零件工藝結(jié)構(gòu)合理性的研究

摘 要：一個(gè)好的零件只滿足強(qiáng)度、硬度、耐磨性、使用功能等指標(biāo)是不夠的，還必須具有良好的機(jī)械加工性，也就是說零件要容易或者能加工出來。再好的零件，如果無法加工出來是沒有任何價(jià)值的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性就是用來解決此類問題的指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工性；結(jié)構(gòu)工藝性；合理性

任何零件、部件或整個(gè)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都是根據(jù)其作用來進(jìn)行設(shè)計(jì)，但是加工工藝結(jié)構(gòu)關(guān)系到所加工出來零件的正確性與合理性。如果所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)沒有考慮工藝結(jié)構(gòu)方面的要求，就會(huì)在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)降低生產(chǎn)率、延長生產(chǎn)周期等問題，從而在市場上失去競爭能力。因此，零件工藝結(jié)構(gòu)是否合理是一個(gè)十分重要的問題。

文章將重點(diǎn)從機(jī)械加工工藝性和裝配的角度來討論零件的結(jié)構(gòu)工藝性，通過一些實(shí)例來探討在機(jī)械加工過程中，零件工藝結(jié)構(gòu)合理方案的分析，從而得到較好方案進(jìn)行操作。

1 機(jī)械加工工藝對零件工藝結(jié)構(gòu)的要求

（1）裝夾方便。零件的工藝結(jié)構(gòu)應(yīng)方便在加工時(shí)進(jìn)行定位以及夾緊，并且裝夾的次數(shù)盡量要少。比如使用頂尖和雞心夾頭進(jìn)行裝夾，可是這種結(jié)構(gòu)不利于裝夾，那么可以裝置夾頭。

（2）容易加工。零件的結(jié)構(gòu)要盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，利于使用標(biāo)準(zhǔn)化的刀具和量具。并且要有進(jìn)刀和退刀，方便保證加工精度，減少加工表面等。便于加工的零件工藝結(jié)構(gòu)示例見表1。

零件的數(shù)控加工性問題很多，下面主要從加工編程的操作性來進(jìn)行工藝性分析。

為了減少加工時(shí)換刀的次數(shù)，并且可以使用控制程序或者專用程序來減短程序的長度，那么零件的外部形狀、內(nèi)腔就應(yīng)該使用一樣的類型或尺寸。舉例如圖1（a）所示，根據(jù)刀具直徑的尺寸，就會(huì)發(fā)現(xiàn)工藝性的優(yōu)劣。因此對一些重要的加工表面要使用規(guī)范合理化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與尺寸。圖1（b）表示盡量不要用球頭型的刀具來進(jìn)行切削加工（這時(shí)R=r），應(yīng)變?yōu)閐=2（R-r）。另外，編程時(shí)如果有對稱零件，編出其半邊的程序即可。因?yàn)橛行?shù)控機(jī)床具有加工對稱零件的功能，這樣可以減少編程時(shí)間。如圖2所示即為對稱性零件。

（3）容易測量。零件工藝結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，還要考慮測量的便利性。

如圖3所示，如果要進(jìn)行測量孔中心線與基準(zhǔn)面A的平行度，那么圖3（a）所示的結(jié)構(gòu)則難以測量，因?yàn)榈酌娴耐古_(tái)偏置在一側(cè)。改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)圖3（b）中因?yàn)樵黾恿艘粚ΨQ的工藝凸臺(tái)，并且將凸臺(tái)放置在中間位置，此時(shí)測量極為便利。

2 從裝配性能考慮結(jié)構(gòu)工藝性

零件的工藝結(jié)構(gòu)應(yīng)易于裝配和維修時(shí)的裝拆。如圖4改進(jìn)前的結(jié)構(gòu)圖4（a）銷釘孔內(nèi)的空氣難以出去，由于無工藝透氣孔，因此銷釘也不易裝入。改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)如圖4（a）右圖。在圖4（b）中為保證軸肩與支承面緊貼，考慮在軸肩處切槽或者孔口處倒角。圖4（c）將兩個(gè)零件配合，根據(jù)要求同一個(gè)方向只能有一個(gè)定位基面，故圖4（c）左圖不合理，改進(jìn)后的右圖才是合理結(jié)構(gòu)。在圖4（d）中，左圖螺釘貼著上個(gè)平面，裝配空間過小，螺釘不易裝入，改進(jìn)后的合理結(jié)構(gòu)如圖4（d）右圖。

在進(jìn)行零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，若能對以上因素進(jìn)行全面參考，加工出來的零件在使用中會(huì)更加合理。

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