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第十章 零件结构工艺性 第一节 零件结构的切削加工工艺性 零件的结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。它既是评价零件结构设计优劣的技术指标之一，又是零件结构设计优劣所带来的后果。具有良好结构工艺性的零件，能在满足使用要求的前提下，可以比较经济、高效、合格地被加工出来。 零件结构的切削加工工艺性，是指所设计的零件在满足使用性能要求的前提下其切削成形的可行性和经济性，即切削成形的难易程度。机器中大部分零件的尺寸精度、表面粗糙度、形状精度和位置精度，最终要靠切削加工来保证。因此，在设计需要进行切削加工的零件结构时，还应考虑切削加工工艺的要求。它应遵循以下原则： ⑴零件的结构、形状应便于加工、测量，加工表面应尽量简单；并尽可能布置在同一平面上或同一轴线上，以利于提高切削效率。 ⑵不需要加工的毛坯面或要求不高的表面，不要设计成加工面或高精度、低表面粗糙度值要求的表面。 ⑶零件的结构、形状应能使零件在加工中定位准确，夹紧可靠；有位置精度要求的表面，最好能在一次安装中加工。 ⑷零件的结构应有利于使用标准刀具和通用量具，减少专用刀具、量具的设计与制造。同时应尽量与高效率机床和先进的工艺方法相适应。 本节通过举例的形式来说明切削加工工艺性对零件结构的要求。 1.尽量采用标准化参数 2.便于装夹 ⑴锥度心轴的外锥面需要在车床和磨床上加工。必须要有安装卡箍的部位如图7—4(b)所示。 ⑵平板上表面要求刨削，如图7—5(a)所示的结构无法用压板夹紧工件。改为如图7—5(b)所示，装夹问题可以解决，吊运也很方便。 ⑶电机端盖上标有加工要求的表面，要在一次装夹中加工完成，如图7—6(a)所示，弧面设计A无法用三爪卡盘装夹。改为如图7—6(b)所示，在弧面A上均布三个工艺凸台B用于装夹。 ⑷在车床小滑板上设置工艺凸台，如图7—7(b)所示，以便加工下部的燕尾槽。加工完毕后，也可以去掉凸台。 3.便于进退刀 ⑴箱体底板上的小孔距离箱壁太近，如图7—8(a)所示。钻头向下进给时，钻床主轴会碰到箱壁。改为如图7—8(b)所示后。 ⑵螺纹无法加工到轴肩根部，必须设置螺纹退刀槽如图7—9(b)所示。改成如图7—9(c)所示也可以，但由于螺尾牙形不完整，长度尺寸要大于实际旋合长度。 ⑶外圆和端面要求磨削，阶梯轴的轴肩处必须在根部设置砂轮越程槽如图7—10(b)所示。 ⑷需要刨削的两个相交平面，其根部要有退刀槽如图7—11(b)所示。 ⑸插削零件孔内键槽(一段)，插削时刀具要超越加工面一段距离。应在键槽前端设计一孔或一环形越程槽，如图7—12(b)所示。 4.尽量降低加工难度 ⑴加工内表面一般比加工外表面困难。如图7—13(a)所示，原设计中的内环形槽较窄，加工起来比较困难。改为外表面加工，既不影响使用，又便于加工，如图7—13(b)所示。 ⑵如图7—14(a)所示，原设计的凹槽内表面四个侧壁之间为直角，侧壁与底面之间为圆角，用铣削的方法无法实现。改成如图7—14(b)所示后即可铣削加工。 ⑶如图7—15(a)所示，钻头钻孔时切入表面和切出表面应与孔的轴线垂直，以便钻头两个切削刃同时切削。否则钻头易引偏甚至折断，如图7—15(b)所示。 ⑷如图7—16(a)所示，该设计壁厚较薄，易因夹紧力和切削力作用而变形。增设凸缘提高了零件的刚度，如图7—16(b)所示。 ⑸原结构单薄，刨削上平面时因切削力的作用，易造成工件变形。如图7—17(b)所示增加肋板提高刚度，可以采用较大切深和进给量加工，提高生产效率。 5.尽量减少零件装夹和机床调整次数 ⑴原设计的两个键槽，需要在轴用虎钳上装夹两次，改成如图7—18(b)所示后只需要装夹一次。 ⑵原设计一个螺纹孔、一个凸台上的斜孔。钻孔时需要装夹两次或扳转一次刀轴，改进后只需装夹一次，如图7—19(b)所示。 ⑶如图7—20(a)所示零件上的两处螺纹的螺距值不一致，在车床上加工时，需要调整两次机床。应尽量使同一零件上的螺距值一致如图7—20(b)所示。 ⑷零件同一方向的加工面，高度尺寸如果相差不大，尽可能等高，以减少机床的调整次数。 ⑸轴上的砂轮越程槽宽度、键槽宽度尽可能分别一致，以减少刀具种类。 ⑹箱体上的螺纹孔种类要尽量减少，以减少钻头和丝锥的种类。 6.减少加工面积 ⑴箱体底面安装在机座上，只加工部分底面如图7—24(b)所示，既可减少加工工时，又提高了底面的接触刚度和定位的准确性。 ⑵长径比较大、有配合要求的孔，不应在整个长