产品机械结构设计工艺规范.课件.ppt

1、By: Haiqing.2 结构工艺概述 机加件的结构工艺性 塑胶件的结构工艺性 钣金件的结构工艺性 压铸件的结构工艺性3 结构工艺性的概念结构工艺性的概念在机械设计中，不仅要保证所设计的产品具有良好的工作性能，而且还要考虑能否制造、便于制造和尽可能降低制造成本。这种在机械设计中综合考虑制造、装配工艺、维修及成本等方面的技术，称为机械设计工艺性。机器及其零部件的工艺性主要体现于结构设计当中，所以又称为结构设计工艺性。零件结构工艺性，是指所设计的零件在满足使用要求的条件下制造的可行性和经济性。零件结构工艺性存在于零部件生产和使用的全过程，包括：材料选择、毛坯生产、机械加工、热处理、机器装配、机器

2、使用、维护，直至报废、回收和再利用等。本课件就我司产品常见的制造工艺进行说明。本课件就我司产品常见的制造工艺进行说明。（一）（一）、合理确定零件的技术要求、合理确定零件的技术要求不需要加工的表面，不要设计成加工面；要求不高的表面，不应设计为高精度和表面粗糙度Ra值低的表面，否则会使成本提高。（二）（二）、遵循零件结构设计的标准化、遵循零件结构设计的标准化1尽量采用标准化参数零件的孔径、锥度、螺纹孔径和螺距、齿轮模数和压力角、圆弧半径、沟槽等参数尽量选用有关标准推荐的数值，这样可使用标准的刀、夹、量具，减少专用工装的设计、制造周期和费用。2尽量采用标准件 诸如螺钉、螺母、轴承、垫圈、弹簧、密封圈

3、等零件，一般由标准件厂生产，根据需要选用即可，不仅可缩短设计制造周期，使用维修方便，而且较经济。3尽量采用标准型材 只要能满足使用要求，零件毛坯尽量采用标准型材，不仅可减少毛坯制造的工作量，而且由于型材的性能好，可减少切削加工的工时及节省材料。（三）（三）、合理标注尺寸、合理标注尺寸1按加工顺序标注尺寸，尽量减少尺寸换算，并能方便准确地进行测量。 2从实际存在的和易测量的表面标注尺寸，且在加工时应尽量使工艺基准与设计基准重合。3零件各非加工面的位置尺寸应直接标注，而非加工面与加工面之间只能有一个联系尺寸。 （四）（四）、零件结构要便于加工、零件结构要便于加工1零件结构要便于安装，定位准确，加工

4、稳定可靠。2尽量减小毛坯余量和选用切削加工性好的材料。3各要素的形状应尽量简单，加工面积要尽量小，规格应尽量统一。4尽量采用标准刀具进行加工，且刀具易进入、退出和顺利通过加工表面。5加工面和加工面之间、加工面和不加工面之间均应明显分开，加工时应使刀具有良好的切削条件，以减少刀具磨损和保证加工质量。 6 应保证各工序有充分的加工余量，能在最后的工序中保证图纸所要求的精度及 表面粗糙度。 7 应考虑到零件热处理时引起的变形。 8 应考虑加工零件时所采用的设备及加工方法，以及零件在加工过程中可能发生 的变形。（六）（六）、刀具应有足够的操作空间、刀具应有足够的操作空间实例：实例：退刀槽（车螺纹、滚齿

5、、铣齿）、空刀槽（插齿）、越程槽（刨削、磨削）。（一）一）材料的选择材料的选择 塑胶材料的种类繁多，对不同类型的产品有不同要求，对于我公司的产品塑胶产品的设计，要充分考虑到产品使用的场合及工作环境，比如满足温度要求、防火或生物兼容性要求。对于需要防火级材料时，我们只要向供应商索取到材料证明的编号即可。（二）（二）壁厚的选择壁厚的选择 塑胶零件的壁厚对零件的质量影响很大，壁厚过小时成型的流动阻力大，复杂的零件就很难充满型腔，塑胶壁厚的最小尺寸应满足足够的强度和刚度。 脱模时能经受脱模机构的冲击与震动 装配时能承受足够的紧固力。对于外壳零件，推荐如下壁厚ABS，PC+ABS，PC, 透明PC，PM

6、MA，壁厚为:1.5-3.0mm一些小的 外观零件（如按键帽，导光柱）可以做到1.2-2.0mm，同一个塑胶零件的壁厚尽可能 一致，否则可能会由于壁厚不均而产生壁厚处缩水。（三）（三）拔模斜度的设计拔模斜度的设计 在塑胶零件的内表面和外表面，沿脱模方向均应设计足够的拔模斜度，否则会难以脱 模，或顶出时拉伤，擦坏塑胶零件。还有一点，拔模斜度小就蚀纹浅，会造成外观件易脏。（四）（四）加强筋位的设计加强筋位的设计 加强筋的作用是增加塑胶零件的强度，和避免零件变形，如果单用增加壁厚的办法来 提高塑胶零件的强度，常常是不合理的，其一是容易出现缩水，其二是提高了注塑成本， 加强筋不要设计的过厚，否则容易在

