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第1章 铸件结构工艺性设计1

例1 外形应尽量简单1

例2 外形应有结构斜度2

例3 外形上应使分型面力求简单2

例4 分形面数量应尽量减少2

例5 形状设计应便于直接起模2

例6 外形凸台应不使砂层厚度太小3

例7 外壁上加强筋应合理布置3

例8 外形设计应尽量避免曲面3

例9 外形尺寸应尽可能紧凑4

例10 应尽可能简化内腔形状，少用型芯4

例11 应使型芯便于固定，容易出气及下芯方便5

例12 内腔设计应考虑出砂方便5

例13 内腔设计应避免狭长、窄小6

例14 应注意内腔最小尺寸的合理设计6

例15 应尽量避免厚薄不均匀处用小圆角6

例16 在平行方向两壁问过渡应平滑6

例17 两壁交叉应避免尖角和热节7

例18 凸台应有圆角，孔尽可能铸出7

例19 消除侧凹便于直接抽芯7

例20 壁厚应尽可能均匀以避免产生缩孔等缺陷8

例21 消除深腔及细长深孔8

例22 应避免型芯交叉8

例23 消除厚壁结构，采用薄壁凸台结构9

例24 压铸件结构设计应避免尖角9

例25 消除不易压出的侧凹10

例26 改进结构便于抽芯脱型10

例27 铸件壁的连接应有过渡和圆角10

例28 V形连接角度不能过小11

例29 尽量将连接处金属集聚点分散11

例30 改进结构将热节分散或减少11

例31 改进结构，避免急骤转折12

例32 避免用一个盖板与两个以上零件相连12

例33 避免嵌入式的盖与罩12

例34 避免容易产生错箱的结构12

例35 考虑凝固顺序设计铸件壁厚13

例36 应注意铸件本体与镶嵌体壁厚的比例13

例37 镶嵌体不应有尖角，并尽量远离高温处13

例38 相距很近的凸台可将其连接起来14

例39 内壁厚应小于外壁厚14

例40 利用加筋结构防止变形14

例41 尽量避免设计铸件大平面14

例42 应避免厚大截面的设计15

例43 应避免产生过大的铸造应力15

例44 应注意铸造变形15

例45 铸件结构设计应考虑热处理工艺性15

例46 结构设计应注意便于涂装16

例47 采用凸边以减少零件结合处的修整量16

例48 铸焊结构应注意分割面16

例49 铸焊结构中断面有变化或形状复杂部分一般采用铸件16

例50 改铸件为冲焊结构17

例51 改锻件为铸锻焊结构17

例52 尽可能减少壁厚，节约材料17

例53 考虑电镀工艺性的结构形状设计18

第2章 压力加工结构工艺性设计20

例54 自由锻件结构应力求简单、对称20

例55 自由锻件结构应合理设计余块22

例56 自由锻件凸台的设计22

例57 带孔的自由锻件设计原则22

例58 模锻件的截面形状和尺寸不宜急剧变化23

例59 模锻件分模面的选择应尽量锻出非加工面23

例60 模锻件分模面的选择应尽量能镦粗成形23

例61 模锻件分模面的选择应尽量采用平直面24

例62 圆盘类模锻件应采用径向分模24

例63 较复杂的模锻件分模面的选择24

例64 模锻件分模面的选择应注意侧向力的平衡25

例65 多向分模分模面的合理选择25

例66 外形近似的模锻件应尽量设计成对称结构26

例67 对成形困难的模锻件应降低工艺难度26

例68 锻件上的圆角半径应适当26

例69 高筋锻件可采用先模锻后弯曲成形27

例70 形状复杂的锻件可采用锻焊组合结构27

例71 有些零件可设计成两件合锻27

例72 杆件的中部和尾部应避免凹档或锥体27

例73 模锻件结构设计应注意体积差28

例74 应避免带孔平锻件纵面上的横截面逐步缩小28

例75 有孔平锻件壁厚不可过薄28

例76 应合理设计模锻斜度28

例77 应合理设计模锻件的凸台29

例78 应合理设计模锻件的筋29

例79 根据零件结构合理选择成形工艺方法30

例80 合理选择压料面与成形方向的相对位置30

例81 冷挤压件的断面形状尽可能对称31

例82 冷挤压零件断面积之差不宜过大31

例83 应注意冷挤压件不同断面间的过渡31

例84 冷挤压件底部不应有凹下的浅孔或不大的凸起32

例85 空心冷挤压件的内、外壁应避免锥形32

