結(jié)構(gòu)件設(shè)計的工藝性要求(培訓(xùn))

結(jié)構(gòu)件設(shè)計的工藝性要求中交西安筑路機械有限公司工藝研究所李國柱什么是工藝性？國家標準GB/T24737.3-2009“工藝管理導(dǎo)則第3部分：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性審查”中對結(jié)構(gòu)工藝性定義如下：結(jié)構(gòu)工藝性是指其制造的可行性、難易程度與經(jīng)濟性，其使用工藝性指產(chǎn)品的易操作性及其在使用過程中維修和保養(yǎng)的可行性、驗證易程度與經(jīng)濟性。

工藝性要求：設(shè)計上的先進性和必要性，工藝上的經(jīng)濟性和可能性。使產(chǎn)品在滿足質(zhì)量和用戶要求的前提下符合工藝性要求，在現(xiàn)有生產(chǎn)條件下能用比較經(jīng)濟、合理的方法城關(guān)鎮(zhèn)其制造出來，并降低制造過程中對環(huán)境的負面影響，提高資源利用率，改善勞動條件，減少對操作者的危害，且便于使用和維護。結(jié)構(gòu)方案的工藝性1.產(chǎn)品制造勞動量產(chǎn)品制造勞動量指標=報告期合格品產(chǎn)量╳單位產(chǎn)品定額工時制造勞動量是一個統(tǒng)計數(shù)值，或者是一個平均值，它與勞動者的個人技能水平、生產(chǎn)效率、勞動環(huán)境、原材料特性、生產(chǎn)設(shè)備等有直接關(guān)系，制造勞動量大，則表示工件制作困難或者工序復(fù)雜，制造成本高。勞動量指標與合格品量及單位產(chǎn)品定額工時有關(guān)，所以，有效降低勞動量指標的方法就是提高產(chǎn)品合格率，降低單位產(chǎn)品定額工時。結(jié)構(gòu)方案的工藝性2.單位產(chǎn)品材料用量

單位產(chǎn)品材料用量是指該產(chǎn)品中所使用材料的總量，包括金屬材料、非金屬材料等，它是購成產(chǎn)品成本的主要因素，也是產(chǎn)品最直接的成本，所占比例最大，所以，設(shè)計中應(yīng)以降低材料用量、減少必要的重量，合理選材、配置合理成本。

減重、采用合適的工藝布置節(jié)省原材料用量。

結(jié)構(gòu)方案的工藝性3.材料利用系數(shù)

材料利用系數(shù)，希望盡量接近1，材料的利用率則較好，那材料的實際用量則很少，產(chǎn)生工藝消耗的主要有：機加工件切削用量、異形板件、環(huán)形零件、因卷圓或卷弧所需工藝長度等，在設(shè)計過程中，應(yīng)注意進行優(yōu)化。結(jié)構(gòu)方案的工藝性4.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)裝配性系數(shù)

各獨立部件中的零件數(shù)之和，就是指各小部件中的零件之和，實際裝配中，希望產(chǎn)品由多個部件組成，而部件由更小的部件組成，而小部件則由零件組成，這樣形成一個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，所以，關(guān)西系統(tǒng)希望接近1，設(shè)計時，應(yīng)盡可能的將各零件歸屬于某個部件，而不是在總裝配圖中顯示出所有的零件，這樣造成裝配表達不清，零件偏多、甚至裝配困難等；結(jié)構(gòu)方案的工藝性5.產(chǎn)品工藝成本

就是將原材料或者半成品按照工藝的要求加工成產(chǎn)品所發(fā)生的成本，工藝是方法，產(chǎn)品制造過程需要那些費用，全部由工藝確定，那為工藝成本。

設(shè)計中充分考慮工藝過程，工藝過程是個多變的過程，受到人、機、料、法、環(huán)等多方面因素影響，利用現(xiàn)在的加工設(shè)備及手段更快捷更節(jié)省成本的完成加工過程是最佳的目標。結(jié)構(gòu)方案的工藝性6.產(chǎn)品的維修勞動量

產(chǎn)品的維修勞動量，主要是指產(chǎn)品在使用后需要維修時所產(chǎn)生的勞動量或者費用，設(shè)計中如果沒有充分考慮維修，則后期在維修時會帶來很多的問題，比如維修時會拆掉大部分部件才能找到損壞部件，甚至只有破壞性拆除后才能找到損壞部件，而其它部件則需要重新加工裝配的。結(jié)構(gòu)方案的工藝性7.加工精度系數(shù)

