《机械制造基础》省级精品开放课程

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电子教案
 第一章金属切削加工基础知识 
 第二章 车削 
 第三章 钻削与镗削 
 第四章刨削、插削与拉削 
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 第六章 磨削 
 第七章 齿轮齿形加工 
 第八章 机械加工工艺过程设计 
 第九章 零件的结构工艺性 
 
第九章 零件的结构工艺性
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零件的结构工艺性

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理论

第九章零件的结构工艺性

9.1、零件结构的切削加工工艺性

9.2、零部件的装配和维修工艺性

1、了解零件结构工艺性对加工影响很大,设计零件结构时要充分予以考虑。

2、碰到结构工艺性不好时会做一般处理:

①与设计者协商修改原设计

②不能修改时会在工艺上想办法

3、结构工艺性随科技发展而变化,要经常学习国内外新技术新工艺。

教学

分析零件的结构工艺性

教学

分析零件的结构工艺性

教学方法

讲授

多媒体课件

《机械制造基础》(高等教育出版社司乃钧许小村主编)

安徽机电职业技术学院教案续页

u引言

零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足要求的前题下,制造的可行性和经济性。良好的结构工艺性是指在现有工艺条件下既能方便制造,又有较低的制造成本。

教学内容正文

9.1、零件结构的切削加工工艺性

一、合理确定零件的技术要求

不需要加工的表面,不要设计成加工面;

要求不高的表面,不应设计为高精度和表面粗糙度Ra值低的表面,否则会使成本提高。

二、遵循零件结构设计的标准化

1.尽量采用标准化参数

零件的孔径、锥度、螺纹孔径和螺距、齿轮模数和压力角、圆弧半径、沟槽等参数尽量选用有关标准推荐的数值,这样可使用标准的刀、夹、量具,减少专用工装的设计、制造周期和费用。

2.尽量采用标准件

诸如螺钉、螺母、轴承、垫圈、弹簧、密封圈等零件,一般由标准件厂生产,根据需要选用即可,不仅可缩短设计制造周期,使用维修方便,而且较经济。

3.尽量采用标准型材

只要能满足使用要求,零件毛坯尽量采用标准型材,不仅可减少毛坯制造的工作量,而且由于型材的性能好,可减少切削加工的工时及节省材料。

三、合理标注尺寸

1.按加工顺序标注尺寸,尽量减少尺寸换算,并能方便准确地进行测量。

2.从实际存在的和易测量的表面标注尺寸,且在加工时应尽量使工艺基准与设计基准重合。

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。

四、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。

具体实例:

1.便于安装:准确定位、可靠夹紧

n左图所示的大平板工件在加工中不便装夹,为此,增设夹紧的工艺凸缘或工艺孔,以便用螺钉、压板夹紧,且吊装、搬运方便

n刨削较大工件时,往往把工件直接安装在工作台上,为了保证加工时加工面水平、便于安装找正,可以在零件上增加工艺凸台。必要时可在精加工后切除。

n工件在三爪卡盘上安装时,工件与卡爪是点接触,不能将工件夹牢。通过增加一段圆柱面,使工件与卡爪的接触面积增大,安装较容易。

2.应尽量减小加工面积

n支座地面设计为中凹可减少加工量,以减少刀具及材料的消耗量 ,还可以保证装配时零件间的很好配合。

3.尽量减少安装次数,降低安装误差和减少辅助工时,提高切削效率,保证精度。

n一次安装可同时加工几个表面。

n只需一次安装即可磨削两个表面。

n改进后可在一次安装中加工出来

n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

4.孔的轴线应与进口和出口的端面垂直,避免在曲面或斜壁上钻孔

n孔的轴线不垂直于孔的进口或出口的端面,钻头容易产生偏斜或弯曲,甚至折断。应尽量避免在曲面或斜壁上钻孔,提高生产率,保证精度

5.退刀槽、过度圆弧、锥面、键槽等同类要素在同一个阶梯轴上要尽量统一

n轴上的退刀槽宽度不一致,车削时需准备、更换不同宽度的车槽刀,增加了换刀和对刀的次数。改进后,减少了刀具种类和换刀次数,节省了辅助时间。

n轴上的过度圆角尽量一致,便于加工。

n使用同一把刀具可加工所有键槽。

n同一端面上的尺寸相近螺纹孔改为同一尺寸螺纹孔,便于加工和装配。

6.槽的底面不应与其它加工面重合

n改正后便于加工,也可避免损伤其它加工表面

7.凸缘上的孔要留有足够的加工空间

n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

8.刀具应有足够的操作空间:退刀槽(车螺纹、滚齿、铣齿)、空刀槽(插齿)、越程槽(刨削、磨削)

n加工内螺纹或外螺纹时,螺纹根部应有退刀槽,这样才可以车出完整的螺纹,避免刀具、机床的损伤,使加工安全 。

n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

n刨削时,在平面的前端要有让刀的部位。

n磨削时,各表面间的过渡部分应设计出越程槽。

9.尽量减少走刀次数

n具有不同高度的凸台面加工时,需逐一将工作台升高或降低。将凸台设计成等高,则能在一次走刀中加工所有凸台面。提高生产率,易保证精度

10.批量生产的零件其结构要适应加工的要求

n滚齿或插齿的切削行程不仅缩短,且可提高工件的刚性,变断续切削为连续切削,生产率高

11.合理采用组合结构

n零件孔底的内球面,加工困难。采用分解后再组合,则内球面变为外表面加工,使加工方便,且易于保证质量

12.零件的结构应有利于增加刀具的刚度

n零件上的孔径朝一个方向递减,可依次或同时加工同轴线上的多孔;从两边向中间递减,可提高镗刀杆刚性,且可同时从两边镗削,生产率高。

9.2零部件的装配和维修工艺性

改善零、部件结构的装配工艺性和维修工艺性应遵循的原则:

(1)将机械分拆为若干个独立装配单元

(2)应避免装配时的切削加工

(3)尽量避免装配时的手工维修

(4)应使装配和拆卸方便,有同轴度要求的两个零件连接时,应有装配基准面。

(5)应考虑零件起吊、安装、运输方便,大型零部件必须设置起吊孔。

u总结与巩固(小结、考核知识点、作业等)

小结:

设计零件结构时,在满足零件使用要求的条件下,还应考虑一下几个原则:

(1)合理选择加工面的精度和表面粗糙度值。设计零件机构时,对有关参数应选用国家标准中的标准值。

(2)保证定位准确、夹紧可靠、安装方便。

(3)有相互位置精度要求的各个表面最好能在一次装夹中加工。

(4)便于加工、测量,加工面形状应力要求简单,并尽可能在同一平面或同一轴线上。

(5)应便于使用标准刀具和通用量具,尽量减少使用刀具、量具的数量。

(6)应与采用高效率机床和先进的工艺方法相适应。

(7)应有足够的刚性,能承受切削力合夹紧力,以利于提高切削用量和生产率。

零部件的装配和维修工艺性

(1)、便于分解独立装配单元

(2)、便于平行、流水作业

(3)、调整方便、减轻装配劳动

(4)、便于达到装配精度

考核知识点:

1、零件结构的切削加工工艺性分析;

2、零部件的装配和维修工艺性分析。

作业:P219 14、15、16、17题

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