零件的工藝性分析

一、分析研究產品的零件圖樣和裝配圖樣 在編製零件機械加工工藝規程前，首先應研究零件的工作圖樣和產品裝配圖樣，熟悉該產品的用途、性能及工作條件，明確該零件在產品中的位置和作用；了解並研究各項技術條件制訂的依據，找出其主要技術要求和技術關鍵，以便在擬訂工藝規程時採用適當的措施加以保證。 工藝分析的目的，一是審查零件的結構形狀及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及熱處理等的技術要求是否合理，是否便於加工和裝配；二是通過工藝分析，對零件的工藝要求有進一步的了解，以便制訂出合理的工藝規程。 如圖 3-8 所示的汽車鋼板彈簧吊耳，使用時，鋼板彈簧與吊耳兩側面是不接觸的，所以吊耳內側的粗糙度可由原來的設計要求 R a3.2 μ m 建議改為 R a12.5 μ m. 。這樣在銑削時可只用粗銑不用精銑，減少銑削時間。

再如圖 3-9 所示的方頭銷，其頭部要求淬火硬度 55~60HRC ，所選用的材料為 T 8A ，該零件上有一孔φ 2H7 要求在裝配時配作。由於零件長度只有 15mm ，方頭部長度僅有 4mm ，如用 T 8A 材料局部淬火，勢必全長均被淬硬，配作時，φ 2H7 孔無法加工。若建議材料改用 20Cr 進行滲碳淬火，便能解決問題。

二、結構工藝性分析 零件的結構工藝性是指所設計的零件在滿足使用要求的前提下，製造的可行性和經濟性。下面將從零件的機械加工和裝配兩個方面，對零件的結構工藝性進行分析。 （一）機械加工對零件結構的要求 1 ．便於裝夾 零件的結構應便於加工時的定位和夾緊，裝夾次數要少。圖 3 -10a 所示零件，擬用頂尖和雞心夾頭裝夾，但該結構不便於裝夾。若改為圖 b 結構，則可以方便地裝置夾頭。

2 ．便於加工 零件的結構應盡量採用標準化數值，以便使用標準化刀具和量具。同時還注意退刀和進刀，易於保證加工精度要求，減少加工面積及難加工表面等。表 3-8b 所示為便於加工的零件結構示例。

3 ．便於數控機床加工 被加工零件的數控工藝性問題涉及面很廣，下面結合編程的可能性與方便性來作工藝性分析。 編程方便與否常常是衡量數控工藝性好壞的一個指標。例如圖 3-11 所示某零件經過抽象的尺寸標註方法，若用 APT 語言編寫該零件的源程序，要用幾何定義語句描述零件形狀時，將遇到麻煩，因為 B 點及其直線 OB 難於定義。解決此問題需要迂迴，即先過 B 點作一平行於 L 1 之直線 L 3 並定義它，同時還要定義出直線 AB ，於是方能求出 L 3 與直線 AB 交點 B ，進而定義 OB 。否則要進行機外手工計算，這是應該盡量避免的。由此看出，零件圖樣上尺寸標註方法對工藝性影響較大。為此對零件設計圖樣應提出不同的要求，凡經數控加工的零件，圖樣上給出的尺寸數據應符合編程方便的原則。

零件的外形、內腔最好採用統一的幾何類型或尺寸，這樣可以減少換刀次數，還有可能應用控制程序或專用程序以縮短程序長度。例如圖 3 -12a 所示，由於圓角大小決定

著刀具直徑大小，很容易看出工藝性好壞。所以應對一些主要的數控加工零件推薦規範化設計結構及尺寸。圖 3-12b 表明應盡量避免用球頭刀加工（此時 R=r ），一般考慮為 d=2(R-r) 。此外，有的數控機床有對稱加工的功能，編程時對於一些對稱性零件，如圖 3-13 所示的零件，只需編其半邊的程序，這樣可以節省許多編程時間。

4 ．便於測量 設計零件結構時，還應考慮測量的可能性與方便性。圖 3-14 所示，要求測量孔中心線與基準面 A 的平行度。如圖 3 -14a 所示的結構，由於底面凸台偏置一側而平行度難於測量。在圖 3-14b 中增加一對稱的工藝凸台，並使凸台位置居中，此時則測量大為方便。

（二）裝配和維修對零件結構工藝性的要求 零件的結構應便於裝配和維修時的拆裝。如圖 3 -15a 左圖結構無透氣口，銷釘孔內的空氣難於排出，故銷釘不易裝入。改進後的結構如圖 3 -15a 右圖。在圖 3-15b 中為保證軸肩與支承面緊貼，可在軸肩處切槽或孔口處倒角。圖 3 -15c 為兩個零件配合，由於同一方向只能有一個定位基面，故圖 3 -15c 左圖不合理，而右圖為合理的結構。在圖 3-15d 中，左圖螺釘裝配空間太小，螺釘裝不進。改進後的結構如圖 3-15d 右圖。

圖 3-16 為便於拆裝的零件結構示例。在圖 3 -16a 左圖中，由於軸肩超過軸承內圈，故軸承內圈無法拆卸。圖 3-16b 所示為壓入式襯套。若在外殼端面設計幾個螺孔，如圖 3-16b 右圖所示，則可用螺釘將襯套頂出 三、技術要求分析 零件的技術要求主要有： 1 ．加工表面的形狀精度（包括形狀尺寸精度和形狀公差）； 2 ．主要加工表面之間的相互位置精度（包括距離尺寸精度和位置公差）； 3 ．加工表面的粗糙度及其它方面的表面質量要求； 4 ．熱處理及其它要求。 通過對零件技術要求的分析，就可以區分主要表面和次要表面。上述四個方面均要求較高的表面，即為主要表面，要採用各種工藝措施予以重點保證。在對零件的結構工藝性和技術要求分析後，對零件的加工工藝路線及加工方法就形成一個初步的輪廓，從而為下一步制訂工藝規程作好準備。 若在工藝分析時發現零件的結構工藝性不好，技術要求不合理或存在其它問題時，就可對零件設計提出修改意見，並經設計人員同意和履行規定的批准手續後，由設計人員進行修改。 (end)
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