以滿足產(chǎn)品的功能需求為目的，盡可能的降低加工精度系數(shù)，減少或取消不必要的加工表面、帶公差尺寸，加工精度系數(shù)的降低也是加工成本的直接降低，或者所需加工設(shè)備精度的降低。結(jié)構(gòu)方案的工藝性8.產(chǎn)品表面粗糙度系數(shù)

不是所有的加工表面都需要高精度，以滿足設(shè)備使用需求即可，能用車床粗加工則不必安排精加工，能精加工的則不必使用磨床加工等，能直接下料成型滿足公差及粗糙度要求的，則不必提高加工粗糙度而使用設(shè)備二次加工。結(jié)構(gòu)方案的工藝性9.結(jié)構(gòu)繼承性系數(shù)

產(chǎn)品中借用件是指某個部件中的零件或者小部件借用了其它部件的零件或者部件，通用件是指某種部件可以在多個產(chǎn)品是使用的，比如。。。。。。。。

借用件及通用件的增多，則表示該件的繼承性很好，在生產(chǎn)制造過程中可以借用已經(jīng)完成的借用件或者通用件，這樣即可減少投產(chǎn)儲存量，降低生產(chǎn)庫存成本。結(jié)構(gòu)方案的工藝性10.結(jié)構(gòu)標準化系數(shù)

結(jié)構(gòu)中所使用的標準件數(shù)量越多，則表示該件的加工量越少，加工成本越少，所需設(shè)備的加工周期越短，從多個方面可以降低成本，如果一個產(chǎn)品的所有部件均是自行生產(chǎn)加工的，那制造成本會很高，周期將會很長。零件設(shè)計工藝性1.零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性鑄件的壁厚應(yīng)合適、均勻，在滿足零件要求情況下，盡量避免大的壁厚差，以降低制造難度；不合理合理零件設(shè)計工藝性1.零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性鑄件內(nèi)部的肋、壁等散熱條件差，冷卻速度慢，故內(nèi)壁厚度應(yīng)比外壁薄，以使整個鑄件均勻冷卻，從而減少內(nèi)應(yīng)力和防止裂紋產(chǎn)生。a）不合理結(jié)構(gòu)b）合理結(jié)構(gòu)零件設(shè)計工藝性1.零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性鑄造圓角要合理，并不得有尖角；零件設(shè)計工藝性1.零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性加強筯的厚度和分布要合理，以避免冷卻時鑄件變形或產(chǎn)生裂紋；零件設(shè)計工藝性1.零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性鑄造的結(jié)構(gòu)盡量簡化，并要有合理的拔模斜度，便于起模；鑄件選材要合理；零件設(shè)計工藝性2.零件結(jié)構(gòu)的鍛造工藝性盡量避免錐體或者斜面結(jié)構(gòu)；零件設(shè)計工藝性2.零件結(jié)構(gòu)的鍛造工藝性盡量避免圓柱面與圓柱面相交；零件設(shè)計工藝性2.零件結(jié)構(gòu)的鍛造工藝性自由鍛應(yīng)盡量避免筋及凸臺；零件設(shè)計工藝性2.零件結(jié)構(gòu)的鍛造工藝性其它要求：結(jié)構(gòu)應(yīng)力要求簡單對稱；模鍛件應(yīng)有合理的鍛造斜度和圓角半徑；材料和結(jié)構(gòu)應(yīng)有可鍛性；零件設(shè)計工藝性3.零件結(jié)構(gòu)的焊接工藝性焊接件材料應(yīng)具有可焊性；

可焊性是指金屬在采用一定的焊接方法、焊接材料、工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)型式條件下，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。

金屬材料的可焊性不是一成不變的，同一種金屬材料，采用不同的焊接方法和焊接材料，其可焊性可能有很大差別。如鑄鐵用普通焊條不容易保證質(zhì)量，但用鎳基焊條則質(zhì)量較好。隨著焊接技術(shù)的發(fā)展，過去某些很難焊接的金屬材料，現(xiàn)在可以用一定的方法進行焊接。例如鈦的化學(xué)活潑性極強，要焊接極其困難，認為鈦的可焊性很不好，但氬弧焊的出現(xiàn)，使鈦及其合金的焊接結(jié)構(gòu)已在工業(yè)中廣泛采用。由于開發(fā)新能源，等離子焊、電子束焊、激光焊等新的焊接方法相繼出現(xiàn)，使高熔點的金屬(鎢、鉬、鉭、鈮和鋯等)及其合金的焊接成為可能零件設(shè)計工藝性3.零件結(jié)構(gòu)的焊接工藝性焊接件材料應(yīng)具有可焊性；通常以碳當量CE及冷裂縫敏感系數(shù)來評價可焊性可焊性好：鋼材塑性良好，淬硬傾向不明顯，可焊性好。一般不會產(chǎn)生裂縫；可焊性一般：鋼材塑性下降，強度增加，淬硬傾向明顯，可焊性較差。工

