77机械产品设计的工艺性评价.

2.尽量减少装配过程中的修配劳动量和机械加工 劳动量 下图a所示结构，车床主轴箱以山形导轨作 为装配基准装在床身上，装配时，装配基准面 的修刮劳动量大。图 b 所示结构，车床主轴箱 以平导轨作装配基准，装配时，装配基准面的 修刮劳动量显著减少，图 b 就是一种装配工艺 性较好的结构。
车床主轴箱与床身的两种不同装配结构形式
1.机器结构应能划分成几个独立的装配单元 机器结构如能被划分成几个独立的装 配单元，对生产好处很多。主要是:1)便于 组织平行装配流水作业，可以缩短装配周 期;2)便于组织厂际协作生产，便于组织专 业化生产;3)有利于机器的维护修理和运输。
两种传动轴结构
上图给出了两种传动轴结构，图a所示结 构齿轮顶圆直径大于箱体轴承孔孔径，轴上 零件须依次逐一装到箱体中去; 图 b 所示结构 齿轮顶圈直径小于箱体轴承孔孔径，轴上零 件可以在箱体外先组装成一个组件，然后将 其装人箱体中，这就简化了装配过程，缩短 了装配周期。
7.7 机械产品设计的工艺性评价
一、概述
机械产品设计除了应满足产品使用性能外， 还应满足制造工艺的要求，否则就有可能影 响产品生产效率和产品成本，严重时甚至无 法生产。
机械产品设计的工艺性评价实际就是评价 所设计的产品在满足使用要求的前提下制造、 维修的可行性和经济性。这里所说的经济性是 一个含意宽广的术语，它应是材料消耗要少、 制造劳动要少、生产效率要高和生产成本要低 的综合。
轴承外圈装配的两种设计方案
上 图给出了轴承外圈装在轴承座内和
轴承内圈装在轴颈上的二种结构方案。图a 所示结构轴承座台肩内径等于或小于轴承 外圈内径，而轴承内圈外径又等于或小于 轴肩直径，轴承内外圈均无法拆卸，装配 工艺性差。图b所示结构，轴承座台肩内径 大于轴承外圈的内径，轴颈轴肩直径小于 轴承内圈外径，拆卸轴承内、外圈都十分 方便，装配工艺性好。
在机器设计中，采用调整法装配代替修配 法装配可以从根本上减少修配工作量。如图
车床溜板箱后压板两种不同结构
上 图给出了两种车床溜板箱后压板结构， 图a所示结构用修刮压板装配面的方法来保证 溜板箱后压板和床身下导轨之间具有规定的 装配间隙; 图 b 所示结构则是用调整法来保证 溜板箱后压板和床身下导轨间具有规定的装 配间隙，图 b 所示结构比图a 所示结构的装配 工艺性好。
5.有便于装夹的定位基准和夹紧表面 尽量选用能够进行稳定定位的表面作设计 基准。如果零件上没有合适的设计基准、装配 基准能作定位基准，应考虑设置辅助基准面。 辅助基准面应标注相应的尺寸公差、形位公差 和表面粗糙度值。
6.保证能以较高的生产率加工
1)被加工表面形状应尽量简单
图a所示键槽形状只能用生产率较低的键槽铣刀加 工，图b所示结构就能用生产率较高的三面刃铣刀 加工。
两种键槽结构形状
(2)尽量减少加工面积 图示两种气缸套零件，图 b 所示结构比图 a 所示结构加工面积小，工艺性好。
气缸套工作表面结构
图示箱体零件耳座结构，图b、图c所示结构 不但省料而且生产效率高 , 它的工艺性就优于 图a所示结构。
箱体零件耳座结构
(3)尽量减少加工过程的装夹次数
为加工图示零件螺孔，需作攻螺孔B、C，然后翻身 装夹，再钻、攻螺纹孔Ａ。如果设计允许，宜将螺 孔Ａ改成图左上角的结构。
零件螺孔结构设计
(4) 尽量减少工作行程 次数 图 b 所示平面结 构只需一次工作行 程、工艺性好。图 a 所示平面结构需作 3 次工作行程才能加 工完，工艺性差。
零件平面结构
７.保证刀具正常工作 图a所示结构，孔 的入口端和出口端都 是斜面或曲面，钻孔 时钻头两个刃受力不 均，容易引偏，而且 钻头也容易损坏，宜 改用图 b 所示结构。 图ｃ所示孔结构，入 口是平的，但出口都 是曲面，宜改用图 d 所示结构。
零件孔结构设计
8.加工时工件应有足够的刚性
加工时，工件要承受切削力和夹紧力的作 用，工件刚性不足易发生变形，影响加工精度。
图示两种零件结 构，图b所示结构有 加强筋，零件刚性好， 加工时不易产生变形， 其工艺性就比图a所 示结构好。

