【正文】 便于加工、減少加工?數(shù)控加工工藝性分析（見表 91）?減輕零件重量?保證加工的可行性、經(jīng)濟(jì)性?零件尺寸、規(guī)格、結(jié)構(gòu)要素標(biāo)準(zhǔn)化?正確標(biāo)注圖紙尺寸及加工技術(shù)要求。n 學(xué)習(xí)要點(diǎn)： 理解并掌握零件機(jī)械加工結(jié)構(gòu)工藝性和零件裝配與維修結(jié)構(gòu)工藝性。 這 種在機(jī)械 設(shè)計(jì) 中 綜 合考 慮 制造、裝配工 藝 、 維修及成本等方面的技 術(shù) ，稱 為 機(jī)械 設(shè)計(jì) 工 藝 性。零件 結(jié) 構(gòu) 設(shè)計(jì) 工 藝 性， 簡 稱零件 結(jié) 構(gòu)工 藝 性，是指所 設(shè)計(jì) 的零件在 滿 足使用要求的條件下制造的可行性和 經(jīng)濟(jì) 性。n 影響影響 結(jié)結(jié) 構(gòu)工構(gòu)工 藝藝 性的因素性的因素??n ?? 生生 產(chǎn)類產(chǎn)類 型是影響型是影響 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 工工 藝藝 性的首要因素。 當(dāng) 單 件、小批生 產(chǎn) 零件 時(shí) ，大都采用生 產(chǎn) 效率 較 低、通用性 較 強(qiáng) 的 設(shè)備 和工 藝 裝 備，采用普通的制造方法，因此，機(jī)器和零部件的 結(jié) 構(gòu) 應(yīng) 與 這類 工 藝 裝 備和工 藝 方法相適 應(yīng) 。常常同一種 結(jié) 構(gòu)，在 單 件小批生 產(chǎn) 中工 藝 性良好，在大批大量生 產(chǎn) 中未必也好，反之亦然。?? 機(jī)械零部件的機(jī)械零部件的 結(jié)結(jié) 構(gòu)必構(gòu)必 須須 與制造廠的生與制造廠的生 產(chǎn)產(chǎn) 條件相適條件相適 應(yīng)應(yīng) 。?? 隨著生 產(chǎn) 不斷 發(fā) 展，新的加工 設(shè)備 和工 藝 方法的不斷出 現(xiàn) ，以往 認(rèn)為 工 藝 性不好的 結(jié) 構(gòu) 設(shè)計(jì) ，在采用了先 進(jìn) 的制造工 藝 后，可能 變 得 簡便、 經(jīng)濟(jì) 。 ?? 2）在 滿 足工作性能的前提下，零件造型 應(yīng) 盡量 簡單，同 時(shí)應(yīng) 盡量減少零件的加工表面數(shù)量和加工面 積 ；盡量采用 標(biāo) 準(zhǔn)件、通用件和外 購 件；增加相同形狀和相同元素（如直徑、 圓 角半徑、配合、螺 紋 、 鍵 、 齒輪 模數(shù)等）的數(shù)量。 ?? 6）符合 環(huán) 境保 護(hù) 要求，使零件制造和使用 過 程中無污 染、省能源，便于 報(bào)廢 、回收和再利用。在 滿 足使用要求的前提下，一般 對 零件的技 術(shù) 要求 應(yīng) 盡量降低，同 時(shí)對 零件每一個(gè)加工表面的 設(shè)計(jì) ，應(yīng) 充分考 慮 其可加工性和加工的 經(jīng)濟(jì) 性，使其加工工 藝 路 線簡單 ，有利于提高生 產(chǎn) 效率，并盡可能使用 標(biāo) 準(zhǔn)刀具和通用工裝等，以降低加工成本。3）盡量減少加工面 積 ，如 對 大平面或 長 孔合理加 設(shè) 空刀等；4）從提高生 產(chǎn) 率的角度考 慮 ，在 結(jié) 構(gòu) 設(shè)計(jì) 中 應(yīng) 盡量使零件上相似的 結(jié) 構(gòu)要素（如退刀槽、 鍵 槽等） 規(guī) 格相同，并 應(yīng) 使 類 似的加工面（如凸臺面、 鍵 槽等）位于同一平面上或同一 軸 截面上，以減少 換 刀或安裝次數(shù)及 調(diào) 整 時(shí)間 ；5）零件 結(jié) 構(gòu) 設(shè)計(jì)應(yīng) 便于加工 時(shí) 的安裝與 夾緊 。 它是評定機(jī)器設(shè)計(jì)好壞的標(biāo)志之一。?? 機(jī)器的裝配工藝性要求機(jī)器結(jié)構(gòu)在裝配過程中，使相互聯(lián)接的零部件不用或少用修配和機(jī)械加工，就能按要求順利地、花比較少的勞動(dòng)量裝配起來并達(dá)到規(guī)定的裝配精度。為此，應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面?? （ 1）將結(jié)構(gòu)分拆成若干個(gè)獨(dú)立的裝配單元?? 為了多快好省地裝配機(jī)器，必須最大限度縮短裝配周期，而把機(jī)器分成若干個(gè)裝配單元是縮短裝配周期的基本措施。