件應(yīng)采取焊前預(yù)熱，焊后緩冷等工藝防止裂縫；可焊性差：鋼材塑性較低，強度較高，淬硬傾向很強，可焊性不好。工件焊前經(jīng)預(yù)熱到較高溫度，焊接時采取減少焊接應(yīng)力和防止開裂的工藝措施，焊后還應(yīng)進行熱處理，確保焊接接頭質(zhì)量零件設(shè)計工藝性3.零件結(jié)構(gòu)的焊接工藝性焊縫的布置應(yīng)有利于減小焊接應(yīng)力和變形，并使能量和焊材消耗較少；減少焊縫數(shù)量，采用型材、管材、沖壓件、鍛件、鑄件等，以期減少變形;零件設(shè)計工藝性3.零件結(jié)構(gòu)的焊接工藝性焊縫的布置應(yīng)有利于減小焊接應(yīng)力和變形，并使能量和焊材消耗較少；合理分布焊縫，減小變形零件設(shè)計工藝性3.零件結(jié)構(gòu)的焊接工藝性焊縫的布置應(yīng)有利于減小焊接應(yīng)力和變形，并使能量和焊材消耗較少；對稱分布焊縫，使各焊接變形相互抵銷，可減小焊接變形；零件設(shè)計工藝性3.零件結(jié)構(gòu)的焊接工藝性焊縫應(yīng)盡量避開機械加工面，一般情況下，焊接工序應(yīng)在機械加工工序這前完成，以防止焊接損壞機械加工表面，或者焊接變形及殘余應(yīng)力影響加工精度；如果確需機加工完成后進行焊接的，應(yīng)將焊縫布置遠離加工面。零件設(shè)計工藝性3.零件結(jié)構(gòu)的焊接工藝性焊接接頭的形式、位置和尺寸應(yīng)滿足焊接質(zhì)量的要求；

焊接坡口形式需參考國家標準：GB/T985.1-2008氣焊、焊條電弧焊、氣體保護焊和高能束焊的推薦坡口GB/T985.2-2008埋弧焊的推薦坡口零件設(shè)計工藝性3.零件結(jié)構(gòu)的焊接工藝性焊接件的技術(shù)要求合理；通用要求：焊縫的外觀，光滑，無夾雜等；

