锻件的结构设计与工艺性分析
摘要
目前国内外的锻造方法主要的仍然是自由锻和模锻，工业发达国家的模锻大大超过自由锻。因为模锻生产率高，锻件尺寸精度高，材料利用率高，纤维组织沿锻件轮廓分布，故力学性能好，故强度高，耐冲击抗疲劳。如果能结合胎膜锻、型砧锻，其经济效益会显著提高，“锻压”是人类发明的最古老的生产技术之一，也是机械制造业中重要的技术之一。它包含了锻造和冲压技术，以及与之相关的塑性变形技术。锻造作为金属加工的主要方法和手段，因此锻造工艺是发展趋势，锻造加工能保证金属纤维组织的连续性，使锻件的纤维组织与锻件外形保持一致，金属流线完整，可保证零件具有良好的力学性能与长的使用寿命，锻件是机器中负重载荷的零件，特别适合结构尺寸小而载荷大或受疲劳载荷的零件。不懂锻件设计就有可能违反锻造原理和锻造结构工艺性,轻则延长零件的生产周期锻造加工能保证金属纤维组织的连续性，使锻件的纤维组织与锻件的外形保持一致，金属流线完整，可保证零件具有良好的力学性能与长的使用寿命，增加制造困难，增加成本；重则可能无法把您设计的零件锻造出来。本设计将通过对各种锻件的具体案例的结构设计及其工艺性进行分析，把握锻件的结构设计及其工艺性的制造规律，并通过其规律的把握，达到灵活运用制造技术，合理设计零件结构及其工艺的目的。
关键词：自由锻；模锻；锻造工艺；胎膜锻；结构
I
Abstract
Currently，forging method at home and abroad，mainly remains Free forging and Roll forging，Model Forging of Industrial developed countries easily outnumbered Free forging. Beca mechanical property. High strength, impact fatigue resistance. "Forge" is one of the oldest use of high production rate of Roll forging，high dimension precision of forging，high utilization ratio of material and fibrous tissue distributes the outlines of forging，so it has good production technology of human invention, is one of the important technology in mechanical manufacturing industry. It includes the forging and stamping technology, and the plastic deformation associated with technology. Forging as main methods and means of metal processing . Forging ps histiocytomarocess can ensure the continuity of metallic fibrou , consistent with appearance of fibrous tissue and forgings forging, metal flow line complete, guaranteed parts with good mechanical properties and long service life, Forging is the weight-bearing loads in the machine parts, particularly suited to the structure of small size and loading large or subject to fatigue loading parts，If we can combine The fetal membrane hammers and the swage block hammers，the Economic efficiency will obviously enhances，so Forging craft is the trend of development, we will disobey Forging principle and Forging structure technology capability if we can not understand Forging design, the result range from not forging the components to protracting the production cycle, increasing manufacturing difficulties and costing this Graduation Project, we can grasp the law of the manufacture of structural design and forging structure technology capability by analysising the structural design of a wide range of forging and the technology capability, also nimbly use the technique of manufacture, reasonably design the structural and the craft by grasping the law.
Keywords:Free forging；Roll forging；Forging craft；The fetal membrane hammers；structural
II
目录
摘要 ................................................................. I Abstract ................................................................ II
前言 (1)
第1章绪论 (3)
1.1 目前锻件的应用 (3)
1.2 目前国内外发展概况和发展趋势 (4)
第2章锻件的结构设计及工艺性分析 (5)
2.1 对锻造零件结构工艺性的要求 (5)
2.2 锻件组织特点 (5)
2.3 锻件的结构工艺性 (5)
2.3.1自由锻件的结构工艺性 (5)
2.3.2 模锻件的结构工艺性 (9)
第3章锻件的结构设计错误示例及其改进 (12)
3.1 模锻件的分模位置问题 (12)
3.1.1 上下对称锻件的分模位置不应选在上平面或下平面错误！未定义书签。
3.1.2 倾斜锻件不宜采用折线分模 .................. 错误！未定义书签。
3.1.3 左右对称的锻件，分模面不宜选在过度截面上 .. 错误！未定义书签。
3.1.4 高度小于或者等于台阶直径的圆饼类锻件，不宜轴向分模错误！未定义书签。
3.1.5 头部较大的轴类锻件不宜直线分模 ............ 错误！未定义书签。
3.2 模锻件的模锻斜度问题 ............................ 错误！未定义书签。
3.2.1 模膛内侧不能与分模面垂直 .................. 错误！未定义书签。
3.2.2 同一锻件的内模斜度不应比外模斜度小 ........ 错误！未定义书签。
3.2.3 同一锻件上不宜出现多种模锻斜度 ............ 错误！未定义书签。
3.2.4 分模面两侧的模锻斜度不能相互错开 .......... 错误！未定义书签。
3.3 零件上过于复杂的部分不要锻出，应合理设计余块 .... 错误！未定义书签。
3.3.1 对于有凸缘的锻件 .......................... 错误！未定义书签。
3.3.2对于有难成形的复杂形状的锻件............... 错误！未定义书签。
3.3.3 对于零件相邻台阶直径相差不大的锻件 (12)
3.4 需增设定位块的锤上模锻件 (14)
III
3.5 模锻件连皮的问题 (15)
3.5.1 冲孔连皮不能太薄，也不宜太厚 (15)
3.5.2 锻件内孔较大时，不宜用平底连皮 (16)
3.5.3 锻件上的小孔不宜锻出连皮, 只进行压凹 (18)
3.6 对于法兰较薄的锻件，在锻件两侧各增加一块工艺凸台敷料 (19)
3.7 合理确定锻件的分合 (20)
3.7.1 单拐曲线两件合锻 (20)
3.7.2 轴套类零件两件合锻 (21)
3.7.3 复杂模锻件的分锻 (22)
3.7.4 有骤变横截面模锻件的分锻 (24)
3.8 合理确定锻件的凸肩 (25)
3.8.1 凸肩与锻件直径相差不大时不宜锻出凸肩 (25)
3.8.2 高度过小的凸肩不要锻出 (26)
3.9自由锻件结构应力求简单 (26)
3.9.1 自由锻件应尽量避免有锥形和斜度平面 (27)
3.9.2 自由锻件应避免两曲面或曲面与棱柱面交接 (28)
3.9.3 自由锻件应避免加强筋 (29)
3.9.4 自由锻件不允许在基体上或在叉件内侧有凸台 (30)
3.9.5 大型锻件台阶余面的重量不能忽视,锻造设备不能选择过大，也
不能选择太小 (31)
3.10 孔径小于30mm的孔，不宜锻出 (33)
3.11 模锻件应尽可能直接模锻成形 (34)
3.12 加大连接板的厚度 (35)
3.13 复杂锻件应成对称形状，可使模具和夹具通用 (36)
3.14 合理选择锻件上的倒圆半径 (37)
3.15 不能忽视预锻成型 (38)
3.16 平锻机上终锻成形时的冲孔芯料不能太薄 (39)