同時(shí)，各裝配單元能預(yù)先調(diào)整試驗(yàn)。?? 以機(jī)床生產(chǎn)實(shí)踐為例，一般機(jī)床都是由若干個(gè)部件組成，如普通車床由床頭箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、尾架和床身等部件組成。這些獨(dú)立的部件，裝配好之后，便可到專門的試驗(yàn)臺上試車和試驗(yàn)，合格后送去進(jìn)行總裝配。2）有利于機(jī)器質(zhì)量不斷的改進(jìn)和提高。隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和要求的不斷提高，經(jīng)常在使用過程中需加以改進(jìn)。3）便于協(xié)作生產(chǎn)。4）給重型機(jī)械包裝運(yùn)輸帶來很大方便。6）各獨(dú)立裝配單元可預(yù)先進(jìn)行調(diào)整實(shí)驗(yàn)，各部分以比較完善狀態(tài)進(jìn)入總裝，有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量和總裝順利進(jìn)行。（ 2）盡量減少裝配時(shí)的修配和機(jī)械加工?? 裝配時(shí)的修配工作，不僅要求技術(shù)高，而且多半是手工操作，既費(fèi)工又難以確定工作量。（ 3）盡量使裝配和拆卸方便設(shè)計(jì)機(jī)器結(jié)構(gòu)時(shí)，必須考慮裝配工作簡單方便。 下表給出了部分裝配和維修結(jié)構(gòu)工藝性正誤示例。工件上任何一個(gè)點(diǎn)、線、面的位置總是要用它與另外一些點(diǎn)、線、面的相互關(guān)系（如尺寸距離、平行度、垂直度、同軸度等）來確定。按照其作用的不同，基準(zhǔn)可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)?? 在設(shè)計(jì)圖樣上所采用的基準(zhǔn)稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在設(shè)計(jì)圖樣上所采用的基準(zhǔn)稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 。?? 設(shè)計(jì)人員是從零件的工作性能要求出發(fā)而確定設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的。為保證齒側(cè)嚙合間隙量，孔 Ⅱ 采用了孔 I中心作設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，孔 Ⅲ 采用了孔 I與孔 Ⅱ 的中心作為的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。設(shè)計(jì)圖上用來標(biāo)定其它點(diǎn)、線、面位置的點(diǎn)、線、面設(shè)計(jì)基準(zhǔn)1． 基準(zhǔn)的概念試 指出 圖 219所示零件的 設(shè)計(jì) 基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn) 是指在工藝過程中所采用的基準(zhǔn)。1） 工序基準(zhǔn) 工序基準(zhǔn)的選擇應(yīng)主要考慮如下兩個(gè)方面的問題：?? ① 當(dāng)采用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為工序基準(zhǔn)有困難時(shí)，可另選工序基準(zhǔn)，但必須可靠地保證零件的設(shè)計(jì)尺寸和技術(shù)要求。所選工序基準(zhǔn)應(yīng)盡可能用于工件的定位和工序尺寸的檢查。定位基準(zhǔn)可進(jìn)一步分為粗基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)和附加基準(zhǔn)。?? ① 使用未經(jīng)機(jī)械加工的表面作定位基準(zhǔn)，稱為粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn) ?? ③ 僅僅是為了機(jī)械加工工藝需要設(shè)計(jì)的定位基準(zhǔn)，稱為附加基準(zhǔn)。 ?? 零件測量時(shí)所采用的基準(zhǔn)，稱為測量基準(zhǔn)。裝配時(shí)用來確定零件或部件在機(jī)器中的相對位置所采用的基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn)。 