零件工藝結構合理性的研究

摘 要：一個好的零件只滿足強度、硬度、耐磨性、使用功能等指標是不夠的，還必須具有良好的機械加工性，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值的，零件的結構工藝性就是用來解決此類問題的指標。

關鍵詞：機械加工性；結構工藝性；合理性

任何零件、部件或整個產品的結構設計都是根據其作用來進行設計，但是加工工藝結構關系到所加工出來零件的正確性與合理性。如果所設計的結構沒有考慮工藝結構方面的要求，就會在生產過程中出現降低生產率、延長生產周期等問題，從而在市場上失去競爭能力。因此，零件工藝結構是否合理是一個十分重要的問題。

文章將重點從機械加工工藝性和裝配的角度來討論零件的結構工藝性，通過一些實例來探討在機械加工過程中，零件工藝結構合理方案的分析，從而得到較好方案進行操作。

1 機械加工工藝對零件工藝結構的要求

（1）裝夾方便。零件的工藝結構應方便在加工時進行定位以及夾緊，并且裝夾的次數盡量要少。比如使用頂尖和雞心夾頭進行裝夾，可是這種結構不利于裝夾，那么可以裝置夾頭。

（2）容易加工。零件的結構要盡可能采用標準數值，利于使用標準化的刀具和量具。并且要有進刀和退刀，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構示例見表1。

零件的數控加工性問題很多，下面主要從加工編程的操作性來進行工藝性分析。

為了減少加工時換刀的次數，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、內腔就應該使用一樣的類型或尺寸。舉例如圖1（a）所示，根據刀具直徑的尺寸，就會發現工藝性的優劣。因此對一些重要的加工表面要使用規范合理化的結構設計與尺寸。圖1（b）表示盡量不要用球頭型的刀具來進行切削加工（這時R=r），應變為d=2（R-r）。另外，編程時如果有對稱零件，編出其半邊的程序即可。因為有些數控機床具有加工對稱零件的功能，這樣可以減少編程時間。如圖2所示即為對稱性零件。

（3）容易測量。零件工藝結構進行設計時，還要考慮測量的便利性。

如圖3所示，如果要進行測量孔中心線與基準面A的平行度，那么圖3（a）所示的結構則難以測量，因為底面的凸臺偏置在一側。改進后的結構圖3（b）中因為增加了一對稱的工藝凸臺，并且將凸臺放置在中間位置，此時測量極為便利。

2 從裝配性能考慮結構工藝性

零件的工藝結構應易于裝配和維修時的裝拆。如圖4改進前的結構圖4（a）銷釘孔內的空氣難以出去，由于無工藝透氣孔，因此銷釘也不易裝入。改進后的結構如圖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）將兩個零件配合，根據要求同一個方向只能有一個定位基面，故圖4（c）左圖不合理，改進后的右圖才是合理結構。在圖4（d）中，左圖螺釘貼著上個平面，裝配空間過小，螺釘不易裝入，改進后的合理結構如圖4（d）右圖。

在進行零件結構設計中，若能對以上因素進行全面參考，加工出來的零件在使用中會更加合理。

參考文獻

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