3.17 合理安排毛刺、飞边的位置 (40)
第4章结论 (42)
参考文献 (43)
致谢 (44)
IV
前言
现代科学技术的迅猛发展，迫使作为现代工业基础的机械制造业也必须紧跟时代的脉搏，并应超前于其他工业部门的发展，为他们提供大量优质的装备。我国的机械制造产品质量虽有较大的提高，然而与世界发达的工业国家相比，在某些方面仍然存在产品性能差、寿命短、质量不稳定等问题。[1]其原因当然是多方面的，首要的是设计，所以设计要相应改变。机械零件制造结构设计是把零件设计得最大限度地满足制造条件，即根据零件的功能进行理论设计及计算，并按照制造条件确定零件的结构。这样做，方便去除多余功能或过剩功能的结构，以便优化结构，减少毛坯废品，省工省料，降低成本，提高产品的价值。[2]产品的竞争力来源于严格的管理和降低成本。降低机械产品成本，则首先是设计。在功能相同的条件下，产品零件结构有利于制造时降低成本的关键。“锻压”是人类发明的最古老的生产技术之一，也是机械制造业中重要的技术之一。它包含了锻造和冲压技术，以及与之相关的塑性变形技术。锻造作为金属加工的主要方法和手段之一，[5]使其在国民经济中占有举足轻重的地位，在装备制造业中涉及到：机械、汽车、船舶、航空、航天、大型发电设备、化工容器、军工、轻工等领域。特别是机械、汽车制造业中是不可或缺的主要加工工艺。
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面各种技术问题，称为机械设计工艺性，机器及其零部件的工艺性体现在结构设计当中，所以又称为结构设计工艺性。[7]
而锻件的结构设计及其工艺性分析，是接下来我所要讨论的课题。锻件是由坯料（型钢或钢锭）经加热后锻造而成的坯件。锻件的力学性能好，因为锻件是锻钢组织，结晶致密，晶粒细小，纤维组织分配合理，故强度高，耐冲击抗疲劳。[3]锻件是机器中负重载荷的零件，特别适合结构尺寸小而载荷大或受疲劳载荷的零件。
一般机器中的金属机械零件的传统生产过程是：制造毛坯，热处理后切削加工，或再经热处理后精加工而成零件。通常毛坯制造是：铸造生产铸件；锻造生产锻件；焊接生产焊件；挤压生产挤压件；冲压生产冲压件。各种方法有
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各自的应用价值，哪一种方法都没有老化。
本设计将通过对各种锻件的具体案例的结构设计及其工艺性进行分析，把握锻件的结构设计及其工艺性的制造规律，并通过其规律的把握，达到灵活运用制造技术，合理设计零件结构及其工艺的目的。
本设计将通过对30—40个锻件的工艺性分析，并画出合理与不合理之处，说明其原因。
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第1章绪论
1.1 目前锻件的应用
飞机锻件：按重量计算，飞机上有85%左右的构件是锻件。飞机发动机的涡轮盘、后轴颈（空心轴）、叶片、机翼的翼梁, 机身的肋筋板、轮支架、起落架的内外筒体等都是涉及飞机安全的重要锻件。飞机锻件多用高强度耐磨、耐蚀的铝合金、钛合金、镍基合金等贵重材料制造。[4]为了节约材料和节约能源，飞机用锻件大都采用模锻或多向模锻压力机来生产。
汽车锻件：汽车锻按重量计算，汽车上有1719%的锻件。一般的汽车由车身、车箱、发动机、前桥、后桥、车架、变速箱、传动轴、转向系统等15个部件构成汽车锻件的特点是外形复杂、重量轻、工况条件差、安全度要求高。如汽车发动机所使用的曲轴、连杆、凸轮轴、前桥所需的前梁、转向节、后桥使用的半轴、半轴套管、桥箱内的传动齿轮等等，无一不是有关汽车安全运行的保安关键锻件。
柴油机锻件：柴油机是动力机械的一种，它常用来作发动机。以大型柴油机为例，所用的锻件有汽缸盖、主轴颈、曲轴端法兰输出端轴、连杆、活塞杆、活塞头、十字头销轴、曲轴传动齿轮、齿圈、中间齿轮和染油泵体等十余种。
船用锻件：船用锻件分为三大类，主机锻件、轴系锻件和舵系锻件。主机锻件与柴油机锻件一样。轴系锻件有推力轴、中间轴艉轴等。舵系锻件有舵杆、舵柱、舵销等。
兵器锻件：锻件在兵器工业中占有极其重要的地位。按重量计算，在坦克中有60%是锻件。火炮中的炮管、炮口制退器和炮尾，步兵武器中的具有膛线的枪管及三棱刺刀、火箭和潜艇深水炸弹发射装置和固定座、核潜艇高压冷却器用不锈钢阀体、炮弹、枪弹等，都是锻压产品。除钢锻件以外，还用其它材料制造武器。
石油化工锻件：锻件在石油化工设备中有着广泛的应用。如球形储罐的人孔、法兰，换热器所需的各种管板、对焊法兰催化裂化反应器的整锻筒体（压力容器），加氢反应器所用的筒节，化肥设备所需的顶盖、底盖、封头等均是锻件。
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矿山锻件：按设备重量计算，矿山设备中锻件的比重为12-24%。矿山设备有：采掘设备、卷扬设备、破碎设备、研磨设备、洗选设备、烧结设备、核电锻件
1.2 目前国内外发展概况和发展趋势
机械零件制造结构设计是把零件设计得最大限度地满足制造条件，即根据零件的功能进行理论设计及计算，并按照制造条件确定零件的结构。[6]这样做，方便去除多余功能或过剩功能的结构，以便优化结构，减少毛坯废品，省工省料，降低成本，提高产品的价值。产品的竞争力来源于严格的管理和降低成本。降低机械产品成本，则首先是设计。在功能相同的条件下，产品零件结构有利于制造时降低成本的关键。
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。[9]这种在机械设计中综合考虑制造、装配工艺及维修等方面各种技术问题，称为机械设计工艺性，机器及其零部件的工艺性体现在结构设计当中，所以又称为结构设计工艺性。结构设计工艺性问题设计的面较广，它存在于零部件生产的各个阶段：材料选择、毛坯生产、机械加工、热处理、机器装配、机器操作、维修等。[11]在结构设计中，产生矛盾事，应统筹安排，综合考虑，找出主要问题，予以妥善解决。一般机器中的金属机械零件的传统生产过程是：制造毛坯，热处理后切削加工，或再经热处理后精加工而成零件。通常毛坯制造是：铸造生产铸件；锻造生产锻件；焊接生产焊件；挤压生产挤压件；冲压生产冲压件。各种方法有各自的应用价值，哪一种方法都没有老化。[10]
目前国内外的锻造方法主要的仍然是自由锻和模锻，工业发达国家的模锻大大超过自由锻。锻造工艺是发展趋势，因为模锻生产率高，锻件尺寸精度高，材料利用率高，纤维组织沿锻件轮廓分布，故力学性能好。只要生产锻件批量够大，就会降低锻件成本而提高经济效益。由于品种多而批量不大的产品生产需要，自由锻仍然是适用的，如果能结合胎膜锻、型砧锻，其经济效益会显著提高。
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第2章锻件的结构设计及工艺性分析
2.1 对锻造零件结构工艺性的要求
1、结构力求简单、对称，横截面尺寸不应有突然变化。
2、锻模件应有合理的锻造斜度和圆角半径。
3、材料应具有良好的可锻性。
2.2 锻件组织特点
金属经过锻造加工后能改善其组织结构和力学性能。经过锻造方法热加工变形后由于金属的变形和再结晶，使原来的粗大枝晶和柱状晶粒变为晶粒较细、大小均匀的等轴再结晶组织，使钢锭内原有的偏析、疏松、气孔、夹渣等压实和焊合，其组织变得更加紧密，提高了金属的塑性和力学性能。[15]锻造加工能保证金属纤维组织的连续性，使锻件的纤维组织与锻件外形保持一致，金属流线完整，可保证零件具有良好的力学性能与长的使用寿命
2.3 锻件的结构工艺性
锻件的结构工艺性是指锻件的结构设计在满足使用性能和保证质量的前提下，在一定的生产条件和生产规模下，能以最少的劳动量，最低的成本、最高的生产率的方法锻造成型的性质。
在进行锻件的结构设计时，应充分考虑到：1）锻件材料；2)锻造设备与工装；3）生产批量；4）零件的使用要求；5）零件的形状和尺寸特征等因素，从中寻求最合理的工艺过程所对应的具有良好工艺性的锻件结构。[14]因此，要求设计人员不但要熟练地掌握锻件的设计知识，而且还要很好的了解工艺知识。
2.3.1自由锻件的结构工艺性
1、自由锻件的分类
自由锻造是一种通用性很强的工艺方法，锻件结构品种繁多，复杂程度不等。自由锻件的成型过程均由一系列变形工序组合而成。因此，自由锻件可按
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锻造工艺特点，根据锻件的形状特征和变形性质加以分类。具体有：饼块类、空心类、轴杆类、曲轴类、弯曲类、复杂形状。
2、自由锻件结构设计要点
自由锻件的结构因受其加工使用设备和工具的限制，在设计时应考虑到锻造是否方便、经济和可能。因此，自由锻件的结构应力求简单、对称，由直线和平面或圆柱面组成的平滑形状。（具体要点有第三大节举例说明）
3、自由锻件的结构要素
a．余块的设计为简化锻件外形及锻造过程，在自由锻件的某些地方添加一些大于余量的金属，这部分体积的金属成为余块。在设计余块时，应该注意：ⅰ、对于短凸缘（法兰）的锻件，为了防止凸缘在锻造时的变形，应在轴向添加余块，使凸缘增长。
ⅱ、当零件相邻台阶直径相差不大时，可以在直径较小的地方添加径向余块。
ⅲ、当零件上较小的孔，窄的凹档以及难以用自由锻造成型的复杂形状，均可通过加设余块以使锻件外形得以简化。
ⅳ、对于需要试样检验以及需留有热处理或机械加工夹头的锻件，应在锻件的相应部位添加余块。
余块的添加虽然使锻造工艺得以简化，但金属的消耗以及机械加工工时也相应增加。这一问题应视锻件的生产批量和工具制造等情况综合考虑。
b.台阶与凹档的设计为使自由锻件上的台阶和凹档在锻造时能够顺利进行，应对其最大高度和最小长度的几何参数加以限制。
c.法兰的设计自由锻件的法兰可分为端部法兰和中间法兰两种形式。在进行锻件设计时，应对在指定的截面尺寸条件下可锻出法兰的最小厚度或长度这一几何参数加以限制。当锻件的法兰厚度或长度不满足条件时，应适当加大法兰厚度或长度方向的余量。对于端部法兰，亦可采用将两锻件连锻后切割的方法。
