零件设计的工艺性

零件设计的工艺性试制车间工艺科一、工艺的基本概念设计好的零件，只有生产出来，装配在机器上，才能体现其价值。生产过程：将原材料转变为成品的有关劳动的全过程。包括工艺过程和辅助过程。工艺过程：改变生产对象的形状、尺寸、相对位置、性质，使其成为成品或半成品的过程称工艺过程。工艺过程是生产过程中的主要部分。1。零件设计应考虑的问题：（1）使用性能：满足强度、硬度、耐磨性、使用功能等指标。（2）加工性能：能否能制造？是否便于制造？零件是组成机器的基本单元，不仅要满足设备的工作性能，而且要考虑能否制造和便于制造。2。零件设计的工艺性在机械设计中，不仅要保证所设计的机械设备具有良好的工作性能，而且还要考虑能否制造和便于制造。这种在机械设计中综合考虑制造、装配工艺及维修等方各种技术问题，称为机械设计工艺性。机器及其零部件的工艺性体现于结构设计当中，所以又称为结构设计工艺性。3。影响零件结构设计工艺性的因素1)生产类型：生产类型是影响结构设计工艺性的首要因素当产品由单件小批量生产扩大到大批量生时，必须对其结构工艺性进行审查和修改。2)制造条件：零部件的结构必须与制造厂的生产条件相适应。（机械加工设备和工艺装备，人员的技术水平。）3)工艺技术的发展4。零件结构设计工艺性的基本要求1)从整个机器的工艺性出发，分析零部件的结构工艺性。2）在满足工作性能的前提下，零件造型尽量简单。尽量采用标准件、通用件和外购件。3)零件设计时应考虑加工的可能性、方便性、和经济性。在满足零件工作性能的前提下应尽量降低零件的技术要求(即尽量低的加工精度和表面质量)4）尽量减少零件的机械加工量，力求实现少或无切屑加工，充分利用原材料，5）合理选择零件材料二、与工艺有关的流程1、零件签审流程2、图纸打印流程1。零件签审流程零件图设计→（零件信息进入PDM系统）→提交校审流程：→设计校对→产品结构工艺性审查→标准化审查→领导审批→生效（PDM系统→SAP系统）PLM图档打印流程一般有两种方式：1）无需工艺且不涉及清单维护申请——打印——结束(设计确认均为外协件或为临时技术文件等，无需工艺维护，只是纯粹图档打印)2）涉及工艺及清单更改：申请——工艺——打印——结束（需附加工艺的图档）2、图纸打印流程3.打印流程提交后的相关工作：打印流程提交：工艺卡编制（材料定额，工艺流程，设备，工作中心等基础数据）→工艺签审流程→生效。开启打印流程：→图纸附加工艺（→打图）↓启动ERP维护流程→ERP维护（路线，工作中心，材料等信息进入SAP）→工时维护→采购件价格核算→装配结构树维护→标准成本维护→→→→→打图→订单（计划员）→生产制造三、产品结构工艺性审查1。产品结构工艺性审查任务2。产品结构工艺性审查的依据3。工艺性审查的方式和程序4。产品图的工艺性审查1。产品结构工艺性审查任务产品结构工艺性审查任务是：使新设计的产品在满足使用功能的前提下应符合一定的工艺性指标要求，以便在现有生产条件下能以比较经济、合理的方法进行制造，并便于使用和维修。评定产品结构工艺性应考虑的主要因素产品的种类及复杂程度：产品的产量或生产类型；现有生产条件。工艺性的评价形式定性评价：根据经验概括地对产品结构工艺性给以评价。定量评价：根据工艺性主要指标数值进行评价。（根据材料与毛坯、热处理、结构和标准化等方面进行评价。）2。产品结构工艺性审查的依据JB/T9169.3—1998工艺管理导则产品结构工艺性审查Q/SY1013-2002工艺管理导则产品结构工艺性审查3。工艺性审查的方式和程序1。对产品工作图样的工艺性审查应由产品主管工艺师和各专业工艺师分头进行。2。审查者在审查时对发现的工艺性问题应填写《产品结构工艺性审查记录》。3。设计者根据工艺性审查记录上的意见和建议进行修改设计。4。若设计人员与工艺人员意见不一致，由双方协商解决。若协商中仍有较大分歧意见，提交研究院主管技术领导进行协调或裁决。