第七章 汽车产品设计的工艺性

第七章汽车产品设计的工艺性第一节概述第二节零件的机械加工工艺性第三节零件设计尺寸及其极限偏差和表面粗糙度的合理标注第四节产品结构的装配工艺性第一节概述图7-1同轴线多孔的不同结构第一节概述图7-2双联齿轮的两种结构第二节零件的机械加工工艺性一、零件结构要素的标准化二、尽量采用标准件和通用件三、提高产品的继承性四、采用切削加工性好的材料五、具有可靠定位用的定位基准和夹紧表面六、易于保证零件的加工精度七、保证能以高生产率加工八、保证刀具能正常工作和改善刀具的工作条件九、零件加工时应该具有足够的刚性一、零件结构要素的标准化标准化是在经济、技术、科学和管理等社会实践中，对重复性事物和概念通过制定、发布和实施标准，达到统一，以获得最佳秩序和社会效益的一项技术措施。二、尽量采用标准件和通用件汽车产品是由大量零件构成的。设计产品时，应尽量采用标准件和通用件。所谓标准件，是指一个企业按照国家标准、行业标准和企业标准制造的零件。所谓通用件，是指在同一类型不同规格的或者不同类型的产品中，部分零件相同，它们彼此可以互换通用的零件。上述两类零件在产品中所占的比重，是评定一个产品标准化程度的一项重要指标。三、提高产品的继承性提高产品继承性能够充分利用原有产品中合理的结构和先进、成熟的技术，也可以充分利用原有的制造工艺、工艺装备和生产设备。因此它是减少产品设计和生产准备工作量，缩短产品开发和生产周期，节约资金，提高设计制造可靠性和产品质量的重要手段。四、采用切削加工性好的材料材料的切削加工性是指在一定生条件下，材料切削加工的难易程度和经济性。对材料的切削加工性的要求是：粗加工时能获得较高的生产率；精加工时能获得较高的加工精度和较小的表面粗糙度值。五、具有可靠定位用的定位基准和夹紧表面图7-3汽车零件上设置的辅助基准六、易于保证零件的加工精度六、易于保证零件的加工精度七、保证能以高生产率加工(1)零件加工表面的形状应尽量简单尽量采用平面、外圆柱表面和内圆柱孔表面，保证能以高生产率进行加工。(2)尽量减少表面的加工面积图7-7所示为两种结构的气缸套。(3)减少零件加工时的安装次数零件在一道工序中需加工多个表面时，应该尽量分布在同一个方向上。(4)减少加工时的工作行程次数有的零件的多个加工表面，虽然在同一个方向上，但由于结构的限制，不能在一次工作行程中加工出来，影响了生产率。(5)将复杂的零件分解成若干个简单零件有些汽车零件较为复杂，加工时定位和加工较为困难；有的零件由于结构受限，使其加工的生产率较低。(1)零件加工表面的形状应尽量简单图7-6两种轴零件键槽的结构(1)零件加工表面的形状应尽量简单图7-7气缸套外圆的两种结构(2)尽量减少表面的加工面积图7-7所示为两种结构的气缸套。图7-8箱体座耳的三种结构形式(4)减少加工时的工作行程次数图7-9液压升降机盖螺孔的分布(4)减少加工时的工作行程次数图7-10多个同方向上平面的分布(5)将复杂的零件分解成若干个简单零件图7-11汽车离合器拨叉轴组合结构(5)将复杂的零件分解成若干个简单零件图7-12后钢板弹簧悬挂支架销组合结构八、保证刀具能正常工作和改善刀具的工作条件(1)零件结构应该保证刀具能正常工作在汽车零件结构设计时，设计人员应考虑某表面采用何种加工方法，使用何种刀具进行加工，在结构上应该给予何种条件方能保证刀具正常工作。(2)尽量避免箱壳体内壁平面的加工由于刀具不便于进入或接近箱壳体内壁平面，应尽可能避免内壁平面的加工或改善其结构。(3)零件结构应该使刀具具有良好的工作条件在汽车零件结构中，例如气缸体(柴油机体)、曲轴、部分连杆、传动轴总成的十字轴等零件上都有润滑油深孔。(1)零件结构应该保证刀具能正常工作图7-13保证刀具正常工作的零件结构图7-14避免钻头在斜面和曲面上加工a)第一轴油孔b)拨叉螺孔c)曲轴油孔d)变速器壳体注油孔(1)零件结构应该保证刀具能正常工作图7-15倒挡轴及壳体结构(2)尽量避免箱壳体内壁平面的加工图7-16阶梯孔(3)零件结构应该使刀具具有良好的工作条件图7-17两种润滑连杆小头孔的结构(3)零件结构应该使刀具具有良好的工作条件图7-18不同要求的表面明显分开(3)零件结构应该使刀具具有良好的工作条件图7-19变速器拨叉上设置加强筋九、零件加工时应该具有足够的刚性零件结构具有足够的刚性不仅是产品零件结构设计的要求，也是零件制造过程中的要求。