机械结构设计和工艺性研究

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1、机械结构设计和工艺性研究摘要随着机械加工技术的进步与发展，复杂零部件的加工有所改善。然而结构工艺性分析仍然不容忽视，在生产实践中，应该引起足够重视。本文首先阐述了工艺性分析的重要性，继而探讨工艺性设计过程中的主要影响素，并逐一列举了设计中常见的一些问题，并简述了解决对策。最后在对特种加工技术的内涵及特点有了一定认识的基础上，指出了具体特种加工技术对机械制造的重大影响作用。关键词机械零部件；设计工艺性；特种加工中图分类号TH12文献标识码A文章编号1674-6708(2013)102-0082-021机械零件结

2、构工艺性分析的重要性曰常生产中，在对机器零件进行设计时，要求其结构不仅具体满足使用条件，而且要求结构的工艺性能良好，即具有很强的可行性和经济性。只有满足机械结构设计的工艺性，才能保障生产地顺利进行，还具有零件装载完整、成本消耗少等优点，能在市场竞争中处于优势地位。因此机器零件的结构工艺性设计是进行机械设计的关键，其涉及面广、综合性强，值得深入研究。此外，重视对机械零件的结构工艺性进行分析，可以促进机械加工工艺过程合理化，减少工作量，提高工作效率。具体来讲，应该做好以下几方面工作：1）认真分析机械零件的结构对机

3、械零件（尤其是复杂零件）的结构进行分析时，首先要通过对图纸的详细分析，弄清各零件在产品中的装配关系和作用，再对该零件指数（包括形状、尺寸等）和性质（如粗糙度等）进行详细分析；2）认真分析零件加工工艺性在对机械零件的结构进行了详细、认真分析的基础上，搞清楚各形状和尺寸的设计基准，分析个表面工艺性，检查各加工面设计基准与定位基准是否重合，避免基准链换算而增加计算工作量。2机械结构设计工艺性的主要影响因素机械零件结构的工艺性设计应综合考虑多种因素，包括单个零件的工艺性分析，或针对加工工艺的工艺性研究。此，要求进行零

4、件材料的正确选择，成型方法的合理设计以及工艺路线的统筹安排等，这些过程是相互作用的，设计时，具体应考虑以下几方面因素：1）所选结构材料各种材料的性能受力学与化学性质的影响而有差别。故选定产品材料后，考虑其工艺性能，安排产品的生产工艺流程，确定零件的基本结构。如果零件结构与所选结构材料不一致，不但加大加工难度，还导致成本增加，结构的工艺性能会较差，所以要求两者相适应；2）毛坯成型方法：不同结构形状的毛坯所需的毛坯成型工艺不同，一定程度上，毛坯成型工艺对机械零件的结构产生巨大影响，形状设计的复杂性根据零件的结构确

5、定；3）加工工艺过程机器零件生产的加工工艺选择是根据零件工艺性要求而具体确定的，一般生产中，要求机器零件的结构与零件加工工艺路线相适应；4）生产批量零件要求的生产批量不同，则选用的生产工艺不同，进而影响结构工艺性。因此，如果产品或零件的结构与生产批量相适应，对提高生产效率，扩大经济效益有很重要的意义；5）质量技术指标产品的质量技术指标与生产时间与费用正相关，即指标越高，需要的生产时间和生产成本越大。一旦质量技术指标高出了一定范围，会导致成本和费用急剧增加，破坏经济效益。确定合理的产品质量指标，使其既能符合结构

6、工艺性设计，又能满足使用要求，对保证经济性至关重要；6）具体生产条件机械零部件的结构工艺性会随着生产条件的变化而变化，即一定条件下，结构工艺性表现好的部件，会因条件变化而导致工艺性很差。因此，零件的结构设计工艺性应与具体的生产条件保持一致。3机械结构工艺性设计常见问题分析随着机械结构设计的不断进步和发展，设计工艺性要求也越来越高，然而总是不可避免的存在以下一些常见问题：1）轴承密封问题滑动轴承通常有较大的空隙，极易出现磨损而导致轴心移动，不宜采用接触式密封方法；2）较长机械零部件变形困难问题机器零部件的长度随

7、温度变化而迅速变化，因此设计较长的机械结构时，应给予其自由变形的空间，可以采用移动支座或者自由伸缩的管道结构解决此类问题；3）螺纹载荷过重问题螺杆结构设计时，应尽量减小螺纹载荷，可以采用扩大受力面积的结构方式来减小螺纹受力；4）螺栓头部伸出问题告诉旋转结构体，极易出现螺栓头与螺母伸出法兰面的现象，给安全生产造成威胁。结构设计时，宜用防护罩掩盖伸出部分；5）同轴双半圆键设计问题同轴母线上的半圆键靠侧面传力，常由于键槽深而严重削弱轴的强度的问题。故应在同一轴向母线上设计两个半圆键；6）传动结构设计问题带传动、链传

8、动的结构设计紧边、松边位置相反。链传动采用紧边在上的结构，避免链与链轮缠绕，预防链条卡断问题。另外，虽然传动系统中的摩擦传动，能避免载荷过重时的滑动危险。但大型机械结构设计要求有足够高的安全系数，多不采用摩擦传动，避免引起安全事故；7）活塞杆或阀杆的填料密封问题多层填料密封的泵，不适合用螺纹旋转压盖压紧，这样会由于法兰面与填料的相互摩擦而损坏调料，同样也增加了扭紧力矩。故应采用一个法兰与若干螺钉配合