4、产品结构工艺性审查内容方案设计阶段的审查技术设计阶段的审查施工图设计阶段的审查零件结构工艺性基本要求：零件结构的铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、切削加工和装配工艺性见Q/SY1013-2002附录C5。产品图的工艺性审查（一）零部件属性：符合：PDM系统中零部件属性规范Q/SY1144-2006（1）编码,名称,图号编码：自动生成名称：物料名称应简洁、准确、科学，说明物料的主要特性。图号：符合层次关系。几点建议:1。建议不要在图号末尾使用A、B等标记区分不同的零件。2。用PROE设计的零件，名称要有：编码+名称+图号例1：零件工艺签审（2）零件来源零件来源：自制，购买，外协数据类型：枚举类型，必选项输入方法：手工选择（如果选错，有可能造成ERP信息错误）需外协的零件类型：橡胶件，塑料件,玻璃钢制品,标牌类特殊规格的标准件；多道工序需外协的零件；超出公司加工能力的零件。（尺寸，精度，设备）（3）零部件类型零部件类型：原材料、标准件、外购件，设计零件、设计部件数据类型：枚举类型，必选项输入方法：手工选择1.注意选对零件、部件；因CAPP实现集成，区分零件与部件，且对应不同的表格，如果类型选错，CAPP读取信息时提示出错，而退出CAPP，不能编制工艺。）2.部件的明细表行号要正确.行号不正确时，CAPP读取信息时提示纠正行号，而退出CAPP，不能编制工艺。）关于行号纠正PDM系统的”纠正行号”功能。工艺工程师在编制工艺获取PDM系统BOM清单时，开目CAPP以10为间隔生成行号。1。图纸原来行号为1，2，3，4......，在PDM系统选择”纠正行号”功能，点击“确定”后，行号变为：10，20，30，40......2。如果行号全部为空或者其中有一个为空，则不进行纠正，设计工程师需将为空的行号补齐；手工调整行号，系统不提供行号纠正功能。（二）合理选择零件材料零件材料的合理选择关系到产品的生产成本和产品质量。选材原则：1、考虑使用性能：2、兼顾材料工艺性能3、关注材料的经济性1。材料的使用性能：使用时主要考虑的机械性能包括强度、塑性、硬度、冲击抗力及疲劳强度等。几种常用的钢铁材料：碳素结构钢优质碳素结构钢：低合金高强度结构钢：合金结构钢A,碳素结构钢（普通碳素钢）碳素结构钢产量大，成本低，杂质较多。具有一定的力学性能，一般在热轧状态下供应。Q195有良好的韧性，较高的伸长率。焊接性良好，公司采购薄板、用于受力不大的焊接件，冲压件。Q235A强度和塑性都较好，焊接性能也很好，用于不重要的零件及焊接件。Q235B相当于15-20号钢，可制作比较重要的机械构件。B，优质碳素结构钢优质碳素结构钢所含有害杂质〔磷、硫)及非金属夹杂物较少，塑性及韧性较高，并可通过热处理强化。多用于较为重要的零件。20钢强度较低，焊接性能及冷加工性都很好，切削性能不好。35钢强度、硬度较高，有较好的塑性，焊接性中等。切削性能好。一般在正火或调质状态下使用，用于截面较小，受力较大的机械零件。一般不做焊接件。45钢强度、硬度较高，塑性及韧性尚好，切削性能优良。焊接性能不好。淬透性较低，水淬易产生裂纹，调质处理可得到较好的综合机械性能。直径较大（60-80）时，调质状态与正火状态力学性能相近。大截面零件常以正火为最终热处理。主要用途：一般正火或调质，或高频表面淬火状态下使用。一般用于轴、销类零件。一般不做焊接件。如需焊接，则焊前需预热，焊后要进行除应力退火。C、低合金高强度结构钢普通低合金钢是含少量合金元素的普通合金钢，它强度较高，加工和焊接工艺性较好，并具有较好的耐磨、耐蚀、耐低温性能，生产成本和碳素钢相近。一般在热轧退火或正火状态下使用。且不需热处理。Q345A强度级别：343MPa,与Q235相比，强度提高50%。在热轧或正火状态下使用。综合力学性能、焊接性能、低温韧性、切削性能均好。用于承受动载荷的各种焊接结构。