零件切削加工时，由于受到切削力和夹紧力的作用，可能会产生较大的变形，对加工质量和生产率都会产生影响。第三节零件设计尺寸及其极限偏差和表面粗糙度的合理标注一、对设计尺寸标注的要求二、零件设计尺寸的分类三、主要尺寸标注的方法四、尺寸标注的一般方法和步骤五、尺寸标注时应考虑的一些工艺问题六、表面粗糙度的合理选择一、对设计尺寸标注的要求1)结构设计要求。2)工艺要求。二、零件设计尺寸的分类1)主要尺寸。2)自由尺寸。1)主要尺寸。它们是决定该零件在产品装配单元中位置的尺寸，是参与某一装配尺寸链的组成环和影响装配精度的尺寸，因此它们都要标注尺寸极限偏差。主要尺寸亦称为功能尺寸或结合尺寸。2)自由尺寸。它们是不参加任何装配尺寸链和零件尺寸链的尺寸。这类尺寸除有特殊要求(如表面作为定位基准)外，不需要标注尺寸极限偏差。自由尺寸亦称为非功能尺寸或未注公差尺寸。三、主要尺寸标注的方法(1)根据设计要求标注设计尺寸零件图样上的主要尺寸从该零件的装配基准标注，即这些设计尺寸是以装配精度为封闭环，按尺寸链最短原则形成的装配尺寸链的组成环。(2)根据设计和工艺要求标注设计尺寸按设计要求标注的尺寸，不可能全部满足工艺要求。四、尺寸标注的一般方法和步骤1.零件主要尺寸的标注2.零件自由尺寸的标注1.零件主要尺寸的标注图7-20中央传动装置的装配尺寸链及轴承座主要尺寸的标注a)A装配尺寸链b)B装配尺寸链c)d)1—主动锥齿轮2—前轴承3—轴承座4—垫片5—后桥壳体6—调整螺母2.零件自由尺寸的标注自由尺寸都是按照制造工艺要求标注的，即从定位基准或测量基准标注。自由尺寸的极限偏差一般不需标注在零件图样上。按公差与配合国家标准中“未注公差尺寸的极限偏差”规定，自由尺寸的公差等级可取为IT12～IT18。对机械加工表面尺寸公差可取IT12～IT14，或按企业标准规定。五、尺寸标注时应考虑的一些工艺问题1.尺寸的标准化及尺寸的统一2.考虑加工顺序标注尺寸3.由定位基准或调整基准标注尺寸4.从实际存在的和易测量的表面标注尺寸5.箱体及壳体类零件尺寸的标注6.对称表面尺寸的标注7.组合刀具同时加工多表面的尺寸标注8.非加工表面与加工表面之间的尺寸标注1.尺寸的标准化及尺寸的统一图7-21零件结构要素尺寸的统一2.考虑加工顺序标注尺寸图7-22按照加工顺序标注尺寸实例3.由定位基准或调整基准标注尺寸图7-23在转塔和自动车床上加工小轴(销)时尺寸标注实例4.从实际存在的和易测量的表面标注尺寸图7-24从实际存在的几何要素标注尺寸4.从实际存在的和易测量的表面标注尺寸图7-25从便于测量的实际表面标注尺寸5.箱体及壳体类零件尺寸的标注图7-26从水泵壳体孔中心线标注尺寸5.箱体及壳体类零件尺寸的标注图7-27变速器壳体从工艺孔标注尺寸6.对称表面尺寸的标注图7-28对称表面的两种尺寸标注方案6.对称表面尺寸的标注图7-29十字轴对称度标注实例6.对称表面尺寸的标注图7-30多刀同时加工多表面的尺寸标注8.非加工表面与加工表面之间的尺寸标注图7-31非加工表面与加工表面之间的尺寸标注实例8.非加工表面与加工表面之间的尺寸标注图7-32多个加工表面与非加工表面间的尺寸标注实例六、表面粗糙度的合理选择1)对于有相对运动的摩擦表面，运动速度高，单位面积压力大的，应该选择较小的表面粗糙度值。2)对于承受循环交变载荷及容易引起应力集中的表面，应该选择较小的表面粗糙度值。3)对有配合要求的表面，间隙配合中间隙值小的，过盈配合中要求可靠性及承受重载的，应该选择较小的表面粗糙度值。4)在满足表面使用功能要求的前提下，应该尽量选择较大的表面粗糙度值。第四节产品结构的装配工艺性一、产品能分解成若干个独立装配的装配单元二、有正确的装配基准三、便于装配和拆卸四、正确选择装配方法五、尽量减少装配时的修配和机械加工一、解释下列名词术语二、分析题一、产品能分解成若干个独立装配的装配单元图7-33产品装配单元系统图一、产品能分解成若干个独立装配的装配单元图7-34汽车主减速器主动锥齿轮轴承座总成装配工艺系统图二、有正确的装配基准图7-35轴承座组件装配基面及两种设计方案1—后桥壳体2—轴承座3、5—圆锥滚子轴承4—主动锥齿轮轴二、有正确的装配基准图7-36汽车后桥主减速器装配基面1—圆柱定位销2—减速器壳体3—后桥壳体4—半轴5—半轴齿轮6—行星齿轮7—差速器壳体三、便于装配和拆卸图7-37两箱体零件用圆柱销定位1—圆柱销2—上箱体3—下箱体三、便于装配和拆卸图7-38轴承座孔肩和轴颈轴肩的结构