第章机械加工工艺规程设计2工艺性分析

1机械制造工艺学第一章机械加工工艺规程设计MachiningProcessPlanning1.2零件结构工艺性分析PartStructuralAnalysisofProcess21、结构和工艺的联系一、结构工艺性1.2零件结构工艺性分析零件结构工艺性具有综合性。必须对毛坯制造、机械加工到装配调试的整个工艺过程进行综合分析比较,全面评价。零件结构工艺性具有相对性。两使用性能完全相同的零件，因结构稍有不同，其加工方法和制造成本就有很大的差别。不同生产类型的具体生产条件下，结构相同的零件其加工方法和制造成本也有很大的差别。结构工艺性是指所设计的产品在能满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。3因齿间的轴向距离很小、因而小齿圈不能用滚齿加工、只能用插齿加工；又因插斜齿需专用螺旋导轨，因而它的结构工艺性不好。若能采用电子束焊，先分别滚切两个齿轮，再将它们焊成一体，这样的制造工艺就较好，且能缩短齿轮间的轴向尺寸。例如双联斜齿轮的加工焊接处整体结构由此可见，结构对工艺有着重要的影响。1.2零件结构工艺性分析4缩孔壁厚力求均匀，以免产生缩孔减少大的水平面，便于杂质和气体排除，减少内应力。铸件局部凸台应连成一片铸造毛坯的工艺性1.2零件结构工艺性分析5分型面分型面形状不对称，上下模易错位，影响锻件质量截面形状变化过大，模具寿命降低最大尺寸应在分型面上，以利于金属填充毛坯在半模内成型，有利于提高质量，降低成本锻造毛坯的工艺性1.2零件结构工艺性分析6零件图上的尺寸不应标注成封闭式，以免产生矛盾；尺寸标注应符合尺寸链最短原则(组成环数目最少)；零件的自由尺寸，应按加工顺序尽量从工艺基准注出。零件图的尺寸的标注1.2零件结构工艺性分析7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；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；零件所有加工表面与非加工面之间只标注一个联系尺寸，避免从一个加工表面确定几个非加工表面的位置。零件图的尺寸的标注cabacb1.61.2零件结构工艺性分析8床身结构刚性差，加工床面时只能用较小切削用量，改后则可以采用先进的刀具及较大的切削用量加工床面。提高工件加工时的刚度1.2零件结构工艺性分析9图4-3图4-4图4-5工件要便于安装如图4-3a)所示的床身立柱结构加工导轨面时不便于安装,加上一个工艺凸台（图b）就好安装了。又如图4-4a)所示，轴承盖在加工两端面和外圆时无法装夹，改成图b、c所示的结构就容易装夹了。如图4-5a)平台的结构加工时无法装夹，改成图b)或c)所示的结构，铸出孔即可用螺栓压板进行装夹。1.2零件结构工艺性分析10图4-6图4-7减少工件装夹次数有利于提高切削效率，保证加工面之间的位置精度。图4-6a)所示的工件由于孔的轴线不平行,需进行两次安装，且需要不同的夹具。改成b)由于孔的轴线平行,只需进行一次安装。图4-6c)所示的工件,孔加工需要调头，两次安装，不但降低生产率，而且影响孔的同轴度。改成图d)就合理了。图4-7a)所示的工件两头有大孔，需要装夹两次才能加工完，改成图b)所示的结构，只需装夹一次就可加工完。图4-7c)所示的工件,键槽加工需要两次安装，不但降低生产率，而且会影响键槽的位置精度度。改成图d)就合理了。1.2零件结构工艺性分析11应把不等高的三个凸台改成等高的凸台可以一次走刀同时加工三个凸台。减少机床安装调整次数1.2零件结构工艺性分析122333尺寸一致：加工尺寸应能采用标准刀具加工。减少刀具规格，避免专门制备工具。零件尺寸规格标准化工艺性差工艺性好工艺性差工艺性好好处：结构要素标准化，节约工具，减少工艺装备的工作，简化工艺装备。1.2零件结构工艺性分析133、零件局部结构工艺性要素：必须考虑加工时的对刀、测量和提高切削效率。