d.孔的设计带孔的自由锻件可按其基本尺寸特征，分为盘类、环类、短筒类和长筒类四类。
在进行自由锻件孔的设计时，应考虑以下因素：
ⅰ、对于锤锻件，当孔径d<30mm时，H>3d或H≤3D、d≤0.5D的孔，一般
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均允许不锻出。
ⅱ、对于套筒件，当孔径d<30mm或壁厚t<12mm时，也可以不锻出。
ⅲ、对于水压机锻件，其孔径d<150mm时，可以不冲出。
ⅳ、所有带孔锻件的最小冲孔直径，均与锤锻的吨位有关。
e．凸台的设计锻件上凸台的几何参数主要有高度尺寸h和宽度尺寸b（或直径d）
在设计凸台时应注意：
ⅰ、对于圆盘形锻件，当其直径D/d≤1.2，高度H≤4h时，凸台可以不锻出。
ⅱ、对于非圆形锻件，当其边长B/b≤1.2，高度H≤4h时，凸台亦可不锻出。
f．自由锻件的加工余量与公差零件的公称尺寸、锻件的公称尺寸、加工余量和锻造公差之间存在一定的关系。
4、锻件图
锻模设计、工艺规程制订、模锻生产过程、锻模加工及锻件检验，都离不开锻件图。锻件图分为冷锻件图和热锻件图，冷锻件图用于最终锻件检验和热锻件图设计；热锻件图用于锻模设计与加工制造。习惯上将冷锻件图称为锻件图。冷锻件图根据零件图设计，通常要解决下列问题。
a.确定分模面
模锻件是在可分的模腔中成形，组成模具型腔的各模块的分合面称为“分模面”；分模面与锻件表面的交线称为锻件的“分模线”。锻件分模位置合适与否，直接关系到锻件成形、出模，材料利用率等一系列问题。因此，分模线是模锻件最重要、最基本的结构要素。
确定分模位置最基本的原则是：保证锻件形状尽可能与零件形状相同，容易从模腔中取出；此外应争取获得镦粗成形。故此，锻件分模位置应选在具有最大水平投影尺寸的位置上。
为了提高锻件质量和生产过程的稳定性，除满足上述分模原则外，确定开式模锻件的分模位置还应考虑下列要求：
ⅰ、为使分模结构尽量简单和便于发现上下模在模锻过程中的错移，分模平面尽可能采用直线状，并应使分模线选在锻件侧面的中部；
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ⅱ、头部尺寸较大的长轴类锻件，不宜直线分模，而应用折线分模，使上下模型腔深度大致相等，以确保尖角处能充填饱满；
ⅲ、为便于锻模加工制造和锻件切边，同时也为了节约金属材料，当圆饼类锻件的H≤（2.5～3）D时，则无论是在锤上锻造还是在曲柄压力机上锻造或螺旋压力机上锻造，都应考虑径向分模，而尽量不采用轴向分模。因径向分模的锻模型槽可车削加工，效率高，工时省，切边模刃口形状简单，制造方便；径向分模还可锻出内腔，节约金属。但当H/D较大时，锤上模锻时，显然不能再考虑径向分模。若仍采用径向分模，则因模具高度尺寸太大，锻造困难，锻锤打击能量下降，需要的出模力也大；
ⅳ、对金属流线有要求的锻件，为避免纤维组织被切断，应尽可能沿锻件截面外形分模，如肋顶分模。同时还应考虑锻件工作时的受力情况，应使纤维组织与剪应力方向垂直。
b 确定锻件的机械加工余量和公差
普通模锻方法很难满足机械零件的要求，一般来说存在如下两方面的问题，即：
ⅰ、锻件走样。由于欠压、锻模磨损、上下模错移、毛坯体积和终锻温度的波动，使得锻件的形状发生变化，尺寸在一定范围内波动；又由于锻件出模需要模膛带有斜度，锻件侧壁不得不添加敷料；形状复杂的长轴类锻件还可能发生翘曲歪扭，从而导致锻件与零件有较大的差别；
ⅱ、表面质量不易保证。由于锻件表面氧化与脱碳，合金元素蒸发与污染，表面裂纹时有发生；表面粗糙度也达不到零件图要求等，使得锻件的表面质量远远低于机械加工零件表面质量；
正是这两方面的原因，使得锻件设计时，不得不考虑添加一层包覆零件外层的金属，即余量，而且还得规定适当的公差，以保证锻件的误差落在余量范围之内。
自由锻件的锻件图时在零件图的基础上加上机械加工余量、锻造公差和余块等绘制成的。在锻件图上锻件的形状用粗实线绘制，零件的形状用双点划线在锻件图内绘制。锻件的公称尺寸和公差标注在尺寸线的上面，零件的公称尺寸和公差标注在尺寸线的下面，并且加以括号见图2-3-1。
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图2-3-1 自由锻件的锻件图示例
Fig.3-1-1 Forging a free sample of forgings map
锻件上凡是需要机械加工的表面，都应给予加工余量。此外，对于重要的承力件，要求100%取样试验或为了检验和机械加工定位的需要，还得考虑必要的工艺余块。加工余量的大小与零件的形状复杂程度、尺寸精度、表面粗糙度、锻件材质和模锻设备等因素有关。过大的余量将增加切削加工量和金属损耗；加工余量若不足，又会使锻件废品率增加。
2.3.2 模锻件的结构工艺性
1、模锻件的分类
锻件的结构与模锻工艺的选择密切相关。同一锻件可采用多种工艺方案；反之，在工艺方案选择的同时亦可对锻件的结构设计提出合理化要求。
a．锤上模锻件的分类盘类：简单形状、较复杂形状、复杂形状轴类：直轴类、弯曲类、拔牙类、叉类。
b．螺旋压力机上模锻件分类由于螺旋压力机可带有顶件装置，且可采用多向分模的组合凹模，锻件可按外形特点、成型特点和所用模具形式分类:顶锻类、挤压类、盘类；长轴类；用组合凹模锻出的锻件；精密锻件。
c．热模锻压力机上模锻件分类热模锻压力机上模锻件的设计原则与锤上模锻件相同，但由于热模锻压力机上具有顶件装置，坯料可以立式放置，加以锻件多采用无钳口模锻，故应注意坯料放置的稳定性等因素。锻件可按形状和成型特点分类:圆饼类、长轴类、弯曲轴类。
d．平锻机上模锻件分类平锻机上模锻件的结构特点与锤上模锻件区别较
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大。由于设备及工装所决定，平锻工艺适于头部粗大的旋转体长杆类锻件和带通孔或盲孔锻件的顶镦，并可锻出两个不同方向带有凹陷的锻件。平锻件的分类:带头部的杆类锻件（无孔类）、带头部的杆类锻件（不通孔类）、无杆部的通孔类锻件、无杆部的通孔类锻件（不通孔）、管材镦粗、联合模锻件。
e．胎膜锻件的分类胎膜锻是自由锻造设备上采用专用工具（胎膜）来生产锻件的一种工艺方法。胎膜大致可分为制坯、成型和修整三类。
胎膜锻件的尺寸精度和表面质量主要取决于操作工人的经验和选择工装的合理性，通常较模锻件要差一些，但与自由锻件相比，形状可较复杂、余量可大大减少。[13]胎膜锻件的结构要素和金属变形方式已接近普通模锻工艺。
按变形工艺特点不同，胎膜锻件的分类。圆轴类:台阶类、法兰类；圆盘类：法兰、齿轮、杯筒；圆环类：环、套；杆类：直杆、弯杆、枝杆、叉杆。
2、模锻件的结构设计要点
由于工艺条件所决定，模锻件的形状可比自由锻件复杂。但为了使金属易于充满模膛，减少变形工序和提高模具寿命，模锻件外形的设计仍应力求简单、平直和对称，尽量避免锻件的截面差别过大，或具有过薄的壁，过高的筋和凸起等结构。
模锻件结构设计注意事项。（由第三节具体说明）
3、模锻件的结构要素
把零件图变成锻件图是锻造工艺设计过程中的重要环节。锻件设计者应从技术上、经济上和管理上进行协调，全面分析用户的要求，充分考虑锻件结构的合理性来进行锻件的设计。这不仅确定了锻件的外形、尺寸和加工精度，而且对后续加工的材料消耗、工序的繁简、产品质量的稳定性以及模具寿命的长短等决定锻件成本高低的影响起着重要作用。
ⅰ.模锻件的加工余量由下列因素共同组成：
Z=M+m+h+x/2
式中： Z—加工余量（㎜）；
M—精加工的最小余量（㎜）；
m—锻件的最大错移量等形位公差（㎜）；
h—表面缺陷（凹坑、脱碳等）层的深度（㎜）；
x—锻件尺寸的下偏差（㎜）。
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ⅱ.影响加工余量的因素
锻件需要切削加工的表面均应有足够的余量,而余量的大小,受下列因素的影响：
（1）锻件的尺寸大小。锻件尺寸大，加工余量较大；锻件尺寸小，加工余量也小。
（2）零件的尺寸精度、表面粗糙度要求以及零件的形状复杂程度。当尺寸精度和表面粗糙度要求高或形状复杂时，必须多次加工，此时加工余量就应适当增加。
（3）锻件各类公差对加工余量有影响，尤其应着重考虑错移、直线度、平面度、同轴度、顶杆压痕等形位公差。
（4）零件机械加工方法与工艺。机械切削加工零件时，只要求锻件能保证最小余量即可；电解加工时，则要求有均匀的余量；有中间热处理工序或零件需经焊接或组合加工时，应留有较多的余量。
（5）锻件的材料。铝镁合金毛坯加热后氧化少，可减小粗加工余量；钢和钛合金锻件表面缺陷层深，应加大余量。
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第3章锻件的结构设计错误示例及其改进
本章将通过对各种锻件的具体错误案例进行纠错工艺性分析，并把握锻件的结构设计及其工艺性的制造规律，通过其规律的把握，达到灵活运用制造技术，合理设计零件结构及其工艺的目的。
通过对30—40个锻件进行工艺性分析，并画出合理与不合理之处，说明其原因。主要分析的有：模锻件的分模位置问题、模锻斜度问题、合理确定锻件的分合问题、合理确定锻件的凸肩问题等等一系列的研究。
3.1 模锻件的分模位置问题
3.3.3 对于零件相邻台阶直径相差不大的锻件
表3-3-3 余块设计的纠错分析表
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Tab.3-3-3 Table of odd block design error correction analysis 左图（不合理）
右图（合理）
零件上过于复杂的部分不要锻出，
否则容易使得较复杂的部分产生形变、应力集中，破坏锻件；锻件表面氧化与
脱碳，合金元素蒸发与污染，表面裂纹时有发生，使得锻件设计时，不得不考虑添加一层包覆零件外层的金属，如图例3-3-3左图。
