零件的工艺性分析

HEATS · 发表于 2010-9-12 14:57:05

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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述零件形状时，将遇到麻烦，因为 B 点及其直线 OB 难于定义。解决此问题需要迂回，即先过 B 点作一平行于 L 1 之直线 L 3 并定义它，同时还要定义出直线 AB ，于是方能求出 L 3 与直线 AB 交点 B ，进而定义 OB 。否则要进行机外手工计算，这是应该尽量避免的。由此看出，零件图样上尺寸标注方法对工艺性影响较大。为此对零件设计图样应提出不同的要求，凡经数控加工的零件，图样上给出的尺寸数据应符合编程方便的原则。

　　零件的外形、内腔最好采用统一的几何类型或尺寸，这样可以减少换刀次数，还有可能应用控制程序或专用程序以缩短程序长度。例如图 3 -12a 所示，由于圆角大小决定

　　着刀具直径大小，很容易看出工艺性好坏。所以应对一些主要的数控加工零件推荐规范化设计结构及尺寸。图 3-12b 表明应尽量避免用球头刀加工（此时 R=r ），一般考虑为 d=2(R-r) 。此外，有的数控机床有对称加工的功能，编程时对于一些对称性零件，如图 3-13 所示的零件，只需编其半边的程序，这样可以节省许多编程时间。

　　4 ．便于测量

　　设计零件结构时，还应考虑测量的可能性与方便性。图 3-14 所示，要求测量孔中心线与基准面 A 的平行度。如图 3 -14a 所示的结构，由于底面凸台偏置一侧而平行度难于测量。在图 3-14b 中增加一对称的工艺凸台，并使凸台位置居中，此时则测量大为方便。

　　（二）装配和维修对零件结构工艺性的要求

　　零件的结构应便于装配和维修时的拆装。如图 3 -15a 左图结构无透气口，销钉孔内的空气难于排出，故销钉不易装入。改进后的结构如图 3 -15a 右图。在图 3-15b 中为保证轴肩与支承面紧贴，可在轴肩处切槽或孔口处倒角。图 3 -15c 为两个零件配合，由于同一方向只能有一个定位基面，故图 3 -15c 左图不合理，而右图为合理的结构。在图 3-15d 中，左图螺钉装配空间太小，螺钉装不进。改进后的结构如图 3-15d 右图。

　　图 3-16 为便于拆装的零件结构示例。在图 3 -16a 左图中，由于轴肩超过轴承内圈，故轴承内圈无法拆卸。图 3-16b 所示为压入式衬套。若在外壳端面设计几个螺孔，如图 3-16b 右图所示，则可用螺钉将衬套顶出

　　三、技术要求分析

　　零件的技术要求主要有：

　　1 ．加工表面的形状精度（包括形状尺寸精度和形状公差）；

　　2 ．主要加工表面之间的相互位置精度（包括距离尺寸精度和位置公差）；

　　3 ．加工表面的粗糙度及其它方面的表面质量要求；

　　4 ．热处理及其它要求。

　　通过对零件技术要求的分析，就可以区分主要表面和次要表面。上述四个方面均要求较高的表面，即为主要表面，要采用各种工艺措施予以重点保证。在对零件的结构工艺性和技术要求分析后，对零件的加工工艺路线及加工方法就形成一个初步的轮廓，从而为下一步制订工艺规程作好准备。

　　若在工艺分析时发现零件的结构工艺性不好，技术要求不合理或存在其它问题时，就可对零件设计提出修改意见，并经设计人员同意和履行规定的批准手续后，由设计人员进行修改。

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