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第八章结构工艺性
第一节结构工艺性概述
机器由许多零件组成，每一零件结构设计的是否合理直接关系到加工制造难易程度及对使用性能的影响，所以通常工程技术人员在设计整机或零部件时，要从机器的使用、制造等方面全面考虑。

为了评定机器结构的设计质量，通常引用“结构工艺性”概念。

如果所设计的产品（零件）根据一定的生产规模且能保证有较好的使用性能（如寿命长、效率高、安全可靠性、安装及维修方便等）前提下，能用劳动量小、高效率、材料消耗少、较低成本的
“节材性”。

a．
b．
c．
d．
e．
品种规格系列化后采用较多通用件、标准件，减少专用件，机器零件品种减少，零部件制造批量增加；零部件通用化后，不同型号的机器有可能采用相同零部件，既可扩大制造批量，又有利于组织专门化生产，采用先进设备和工艺，提高产品质量，降低成本。

对易损件通用化、紧固件标准化，使维修配件、零件品种减少，方便了维修。

因此，在设计机器时的基本要求首先要按照“三化”标准系列，对机器及其零部件多采用标准及定型结构，尽量减少专用件。

这是评定一台机器总体结构工艺性好否的重要标志。

零件结构设计中，仅用视图、剖视、剖面及尺寸合理的表达其形状及大小是不够的，还需有合理的技术要求。

如：1.机器性能、化学性能、热处理、无损探伤等；2.尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等；3.零件重量等其它要求。

尺寸公差、形位公差及表面粗糙度是零件图上机械加工中相当重要的内容，必须合理选择及
正确标注。

对于基准的选择通常采用基孔制，特殊情况例外。

从经济性考虑，只要能满足使用要求，应尽量选低公差等级，根据生产规模及零件的具体结构确定合适精度，且形位公差、尺寸公差与表面粗糙度应协调。

在部件或机器装配图上，应根据机器的使用要求规定合适的装配技术要求。

第三节毛坯结构工艺性
毛坯要具结构工艺性，注意选合适的毛坯型式、种类且据该种毛坯工艺的需要设计合理的结构。

设计时要根据具体情况综合考虑，如：零件材料、生产类型、结构形状、尺寸大小等。

下面讨论铸件、锻件、焊件的结构工艺性。

一、铸件的结构工艺性
铸件结构工艺性常指零件的本身结构应符合铸造生产的要求，便于铸造工艺过程顺利进行，还
对于不同壁厚的铸件应逐渐过渡和转变、拐弯和交接处应采用较大圆角过渡连接，以避免因应力集中而产生开裂，铸件壁厚应均匀，减少厚大部分，防止形成热节而产生缩孔、晶粒粗大等缺陷，并能减少铸造热应力、变形、裂纹等缺陷，图例如表（8-2）
第四节锻件结构工艺性
锻件据锻造方法不同，大致可分自由锻锻件和模锻件两种，也就是说锻件结构与锻造方法是密切相关的。

一、锻造方法对锻件结构的要求及合理选材
锻造方法不同，零件结构形状要求不同。

设计锻造零件时，首先应按生产批量、零件形状和尺寸及具备的生产条件，选择技术上可行、经济上合理的锻造方法。

（参阅表8-3）再按所选锻造方法的工艺性要求，合理设计零件的结构。

表（8-3）各种锻造方法的应用范围
的在一起）。

表（8-4）为自由锻件结构工艺性示例
第五节焊件结构工艺性
在制造大型结构或复杂的机器部件时，可用焊接方法。

它可用化大为小、化复杂为简单来准备坯料，逐次装配、焊接拼小成大，这是其它工艺方法难做到的。

还可采用铸-焊或锻-焊复合工艺。

要保证良好的焊接质量，焊接接头的工艺设计尤为重要，由此判断焊件结构工艺性好否。

焊缝位置的合理布置是焊接结构设计的关键，与产品质量、生产率、成本等密切相关。

一、焊缝的布置尽可能分散，密集成交叉会造成金属过热、加大热影响区、恶化组织。

二、焊缝位置尽可能对称分布，如位置偏在截面重心一侧，会使焊件弯曲变形。

三、焊缝位置要离开最大应力和应力集中处，结构截面有急剧变化的位置，易产生应力集中，
应避免设计。

四、焊缝应尽量避开机械加工表面。

五、焊缝位置应方便施焊，要有足够的操作空间。

表（8-5）为常见焊接件结构工艺性示例
表（8-5）常见焊接件结构工艺性示例
零件结构
抓住主
零件结构
5、提高刀具的刚度与寿命
表（8-13）方便进刀、退刀和测量
零件结构
表（8-14）避免曲面加工
表（8-16）方便拆卸
零件结构
表（8-18）保证装卸工具的活动空间。