对于零件相邻台阶直径相差不大
的锻件，均可加设余块使锻件外形简 化，防止变形，便于加工，余块的
添加虽然使锻造工艺得以简化，但金属的消耗以及机械加工工时也相应增加。改进后如图例3-3-3右图。
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图3-3-3 余块设计的纠错分析
Fig. 3-3-3 odd block design error correction analysis
3.4 需增设定位块的锤上模锻件
表3-3-4 有关定位块设置的纠错分析表
Tab.3-3-4 Table of related localization block establishment error correction analysis
左图（不合理）
右图（合理）
图例3-4-1左视图中所示的锻件上
模部分具有较高的筋，下模部分是圆形的平面，这类锻件定位不良，在锻造时会产生转动，使第一锤打出的筋被第二锤打击时破坏，因此不合理。 此锻件需增设一个特殊形状的余
块，以保证每次打击时锻件不易变位，经改进，如图例3-4-1右图。
15
图3-3-4 有关定位块设置的纠错分析
Fig. 3-3-4 Related localization block establishment error correction analysis
3.5 模锻件连皮的问题
连皮的问题也是模锻件关键的结构要素之一。冲孔连皮不能太薄，也不宜太厚；锻件内孔较大时，不宜用平底连皮，而应该采用斜底连皮；锻件上直径较小的内孔，如连杆小头的内孔，或小于Φ30mm 的小孔，不宜锻出连皮，只进行压凹。
3.5.1 冲孔连皮不能太薄，也不宜太厚
表3-5-1 有关连皮设计的纠错分析表
Tab.3-5-1 Table of related including packaging design error correction analysis
16
图3-5-1 有关连皮设计的纠错分析
Fig. 3-5-1 Related including packaging design error correction analysis
3.5.2 锻件内孔较大时，不宜用平底连皮
表3-5-2 有关连皮设计的纠错分析表
Tab.3-5-2 Table of related including packaging design error correction analysis
上图（不合理）
下图（合理）
锻件上的冲孔连皮不能太薄过薄
的连皮，锻件容易发生锻不足和要求较大的打击力，导致模膛突出部分加速磨损或打塌。图例3-5-1上图中，连皮太薄，不符合要求，应查阅相关手册，适当加厚。
连皮也不宜太厚，太厚的连皮，冲
切困难，使锻件形状走样，而且浪费金属。根据图例3-5-1上视图中右侧平底连皮厚度的确定，进行改进，如图例3-5-1下图。
结构工艺性的概念
结构工艺性概念 任何零件、部件或整个产品的结构设计都是根据其用途和使用要求来设计的，但是结构方面是否完善合理，很大程度上还是看这种结构能否满足工艺方面的要求。如果所设计的产品结构没有考虑到工艺方面的要求，就会在生产过程中降低生产率、延长生产周期、提高产品成本，使产品在市场上失去竞争能力。因此，产品的结构工艺性的问题在结构设计中是一个十分重要的问题。 结构工艺性的意义：在满足产品使用要求的前提下，所拟定的结构以及所规定的技术要求必须能适应现代制造工艺水平，使生产过程便于实现并能保证其经济性。 所谓产品结构工艺性就是指设计的产品结构在具体生产条件下便于制造，能够采用最有效的工艺方法。也就是说，如果所设计产品结构的工艺性好，则便于应用先进的、生产率高的工艺过程和工艺方法，使产品的制造也是最经济的。此外，产品结构工艺性也可以认为零件（或部件）在加工或装配时的方便程度和经济程度。因此，结构工艺性可分为零件结构的工艺性和装配的工艺性。 产品的结构工艺性与生产批量有关，满足大量生产的结构工艺性，不一定能满足单件和小批量生产。另外，随着科学技术的发展和制造工艺的不断进步，结构工艺性的具体内容也是不断变化的。因此，企图定量地来评定结构工艺性，通过一些技术经济指标的计算来进行判断，虽然可能（比如：使用计算机），但还不是完善的。下面主要是定性地说明评定结构工艺性的一些基本原则，也是工艺人员对结构工艺性进行分析的依据。 对整个来说，结构工艺性需从以下几方面来考虑： 1）零件总数，虽然零件的复杂程度可能差别很大，但一般来说，组成产品的零件总数愈少，特别是不同名称的零件数目愈少则结构的工艺性愈好。另外，在一定零件总数中利用生产上已经掌握的零件和组合件的数目愈多（即设计的产品结构具有继承性），或是标准的、
装配结构工艺性分析
一、分析研究产品的零件图样和装配图样 在编制零件机械加工工艺规程前，首先应研究零件的工作图样和产品装配图样，熟悉该产品的用途、性能及工作条件，明确该零件在产品中的位置和作用；了解并研究各 项技术条件制订的依据，找出其主要技术要求和技术关键，以便在拟订工艺规程时采用适当的措施加以保证。 工艺分析的目的，一是审查零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理，是否便于加工和装配；二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制订出合理的工艺规程。 如图3-8 所示的汽车钢板弹簧吊耳，使用时，钢板弹簧与吊耳两侧面是不接触的，所以吊耳内侧的粗糙度可由原来的设计要求R a3.2 μm 建议改为R a12.5 μ m. 。这样在铣削时可只用粗铣不用精铣，减少
铣削时间。 再如图3-9 所示的方头销，其头部要求淬火硬度55~60HRC ，所选用的材料为T 8A ，该零件上有一孔φ2H7 要求在装配时配作。由于零件长度只有15mm ，方头部长度仅有4mm ，如用T 8A 材料局部淬火，势必全长均被淬硬，配作时，φ 2H7 孔无法加工。若建议材料改用20Cr 进行渗碳淬火，便能解决问题。 二、结构工艺性分析 零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。下面将从零件的机械加工和装配两个方面，对零件的结构工艺性进行分析。 （一）机械加工对零件结构的要求 1 ．便于装夹零件的结构应便于加工时的定位和夹紧，装夹次数要少。图3 -10a 所示零件，拟用顶尖和鸡心夹头装夹，但该结构不便于装夹。若改为图b 结构，则可以方便地装置夹头。 2 ．便于加工零件的结构应尽量采用标准化数值，以便使用标准化刀具和量具。同时还注意退刀和进刀，易于保证加工精度要求，减少加工面积及难加工表面等。表3-8b 所示为便于加工的零件结构示例。
产品结构的工艺性分析
绪论 经过几十年的发展和应用，不仅CAD/CAM本身已形成规模庞大的产业，而且为制造业带来了巨大的社会效益和经济效益。目前CAD/CAM技术广泛应用于机械、电子、航空、航天、汽车、船舶、纺织、轻工及建筑等各个领域，它的应用水平已成为衡量一个国家技术发展水平及工业现代化的重要标志，以适应形势的发展和社会的需要。
第一章：CAD CAD（Computer Aided Design）计算机辅助设计 是制造业企业产品设计时非常重要的工具，运用大量的、非常复杂的数学模型进行计算，大大减轻了手工绘图的设计模式时代的工作量，极大地提高了设计效率。 CAE（Computer Aided Engineering）是用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。其基本思想是将一个形状复杂的连续体的求解区域分解为有限的形状简单的子区域，即将一个连续体简化为由有限个单元组合的等效组合体；通过将连续体离散化，把求解连续体的场变量（应力、位移、压力和温度等）问题简化为求解有限的单元节点上的场变量值。此时求解的基本方程将是一个代数方程组，而不是原来描述真实连续体场变量的微分方程组，得到的是近似的数值解，求解的近似程度取决于所采用的单元类型、数量以及对单元的插值函数。 CAPP的英文全称为Computer Aided Process Planning，中文翻译为计算机辅助工艺过程设计。 CAPP是一种将企业产品设计数据转换为产品制造数据的技术，通过这种计算机技术辅助工艺设计人员完成从毛坯到成品的设计。CAPP系统的应用将为企业数据信息的集成打下坚实的基础。
分析零件图——零件图的审查
分析零件图——零件图的审查 在制订零件的机械加工工艺规程之前，对零件进行工艺性分析，以及对产品零件图提出修改意见，是制订工艺规程的一项重要工作。 首先应熟悉零件在产品中的作用、位置、装配关系和工作条件，搞清楚各项技术要求对零件装配质量和使用性能的影响，找出主要的和关键的技术要求，然后对零件图样进行分析。 (1) 检查零件图的完整性和正确性 在了解零件形状和结构之后，应检查零件视图是否正确、足够，表达是否直观、清楚，绘制是否符合国家标准，尺寸、公差以及技术要求的标注是否齐全、合理等。 (2) 零件的技术要求分析 零件的技术要求包括下列几个方面：加工表面的尺寸精度；主要加工表面的形状精度；主要加工表面之间的相互位置精度；加工表面的粗糙度以及表面质量方面的其它要求；热处理要求；其它要求(如动平衡、未注圆角或倒角、去毛刺、毛坯要求等)。 要注意分析这些要求在保证使用性能的前提下是否经济合理，在现有生产条件下能否实现。特别要分析主要表面的技术要求，因为主要表面的加工确定了零件工艺过程的大致轮廓。 (3) 零件的材料分析 即分析所提供的毛坯材质本身的机械性能和热处理状态，毛坯的铸造品质和被加工部位的材料硬度，是否有白口、夹砂、疏松等。判断其加工的难易程度，为选择刀具材料和切削用量提供依据。所选的零件材料应经济合理，切削性能好，满足使用性能的要求。 (4) 合理的标注尺寸 ①零件图上的重要尺寸应直接标注，而且在加工时应尽量使工艺基准与设计基准重合，并符合尺寸链最短的原则。如图4-1中活塞环槽的尺寸为重要尺寸，其宽度应直接注出。