增设加强筋提高零件刚性
三、机械产品设计的装配工艺性评价 从以下几个方面进行分析评价:
采用标准件、通用件，不仅可以简化设计， 避免重复的设计工作，而且可以降低产品制造 成本，产品上市也快。
3.在满足产品使用性能的条件下，零件图上标注 的尺寸精度等级和表面粗糙度要求应取最经济 值
在对机械产品设计进行机械加工工艺性评 价时，必须对主要工作表面的尺寸公差、极限 偏差逐一加以校核。在没有特殊要求的情况下， 表面粗糙度值应与该表面加工精度等级相对应。
对机械产品设计进行工艺性评价须与具体 生产条件相联系，在大批量生产中认为图a所 示箱体同轴孔系结构是工艺性好的结构;在单 件小批生产中则认为图b所示同轴孔系结构是 工艺性好的结构。
箱体同轴孔系结构

机械产品设计的工艺性评价包括毛坯制造 工艺性评价，热处理工艺性评价，机械加工工 艺性评价，装配工艺性评价。
此处只介绍机械加工工艺性评价和装配工 艺性评价。
二、机械产品设计的机械加工工艺性评价 从以下几个方面进行分析评价:
1.零件结构要素必须符合标准规定
零件结构要素螺纹、花键、齿轮、中心孔、 空刀槽等的结构和尺寸都应符合国家标准规定。
2．尽量采用标准件和通用件 标准件和通用件在产品中所占的比例是评 定产品设计标准化程度的一个重要指标。
3.机器结构应便于装配和拆卸
轴承座组件装配基面的两种设计方案
上图给出了轴承座组件装配的两种不同设 计方案。图a所示结构装配时，轴承座2两段外 圆表面同时装入壳体零件 1 的配合孔中，既不 好观察，也不易同时对准;图b所示结构，装配 时先让轴承座2前端装人壳体配合孔中3mm后， 轴承座2后端外圆才开始进人壳体1配合孔中， 容易装配。
机器装配过程中要尽量减少机械加工量。 装配中安排机械加工不仅会延长装配周期，而 且机械加工所产生的切屑如清除不净，往往会 加剧机器磨损。
两种不同的轴润滑结构
上图所示两种轴润滑结构，图a所示结构在 轴套装到箱体上后需配钻油孔，在装配工作中 增加了机械加工工作量;图b所示结构改在轴套 上预先加工油孔，装配工艺性就好。
4.尽量选用切削加工性好的材料 材料的切削加 工性是指在一定生产条件下，材料切削加工的 难易程度。材料切削加工性评价与加工要求有 关，粗加工时要求具有较高的切削效率；精加 工时则要求被加工表面能获得较高的加工精度 和较小的表面粗糙度。
材料的强度高，切削力大，切削温度高， 刀具磨损快，切削加工性差 ; 材料强度相同时， 塑性较大的材料切削力较大，切削温度也较高， 易与刀具发生粘接，刀具磨损加剧，表面粗糙 度值增大，切削加工性差 ; 在钢材中适当添加 磷、硫等元素，可以降低钢的塑性，对提高钢 材的切削加工性有利。