结构工艺性
零件结构的工艺性分析
零件结构的工艺性分析
2. 零件组成要素的结构要便于加工
5）表面形状尽量与刀具形状相一致
零件结构的工艺性分析
零件结构的工艺性分析
零件结构的工艺性分析
2. 零件组成要素的结构要便于加工
6、尽量采用标准化参数
零件结构的工艺性分析
3. 便于安装拆卸
零件结构的工艺性分析
零件结构的工艺性分析
零件结构的工艺性分析
3) 便于进刀和退刀
必要时，留出足够的退刀槽、空刀槽或越程槽等
零件结构的工艺性分析
零件结构的工艺性分析零源自结构的工艺性分析尽可能避免弯曲的孔
零件结构的工艺性分析
零件结构的工艺性分析
零件结构的工艺性分析
2.零件组成要素的结构要便于加工
4) 减小加工困难
零件结构的工艺性分析
零件结构的工艺性分析
零件结构的工艺性分析
内容
一、零件结构的工艺性概念 二、零件结构的工艺性分析方法 三、具体实例分析
零件结构的工艺性分析
一、零件结构的工艺性概念
零件结构的工艺性 是指这种结构的零件被加工 的难易程度。
零件结构的工艺性良好，是指所设计的零件， 在保证使用要求的的前提下，能较经济、高效、 合格地加工出来。
零件结构的工艺性分析
2. 零件组成要素的结构要便于加工
1）尽量避免内表面的加工
Ra1.6
Ra1.6
零件结构的工艺性分析
2. 零件组成要素的结构要便于加工
2) 尽量减少加工面积
零件结构的工艺性分析
零件结构的工艺性分析
Ra0.8
Ra0.8 Ra12.5
Ra0.8
零件结构的工艺性分析
2. 零件组成要素的结构要便于加工
切削加工零件的结构工艺性
§1 零件结构工艺性基本概念 §2 零件结构工艺性实例分析
第七章 切削加工零件的结构工艺性
§1 零件结构工艺性基本概念
零件结构工艺性是指这种结构的零件被加工制造的难易 程度。是评价零件结构优劣的重要技术指标。 工艺性与零件的生产批量及具体生产条件相关。
注意：1. 零件的加工精度、表面粗糙度值选择应合理；
2. 加工表面的几何形状应尽可能简单； 3. 便于安装、定位准确、夹紧可靠； 4. 便于加工、易于测量； 5. 提高标准化程度。
§2 零件结构工艺性实例分析
一、工件要便2. 减少安装次数
二、减小切削面积、简化加工面形状
三、便于加工和测量
1. 便于进刀和退刀(要有退刀槽或越程槽）
3. 便于多件一起加工。
2. 便于采用标准刀具加工
钻孔
S
3. 钻孔时
D
1) 孔与壁应离开一定的距离
S D (2 ~ 5)mm 2
2) 避免在斜面上钻孔
3) 避免弯曲孔 4. 镗孔时
四、有利于提高生产率
1. 尺寸差别不太大时，零件上的槽宽、圆角半径、孔、 螺纹等尺寸应尽可能一致。
4M6 4M5
4M6
4M6
2. 应尽可能减少机床的调整和走刀次数。
结构工艺性
第三节 毛坯结构工艺性
毛坯要具结构工艺性，注意选合适的毛坯型式、种类且据该种毛坯工艺的需要设计合 理的结构。设计时要根据具体情况综合考虑，如：零件材料、生产类型、结构形状、尺寸大 小等。
下面讨论铸件、锻件、焊件的结构工艺性。
一、铸件的结构工艺性 铸件结构工艺性常指零件的本身结构应符合铸造生产的要求， 便于铸造工艺过程顺利进 行，还能保证产品质量，如能简化铸造生产过程，减少铸造缺陷，节约金属材料，能降低成 本，及提高生产率，那所设计的铸件结构工艺性好。
从工艺过程分析，要造型、制芯方便，下芯、清理方便。应有如下要求：
1．外型应尽量简单
尽量简化外型、减少分型面，便于造型，只要能满足使用要求，不要复杂化（尽管复杂 形状也可铸造） ，以获得优质铸件。
2．铸件内腔合理设计
一般内腔要采用型芯， 这样会增加成本， 延长生产周期， 所以设计时如能直接铸出内腔 不要用型芯， 如非要用时， 应尽量避免悬臂型芯， 提高稳定性， 要做到便于下芯、 合箱安装、 固定及排气和清理。