②零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。如图4-2中轮毂键槽的深度，只有尺寸c的标注才便于用卡尺或样板测量。 ③零件图上的尺寸不应标注成封闭式，以免产生矛盾。如图4-3所示，已标注了孔距尺寸a±δ和角度α±δα，则则x、y轴的坐标尺寸就不能随便标注。有时为了方便加工，可按尺寸链计算出来，并标注在圆括号内，作为加工时的参考尺寸。 ④零件上非配合的自由尺寸，应按加工顺序尽量从工艺基准注出。如图4-4的齿轮轴，图(a)的表示方法大部分尺寸要经换算，且不能直接测量。而图(b) 图4-1 直接标注重要尺寸图4-2 键槽深度的标注图4-3 孔中心距的标注 （a） （b）
零件的工艺性分析
零件的工艺性分析 一、分析研究产品的零件图样和装配图样在编制零件机械加工工艺规程前，首先应研究零件的工作图样和产品装配图样，熟悉该产品的用途、性能及工作条件，明确该零件在产品中的位置和作用；了解并研究各项技术条件制订的依据，找出其主要技术要求和技术关键，以便在拟订工艺规程时采用适当的措施加以保证。工艺分析的目的，一是审查零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理，是否便于加工和装配；二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制订出合理的工艺规程。 如图3-8 所示的汽车钢板弹簧吊耳，使用时，钢板弹簧与吊耳两侧面是不接触的，所以吊耳内侧的粗糙度可由原来的设计要求R a3.2 μ m 建议改为R a12.5 μ m. 。这样在铣削时可只用粗铣不用精铣，减少铣削时间。 再如图3-9 所示的方头销，其头部要求淬火硬度55~60HRC ，所选用的材料为T 8A ，该零件上有一孔φ 2H7 要求在装配时配作。由于零件长度只有15mm ，方头部长度仅有4mm ，如用T 8A 材料局部淬火，势必全长均被淬硬，配作时，φ 2H7 孔无法加工。若建议材料改用20Cr
进行渗碳淬火，便能解决问题。 二、结构工艺性分析零件的结构工艺性是指所设 计的零件在满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。下面将从零件的机械加工和装配两个方面，对零件的结构工艺性进行分析。（一）机械加工对零件结构的要求 1 ．便于装夹零件的结构应便于加工时的定位和夹紧，装 夹次数要少。图3 -10a 所示零件，拟用顶尖和鸡心夹头装夹，但该结构不便于装夹。若改为图b 结构，则可以方便 地装置夹头。 2 ．便于加工零件的结构应尽量采用标准化数值，以便使用标准化刀具和量具。同时还注意退刀和进刀，易于保证加工精度要求，减少加工面积及难加工表面等。表3-8b 所示为便于加工的零件结构示例。 3 ．便于数控机床加工被加工零件的数控工艺性 问题涉及面很广，下面结合编程的可能性与方便性来作工艺性分析。 编程方便与否常常是衡量数控工艺性好坏的一个 指标。例如图3-11 所示某零件经过抽象的尺寸标注方法，若用APT 语言编写该零件的源程序，要用几何定义语句描
机械零件结构工艺性分析与工艺路线的拟定
目录 一、零件结构工艺性分析2 1. 零件的技术要求2 2.确定堵头结合件的生产类型3 二、毛坯的选择4 1．选择毛坯4 2．确定毛坯的尺寸公差4 三、定位基准的选择6 1．精基准的选择6 2．粗基准的选择6 四、工艺路线的拟定7 1．各表面加工方法的选择7 2．加工阶段的划分8 3．加工顺序的安排8 4．具体技术方案的确定9 五、工序内容的拟定10 1.工序的尺寸和公差的确定10 2.机床、刀具、夹具及量具的选择12 3.切削用量的选择及工序时间计算12 六、设计心得35 七、参考文献36
一、零件结构工艺性分析 1.零件的技术要求 1.堵头结合件由喂入辊轴和堵头焊接在一起。其中喂入辊 轴：材料为45钢。堵头：材料为Q235-A。且焊缝不得有夹渣、气孔及裂纹等缺陷。 2.零件的技术要求表：
2. 确定堵头结合件的生产类型 根据设计题目年产量为10万件，因此该左堵头结合件的生产类型为大批量生产。
二、毛坯的选择 1．选择毛坯 由于该堵头结合件在工作过程中要承受冲击载荷，为增强其的强度和冲击韧度，堵头选用锻件，材料为Q235-A，因其为大批大量生产，故采用模锻。喂入辊轴由于尺寸落差不大选用棒料，材料为45钢。 2．确定毛坯的尺寸公差 喂入辊轴： 根据轴类零件采用精轧圆棒料时毛坯直径选择可通过零件的长度和最大半径之比查的毛坯直径 206 L8.24 == R25 查表得毛坯直径为：φ55 根据其长度和直径查得端面加工余量为2。故其长度为206+2+2=210mm
堵头: 1．公差等级： 由于堵头结合件用一般模锻工艺能够达到技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。 2．重量： 锻件重量的估算按下列程序进行: 零件图基本尺寸-估计机械加工余量-绘制锻件图-估算锻件重量。并按此重量查表确定公差和机械加工余量 据粗略估计锻件质量： 11.6f Kg M = 3．形状复杂系数： 锻件外廓包容体重量按公式：2N d h 4 M π ρ= g g 计算 293 186.5101104 7.851021.65Kg N M π -= ?????= 形状复杂系数： f 11.6 0.5421.6M S M N === 故形状复杂系数为S2（一般）级。 4．锻件材质系数： 由于该堵头材料为Q235-A 所含碳元素的质量分数分别为C=0.14%—0.22%,小于0.65% 所含合金元素的质量分数分别为Si 0.3%≤、S 0.05%≤、P 0.045%≤故合金元素总的质量分数为0.3%0.05%0.045%0.395%3%++≤<%。故该锻件的材质系数为M1级。 5．锻件尺寸公差 根据锻件材质系数和形状复杂系数查得锻件尺寸公差为 （ 2.41.2+-） 。 6．锻件分模线形状： 根据该堵头的形装特点，选择零件轴向方向的对称平面为分模面，属于平直分模线。
零件的工艺性分析
零件的工艺性分析-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
零件的工艺性分析 如图所示为接触环零件图，材料为08钢，厚度1mm,大批量生产。制定工件冲压工艺规程，设计其模具，编制零件的加工工艺规程。 6.5+0.1-0 1.1冲压件的工艺性分析 1.1.1结构与尺寸 1、由该冲压零件图可知，该零件结构简单、规则，而且尺寸较小，使得排样时废料较少。 2、冲压件的内、外的转角无太尖锐的尖角，部分区域以圆弧过渡，减少了冲压时某些尖角出出现崩刃和过快磨损现象。 3、对于08钢材料，其悬臂宽度b=1.5mm ，厚度t=1mm ，应满足b ≥1.5t ，当板料t>1mm 时按1mm 考虑，经计算悬臂宽度满足条件；臂长l 为：3.25和 1.3均小于5倍臂宽；凹槽宽度1.65>1.5t ，最小孔径d 为1.85>0.9t ，均满足要求。 结合以上分析，该冲压件的结构与尺寸均适宜于冲压加工。 1.1.2 精度 冲压件的经济精度一般不高于IT11，查表可知，该零件的基本尺寸公差除9.4接近于IT11级外，其余尺寸均低于IT12级，也没有其他特殊的要求。分析可知可知，利用普通冲裁方式可以达到零件图样要求。
1.1.3材料 根据本次设计课题材料要求为08钢，根据附表可得金属材料的力学性能：软态，带料，抗剪强度b=255MPa，伸长率占10=38%，分析可知，此材料具有较高的弹性和良好的塑性，其冲裁加工性能较好，适合冲裁加工。 1.1.4批量 课题要求该零件需大批量生产，综上分析可知，该零件在冲压加工下操作简便， 而且劳动强度低，生产效率高，成本较低，适合冲裁加工。 结论：该零件的工艺性较好，可以冲裁加工。 1.2冲裁工艺方案的确定 1.2.1工艺方案分析与选择 根据冲压零件图，分析其形状特点，确定该零件加工包括落料，冲孔两个基本工序，分析可知由以下3种工艺方案选择： （1）先落料，再冲孔。采用单工序模生产。 （2）落料—冲孔复合冲压，采用复合模生产。 （3）冲孔—落料连续冲压，采用连续模（级进模）生产。 结合单工序模、复合模以及级进模的优缺点比较可知： 方案（1）制造时上午周期短，成本也较低，但需要两道工序，导致生产效率低，且零件平面度差。难以满足零件大批量生产的需要。 方案（2）生产效稍低，因零件的孔边距太小，导致模具强度不能保证，操作较为困难，且不能保证安全性。 方案（3）生产效率高，操作方便，安全性好，通过设计合理的模具结构和排样方案可以达到较好的零件质量和避免模具强度不够的问题。 综合以上分析，并参考相关资料，可知该零件采用级进冲裁方案较好。1.3模具确定 1.3.1模具类型 根据冲压零件的冲裁方案以及设计要求，模具应采用硬质合金模。 1.3.2操作与定位方式
冲压件工艺性分析(DOC)
一、止动件冲压件工艺性分析 1、零件材料：为Q235-A 钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁； 2、零件结构：相对简单，有2个φ20mm 的孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为14mm （φ20mm 的孔与边框之间的壁厚） 3、零件精度：全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。 查表得各零件尺寸公差为： 外形尺寸：01130-、062.048-、074.060-、03.04-R 、074.060-R 内型尺寸：052.0020+ 孔中心距：60±0.37 二、冲压工艺方案的确定 完成该零件的冲压加工所需要的冲压基本性质的工序只有落料、冲孔两道工序。从工序可能的集中与分散、工序间的组合可能来看，该零件的冲压可以有以下几种方案。 方案一：落料-冲孔复合冲压。采用复合模生产。 方案二：冲孔-落料级进冲压。采用级进模生产。 方案一只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，工件最小壁厚14mm 大于凸凹模许用最小壁厚3.6mm--4.0mm ，模具强度好，制造难度中等，并且冲压后成品件可通过卸料板卸下，清理方便，操作简单。