焊縫類型，連續(xù)或者分段焊；

焊縫形式及大小，角焊縫、5mm，等；

（焊縫大小通常不大于其焊接母材較薄件的厚度0.8）特殊要求：焊縫的密封性檢測；（如水壓試、氣壓試、滲油試）

無損探傷及方法；（X射線、超聲波）

焊絲材料、焊接預(yù)熱、焊接參數(shù)等；

焊后校正規(guī)則或方法；

零件設(shè)計工藝性3.零件結(jié)構(gòu)的焊接工藝性零件結(jié)構(gòu)應(yīng)有利于焊接操作；焊縫應(yīng)盡量布置為平焊縫，焊位好，這樣焊縫的焊接成型及焊接質(zhì)量均容易保證平焊縫橫焊縫豎焊縫仰焊縫零件設(shè)計工藝性3.零件結(jié)構(gòu)的焊接工藝性零件結(jié)構(gòu)應(yīng)有利于焊接操作；焊接空間是否夠用，足夠的焊接空間才能實現(xiàn)好的焊接質(zhì)量零件設(shè)計工藝性3.零件結(jié)構(gòu)的焊接工藝性零件結(jié)構(gòu)應(yīng)有利于焊接操作；零件設(shè)計工藝性4.零件結(jié)構(gòu)的熱處理技術(shù)要求要合理對硬度的標注，調(diào)質(zhì)類零件為布氏硬度HB，淬火類、滲碳淬火類、感應(yīng)淬火類零件標注為洛氏硬度HRC，氮化類零件標注為維氏硬度HV；熱處理硬度不般標注為某一范圍；局部熱處理的零件，技術(shù)要求中應(yīng)注明“局部熱處理”，圖中指明具體部位；如圖形復(fù)雜或與其它工藝相混，可單獨附頁作為熱處理技術(shù)要求；…………….零件設(shè)計工藝性5.零件結(jié)構(gòu)的機加工工藝性尺寸公差、幾何公差和表面結(jié)構(gòu)的要求應(yīng)經(jīng)濟、合理；選擇標準化的尺寸參數(shù)零件設(shè)計工藝性5.零件結(jié)構(gòu)的機加工工藝性尺寸、公差、表面結(jié)構(gòu)的要求應(yīng)經(jīng)濟、合理；選擇標準化的螺紋參數(shù)零件設(shè)計工藝性5.零件結(jié)構(gòu)的機加工工藝性尺寸、公差、表面結(jié)構(gòu)的要求應(yīng)經(jīng)濟、合理；結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟合理性不僅使加工面減小，成本降低，還提高了接觸剛度及穩(wěn)定性。（常見電機底座、減速機底座均如此）零件設(shè)計工藝性5.零件結(jié)構(gòu)的機加工工藝性尺寸、公差、表面結(jié)構(gòu)的要求應(yīng)經(jīng)濟、合理；結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟合理性不僅使加工面減小，成本降低，還提高了安裝的穩(wěn)定性。（常見電機底座、減速機底座均如此）零件設(shè)計工藝性5.零件結(jié)構(gòu)的機加工工藝性尺寸、公差、表面結(jié)構(gòu)的要求應(yīng)經(jīng)濟、合理；有配合精度的孔，不必在整個孔徑上全部進行精加工，后者的結(jié)構(gòu)更易保證裝配精度；零件設(shè)計工藝性5.零件結(jié)構(gòu)的機加工工藝性尺寸、公差、表面結(jié)構(gòu)的要求應(yīng)經(jīng)濟、合理；軸承座迷宮密封槽的尺寸公差并未按公差帶進行選用，而是根據(jù)實際需求結(jié)合加工難易程度確定，公差標準經(jīng)濟。零件設(shè)計工藝性5.零件結(jié)構(gòu)的機加工工藝性表面加工時，通過兩側(cè)耳板實現(xiàn)夾緊；零件設(shè)計工藝性5.零件結(jié)構(gòu)的機加工工藝性零件的尺寸標注要便于加工和度量；左側(cè)所示的標注尺寸100±0.1不便加工和測量，改成右圖后，由140±0.05和40±0.05來保證100±0.1，便于加工和測量零件設(shè)計工藝性5.零件結(jié)構(gòu)的機加工工藝性盡量避免在非垂表面方向鉆孔加工，鉆頭進出表面應(yīng)合理；零件設(shè)計工藝性5.零件結(jié)構(gòu)的機加工工藝性難以加工的孔是否留有合理的工藝孔位置；零件設(shè)計工藝性5.零件結(jié)構(gòu)的機加工工藝性加工表面應(yīng)盡量在一次裝夾中加工；零件上的兩處螺紋的螺距值不一致，在車床上加工時，需要調(diào)整兩次機床。應(yīng)盡量使同一零件上的螺距值一致零件設(shè)計工藝性5.零件結(jié)構(gòu)的機加工工藝性加工表面面應(yīng)盡量在一次裝夾中加工；零件設(shè)計工藝性5.零件結(jié)構(gòu)的機加工工藝性提高薄壁件的加工工藝性；增加裝夾部位的壁厚，以提高其加工裝夾工藝性零件設(shè)計工藝性5.