注意起模方向
留有拔模斜度
将局部凸台连
成一体
可加长凸台面 积至分型面，避 免采用活块，或 不设凸台，锪平 即可
基本
要求
工艺性不好
%
'7
1
pj
r
去掉内凹处减
少铸造缺陷方
便制芯
制
芯
方 便
将箱形结构改 为肋骨形结构， 可省去型芯。但 强度和刚度变 差
将整体结构改 为组合结构简 化型芯形状保 证壁厚均匀
和 箱 下
3．铸件的结构斜度
垂直于分型面的不加工面要具有一定的结构斜度， 以便于起模。 对于不允许有结构斜度 的铸件应在模样上留出拔模斜度， 铸件愈高， 其斜度应相应减少， 以避免上下边绝对尺寸相 差过大。
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。
机械零件的结构工艺性
a) 改进前
b) 改进后
14
(3) 刨削时，在平面的前端要有让刀的部位，让刀槽。
a) 改进前
b) 改进后
15
(4) 磨削时，各表面间的过渡部分应设计出越程槽。
a) 改进前
b) 改进后
16
4、应尽量减少加工面积 图a所示支座零件的底面加工面积较大，改为图b的结构 后，减少了加工面积，从而减少机械加工量和刀具消耗。
12
3、零件加工部位的结构应便于刀具正确地切人及切出。 (1) 图a的孔与零件立壁相距太近，造成钻夹头与立壁干 涉，只能采用非标准加长钻头，刀具刚性差。改进后， 可以采用标准刀具，从而可保证加工精度。
a) 改进前
b) 改进后
13
(2) 插齿时要留有空刀槽，这样大齿轮可滚齿或插齿， 小齿轮可以插齿加工。
a) 改进前
b) 改进后
19
(3) 轴上的键槽不在同一方向，铣削时需重复安装和对 刀。改进后键槽布置在同一方向上可减少安装、调整次 数，也易于保证位置精度。
改进前
改进后 20
(4) 图a所示A、B面的加工需要分别调整机床；若如图b 所示将A、B面的高度改成一致，则可在机床的一次调 整中完成A、B面的加工。
6
③零件各非加工面的位置尺寸应直接标注，而非加工面 与加工面之间只能有一个联系尺寸。 (4) 零件结构要便于加工 ①零件结构要便于安装，定位准确，加工稳定可靠。 ②尽量减小毛坯余量和选用切削加工性好的材料。 ③各要素的形状应尽量简单，加工面积要尽量小，规格 应尽量统一。 ④尽量采用标准刀具进行加工，且刀具易进入、退出和 顺利通过加工表面。 ⑤加工面和加工面之间、加工面和不加工面之间均应明 显分开，加工时应使刀具有良好的切削条件，以减少刀 具磨损和保证加工质量。
结构工艺性的名词解释
结构工艺性的名词解释在现代工程领域中，结构工艺性是一个重要的概念，它指的是将结构设计和工艺技术相结合，以获得经济、实用和安全的工程结构。
这种名词解释涵盖了结构工程学、材料科学和工艺技术等多个学科领域，为了更好地理解结构工艺性，我们需要逐步解释其中表达的含义和涉及的关键要素。
一、结构工艺性的概念结构工艺性是指在设计和施工过程中，合理地选择施工材料和施工方法，以确保工程结构的强度、刚度、耐久性和稳定性等方面的要求得到满足，同时保证施工周期和成本控制在合理范围内。
结构工艺性是工程设计和实施的关键因素之一，它涉及到结构的可行性、施工工艺的可控性以及对施工材料和施工设备的要求。
二、结构工艺性的要素1. 结构可行性：结构工艺性首先要求所设计的结构在功能上能够满足使用要求，即结构的载荷承载能力、变形和挠度符合设计规范和标准。
这要求工程师在设计过程中综合考虑结构的力学性能和施工工艺的可实施性，确保设计方案的可行性。
2. 施工工艺的可控性：结构工艺性的重要目标之一是确保施工过程的可控性，即施工方法和工艺流程能够被有效地监控和控制。