方案二也只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求，但是模具结构复杂，制造加工，模具成本较高。 结论：采用方案一为佳 三、模具总体设计 （1）模具类型的选择 由冲压工艺分析可知，采用复合模冲压，所以模具类型为复合模。（2）定位方式的选择 因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测来定。 （3）卸料、出件方式的选择 因为工件料厚为1.5mm，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。又因为是倒装式复合模生产，所以采用上出件比较便于操作与提高生产效率。 （4）导向方式的选择 为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该倒装式模采用导柱导向方式。 四、排样方案确定及材料利用率 （1）排样方式的确定及其计算 设计倒装式复合模，首先要设计条料排样图，采用直排。 方案一：搭边值取2mm和3mm（P33表2-9），条料宽度为135mm
零件的结构工艺性分析(格式)
毕业设计(论文) 零件的结构工艺性分析 学 院 工业制造与管理学院 年 级 专 业 学 号 2 学生姓名 指导老师 刘俊蓉 2013 年 3 月
毕业论文(设计)诚信承诺书
四川科技职业学院毕业设计（论文）评审表（指导教师用）
说明：在“A、B、C、D、E”对应的栏目下划“√”四川科技职业学院毕业设计(论文)任务书
摘要 数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，它是继传统的机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、传感检测技术、网络通讯技术和光电技术一体的现代制造业的基础技术，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化和智能化起着举足轻重的作用。数控装备则是以数控技术为代表的新技术对传统制造业和新兴制造业的渗透而形成的机电一体化的产品。数控技术制造自动化的基础，是现在制造装备的灵魂核心，是国家工业和国防工业现代化的重要手段，关系到国家的战略地位，体现国家的综合水平，其水平高低和数控装备的多少是衡量一个国家工业现代化的标志。 零件的结构工艺性是指在满足使用性能的前提下，是否能以较高的生产率和最低的成本方便地加工出来的特性。为了多快好省地把所设计的零件加工出来，就必须对零件的结构工艺性进行详细的分析。机械零部件的工艺性不足是现代工业生产中提高效益、确保产品质量的关键。零部件的结构应满足在制造、维修全过程中符合科学性、可行性和经济性的要求。工艺性具有整体性、相对性和灵活性的特点。本论文就数控加工对典型的轴类零件进行的零件结构工艺性分析，主要是对零件图的分析、毛胚的选择、零件的热处理、工艺路线的制定、数控加工工艺文件的填写、数控加工过程的编写。设计合理的加工工艺过程，充分发挥数控加工的优质、高效、低成本的特点，以及对零件的加工工艺进行分析。 关键词：零件；结构；工艺性；数控加工
零件结构的工艺性
零件结构的工艺性 一、零件结构工艺性概念 机械加工零件的结构工艺性 由于一般情况下切削加工的劳动耗费最多.因而零件结构的切削加工工艺性更为重要。下面将就单件小批生产中对它考虑的一般原则及实例进行简要分析。 ①尽量减少不必要的加工面积 减少加工面积不仅可减少机械加工的劳动量，而且还可以减少刀具的损耗，提高装配质量。图 2(b)中的轴承座减少了底面的加工面积，降低了修配的工作量，保证配合面的接触。图3(b)中减少了精加工的面积，又避免了深孔加工。 (a) (b) 图2 减少轴承座底面加工面积 设计零件 设计结构 选择材料 确定尺寸 使用性能：能用、好用、耐用 工艺要求：好做、好装、好修
(a) 错误(b) 正确 (a) (b) 图3 避免深孔加工的方法 (a) 错误 (b) 正确 ②尽量避免或简化内表面的加工 因为外表面的加工要比内表面加工方便经济，又便于测量。因此，在零件设计时应力求避免在零件内腔进行加工。如图4所示，将图(a)中件2上的内沟槽a加工，改成图(b)中件1的外沟槽加工，这样加工与测量就都很方便。 3、有利于提高劳动生产率 (a) (b) 图5 退刀槽尺寸一致 (a) 错误(b) 正确 ①零件的有关尺寸应力求一致，并能用标准刀具加工。如图5(b)中改为退刀槽尺寸一致，则减少了刀具的种类，节省了换刀时间。如图6(b)采用凸台高度等高，则减少了加工过程中刀具的调整。如图7(b)
的结构，能采用标准钻头钻孔，从而方便了加工。 (a) (b) 图6 凸台高度相等 (a) 错误(b) 正确 (a) (b) 图7 便于采用标准钻头 (a) 错误(b) 正确 ②减少零件的安装次数：零件的加工表面应尽量分布在同一方向，或互相平行或互相垂直的表面上；次要表面应尽可能与主要表面分布在同一方向上，以便在加工主要表面时，同时将次要表面也加工出来；孔端的加工表面应为圆形凸台或沉孔，以便在加工孔时同时将凸台或沉孔全锪出来。如：图8(b)中的钻孔方向应一致；图9(b)中键槽的方位应一致。
典型零件的机械加工工艺分析
第4章典型零件的机械加工工艺分析 本章要点 本章介绍典型零件的机械加工工艺规程制订过程及分析，主要内容如下： 1．介绍机械加工工艺规程制订的原则与步骤。 2．以轴类、箱体类、拨动杆零件为例，分析零件机械加工工艺规程制订的全过程。 本章要求：通过典型零件机械加工工艺规程制订的分析，能够掌握机械加工工艺规程制订的原则和方法，能制订给定零件的机械加工工艺规程。 §4.1 机械加工工艺规程的制订原则与步骤§4.1.1机械加工工艺规程的制订原则 机械加工工艺规程的制订原则是优质、高产、低成本，即在保证产品质量前提下，能尽量提高劳动生产率和降低成本。在制订工艺规程时应注意以下问题： 1．技术上的先进性 在制订机械加工工艺规程时，应在充分利用本企业现有生产条件的基础上，尽可能采用国内、外先进工艺技术和经验，并保证良好的劳动条件。 2．经济上的合理性 在规定的生产纲领和生产批量下，可能会出现几种能保证零件技术要求的工艺方案，此时应通过核算或相互对比，一般要求工艺成本最低。充分利用现有生产条件，少花钱、多办事。 3．有良好的劳动条件 在制订工艺方案上要注意采取机械化或自动化的措施，尽量减轻工人的劳动强度，保障生产安全、创造良好、文明的劳动条件。 由于工艺规程是直接指导生产和操作的重要技术文件，所以工艺规程还应正确、完整、统一和清晰。所用术语、符号、计量单位、编号都要符合相应标准。必须可靠地保证零件图上技术要求的实现。在制订机械加工工艺规程时，如果发现零件图某一技术要求规定得不适当，只能向有关部门提出建议，不得擅自修改零件图或不按零件图去做。 §4.1.2 制订机械加工工艺规程的内容和步骤 1．计算零件年生产纲领，确定生产类型。 2．对零件进行工艺分析 在对零件的加工工艺规程进行制订之前，应首先对零件进行工艺分析。其主要内容包括： （1)分析零件的作用及零件图上的技术要求。 (2)分析零件主要加工表面的尺寸、形状及位置精度、表面粗糙度以及设计基准等； (3)分析零件的材质、热处理及机械加工的工艺性。
零件结构的工艺性说课讲解
零件结构的工艺性
零件结构的工艺性 一、零件结构工艺性概念 机械加工零件的结构工艺性 由于一般情况下切削加工的劳动耗费最多.因而零件结构的切削加工工艺性更为重要。下面将就单件小批生产中对它考虑的一般原则及实例进行简要分析。 ①尽量减少不必要的加工面积 减少加工面积不仅可减少机械加工的劳动量，而且还可以减少刀具的损耗，提高装配质量。图 2(b)中的轴承座减少了底面的加工面积，降低了修配的工作量，保证配合面的接触。图3(b)中减少了精加工的面积，又避免了深孔加工。 (a) (b) 图2 减少轴承座底面加工面积 设计零件 设计结构 选择材料 确定尺寸 使用性能：能用、好用、耐用 工艺要求：好做、好装、好修
(a) 错误 (b) 正确 (a) (b) 图3 避免深孔加工的方法 (a) 错误 (b) 正确 ②尽量避免或简化内表面的加工 因为外表面的加工要比内表面加工方便经济，又便于测量。因此，在零件设计时应力求避免在零件内腔进行加工。如图4所示，将图(a)中件2上的内沟槽a加工，改成图(b)中件1的外沟槽加工，这样加工与测量就都很方便。 3、有利于提高劳动生产率 (a) (b) 图5 退刀槽尺寸一致 (a) 错误 (b) 正确 ①零件的有关尺寸应力求一致，并能用标准刀具加工。如图5(b)中改为退刀槽尺寸一致，则减少了刀具的种类，节省了换刀时间。如
图6(b)采用凸台高度等高，则减少了加工过程中刀具的调整。如图7(b)的结构，能采用标准钻头钻孔，从而方便了加工。 (a) (b) 图6 凸台高度相等 (a) 错误 (b) 正确 (a) (b) 图7 便于采用标准钻头 (a) 错误 (b) 正确 ②减少零件的安装次数：零件的加工表面应尽量分布在同一方向，或互相平行或互相垂直的表面上；次要表面应尽可能与主要表面分布在同一方向上，以便在加工主要表面时，同时将次要表面也加工出来；孔端的加工表面应为圆形凸台或沉孔，以便在加工孔时同时将凸台或沉孔全锪出来。如：图8(b)中的钻孔方向应一致；图9(b)中键槽的方位应一致。
零件的结构工艺性分析