减小加工表面积；尽量减少刀具种类，保证刀具能自由地进刀和退刀及正常工作加工面之间，加工面之间与非加工面之间应明显分开。底座有凸台，加工面积↓、加工量↓、平面不平度误差↓、接触精度↑。减少深螺纹孔的加工，使用更为方便1.2零件结构工艺性分析14进、排气（油）孔设在外圆上，加工相对容易，且易保证槽间距减少配合表面的长度应使零件槽的圆角半径一致，这样可用同一把铣刀进行加工，由于减少换刀可节省辅助时间及简化生产准备工作1.2零件结构工艺性分析15图4-8图a0中退刀槽有3种尺寸就需要三把不同的切槽刀,改成图a1的尺寸就只需要一把。图b0需两把不同规格的键槽铣刀。图c0需两把不同圆弧半径的车刀，而b1、c1都只需一把同规格的刀具。图d0中，d0用钻头钻完孔后，还要用镗刀加工才能制成平底孔，而d1只需钻孔。1.2零件结构工艺性分析16图4-9图4-10图4-11便于进刀和退刀在车螺纹、刨平面、插齿形、磨削等工序加工时必须设计空刀槽，以方便进刀和退刀。1.2零件结构工艺性分析17镗孔时，孔底应设置镗刀的退刀槽，以保证刀具的正常工作。磨削内外锥面时，更应设置结构上的空刀槽。磨削小轴的大小外圆及端面需有砂轮的退刀槽，否则磨削时易碰坏砂轮并且出现圆角，将影响和其它零件的配合。1.2零件结构工艺性分析18套筒中没有空刀的键槽，易使插刀损坏，应改成有让刀孔的结构为便于进刀和退刀，表面接合处还需进行修正性加工。螺纹结构应有退刀槽，否则易碰坏车刀，且在根部将出现半牙高的螺纹，并使螺帽拧不到底。1.2零件结构工艺性分析19图4-12钻孔表面应与孔的轴线垂直，如果两边不垂直,就会使两边切削力不等,导致钻孔轴线歪斜，甚至使钻头折断。图4-12中a)皆为不合理的结构，b)为合理的结构1.2零件结构工艺性分析20加工面积应尽量小减少加工量、材料消耗和工具磨损避免钻孔入端和出端是斜面避免刀具磨损、提高钻孔精度和加工效率避免斜孔简化夹具结构、使多个平行孔同时加工、减少孔的加工余量零件结构要素的工艺性实例1.2零件结构工艺性分析21孔的位置距离壁太近槽与沟的表面不应与其它加工表面重合1.2零件结构工艺性分析22DdDdDdDd传动轴的装配工艺性1.2零件结构工艺性分析23旁开工艺孔，便于装配采用双头螺柱开辟装配空间，方便拆卸1.2零件结构工艺性分析24•螺钉长度大于架体装配座凹人的高度、螺钉无法装入孔中，应使架体凹入高度加大足够的操作空间因空间限制无法使用螺丝刀，可改成用六角螺帽联接，用扳手能方便地装配。1.2零件结构工艺性分析25由于箱体的台肩(或轴肩)与轴承外环(或内环)的接触尺寸过大，造成外环(或内环)不易拆卸，故台肩(或轴肩)应按规定尺寸进行设计。销孔应改成钻通的结构，以便直接将销子打出。拆卸方便1.2零件结构工艺性分析26相配合零件有正确基面，避免找正装配轴承架在斜面上调整时；难于同时保证A及B两尺寸的要求。为满足装配要求可进行修改，用调整角铁支架3的垂直位置以保证装配尺寸B的要求。用调整轴承架2的水平位置以保证装配尺寸A的要求。此外，改进后体壳l的加工工艺性也改善了。1.2零件结构工艺性分析27图4-13避免内表面的加工避免内表面的加工，减少装配过程中的修配工作量，有利于达到和提高装配质量由于内表面加工时，对刀、测量都比较困难，刀具的形状和尺寸也受到限制，在装配时其修配工作也会增加，因此应尽量减少内表面的加工。如图4-13a)所示，由于齿轮端面与箱体内表面会产生摩擦，所以箱体内凸台表面必须加工。改成图b)虽然増加了两个轴套，但好加工。又如图4-13c)所示，在套内加工三个槽，比较困难。改成图d)变成在轴上加工槽，尺寸就好控制了。1.2零件结构工艺性分析作业•阅读：•第一章第二节零件结构工艺性分析。•下次课结构工艺性测验，带纸、铅笔、胶擦2829机械制造工艺学第一章机械加工工艺规程设计MachiningProcessPlanning1.3毛坯的确定BlankDetermination30确定毛坯的主要内容确定毛坯的类型；确定毛坯的精度；画毛坯图1.3毛坯的确定1、确定毛坯的类型毛坯的种类常用的毛坯种类有铸件、锻件、焊接件、冲压件、型材等，其特点及应用见下表。