产品机械结构设计工艺规范.pptx

产品结构设计工艺规范产品结构设计工艺规范产品结构设计工艺规范产品结构设计工艺规范 By:Haiqing.2目录目录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结构工艺概述结构工艺概述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。机加件的结构工艺性机加件的结构工艺性（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。机加件的结构工艺性机加件的结构工艺性（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。机加件的结构工艺性机加件的结构工艺性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。机加件的结构工艺性机加件的结构工艺性（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、铣齿）、空刀槽（插齿）、越程槽（刨削、磨削）。塑胶件的结构工艺性塑胶件的结构工艺性（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，PMMA，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。塑胶件的结构工艺性塑胶件的结构工艺性（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处理。钣金件的结构工艺性钣金件的结构工艺性（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。钣金件的结构工艺性钣金件的结构工艺性（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钣金件的结构工艺性钣金件的结构工艺性（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。钣金件的结构工艺性钣金件的结构工艺性（七）折弯边最小高度（七）折弯边最小高度 折弯件的直边高度不宜过小，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。压铸件件的结构工艺性压铸件件的结构工艺性（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.压铸件件的结构工艺性压铸件件的结构工艺性（四）（四）加强筋加强筋的设计的设计加强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