零件的结构工艺性分析 零件的结构工艺性是指在满足使用性能的前提下，是否能以较高的生产率和最低的成本方便地加工出来的特性。为了多快好省地把所设计的零件加工出来，就必须对零件的结构工艺性进行详细的分析。主要考虑如下几方面。 (1) 有利于达到所要求的加工质量 ①合理确定零件的加工精度与表面质量 加工精度若定得过高会增加工序，增加制造成本，过低会影响机器的使用性能，故必须根据零件在整个机器中的作用和工作条件合理地确定，尽可能使零件加工方 便制造成本低。 ②保证位置精度的可能性 为保证零件的位置精度，最好使零件能在一次安装中加工 出所有相关表面，这样就能依靠机床本身的精度来达到所要求 的位置精度。如图4-6(a)所示的结构，不能保证φ80㎜与内孔φ 60㎜的同轴度。如改成图(b)所示的结构，就能在一次安装中加 工出外圆与内孔，保证二者的同轴度。 (2) 有利于减少加工劳动量 ①尽量减少不必要的加工面积(a) (b) 减少加工面积不仅可减少机械加工的劳动量，图4-6 有利于保证位置精度的工艺结构 而且还可以减少刀具的损耗，提高装配质量。图(a) 错误(b) 正确 4-7(b)中的轴承座减少了底面的加工面积，降低了修配的工作量，保证配合面的接触。图4-8(b)中减少了精加工的面积，又避免了深孔加工。 (a) (b) (a) (b) 图4-7 减少轴承座底面加工面积图4-8 避免深孔加工的方法 (a) 错误(b) 正确(a) 错误(b) 正确 ②尽量避免或简化内表面的加工 因为外表面的加工要比内表面加工方便经济，又便于测量。因此，在零件设计时应力求避免在零件内腔进行加工。如图4-9所示箱体，将图(a)的结构改成图(b)所示的结构，这样不仅加工方便而且还有利于装配。再如图4-10所示，将图(a)中件2上的内沟槽a加工，改成图(b)中件1的外沟槽加工，这样加工与测量就都很方便。 (3) 有利于提高劳动生产率 ①零件的有关尺寸应力求一致，并能用标准刀具加工。如图4-11(b)中改为退刀槽尺寸一致，则减少了刀具的种类，节省了换刀时间。如图4-12(b)采用凸台高度等高，则减少了加工过程中刀具的调整。如图4-13(b)的结构，能采用标准钻头钻孔，从而方便了加工。 ②减少零件的安装次数零件的加工表面应尽量分布在同一方向，或互相平行或互相垂直的表面上；次要表面应尽可能与主要表面分布在同一方向上，以便在加工主要表面时，
产品结构工艺性审查
Q/LG. 8---2001 产品结构工艺性审查 1主题内容与适用范围 本标准规定了我公司产品结构工艺性审查的任务、内容和程序。 本标准适用于我公司所有产品的结构工艺性分析与审查。 2引用标准 Q/LG. 5—2001 机械制造工艺基本术语 Q/LG. 16—2001 工艺文件完整性 3一般要求 3.1所有新设计的产品和改进设计的产品，在设计过程中均应进行结构工艺性审查。 3.2对外来加工的产品图样，在首次生产前也要进行结构工艺性审查。 4产品结构工艺性审查的任务 进行产品结构工艺性审查，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用比较经济、合理的方法将其制造出来，并要便于使用和维修。 5工艺性分类及其评价形式 5.1工艺性分类 5.1.1生产工艺性 产品结构的生产工艺性是指其制造的难易程度与经济性。 5.1.2使用工艺性 产品结构的使用工艺性是指其在使用过程中，维护保养和修理的难易程度与经济性。 5.2评定产品结构工艺性应考虑的主要因素 a）产品的种类及复杂程度 b）产品的产量或生产类型 c）现有的生产条件 5.3工艺性的评价形式 5.3.1定性评价 根据经验概括地对产品结构工艺性给以评价。 5.3.2定量评价 根据工艺性主要指标数值进行评价。 6产品结构工艺性的主要指标
6.1产品制造劳动量。 6.2单位产品材料用量。 6.3材料利用系数（K m 6.4 6.5产品的工艺成本。 6.6产品的维修劳动量。 6.7加工精度系数（K ac ） K ac = 6.8表面粗糙度系数（Kr ） Kr= 6.9 6.10 6.11 K
机械设计中零部件定位配合的工艺性分析概要
机械设计中零部件定位配合的工艺性分析3 谷莉,孟刚,曹锈鸽 (兰州城市学院培黎工程技术学院,甘肃兰州730070 摘要:在机械设计中,正确地选择定位配合的形式和确定零部件定位配合的精度,是一项重要的设计内容之一。论述了零件定位配合的类型及在零件定位配合设计中主要应考虑的因素。根据分析结论可为设计人员提供一定的参考依据。 关键词:零件;定位配合;类型;设计;因素 中图分类号:T H16文献标识码:A文章编号:1006-4414(200903-0073-03 Ana lyz i n g of the technology of parts′positi on f i x i n g i n m echan i ca l desi gn Gu L i,Meng Gang,Cao Xiu-Ge (B ailie engineering and technology school of L anzhou city college,L anzhou Gansu 730070,China Abstract:I n mechanical design courses,it is one of the most i m portant design contents t o choose the p r oper f or m and t o make sure the p recisi on of parts′positi on fixing.The types and main fact ors considering in parts′positi on fixing are discussed.The result may p r ovide the references f or designer. Key words:parts;positi on fixing;types;design;fact ors 零件的定位配合从功能的角度上是指相互联接的零件具有良好的对中性,且兼有其他功能或工艺特性、要求其配合时保持相互位置不变、提供配合中相对位置改变的可能、要求配合中装拆方便。 定位配合的本身不能传递载荷,一般也不具有相对运动的条件。从设计角度看,这种配合形式主要由过度配合构成,也可由小间隙的配合和小过盈量配合构成,在工
塑件成型工艺性分析3(1)
一、塑件成型工艺性分析 1、塑件的分析 （1）外形尺寸该塑件壁厚为3mm,塑件外形尺寸不大，塑件熔体流程不太长，适合于注射成型。 （2）精度等级每个尺寸的公差都不一样，有的属于一般精度，有的属于高精度，就按实际公差进行计算。 （3)脱模斜度 ABS属无定形塑料，成型收缩率较小，选择该塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度为1度。 2、ABS的性能分析 （1）使用性能综合性能好，冲击强度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性，电气性能好；易于成型和机械加工，其表面可镀铬，适合制作一般机械零件、减摩零件、传动零件和结构零件。 （2)成型性能 1）无定型塑料。其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种来确定成型方法及成型条件。 2）吸湿性强。含水量应小于0.3%（质量）。必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。 3）流动性中等。溢边料0.04mm左右。 4）模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。推出力过大或机械加工时塑件表面呈白色痕迹。 （3）ABS的主要性能指标其性能指标见下表
ABS性能指标 3、ABS的注射成型过程及工艺参数 （1）注射成型过程 1）成型前的准备。对ABS的色泽、粒度和均匀度等进行检验，由于ABS吸水性较大，成型前应进行充分的干燥。 2)注射过程。塑件在注射机料和筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。 3）塑件的后处理。的介质为空气和水，处理温度为60～75C?，理时间为16～20s。 （2）注射工艺参数 1）注射机：螺杆式，螺杆转数为30r/min 2）料筒温度（C O):后段150～170; 中段160～180；
产品结构工艺规范
产品结构工艺规范 1 概述 结构工艺性的概念 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、便于制造和尽可能降低制造成本。这种在机械设计中综合考虑制造、装配工艺、维修及成本等方面的技术，称为机械设计工艺性。机器及其零部件的工艺性主要体现于结构设计当中，所以又称为结构设计工艺性。零件结构工艺性，是指所设计的零件在满足使用要求的条件下制造的可行性和经济性。 零件结构工艺性存在于零部件生产和使用的全过程，包括：材料选择、毛坯生产、机械加工、热处理、机器装配、机器使用、维护，直至报废、回收和再利用等。 影响结构工艺性的因素 影响结构设计工艺性的因素主要有：生产类型、制造条件和工艺技术的发展三个方面。 生产类型是影响结构设计工艺性的首要因素。当单件、小批生产零件时，大都采用生产效率较低、通用性较强的设备和工艺装备，采用普通的制造方法，因此，机器和零部件的结构应与这类工艺装备和工艺方法相适应。在大批大量生产时，往往采用高效、自动化的生产设备和工艺装备，以及先进的工艺方法，产品结构必须适应高速、自动化生产的要求。常常同一种结构，在单件小批生产中工艺性良好，在大批大量生产中未必也好，反之亦然。 机械零部件的结构必须与制造厂的生产条件相适应。具体生产条件应包括：毛坯的生产能力及技术水平、机械加工设备和工艺装备的规格及性能、热处理设备条件与能力、技术人员和工人的技术水平以及辅助部门的制造能力和技术力量等。 随着生产不断发展，新的加工设备和工艺方法的不断出现，以往认为工艺性不好的结构设计，在采用了先进的制造工艺后，可能变得简便、经济。例如电火花、电解、激光、电子束、超声波加工等特种加工技术的发展，使诸如陶瓷等难加工材料、复杂形面、精密微孔等加工变得容易；精密铸造、轧制成形、粉末冶金等先进工艺的不断采用，使毛坯制造精度大大提高；真空技术、离子氮化、镀渗技术使零件表面质量有了很大的改善。 零件结构工艺性的基本要求 1）机器零部件是为整机工作性能服务的，零部件结构工艺性应服从整机的工艺性。 2）在满足工作性能的前提下，零件造型应尽量简单，同时应尽量减少零件的加工表面数量和加工面积；尽量采用标准件、通用件和外购件；增加相同形状和相同元素（如直径、圆角半径、配合、螺纹、键、齿轮模数等）的数量。 3）零件设计时在保证零件使用功能和充分考虑加工可能性、方便性、精确性的前提下应符合经济性要求，即应尽量降低零件的技术要求（加工精度和表面质量），以使零件便于制造。 4）尽量减少零件的机械加工余量，力求实现少或无切屑加工，以降低零件的生产成本。 5）合理选择零件材料，使其机械性能适应零件的工作条件，且成本较低。 6）符合环境保护要求，使零件制造和使用过程中无污染、省能源，便于报废、回收和再利用。 一、铸造零件的结构设计 铸件结构设计：保证其工作性能和力学性能要求、考虑铸造工艺和合金铸造性能对铸件结构的要求，铸件结构设计合理与否，对铸件的质量、生产率及其成本有很大的影响。 （一）砂型铸造工艺对铸件结构设计的要求 造型工艺对铸件结构设计的要求，见表1-1。