7、其根部出现缩水，也不要太薄，太薄了易出现走胶不齐。推荐的厚度为:模具加工为大水口时，零件加强筋根部厚度小于壁厚的1/2.筋的顶部厚度不要小于1mm. 模具加工为小水口时，零件加强筋根部厚度小于壁厚的2/5.（五）斜顶与行位（五）斜顶与行位斜顶与行位，在分模方向，垂直于分模方向均有运动。斜顶与行位在垂直于分模的方向不能有胶位阻挡运动，要有足够的运动空间。（六）（六）表面表面处理方式处理方式 塑料件的表面粗糙度主要由模具的表面粗糙度决定。我司塑胶产品内表面无粗糙度要求，外观面一般镜面处理（模具型腔8000#砂纸抛光）或咬花（晒纹）处理。手板外观表面一般打磨后喷油（喷漆）处理。以及丝印字符、logo

8、处理。（一）常用的三种落料和冲孔方法的特点对比（一）常用的三种落料和冲孔方法的特点对比 注：以下数据为冷轧钢板的数据。 （二）冲裁件排布的工艺性设计（二）冲裁件排布的工艺性设计 大批量及中批量生产，零件的材料费用占较大的比重，对材料的充分和有效利用，是钣金生产的一项重要经济指标。所以在不影响使用要求的条件下，结构设计人员设计时，争取采用无废料或少废料的排布方法。（三）冲裁件的圆角（三）冲裁件的圆角 对于数控冲床加工外圆角，需要专用的外圆刀具，为了减少外圆刀具：1） 90 度直角外圆角系列半径为 r2.0，r3.0、r5.0，r10， 2） 135 度的斜角的外圆角半径一般为 R5.0，： 冲孔

9、优先选用圆形孔，圆孔应按照钣金模具手册中规定的系列圆孔选取，这样可以减少圆孔刀具的数量，减少数控冲床换刀时间。（四）冲裁件的孔与孔之间、孔与边缘之间的距离不应过小（四）冲裁件的孔与孔之间、孔与边缘之间的距离不应过小（五）折弯半径（五）折弯半径 钣金折弯时，在折弯处需有折弯半径，折弯半径不宜过大或过小，应适当选择。折半径太小容易造成折弯处开裂，折弯半径太大又使折弯易反弹。（六）孔、长圆孔离折弯边最小距离（六）孔、长圆孔离折弯边最小距离 折弯处孔边离折线太近，折弯时料无法带起，产生孔形状变形；因此，孔边与折弯线要求大于最小孔边距 Xt+R。（七）折弯边最小高度（七）折弯边最小高度 折弯件的直边高度

10、不宜过小，否则不易形成足够的弯矩，很难得到形状准确的零件。 其直边高度值hR+2t，且3方可。（八）弯曲件的工艺孔、工艺槽和工艺缺口（八）弯曲件的工艺孔、工艺槽和工艺缺口 在设计弯曲件时，如果弯曲件须将弯边弯曲到毛坯内边时，一般应事先在落料后加冲工艺孔、工艺槽或工艺缺口。（一）（一）壁厚壁厚的选择的选择 压铸件的壁厚对铸件质量有很大的影响。以铝合金为例，薄壁比厚壁具有更高的强度和良好的致密性。因此，在保证铸件有足够的强度和刚性的条件下，应尽可能减少其壁厚，并保持壁厚均匀一致。 铸件壁太薄时，使金属熔接不好，影响铸件的强度，同时给成型带来困难；壁厚过大或严重不均匀则易产生缩瘪及裂纹。随着壁厚的增

11、加，铸件内部气孔、缩松等缺陷也随之增多，同样降低铸件的强度。 压铸件的壁厚一般以1.54mm为宜，壁厚超过6mm的零件不宜采用压铸。 （二）（二）铸造圆角铸造圆角 压铸件各部分相交应有圆角（分型面处除外），使金属填充时流动平稳，气体容易排出，并可避免因锐角而产生裂纹。对于需要进行电镀和涂饰的压铸件，圆角可以均匀镀层，防止尖角处涂料堆积。 压铸件的圆角半径R一般不宜小于1mm，最小圆角半径为0.5mm。（三）脱模斜度（三）脱模斜度 设计压铸件时，就应在结构上留有结构斜度，无结构斜度时，在需要之处，必须有脱模的工艺斜度。斜度的方向，必须与铸件的脱模方向一致.（四）（四）加强筋加强筋的设计的设计加强

12、筋的设置可以增加零件的强度和刚性，同时改善了压铸的工艺性。 分布要均匀对称； 与铸件连接的根部要有圆角； 避免多筋交叉； 筋宽不应超过其相连的壁的厚度。当壁厚小于 1.5mm时，不宜采用加强筋； 加强筋的脱模斜度应大于铸件内腔所允许的铸造斜度。 筋的作用是壁厚改薄后，用以提高零件的强度和刚性，防止减少铸件收缩变形，以及避免工件从模具内顶出时发生变形，填充时用以作用辅助回路（金属流动的通路），压铸件筋的厚度应小于所在壁的厚度，一般取该处的厚度的一般取该处的厚度的2/33/4。（五）（五）铸孔和孔到边缘的最小距离铸孔和孔到边缘的最小距离 压铸件可压铸出的孔的最小尺寸和深度，受到形成孔的型芯在型腔中的分布位置的制约。细型芯在抽出时易弯曲或折断，因此孔的最小尺寸和深度受到一定限制。其深度应带有一定斜度，以便于抽芯。 为了保证铸件有良好的成型条件,铸孔到铸件边缘应保持一定的壁厚，见图2。 b(1/41/3)t ，当t4.5时，b1.5mm16