轮，且锻造 比较困难的可用铸钢或球墨铸铁件为毛坯，铸造 齿轮一般以辐条结构如图(c)，代替模锻齿轮的辐 板结构如图(b) ；单件生产时可采用焊接方式制 造大型齿轮的毛坯如图(d) 。
类选择。 1.轴杆类零件 轴杆类零件的轴向尺寸远大于径向尺寸，主
要有各种实心轴、空心轴、曲轴、杆件等。轴杆 类零件主要作为传动元件或受力元件，除光轴外 ，一般大多为锻件毛坯，断面直径相差越大的阶 梯轴或有部分异型断面的轴，采用锻件毛坯越有 利。如发动机曲轴、连杆、汽车前梁等都采用锻 件毛坯。
7.2.1 根据零件的形状选择毛坯成形方法
2737
齿轮
(3)直径为400～1000mm的齿轮。齿顶圆直径
da≤500mm且形状简单的中型齿轮，适用于锻造毛
坯，用半成品钢坯料自由锻或模锻成形，再进行
机械加工。 齿顶圆直径等于500～1000mm且形状复杂的
大型齿轮坯，用锻造方法制造比较困难，多采用 铸造方法，常用的材料为铸钢(ZG200-400)或铸铁 (HT200)。在生产中，常将灰铸铁齿轮用于开式低 速传动，用球墨铸铁齿轮代替高速传动的铸钢齿 轮。
焊接的工艺完成。如动画1所示的汽车排气阀，将
锻造的耐热合金钢阀帽与轧制的碳素结构钢阀杆
焊成一体，节约了合金钢材料。
(1)齿轮
727
（1）齿轮。齿轮作为重要的机械传动零件， 工作时齿面承受接触压应力和摩擦力，齿根承受 弯曲应力，有时还要承受冲击力，故轮齿须有较 高的强度和韧性，齿面须有较高的硬度和耐磨性 。受力小的仪表齿轮在大批生产时，可采用板料 冲压和非铁合金(如ZL202)压铸成形，也可用塑料 (如尼龙)注射成形。在低速且受力不大或在多粉 尘工作环境下的齿轮，可用灰铸铁(如HT200)铸造 成形。
7.2.2 毛坯成形方法选择实例
1631
1) 基准直径dd <100mm的小带轮成形方案 dd <100mm的带轮属于小带轮，这类带轮一
般传递功率不大，加工的工时量也不大，金属切
除量相对较小，成形方法选择相对比较灵活，可
以采用以下四种方法成形，并进行可靠性和经济
性比较，择优选取。
(1)金属切削直接成形。用45钢圆棒料直接车
2033
2) 基准直径dd约300mm的中型或大型带轮成形方案
当外径增大时，就不宜采用上述结构。直径增 大，很难选择大尺寸的棒料，同时由于切削余量增 加使材料的浪费也加大；再有，通用车床的加工直 径会受到限制，而选择重型车床加工会大大增加加 工成本。故大直径的V带轮一般采用铸造或焊接方 法制造。
(1)直径小于100mm的小齿轮
2636
用铜、铝棒料或塑料在机械压力机上直接 挤压成形。这种方法适用于尺寸精度高、表面 粗糙度值小、成形后可达到少切削或无切削加 工的低噪声、小负荷和高转速的齿轮。
(2)直径约200mm的小型齿轮。这类齿轮在 机械传动中，往往将其与轴制成一体，即齿轮 轴，用钢棒料作毛坯，并制成实心结构，在空 气锤上锻成毛坯后，再在车床和铣床上依次加 工而成。
带轮、飞轮、法兰、垫圈、模具零件
1129
(2)带轮、飞轮、手轮等。这类零件受力不大
或仅承受压力，通常可采用灰口铸铁、球墨铸铁
等材料铸造成形；单件生产时，也可采用Q215、
Q235等低碳钢型材焊接成形。
(3)法兰、垫圈等。可根据其受力情况及零件
形状，分别采用铸铁件、锻件或冲压件为毛坯。
(4)模具。热锻模要求高强度、高韧性，常用
零件的结构工艺性
目录
第7章 机械制造工艺过程
7.2.1 根据零件形状选择毛坯成形方法 7.2.2 毛坯成形方法选择实例 7.2.3 单级齿轮减速器组件的成形方法选择 7.2.4 零件结构的切削加工工艺性 7.2.5 工件的安装 7.2.6 夹具
1
7.2.1 根据零件的形状选择毛坯成形方法 常用零件的成形方法可根据零件形状进行分
(1)齿轮
827
低速、轻载齿轮常用45、50Mn2、40Cr等中碳 结构钢，经正火或调质提高综合力学性能。高速 、重载齿轮常采用20CrMnTi、20CrMo等合金结构 钢制造且齿部经渗碳、淬火处理，也可采用 38CrMoAl等渗氮钢制造且齿部经渗氮处理，从而 获得良好的内韧外硬的性能。大批量生产齿轮时 可采用热轧或精密模锻的方法生产齿轮毛坯，以 提高齿轮的力学性能。
3139
7.端盖 用于轴承定位。单件、小批量生产时，采用 手工造型铸铁件(如HT150)或Q235圆钢下料车削 而成。大批生产时，采用机器造型铸铁件。
3941
7.2.5 工件的安装
在不同的生产条件下，工件的安装方式是不 同的，主要有两种安装方式(见视频5) ：
1.找正安装 分为直接找正法安装和划线找正法安装。 在四爪卡盘上安装工件时，利用夹具某一表 面作为找正的依据，用划针或百分表直接找正， 称为直接找正法安装法。
2134
大直径V带轮若仍按动画6形状制造则太笨重， 可设计成动画7辐板式带轮，当辐板长度大于100mm 时，可在辐板上开孔，称为孔板式V带轮。若当V带
轮直径dd大于300mm时，可将V带轮设计成图4轮辐式
带轮。
2 采用铸 造结 构
动画6 辐板式带轮