结构工艺性的概念
结构工艺性的概念 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
结构工艺性概念 任何零件、部件或整个产品的结构设计都是根据其用途和使用要求来设计的，但是结构方面是否完善合理，很大程度上还是看这种结构能否满足工艺方面的要求。如果所设计的产品结构没有考虑到工艺方面的要求，就会在生产过程中降低生产率、延长生产周期、提高产品成本，使产品在市场上失去竞争能力。因此，产品的结构工艺性的问题在结构设计中是一个十分重要的问题。 结构工艺性的意义：在满足产品使用要求的前提下，所拟定的结构以及所规定的技术要求必须能适应现代制造工艺水平，使生产过程便于实现并能保证其经济性。 所谓产品结构工艺性就是指设计的产品结构在具体生产条件下便于制造，能够采用最有效的工艺方法。也就是说，如果所设计产品结构的工艺性好，则便于应用先进的、生产率高的工艺过程和工艺方法，使产品的制造也是最经济的。此外，产品结构工艺性也可以认为零件（或部件）在加工或装配时的方便程度和经济程度。因此，结构工艺性可分为零件结构的工艺性和装配的工艺性。 产品的结构工艺性与生产批量有关，满足大量生产的结构工艺性，不一定能满足单件和小批量生产。另外，随着科学技术的发展和制造工艺的不断进步，结构工艺性的具体内容也是不断变化的。因此，企图定量地来评定结构工艺性，通过一些技术经济指标的计算来进行判断，虽然可能（比如：使用计算机），但还不是完善的。下面主要是定性地说
明评定结构工艺性的一些基本原则，也是工艺人员对结构工艺性进行分析的依据。 对整个来说，结构工艺性需从以下几方面来考虑： 1）零件总数，虽然零件的复杂程度可能差别很大，但一般来说，组成产品的零件总数愈少，特别是不同名称的零件数目愈少则结构的工艺性愈好。另外，在一定零件总数中利用生产上已经掌握的零件和组合件的数目愈多（即设计的产品结构具有继承性），或是标准的、通用的零件数目愈多，则结构工艺性就愈好。 2）材料的需要量，制造整个产品所需各种材料的数量，特别是贵重材料或稀有材料的数量也是影响结构工艺性的一个重要因素，这点对产品非常重要，因为它影响产品的价格，另外当材料困难时就会影响产品的生产。此外，加工性能差的材料应减少使用。 3）零件各种制造方法的比例，尽量多的采用无切削或少切削的加工工艺，如冷挤压、冷冲压、精密铸造等，这样可以提高劳动效率和降低成本。显然，产品中采用这些工艺的零件比例数字愈大，则结构工艺就愈好，如果需要采用切削加工工艺，最好能采用加工费用低的方法制造的零件数愈多，则产品的工艺性也愈好。 4）零件的平均精度，产品中所有零件要加工的尺寸平均精度愈低，则工艺性愈好，另外，也可将不同尺寸按精度等级分类，然后进行比较。 5）技术经济指标，要求产品生产的劳动总量要少，生产成本要低，金属材料或各种特种材料消耗量要少，则结构工艺性就愈好。
零件的工艺性分析培训资料
零件的工艺性分析
零件的工艺性分析 一、分析研究产品的零件图样和装配图样在编制零件机械加工工艺规程前，首先应研究零件的工作图样和产品装配图样，熟悉该产品的用途、性能及工作条件，明确该零件在产品中的位置和作用；了解并研究各项技术条件制订的依据，找出其主要技术要求和技术关键，以便在拟订工艺规程时采用适当的措施加以保证。工艺分析的目的，一是审查零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理，是否便于加工和装配；二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制订出合理的工艺规程。 如图 3-8 所示的汽车钢板弹簧吊耳，使用时，钢板弹簧与吊耳两侧面是不接触的，所以吊耳内侧的粗糙度可由原来的设计要求R a3.2 μ m 建议改为R a12.5 μ m. 。这样在铣削时可只用粗铣不用精铣，减少铣削时间。 再如图 3-9 所示的方头销，其头部要求淬火硬度 55~60HRC ，所选用的材料为 T 8A ，该零件上有一孔φ 2H7 要求在装配时配作。由于零件长度只有 15mm ，方头部长度仅有 4mm ，如用 T 8A 材料局部淬火，势必全长均
被淬硬，配作时，φ 2H7 孔无法加工。若建议材料改用 20Cr 进行渗碳淬火，便能解决问题。 二、结构工艺性分析零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。下面将从零件的机械加工和装配两个方面，对零件的结构工艺性进行分析。（一）机械加工对零件结构的要求 1 ．便于装夹零件的结构应便于加工时的定位和夹紧，装夹次数要少。图 3 -10a 所示零件，拟用顶尖和鸡心夹头装夹，但该结构不便于装夹。若改为图 b 结构，则可以方便地装置夹头。 2 ．便于加工零件的结构应尽量采用标准化数值，以便使用标准化刀具和量具。同时还注意退刀和进刀，易于保证加工精度要求，减少加工面积及难加工表面等。表 3-8b 所示为便于加工的零件结构示例。 3 ．便于数控机床加工被加工零件的数控工艺性问题涉及面很广，下面结合编程的可能性与方便性来作工艺性分析。 编程方便与否常常是衡量数控工艺性好坏的一个指标。例如图 3-11 所示某零件经过抽象的尺寸标注方法，若
零件的工艺性分析
零件的工艺性分析 如图所示为接触环零件图，材料为08钢，厚度1mm,大批量生产。制定工件冲压工艺规程，设计其模具，编制零件的加工工艺规程。 1.1冲压件的工艺性分析 1.1.1结构与尺寸 1、由该冲压零件图可知，该零件结构简单、规则，而且尺寸较小，使得排样时废料较少。 2、冲压件的内、外的转角无太尖锐的尖角，部分区域以圆弧过渡，减少了冲压时某些尖角出出现崩刃和过快磨损现象。 3、对于08钢材料，其悬臂宽度b=1.5mm ，厚度t=1mm ，应满足b ≥1.5t ，当板料t>1mm 时按1mm 考虑，经计算悬臂宽度满足条件；臂长l 为：3.25和1.3均小于5倍臂宽；凹槽宽度1.65>1.5t ，最小孔径d 为1.85>0.9t ，均满足要求。 结合以上分析，该冲压件的结构与尺寸均适宜于冲压加工。 1.1.2 精度 冲压件的经济精度一般不高于IT11，查表可知，该零件的基本尺寸公差除9.4接近于IT11级外，其余尺寸均低于IT12级，也没有其他特殊的要求。分析可知可知，利用普通冲裁方式可以达到零件图样要求。 1.1.3材料 根据本次设计课题材料要求为08钢，根据附表可得金属材料的力学性能：软态，带料，抗剪强度 b=255MPa ，伸长率占10=38%，分析可知，此材料具有较高的弹性和良好的塑性，其冲裁加工性能较好，适合冲裁加工。 1.1.4批量 课题要求该零件需大批量生产，综上分析可知，该零件在冲压加工下操作简便， 而且劳动强度低，生产效率高，成本较低，适合冲裁加工。 0 6.5+0.1-0
结论：该零件的工艺性较好，可以冲裁加工。 1.2冲裁工艺方案的确定 1.2.1工艺方案分析与选择 根据冲压零件图，分析其形状特点，确定该零件加工包括落料，冲孔两个基本工序，分析可知由以下3种工艺方案选择： （1）先落料，再冲孔。采用单工序模生产。 （2）落料—冲孔复合冲压，采用复合模生产。 （3）冲孔—落料连续冲压，采用连续模（级进模）生产。 结合单工序模、复合模以及级进模的优缺点比较可知： 方案（1）制造时上午周期短，成本也较低，但需要两道工序，导致生产效率低，且零件平面度差。难以满足零件大批量生产的需要。 方案（2）生产效稍低，因零件的孔边距太小，导致模具强度不能保证，操作较为困难，且不能保证安全性。 方案（3）生产效率高，操作方便，安全性好，通过设计合理的模具结构和排样方案可以达到较好的零件质量和避免模具强度不够的问题。 综合以上分析，并参考相关资料，可知该零件采用级进冲裁方案较好。 1.3模具确定 1.3.1模具类型 根据冲压零件的冲裁方案以及设计要求，模具应采用硬质合金模。 1.3.2操作与定位方式 虽然该冲压零件的生产批量较大，但如果能够合理安排生产送料方式，将能够能够在达到批量要求的同时，降低模具成本，因此采用手工送料方式。同时考虑零件尺寸较小，材料厚度较薄，采用导料板导向、侧刃定距的定位方式。为减少料头和料尾的材料消耗和提高定距的可靠性，采用双侧刃前后对角布置。 1.3.3卸料与出件方式 考虑零件厚度较薄，采用弹性卸料方式。为了便于操作、提高生产率，冲裁件和废料采用由凸模直接从凹模洞口退下的下出件方式。即倒装式模。1.3.4模架类型及精度 由于零件厚度薄，冲裁间隙很小，又是级进模，因此采用导向平稳的对角导柱模架。考虑零件精度要求不是很高，但冲裁间隙较小，因此采用I级模架精度。