D、合金结构钢合金结构钢是在碳素结构钢的基础上加人适量的一种或几种合金元素，它比碳素结构钢的综合性能要好。40Cr是一种常用的合金调质结构钢，用于制造承受中等负荷和中等速度工作条件下的零件。其油淬临界直径小于30一40mm。也可调质并高频表面淬火制造具有高的表面硬度及耐磨性而无很大冲击的零件。又适用制造进行碳氮共渗处理的各种传动零件。42CrMo是一种综合机械性能好，强度高，淬火性能好的中碳合金钢，在机械制造行业常用于制造齿轮、连杆、高强度螺栓等重要零部件。2。材料工艺性能1）机械加工性能:机械加工性能一般是用切削抗力的大小，加工表面所达到的粗糙度和加工时切屑排除的难易程度以及刀具刃部磨损大小来衡量的。材料的硬度值在160HBW～230HBW范围内时,切削性能较好。2）焊接性能:焊接性能的优劣用焊缝形成冷裂的倾向、脆性、气孔或其它缺陷的倾向来衡量;一般低碳钢及低合金钢有较好的焊接性,中碳以上钢的焊性较差;3）热处理工艺性能:包括淬硬性、淬透性、变形开裂倾向、过热敏感性、回火脆性倾向、氧化脱碳倾向及冷脆性等。3。材料的经济性1)材料的价值。2)材料的加工费用。3)尽量减少材料的品种和规格。（路机已对材料品种和规格进行了整合，形成了路机钢铁材料选用标准）材料选用建议：1。表面尽可能不加工或少加工。例如：垫、套类零件选用钢管2。材料选用与加工方法相适应。例如：直径50以下的垫片宜选用圆钢加工。直径80以上的垫片类零件宜选用钢板。3。选用的材料与热处理要求要相适应。需热处理的零件：按材料成分选相应的热处理用钢。不需热处理的零件：按强度选用；Q345A，屈服点σS345MPa抗拉强度σb470-630MPa45正火350600（三）关于下料1。下料车间组织结构200101锯床班200103剪压班200102气割班200104等割班200105激光割班200106数割班2。公司现有下料方法A。锯：机床：带锯，用于型材下料。B。剪：机床：剪板机，用于20mm以下钢板。C。热切割。热切割的分类:1.按照物理现象分类1.1燃烧切割燃烧切割是把材料在切口处加热至燃烧状态时，把切口处产生的氧化物用切割氧流吹出而形成切口的热切割方法。1.2熔化切割熔化切割是把材料在切口处加热熔化，使熔化产物被高速及高温气体射流吹出而形成切口的热切割方法。1.3升华切割升华切割是把材料切口处加热气化，使气化产物通过膨胀或被一种气体射流吹出而形成切口的热切割方法。热切割的分类:2.按照加工方法分类2.1手工切割全部切割过程均用手工操作完成。2.2半机械化切割整个切割操作过程中部分采用机械化方式实施。2.3机械化切割整个切割操作过程都采用机械化方式进行机械化切割2.4自动化切割整个切割操作过程，包括一切辅助作业（如更换工件），都能自动地完成。热切割的分类:3.按照能源分类3.1气割采用气体火焰的热能将工件切口处预热到燃烧温度后，喷出高速切割氧流，使其燃烧并放出热量实施切割的方法。用高速切割氧流的动量将熔渣排除。形成割缝。用于切割低碳钢、低合金钢。热切割：等离子弧切割2.等离子弧切割。用等离子弧的高温使金属局部熔化，借用高速等离子流将熔化的金属从割口吹走，形成连续割缝。适合切割低碳钢、低合金钢、不锈钢。铝及铝合金。热切割：激光切割利用激光束照射切割区，使被切割材料迅速升华和熔化。高度蒸发的材料或熔化的材料受气体射流及膨胀作用被驱出，在割炬移动或工件进给时产生切口。切割品质好:切口宽度窄(一般为0.1mm~0.5mm)、精度高(一般孔中心距误差0.1mm~0.4mm,轮廓尺寸误差0.1mm~0.5mm)、切口表面粗糙度好(一般Ra为12.5μm~25μm),激光切割的对象十分广泛,包括各种金属、非金属碳钢的切割方法比较碳钢的切割方法有气割、等离子切割、激光切割等。选择切割方法的出发点是切割板厚、切割速度、切割质量要求和切割成本。气割等离子切割激光切割切割低碳钢厚度范围mm3～36000.1～5025割6mm低碳钢时割缝宽度mm1.540.3尺