这要求结构设计和施工工艺之间的密切协作，工程师需要在设计中考虑施工要求，同时施工方需要通盘考虑工艺可行性，并与设计方进行沟通和协商。
3. 施工材料和设备的要求：结构工艺性还要求合理选择施工材料和设备，以满足结构设计和施工工艺的要求。
施工材料的性能和质量对于工程的稳定性和耐久性起着重要的作用，而合适的施工设备可以提高施工效率和质量。
三、实现结构工艺性的方法1. 综合设计：要实现结构工艺性，需要工程设计师在结构设计过程中充分考虑施工工艺的要求，从而制定出合理且可实施的设计方案。
综合设计是一种综合考虑结构力学性能、施工工艺可行性和经济性的设计方法，它通过多重特性的优化，找到最佳的设计方案。
2. 技术配套：为了实现结构工艺性，设计方和施工方需要进行技术配套。
设计方应提供详细的施工工艺要求，施工方则要根据设计方案进行合理的施工工艺选择和施工流程安排。
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。
第四节 焊接件的结构工艺性
第四节焊接件的结构工艺性结构工艺性：指在一定的生产规模条件下，如何选择零件加工和装配的最佳工艺方案，因而焊接件的结构工艺性是焊接结构设计和生产中一个比较重要的问题，是经济原则在焊接结构生产中的具体体现。
在焊接结构的生产制造中，除考虑使用性能之外，还应考虑制造时焊接工艺的特点及要求，才能保证在较高的生产率和较低的成本下，获得符合设计要求的产品质量。
焊接件的结构工艺性应考虑到各条焊缝的可焊到性、焊缝质量的保证，焊接工作量、焊接变形的控制、材料的合理应用、焊后热处理等因素，具体主要表现在焊缝的布置、焊接接头和坡口形式等几个方面。
一、焊缝布置焊缝位置对焊接接头的质量、焊接应力和变形以及焊接生产率均有较大影响，因此在布置焊缝时，应考虑以下几个方面。
1．焊缝位置应便于施焊，有利于保证焊缝质量焊缝可分为平焊缝、横焊缝、立焊缝和仰焊缝四种型式，如图3-32所示。
其中施焊操作最方便、焊接质量最容易保证的是平焊缝，因此在布置焊缝时应尽量使焊缝能在水平位置进行焊接。
图3-32 焊缝的空间位置a)平焊 b)横焊 c)立焊 d)仰焊除焊缝空间位置外，还应考虑各种焊接方法所需要的施焊操作空间。
图3-33所示为考虑手工电弧焊施焊空间时，对焊缝的布置要求；图3-34所示为考虑点焊或缝焊施焊空间（电极位置）时的焊缝布置要求。
图3-33 手工电弧焊对操作空间的要求a）合理 b）不合理图3-34 电阻点焊和缝焊时的焊缝布置a）合理 b）不合理另外，还应注意焊接过程中对熔化金属的保护情况。
气体保护焊时，要考虑气体的保护作用，如图3-35所示。
埋弧焊时，要考虑接头处有利于熔渣形成封闭空间，如图3-36所示。
图3-35 气体保护电弧焊时的焊缝布置a）合理 b）不合理图3-36 埋弧焊时的焊缝布置a）合理 b）不合理2．焊缝布置应有利于减少焊接应力和变形通过合理布置焊缝来减小焊接应力和变形主要有以下途径：（1）尽量减少焊缝数量采用型材、管材、冲压件、锻件和铸钢件等作为被焊材料。
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第八章结构工艺性
第一节结构工艺性概述
机器由许多零件组成，每一零件结构设计的是否合理直接关系到加工制造难易程度及对使用性能的影响，所以通常工程技术人员在设计整机或零部件时，要从机器的使用、制造等方面全面考虑。
为了评定机器结构的设计质量，通常引用“结构工艺性”概念。
如果所设计的产品（零件）根据一定的生产规模且能保证有较好的使用性能（如寿命长、效率高、安全可靠性、安装及维修方便等）前提下，能用劳动量小、高效率、材料消耗少、较低成本的