A為加工面，本工序要求為 A對 B的尺寸H和 A對 B的平行度 (當(dāng)沒有特殊標(biāo)注時(shí)，平行度要求包括在 H的尺寸公差范圍內(nèi) )，因此外圓下母線 B為工序基準(zhǔn)。一、基準(zhǔn)的選擇1． 基準(zhǔn)的概念加工表面為孔，要求其中心線與 A面垂直，并與 B、 C面有尺寸要求，因此表面 A、 B、 C均為本工序的工序基準(zhǔn)。1． 基準(zhǔn)的概念右上圖為小圓的上母線，右下圖為大圓的下母線。測量基準(zhǔn)定位基準(zhǔn) 粗基準(zhǔn)精基準(zhǔn)采用毛坯上未經(jīng)加工的表面作為定位基準(zhǔn) 。定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇Selection of Location Datum一、精基準(zhǔn)一、精基準(zhǔn)基準(zhǔn)重合原則重點(diǎn)考慮：?減少定位誤差?保證加工精度（ 1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合誤差只發(fā)生在用調(diào)整法獲得加工尺寸的情況（ 2）基準(zhǔn)不重合誤差值等于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)之間尺寸的變化量。① 用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)定位不可能或不方便；（ 4）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與測量基準(zhǔn)不重合也會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。舉例應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，即謂 基準(zhǔn)重合 原則。在對加工面位置尺寸和位置關(guān)系有決定性影響的工序中，特別是當(dāng)位置公差要求較嚴(yán)時(shí)，一般不應(yīng)違反這一原則。圖示活塞零件，設(shè)計(jì)要求活塞銷孔與頂面距離 C1，公差一般為 ～。此時(shí)，為了使尺寸 C1達(dá)到規(guī)定的精度，必須同時(shí)嚴(yán)格控制尺寸 C和 C2（尺寸 C C2和 C構(gòu)成一個(gè)尺寸鏈，其中 C1是封閉環(huán)，尺寸 C和 C2公差之和應(yīng)小于或等于尺寸 C1的公差）。因此在大批量生產(chǎn)中，常以頂面定位加工銷孔，以使尺寸 C1容易保證。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)（定位基準(zhǔn)）若本道工序的加工精度為 δ，則只要 δδA2， 即可滿足加工要求例：圖示零件加工臺階面切削平面δ（本道工序加工精度）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)若要滿足加工精度必須有：－ 稱為基準(zhǔn)不重合誤差基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 定位夾緊 可靠方便① 有利于保證各加工表面間的相互位置關(guān)系，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的誤差。常見統(tǒng)一精基準(zhǔn)的形式常見統(tǒng)一精基準(zhǔn)的形式 ?? 2）箱體類零件常使用一面兩孔（一個(gè)較大的平面和兩個(gè)距離較遠(yuǎn)的銷孔）作統(tǒng)一精基準(zhǔn)。如活塞零件，采用裙部止口面定位可以方便地加工活塞的其他表面，故選其為統(tǒng)一精基準(zhǔn)。?? 4）套類零件用一長孔和一止推面作統(tǒng)一精基準(zhǔn)。此時(shí)，需針對具體問題進(jìn)行具體分析，根據(jù)實(shí)際情況選擇精基準(zhǔn)。 互為基準(zhǔn)自為基準(zhǔn)對某些位置精度要求高的表面，可以采用互為基準(zhǔn)、反復(fù)加工的方法來保證其位置精度，這就是 “互為基準(zhǔn) ”的原則。 如臥式銑床主軸，前端 7： 24錐孔（圖中 3）對支承軸徑（圖中 2）的同軸度要求很高，為保證這一要求，采用互為基準(zhǔn)的原則進(jìn)行加工，有關(guān)的工藝過程如下：先以精車后的前后支撐軸頸 2為基準(zhǔn)粗、精車錐孔（通孔已鉆出）及后端 φ38H9錐孔 (圖中 4，錐度為 1： 5，作輔助基準(zhǔn)）；分別以 7： 24錐孔和 φ38H9錐孔定位裝前、后堵，粗、精磨支承軸頸及各外圓面；再以支承軸頸為基準(zhǔn)粗、精磨 7： 24錐孔。 