动画7 轮辐式带轮
1.箱体和箱盖
传动零件的支撑件和包 容件，结构复杂，箱体以承 压为主，要求有良好的刚度 、减振性和密封性，通常采 用灰铸铁(HT150、HT200)铸 造成形。单件小批量生产可 采用手工造型，或用碳素结 构钢(如Q235A)型材和板料 焊接成形；大批量生产采用 机器砂型铸造成形。
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动画9 箱体和箱盖
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2.齿轮、齿轮轴和轴 齿轮、齿轮轴和轴是重要的传动零件，因 其工作时承受弯矩和扭矩，因此要求有较好的 综合力学性能。轮齿部分承受较大的弯曲应力 、接触应力和摩擦，要求较高的强度、韧性和 耐磨性。根据齿轮直径的不同，成形方案有所 不同：
动画10 齿轮和齿轮轴
(1)直径小于100mm的小齿轮
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7.2.2 毛坯成形方法选择实例
1. V带轮零件成形方法选择
V带轮应满足以下要求：重量轻，质量分布 均匀，安装对中性好，消除制造中的内应力，在
v >5m/s时，应进行动平衡试验。外径、孔径、
宽度和传动功率是V带轮的重要使用参数。成形 方案及相应的结构选择就是建立在满足这些使用 参数的要求上的。
动画11 窥视孔盖
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4.螺栓和螺母
用于联结和紧固箱盖和箱体。工作时，栓杆 承受轴向拉应力，螺纹牙承受弯曲应力和剪切应 力。螺栓和螺母均为标准件，通常采用碳素结构 钢(如Q235)经冷镦加搓丝成形。
5.挡油盘 用途是防止箱内机油进入轴承。单件生产时 用Q235圆棒下料切削而成，大批量生产时，采用 08钢冲压件。
5CrMnMo、5CrNiMo等合金工具钢制造并经淬火和
高温回火处理。冲模要求高硬度、高耐磨性，常
用Cr12、Cr12MoV等合金工具钢制造并经淬火和低
温回火处理。模具的成形方法通常采用锻造。
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3.机架和箱体类零件 该类零件包括各种机械的床身、底座、支架 、横梁、工作台、齿轮箱、轴承座、阀体等。该 类零件的特点是形状不规则，结构较复杂，质量 从几千克到数十吨，工作条件相差很大。而其工 作台和导轨要求有一定的耐磨性。因此，其毛坯 往往以铸铁件为主。
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齿轮
(4)对于单件或小批量生产的大齿轮，为缩短
生产周期和减轻齿轮重量，有时也采用焊接齿轮
结构，焊后再机械加工轮齿和轴孔等。
3.窥视孔盖 用于观察箱内情况及加油，力学 性能要求不高。单件小批量生产时， 采用Q235A钢板下料，或灰铸铁 (HT150)手工造型生产。大批量生产 时，采用优质碳素结构钢冲压而成， 或采用机器造型的铸铁件毛坯。
出，若无减轻重量要求时，可设计成实心圆柱形
，其外圆、V带槽和轴孔均可车出。
塑料连接方法
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(2)铸造成形。当V带轮最大圆周速度小于 25m/s时可采用灰口铸铁(HT150、HT200 )成形； 当带轮最大圆周速度在25～45m/s时应采用孕育 铸铁(HT300 )或铸钢(ZG340－640 )成形；若要 求带轮质量较小时可采用铸铝件(ZL102、ZL202) 。铸造成形的V带轮毛坯，两端面设计成环形凹 腔，主要是为了减少热节，避免铸造时产生晶粒 粗大和缩孔缺陷。带轮中心孔和两端面环形凹腔 均可用型芯铸出；为不影响起模，V带槽一般不
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(1)直径小于100mm的小齿轮，其成形方案 分别为：
用钢棒料直接在铣床或车床上制出。用棒 料加工的齿轮，在受力时容易沿纤维方向断裂 ，强度较差，故只适用于形状简单、精度低和 小负荷的小齿轮。
用钢棒料锻造毛坯，可改变原纤维组织的 方向，有利于提高齿轮的强度，增加承载能力 ，适用于精度要求高或负荷重的齿轮。
典型零件加工程序编制
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(1)一般基础件。如床身、底座、支架、工 作台和箱体等，受力状况以承压为主，抗拉强 度和塑性、韧性要求不高，但要求较好的刚度 和减振性，有时还要求较好的耐磨性，故通常 采用灰铸铁(如HT150、HT200等)铸造成形。
(2)受力复杂件。有些机械的机架、箱体等 受力较大或较复杂，如轧钢机机架、模锻锤锤 身等往往同时承受较大的拉、压和弯曲应力， 有时还受冲击，要求有较高的综合力学性能，