来自 工程案例 2020-01-11 17:38 的文章

机械零件设计中的工艺性及标准化是什么?

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  良好的工艺性是指所设计的机械零件能用最短的时间、最少的劳动量、最低的制造费用生产出来,且装拆、维修方便。零件制造一般包括毛坯生产、切削加工、热处理、装配等阶段,各阶段都是有机联系着的,设计时必须全面考虑。设计机械零件时有关工艺性的基本要求有以下几方面的内容:

机械零件设计中的工艺性及标准化是什么?

  单件或小批量生产的零件,应充分利用现有的生产条件。如直径大于600mm的齿轮毛坯,用一般的锻压设备难以锻造,应采用铸件或焊接件。在单件或小批量生产时,不宜采用铸件或模锻件,以免模具造价太贵(尤其是模锻)而提高零件成本。如果没有磨齿机床,就不要采用齿面硬度高、热处理变形大的热处理方法。

  零件的毛坯可以是铸件、锻件、轧制件、焊接件和冲压件等。毛坯的选择应考虑生产批量大小、材料性能和加工性能等。如对锻件而言,单件或小批量生产宜用自由锻,大批量生产宜用模锻。

  零件的结构和形状越复杂,制造、装配和维修就越困难,成本也就越高,因此,要尽可能采用简单的圆柱面、平面、共轭曲面及其组合,尽量减少被加工面的数目和被加工面的面积,尽量采用相同尺寸(直径、圆角半径、配合尺寸和公差,螺纹的直径、线数和螺距,齿轮模数等)。

  制造精度过高、表面粗糙度值过低,都会明显增加机械零件的制造成本。因此,在满足使用要求的前提下,应尽可能降低制造精度、增大表面粗糙度值。

  为避免热处理时变形、开裂或降低热处理质量(如硬度不足、软点、强度低、渗碳层薄或不均匀等),零件的几何形状应简单、对称,长径比不可太大,尽量减少应力集中源,截面均匀,无锐边和尖角,避免不通孔、配作孔和局部渗碳、渗氮等。零件也应有足够的刚度。为使淬火气膜不易附着、冷却均匀、变形较小,对零件表面粗糙度有一定要求。

  设计中,应考虑零件能便于装配、拆卸,并尽可能减少装拆的工作量,还应考虑搬运、安装、使用、维修的方便性和经济性。

  标准化是指对零件的尺寸、结构要素、材料性能、检验方法、设计方法、制图要求等制定出各式各样的标准,供大家共同遵守。与标准化密切相关的是零部件的通用化、产品的系列化。

  通用化是指最大限度地减少和合并产品的形式、尺寸和材料的品种,使零部件尽量在不同规格的同类产品乃至不同类产品中通用,以减少企业内部的零部件种数,从而简化生产管理,并获得较高的经济效益。

  系列化是指将尺寸和结构拟订出一定数量的原始模型,然后根据需求,按照一定的规律优化组合成产品系列。

  1)采用标准结构及零部件,可以简化设计工作,缩短设计周期,提高设计质量。

  2)便于安排专门工厂采用先进技术进行专业化大生产,保证产品质量,并能大幅度降低劳动量、材料消耗和制造成本。