31尺寸精度高、材料损失少，用于大批量生产、成本高。不适于结构复杂、薄壁、有锐边的零件粉末冶金用于形状复杂、尺寸精度高、力学性能要求不高的零件工程塑料用于尺寸较大、形状复杂的零件，多用型钢或锻件焊接而成，其制造成本低，但抗振性差，容易变形，尺寸误差大焊接件用于形状简单、尺寸小和生产批量大的零件。如各种精度高的仪表件和航空发动机中的小零件冷挤压件）用于形状简单或尺寸不大的零件。材料为各种冷拉和热轧钢材型材用于形状复杂、生产批量较大的板料毛坯。精度较高，但厚度不宜过大冲压件用于制造强度高、形状简单的零件（轴类和齿轮类）。用模锻和精密锻造，生产效率高，精度高。单件小批生产用自由锻锻件多用于形状复杂、尺寸较大的零件。其吸振性能好，但力学性能低。铸造方法有砂型铸造、离心铸造等，有手工造型和机器造型。模型有木模和金属模。木模手工造型用于单件小批生产或大型零件，生产效率低，精度低。金属模用于大批大量生产，生产效率高、精度高。离心铸造用于空心零件，压力铸造用于形状复杂、精度高、大量生产、尺寸小的有色金属零件铸件特点种类尺寸精度高、材料损失少，用于大批量生产、成本高。不适于结构复杂、薄壁、有锐边的零件粉末冶金用于形状复杂、尺寸精度高、力学性能要求不高的零件工程塑料用于尺寸较大、形状复杂的零件，多用型钢或锻件焊接而成，其制造成本低，但抗振性差，容易变形，尺寸误差大焊接件用于形状简单、尺寸小和生产批量大的零件。如各种精度高的仪表件和航空发动机中的小零件冷挤压件）用于形状简单或尺寸不大的零件。材料为各种冷拉和热轧钢材型材用于形状复杂、生产批量较大的板料毛坯。精度较高，但厚度不宜过大冲压件用于制造强度高、形状简单的零件（轴类和齿轮类）。用模锻和精密锻造，生产效率高，精度高。单件小批生产用自由锻锻件多用于形状复杂、尺寸较大的零件。其吸振性能好，但力学性能低。铸造方法有砂型铸造、离心铸造等，有手工造型和机器造型。模型有木模和金属模。木模手工造型用于单件小批生产或大型零件，生产效率低，精度低。金属模用于大批大量生产，生产效率高、精度高。离心铸造用于空心零件，压力铸造用于形状复杂、精度高、大量生产、尺寸小的有色金属零件铸件特点种类常用毛坯种类和特点1.3毛坯的确定32尺寸精度高、材料损失少，用于大批量生产、成本高。不适于结构复杂、薄壁、有锐边的零件粉末冶金用于形状复杂、尺寸精度高、力学性能要求不高的零件工程塑料用于尺寸较大、形状复杂的零件，多用型钢或锻件焊接而成，其制造成本低，但抗振性差，容易变形，尺寸误差大焊接件用于形状简单、尺寸小和生产批量大的零件。如各种精度高的仪表件和航空发动机中的小零件冷挤压件）用于形状简单或尺寸不大的零件。材料为各种冷拉和热轧钢材型材用于形状复杂、生产批量较大的板料毛坯。精度较高，但厚度不宜过大冲压件用于制造强度高、形状简单的零件（轴类和齿轮类）。用模锻和精密锻造，生产效率高，精度高。单件小批生产用自由锻锻件多用于形状复杂、尺寸较大的零件。其吸振性能好，但力学性能低。铸造方法有砂型铸造、离心铸造等，有手工造型和机器造型。模型有木模和金属模。木模手工造型用于单件小批生产或大型零件，生产效率低，精度低。金属模用于大批大量生产，生产效率高、精度高。离心铸造用于空心零件，压力铸造用于形状复杂、精度高、大量生产、尺寸小的有色金属零件铸件特点种类尺寸精度高、材料损失少，用于大批量生产、成本高。不适于结构复杂、薄壁、有锐边的零件粉末冶金用于形状复杂、尺寸精度高、力学性能要求不高的零件工程塑料用于尺寸较大、形状复杂的零件，多用型钢或锻件焊接而成，其制造成本低，但抗振性差，容易变形，尺寸误差大焊接件用于形状简单、尺寸小和生产批量大的零件。如各种精度高的仪表件和航空发动机中的小零件冷挤压件）用于形状简单或尺寸不大的零件。材料为各种冷拉和热轧钢材型材用于形状复杂、生产批量较大的板料毛坯。精度较高，但厚度不宜过大冲压件用于制造强度高