汽车产品设计的工艺性
,因此零件设计基准应尽量是实际存在的几何要素, 即设计尺寸应尽量从实际存在的几何要素标注,这样 可简化工艺装备并且容易保证加工精度。
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第三节 零件设计尺寸、极限偏差 和表面粗糙度的合理标注
5. 箱体及壳体类零件尺寸的标注 变速器(箱)壳体、后桥壳体、离合器壳体一类
的箱体及壳体类零件,由于结构较为复杂,往往在某 一方向上难以找到一个满足工艺要求的实际存在的表 面作为尺寸标注基准。
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第三节 零件设计尺寸、极限偏差 和表面粗糙度的合理标注
二、零件设计尺寸的分类 根据对装配精度的影响,设计尺寸可分为两类:
(1)主要尺寸 它们是决定零件装配位置的尺寸,是参与某一装
配尺寸链的组成环和影响装配精度的尺寸,因此,他 们都要标注尺寸极限偏差。 (2)自由尺寸
它们是不参与任何装配尺寸链和零件尺寸链的尺 寸,这类尺寸除有特殊要求(如表面作为定位基准) 外,不需要标注尺寸极限偏差。
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第三节 零件设计尺寸、极限偏差 和表面粗糙度的合理标注
四、尺寸标注的一般方法和步骤 具体方法步骤如下: 1. 零件主要尺寸的标注 (1)根据尺寸链最短原则建立装配尺寸链 (2)确定装配方法并解算尺寸链 (3) 根据制造工艺,修改和最后确定主要尺寸以及极限
偏差。图示。 2. 零件自由尺寸的标注
自由尺寸都是按照制造工艺要求标注的,即从定位 基准或测量基准标注。
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第二节 零件的机械加工工艺性
(4)减少加工时的工作行程次数 有的零件的多个 表面,虽然在同一个方向上,但由于结构的限制, 不能在一次工作行程中加工出来,影响生产效率。 (5)将复杂的零件分解成若干个简单零件 有些汽 车零件较为复杂,加工时定位和加工较为困难;有 的零件由于结构受限,使其加工的生产率较低。
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第一节 概 述
• 产品设计的工艺性是一个广义的概念,它不仅包括结
构工艺性,还与原材料及毛坯的选择、制造方法、质 量和技术要求、标准化、生产类型等诸多方面有关。
• 产品设计的工艺性在某种意义上还有相对性,它随着
生产类型和生产条件的不同,以及科学技术水平的发 展而变化。
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第一节 概 述
• 随着新工艺、新技术、新材料的不断涌现,工艺性的
中心孔、各种空刀槽等结构的形状及尺寸,都应该符
合国家标准和行业标准的规定。
标准化的零件结构要素可用通用机床及工装进行
加工,周期短,成本低。
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第二节 零件的机械加工工艺性
二、尽量采用标准件和通用件 所谓标准件是指按照国家标准、行业标准或企业
标准制造的零件。所谓通用件是指在同一类型不同规 格的或者不同类型的产品中,部分零件相同,它们彼 此可以交换通用的零件。
合理选择。表面粗糙度一般可根据表面使用功能和工 作的条件确定,同时还应该考虑表面加工的经济性。 因为表面粗糙度值越小,其表面加工工艺越复杂,成 本越高。一般可按如下原则选择表面粗糙度: 1)对于有相对运动的摩擦表面,运动速度高,单位面 积压力大,应该选择较小的表面粗糙度值。 2)对于承受循环交变载荷及容易引起应力集中的表面 ,应该选择较小的表面粗糙度值。
三、主要尺寸标注的方法
(2)根据设计和工艺要求标注设计尺寸 按设计要求标注的尺寸,不可能全部满足工艺要
求。对其中不满足工艺要求的尺寸,应按工艺要求进 行改注。
这里需指出,设计人员在标注零件的主要尺寸时 ,满足设计要求是主要的。按工艺要求换算的尺寸, 其公差要求比按设计要求直接标注的尺寸要严格,增 加了加工难度。因此,不能只考虑工艺要求。 零件图样上的自由尺寸一般应按制造工艺要求标注。
对于如水泵壳体、差速器壳体和减速器壳体一类 的回转型壳体零件,在这种情况下,一般采用加工精 度要求较高的主要孔中心线作为尺寸标注基准。
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第三节 零件设计尺寸、极限偏差 和表面粗糙度的合理标注
对于变速器壳 体、汽缸体一类的 箱体零件,由于在 外形表面上没有合 适的定位基准,一 般采用辅助基准— —工艺孔或工艺凸 台作为尺寸标注基 准。
8. 非加工表面与加工表面之间的尺寸标注 汽车零件中,一般都有多个加工表面和非加工表
面,它们之间应该建立合理的尺寸关系。要想合理的 标注加工表面和非加工表面的尺寸,必须熟悉零件的 制造工艺过程。
35Leabharlann 36第三节 零件设计尺寸、极限偏差 和表面粗糙度的合理标注
六、表面粗糙度的合理选择 零件表面粗糙度对零件使用性能影响很大,必须
产品设计者在设计零件时,必须认真考虑零件在 机械加工时可能采用的定位和夹紧方案,应该尽可能 使定位基准与装配基准重合。为保证零件的加工要求 ,对定位基准规定出合理的尺寸和位置公差要求等。
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第二节 零件的机械加工工艺性
如果零件结构上没有合适的装配基准可作为定位 基准(或基面),应该考虑在零件上的适当位置处设 置一个定位基准(或基面)——辅助基准;或在零件 上的适当位置处增加一个结构表面加工出定位基准( 或表面)——附加基准。
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第三节 零件设计尺寸、极限偏差 和表面粗糙度的合理标注
三、主要尺寸标注的方法