對一些精度要求很高的表面，在精密加工時(shí)，為了保證加工精度，要求加工余量小而且均勻，這時(shí)可以已經(jīng)精加工過的表面自身作為定位基準(zhǔn)，這就是 自為基準(zhǔn) 的原則。如連桿小頭孔最后金剛鏜時(shí)就以精鏜后的小頭孔自身定位，待工件夾緊后再將定位銷移去 同時(shí)還應(yīng)使夾緊機(jī)構(gòu)簡單、操作方便?！簟?互為基準(zhǔn)原則 軸徑軸徑錐孔圖 58主軸零件精基準(zhǔn)選擇【例】 主軸零件精基準(zhǔn)選擇（圖 58）精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇◆◆ 自為基準(zhǔn)原則 【例】 床身導(dǎo)軌面磨削加工（圖 59）圖 592— 鏜刀塊 3— 鏜桿圖 510外圓研磨示意圖【例】 鉸孔、拉孔、研磨（圖 510）精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇【例】 浮動(dòng)鏜刀塊鏜孔（圖 511）圖 7－ 18選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn)，若有幾個(gè)不加工表面，選其中與加工表面位置精度要求高的一個(gè)，以保證兩者的位置精度。為保證某重要表面余量均勻，則選擇該重要表面本身作為粗基準(zhǔn)。 床身粗基準(zhǔn)選擇比較工序 1 工序 1工序 2 工序 2◆◆ 便于工件裝夾原則 —— 要求選用的粗基準(zhǔn)面盡可能平整、光潔，且有足夠大的尺寸，不允許有鍛造飛邊、鑄造澆、冒口或其它缺陷?！簟?粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用原則 車床床身加工3.（ 圖 7－ 13）4.5.在同一尺寸方向上，粗基準(zhǔn)通常只允許使用一次，以免產(chǎn)生較大的定位誤差。階梯軸的加工加工路線的擬訂加工路線的擬訂Determine the Machining Route工藝過程設(shè)計(jì)工藝過程設(shè)計(jì)Process Planning加工方法的選擇加工方法的選擇圖 513加工誤差與成本關(guān)系CΔ0ABv在正常加工條件下（采用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備和工藝裝備，使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級工人，不延長加工時(shí)間），一種加工方法所能保證的加工精度和表面粗糙度 （圖 513AB段）加工經(jīng)濟(jì)精度加工經(jīng)濟(jì)精度 一般加工精密加工超精密加工加工方法的選擇加工方法的選擇1）零件加工表面的精度和表面粗糙度要求2）零件材料的加工性3）生產(chǎn)批量和生產(chǎn)節(jié)拍要求4）企業(yè)現(xiàn)有加工設(shè)備和加工能力5）經(jīng)濟(jì)性選擇加工方法應(yīng)考慮的問題選擇加工方法應(yīng)考慮的問題216。外圓表面、孔及平外圓表面、孔及平面加工方案參見教材面加工方案參見教材表表 113， 11 11116）。加工方法的選擇加工方法的選擇典型表面加工路線典型表面加工路線研 磨IT5Ra~砂 磨IT5Ra~拋 光Ra~滾 壓IT6～ 7Ra~精 車IT7～ 8～ 10半 車IT10～ 11Ra10～ 80外圓表面的典型加工工藝路線 珩 磨IT5～ 6~研 磨IT5～ 6~粗 鏜IT12～ 13Ra5～ 80半 精 鏜IT10～ 11Ra～ 5擴(kuò)IT9～ 13Ra～ 5粗 磨IT9～ 11～ 10精 拉IT7～ 9~推IT6～ 8~餃IT6～ 9Ra拋 光172。精 密 磨IT5～ 6Ra半 精 銑IT8～ 11Ra10精 銑IT6～ 8Ra速 銑IT6～ 7Ra導(dǎo) 軌 磨IT6172。172。刀 刨IT6Ra粗 磨IT8～ 10Ra10精 刨IT6～ 8Ra～ 10半 精 車IT8～ 11Ra5～ 20粗 刨IT11～ 13Ra金 石 刮 研Ra精 車IT6～ 8Ra10～ 80精 ～ 粗 拉IT10～ 11Ra216。先面后孔 —— 有兩層含義：1）當(dāng)零件上有較大的平面可以作定位基準(zhǔn)時(shí)，先將其加）當(dāng)零件上有較大的平面可以作定位基準(zhǔn)時(shí)，先將其加工出來，再以面定位，加工孔，可以保證定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定工出來，再以面定位，加工孔，可以保證定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定2）在毛坯面上鉆孔或鏜孔，容易使鉆頭引偏或打刀，先）在毛坯面上鉆孔或鏜孔，容易使鉆頭引偏或打刀，先將此面加工好，再加工孔，則可避免上述情況的發(fā)