零件結(jié)構(gòu)的機加工工藝性尺寸公差、幾何公差和表面結(jié)構(gòu)的要求應(yīng)經(jīng)濟、合理；各加工表面幾何開關(guān)應(yīng)盡量在一次裝夾中加工；零件應(yīng)有合理的工藝基準并盡量與設(shè)計基準一致；零件的結(jié)構(gòu)要素宜統(tǒng)一，并使其能盡量使用普通設(shè)備和標準刀具進行加工；零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于多件同時加工；零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于裝夾、加工和檢查；……………零件設(shè)計工藝性6.零件結(jié)構(gòu)的裝配工藝性軸、孔設(shè)計倒角以便實現(xiàn)裝配，提高裝配工藝性；零件設(shè)計工藝性6.零件結(jié)構(gòu)的裝配工藝性避免圓柱銷與盲孔配合，增加排氣孔，提高工藝性；零件設(shè)計工藝性6.零件結(jié)構(gòu)的裝配工藝性軸承安裝軸不宜太長，否則造成安裝困難；零件設(shè)計工藝性7.零件結(jié)構(gòu)的裝配工藝性軸承安裝軸不宜太長，否則造成安裝困難；零件設(shè)計工藝性6.零件結(jié)構(gòu)的裝配工藝性互相配合的零件在同一方向上的接觸面只能有一對零件設(shè)計工藝性6.零件結(jié)構(gòu)的裝配工藝性合理的選擇螺栓聯(lián)接、螺柱聯(lián)接或者螺釘連接結(jié)構(gòu)零件設(shè)計工藝性6.零件結(jié)構(gòu)的裝配工藝性合理的選擇螺栓聯(lián)接、螺柱聯(lián)接或者螺釘連接結(jié)構(gòu)機械結(jié)構(gòu)裝配工藝性1.機械結(jié)構(gòu)裝配的可行性裝配空間是否足夠？機械結(jié)構(gòu)裝配工藝性1.機械結(jié)構(gòu)裝配的可行性裝配空間是否足夠？機械結(jié)構(gòu)裝配工藝性1.機械結(jié)構(gòu)裝配的可行性裝配空間是否足夠？機械結(jié)構(gòu)裝配工藝性1.機械結(jié)構(gòu)裝配的可行性裝配空間是否足夠？機械結(jié)構(gòu)裝配工藝性1.機械結(jié)構(gòu)裝配的可行性裝配空間是否足夠？扳手操作空間是否夠用？結(jié)構(gòu)內(nèi)部的螺紋連接采用螺紋孔連接?部件安裝空間是否夠用？（因長度原因無法安裝）需安裝部件是否能放入安裝空間，有無吊裝空間等？……..機械結(jié)構(gòu)裝配工藝性1.機械結(jié)構(gòu)裝配的可行性有無吊裝點，是否合理？機械結(jié)構(gòu)裝配工藝性1.機械結(jié)構(gòu)裝配的可行性有無吊裝點，是否合理？機械結(jié)構(gòu)裝配工藝性1.機械結(jié)構(gòu)裝配的可行性有無吊裝點，是否合理？機械結(jié)構(gòu)裝配工藝性1.機械結(jié)構(gòu)裝配的可行性有無吊裝點，是否合理？機械結(jié)構(gòu)裝配工藝性1.機械結(jié)構(gòu)裝配的可行性有無吊裝點，是否合理？吊裝點能否吊裝水平或接近安裝狀態(tài)？吊裝點吊裝時是否會擠壓設(shè)備變形？吊裝點是否影響運輸或運輸狀態(tài)？是否可拆卸？吊裝點同時考慮運輸和安裝兩種狀態(tài)？吊環(huán)起吊時是否吊裝靈活不卡死？………….機械結(jié)構(gòu)裝配工藝性1.機械結(jié)構(gòu)裝配的可行性箱體類部件裝配可行性輪與軸裝配好后再裝入剖分式箱體內(nèi)機械結(jié)構(gòu)裝配工藝性1.機械結(jié)構(gòu)裝配的可行性箱體類部件裝配可行性軸裝入箱體后再安裝翻板機械結(jié)構(gòu)裝配工藝性1.機械結(jié)構(gòu)裝配的可行性箱體類部件裝配可行性箱體內(nèi)部件安裝可能性或使得性？軸是否可以通過箱體側(cè)壁孔？剖分式結(jié)構(gòu)是否影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性？軸承的安裝順序？其它部件…………機械結(jié)構(gòu)裝配工藝性2.機械結(jié)構(gòu)拆卸的可行性拆卸空間是否足夠？攪拌器單件安裝完齒輪護罩后，再安裝在框架內(nèi)，如沒有考慮拆卸工藝性，則齒輪箱無法拆卸，齒輪無法更換機械結(jié)構(gòu)裝配工藝性2.機械結(jié)構(gòu)拆卸的可行性拆卸空間是否足夠？拆裝空間未考慮部件本身尺寸？部件組裝好后裝入設(shè)備中，其內(nèi)部小部件無法拆卸？在裝配時應(yīng)避免有關(guān)組成部分的中間拆卸和再裝配？其它……..機械結(jié)構(gòu)裝配工藝性2.機械結(jié)構(gòu)拆卸的可行性拆卸動作是否可行？機械結(jié)構(gòu)裝配工藝性2.機械結(jié)構(gòu)拆卸的可行性拆卸動作是否可行？機械結(jié)構(gòu)裝配工藝性3.機械結(jié)構(gòu)裝配精度的合理性對于小批量生產(chǎn)過程而言，裝配的方法包括分組裝配法、修配裝配法、調(diào)整裝配法等。分組裝配法或稱為選配法，就是將公差合格內(nèi)的零件進行分組，選擇易裝配易拆卸的零件進行組裝