合理标注设计尺寸,首先要选择尺寸标注的基准 即设计基准。设计尺寸的标注方法主要有两种: (1)根据设计要求标注设计尺寸
主要尺寸从该零件的装配基准标注,即这些设计 尺寸是以装配精度为封闭环,按尺寸链最短原则形成 的装配尺寸链的组成环。这种设计尺寸的标注方法没 有考虑到工艺上的要求。
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第二节 零件的机械加工工艺性
七、保证能以高生产率加工 汽车零件结构设计时,应该保证零件能以高效
率生产加工。 (1)零件加工的表面应尽量简单 尽量采用平面、 外圆柱表面和内圆柱孔表面,保证能以高生产效率 进行加工。图示。 (2)尽量减少表面的加工面积 图示 (3)减少零件的安装次数 零件在一道工序中需加 工多个表面,应该尽量分布在同一方向上。图示
表面,如使用复合钻头或复合扩孔加工阶梯孔,多刀 车削阶梯轴端面和镗阶梯孔等。这些表面的形状和尺 寸都是由刀具直接保证的。这样零件有关表面间的尺 寸标注应与刀具的相应尺寸相同,并且用零件上的一 个加工表面与其定位基准或调整(工序)基准建立联 系,以便调整刀具加工终止位置。
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第三节 零件设计尺寸、极限偏差 和表面粗糙度的合理标注
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第二节 零件的机械加工工艺性
九、零件加工时应该具有足够 的刚性
零件结构具有足够的刚性 不仅是产品零件结构设计的要 求,也是零件制造过程中的要 求。零件切削加工时,由于受 到切削力和加紧力的作用,可 能会产生较大的变形,对加工 质量和生产率都会有影响。
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第三节 零件设计尺寸、极限偏差 和表面粗糙度的合理标注
观念也要随之更新。
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第二节 零件的机械加工工艺性
零件的机械加工工艺性主要从两个方面进行分析
:一是分析零件的材料及结构的工艺性,二是分析零
件尺寸及公差标注的工艺性。
本节仅分析零件材料及结构的机械加工工艺性。
评价零件结构的工艺性,可以从以下几方面入手
:
一、零件结构要素的标准化
零件结构要素标准化包括:螺纹、花键、齿轮、
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第三节 零件设计尺寸、极限偏差 和表面粗糙度的合理标注
五、尺寸标注时应考虑的一些工艺问题 1. 尺寸的标准化及尺寸的统一
零件图样上标注的设计尺寸数值,尤其是安装尺 寸、连接尺寸、配合尺寸和产品名义尺寸,都应尽量 符合国家标准“标准尺寸”中的规定,这样的尺寸便于 使用标准刀具制造和标准量规测量。
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第三节 零件设计尺寸、极限偏差 和表面粗糙度的合理标注
三、主要尺寸标注的方法
从装配基准标注设计尺寸的特点是: 1)由于设计尺寸是按尺寸链最短原则标注的,设计尺
寸的公差较大。 2)便于对零件尺寸和装配精度进行计算或校核。 3)由于没有考虑到制造工艺要求,有些尺寸可能不便
于调整刀具或测量等。
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第三节 零件设计尺寸、极限偏差 和表面粗糙度的合理标注
此外,对零件结构上的一些结构要素,如空刀槽 、螺纹、键槽等,如果它们的尺寸相差不大,都应尽 可能取统一数值。
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第三节 零件设计尺寸、极限偏差 和表面粗糙度的合理标注
2. 考虑加工尺寸顺序标注尺寸 零件图上的设计尺寸,一般都是通过机械加工保
证的。当这些设计尺寸能顺序地作为工序尺寸时,这 些尺寸就能直接获得,也很容易保证其精度。
零件设计尺寸及其极限偏差的标注,是产品设计 的重要工作内容之一,对保证产品的使用性能和零件 机械加工的难易程度都有很大影响。因此,它是一项 复杂而细致的工作,产品设计人员要合理地标注零件 设计尺寸及其偏差。
设计尺寸的标注,应该既能满足结构设计要求, 又能满足工艺要求,不能人为地提高公差等级。标注 的设计尺寸是否合理,反应了产品设计人员工艺水平 的高低。
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第二节 零件的机械加工工艺性
(2)尽量避免箱壳体内壁平面的加工 由于刀具不便 进入或接近箱体内壁平面,应尽可能避免内壁平面加工 。
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第二节 零件的机械加工工艺性
(3)零件结构应该使刀具具有良好的工作条件 在汽 车零件结构中,例如汽缸体、曲轴、部分连杆、传动轴 总成的十字轴等零件上都有润滑油深孔,这些深孔加工 比较困难,因此在零件结构设计上,应该尽量改善深孔 结构或是用其他结构代替深孔。
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第三节 零件设计尺寸、极限偏差 和表面粗糙度的合理标注
6. 对称表面尺寸的标注 汽车零件中,有不少表面相对基准中心平面(或
中心线轴线)是对称分布的,其对称尺寸的不同标注 方法将影响制造工艺和对称度误差。
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第三节 零件设计尺寸、极限偏差 和表面粗糙度的合理标注
7. 组合刀具同时加工多表面的尺寸 在汽车制造中,广泛使用组合刀具同时加工多个
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下图所示零件整体加工锻造和机械加工的工艺性均较 差。一般可将零件分解然后分别加工后组装在一起,这样 可以简单生产节省材料还可以提高生产效率。