“节材性”。
a．
b．
c．
d．
e．
品种规格系列化后采用较多通用件、标准件，减少专用件，机器零件品种减少，零部件制造批量增加；零部件通用化后，不同型号的机器有可能采用相同零部件，既可扩大制造批量，又有利于组织专门化生产，采用先进设备和工艺，提高产品质量，降低成本。
对易损件通用化、紧固件标准化，使维修配件、零件品种减少，方便了维修。
因此，在设计机器时的基本要求首先要按照“三化”标准系列，对机器及其零部件多采用标准及定型结构，尽量减少专用件。
这是评定一台机器总体结构工艺性好否的重要标志。
零件结构设计中，仅用视图、剖视、剖面及尺寸合理的表达其形状及大小是不够的，还需有合理的技术要求。
如：1.机器性能、化学性能、热处理、无损探伤等；2.尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等；3.零件重量等其它要求。
尺寸公差、形位公差及表面粗糙度是零件图上机械加工中相当重要的内容，必须合理选择及
正确标注。
对于基准的选择通常采用基孔制，特殊情况例外。
从经济性考虑，只要能满足使用要求，应尽量选低公差等级，根据生产规模及零件的具体结构确定合适精度，且形位公差、尺寸公差与表面粗糙度应协调。
在部件或机器装配图上，应根据机器的使用要求规定合适的装配技术要求。
第三节毛坯结构工艺性
毛坯要具结构工艺性，注意选合适的毛坯型式、种类且据该种毛坯工艺的需要设计合理的结构。
设计时要根据具体情况综合考虑，如：零件材料、生产类型、结构形状、尺寸大小等。
下面讨论铸件、锻件、焊件的结构工艺性。
一、铸件的结构工艺性
铸件结构工艺性常指零件的本身结构应符合铸造生产的要求，便于铸造工艺过程顺利进行，还
对于不同壁厚的铸件应逐渐过渡和转变、拐弯和交接处应采用较大圆角过渡连接，以避免因应力集中而产生开裂，铸件壁厚应均匀，减少厚大部分，防止形成热节而产生缩孔、晶粒粗大等缺陷，并能减少铸造热应力、变形、裂纹等缺陷，图例如表（8-2）
第四节锻件结构工艺性
锻件据锻造方法不同，大致可分自由锻锻件和模锻件两种，也就是说锻件结构与锻造方法是密切相关的。
一、锻造方法对锻件结构的要求及合理选材
锻造方法不同，零件结构形状要求不同。
设计锻造零件时，首先应按生产批量、零件形状和尺寸及具备的生产条件，选择技术上可行、经济上合理的锻造方法。
（参阅表8-3）再按所选锻造方法的工艺性要求，合理设计零件的结构。
表（8-3）各种锻造方法的应用范围
的在一起）。
表（8-4）为自由锻件结构工艺性示例
第五节焊件结构工艺性
在制造大型结构或复杂的机器部件时，可用焊接方法。
它可用化大为小、化复杂为简单来准备坯料，逐次装配、焊接拼小成大，这是其它工艺方法难做到的。
还可采用铸-焊或锻-焊复合工艺。
要保证良好的焊接质量，焊接接头的工艺设计尤为重要，由此判断焊件结构工艺性好否。
焊缝位置的合理布置是焊接结构设计的关键，与产品质量、生产率、成本等密切相关。
一、焊缝的布置尽可能分散，密集成交叉会造成金属过热、加大热影响区、恶化组织。
二、焊缝位置尽可能对称分布，如位置偏在截面重心一侧，会使焊件弯曲变形。
三、焊缝位置要离开最大应力和应力集中处，结构截面有急剧变化的位置，易产生应力集中，
应避免设计。
四、焊缝应尽量避开机械加工表面。
五、焊缝位置应方便施焊，要有足够的操作空间。
表（8-5）为常见焊接件结构工艺性示例
表（8-5）常见焊接件结构工艺性示例
零件结构
抓住主
零件结构
5、提高刀具的刚度与寿命
表（8-13）方便进刀、退刀和测量
零件结构
表（8-14）避免曲面加工
表（8-16）方便拆卸
零件结构
表（8-18）保证装卸工具的活动空间。