例86 冷挤压件的壁部内外应避免出现阶梯形32

例87 冷挤压件应避免细小深孔、沟槽、侧孔和螺纹32

例88 弯曲件的圆角半径应大于材料的最小弯曲半径33

例89 弯曲件的直边高度应大于两倍的材料厚度33

例90 弯曲件上的孔应避开弯曲变形区33

例91 弯曲宽窄不同部分的零件时应注意弯曲线的位置33

例92 拉深件的圆角应尽量放大些34

例93 拉深件的凸缘不宜太宽，并尽可能一致34

例94 对于半敞开零件及非对称零件可考虑成对设计34

例95 零件上冲出凸部的高度不能太大35

例96 应尽量避免模锻时工件表面为自由弯曲35

第3章 焊接结构工艺性设计36

例97 尽可能减少焊缝数量36

例98 合理安排焊缝位置37

例99 焊缝应避免过密或交叉37

例100 焊缝应尽量避开最大应力或应力集中处38

例101 焊缝应尽量避开加工面38

例102 不同厚度工件焊接应注意平滑过渡38

例103 应正确选用接头形式38

例104 应避免三轴交叉的焊缝39

例105 采用刚性较小的接头形式39

例106 避免应力集中39

例107 应尽量使焊接端部角度平缓40

例108 受弯曲的焊缝未焊的一侧不要放在拉应力区40

例109 手工电弧焊时要考虑焊条操作空间40

例110 埋弧自动焊时应考虑接头处便于存放焊剂40

例111 点焊或缝焊应考虑电极伸入方便40

例112 机械结构受拉焊缝的设计41

例113 采用合适的焊接工艺，避免焊接裂纹41

例114 改变接头形式降低接头应力41

例115 改变结构形式避免焊缝过分集中42

例116 采用合理的焊接接头，尽量避免应力集中42

第4章 粉末冶金零件结构工艺性设计43

例117 应避免倒锥度、内外螺纹的结构设计43

例118 应尽量避免径向槽、孔、油槽的结构设计44

例119 直角或锐角交叉的孔不可同时压制44

例120 尽量避免壁厚＜1.5mm的局部薄壁45

例121 尽量避免模具出现脆弱的尖角45

例122 截面过渡处应设计成圆角46

例123 结构设计应考虑易于压制46

例124 避免设计过深的凸起、沉孔和凹槽46

例125 避免与压制方向平行的内孔无锥度47

例126 结构设计应考虑简化模具加工47

例127 结构设计应考虑延长模具寿命47

例128 阶梯形台阶不宜过薄47

例129 结构设计应改善压坯的压制质量48

第5章 零件热处理结构工艺性设计49

例130 避免孔距离边缘太近49

例131 避免不通孔、死角50

例132 避免结构尺寸厚薄相差悬殊50

例133 避免尖角、棱角50

例134 避免断面突变，增大过渡圆角51

例135 零件形状应力求对称51

例136 零件应有足够的刚度51

例137 避免开口形零件淬火52

例138 在可能的条件下将零件设计成组合件52

例139 对容易变形开裂的零什改选合适的材料52

例140 适当调整零件热处理前的加工余量53

例141 合理调整加工工序，改善热处理工艺性53

例142 从实际工作条件出发适当修正技术要求54

例143 采用合适的热处理工艺54

例144 采用合理的热处理工艺操作55

例145 改善零件最终热处理前的质量55

例146 积极采用新工艺、新设备、新材料56

例147 热处理工艺性对齿轮结构设计的一般要求56

例148 一般情况下不宜设计齿宽比齿轮直径大的柱形齿轮56

例149 二联或三联齿轮高频感应加热淬火时应合理设计齿部两端面的间距57

例150 合理设计需高频感应加热淬火的带拨叉齿轮的尺寸57

例151 合理安排有深槽的淬火齿轮的加工工序57

例152 平齿条应避免高频感应加热淬火57

例153 齿轮结构设计有时需要有附加余量57

例154 齿轮有关尺寸设计应考虑热处理工艺性58

例155 齿圈和轮辐尺寸设计要合理59

例156 渗碳齿轮应加开工艺孔59

例157 全部齿一次加热高频感应加热淬火时，尺寸要合理59

例158 齿部和端面均要求高频感应加热淬火时，其间距要合适59

例159 内外齿均需高频感应加热淬火时要正确设计两齿根圆间的距离60

例160 不同直径轴类高频感应加热淬火件允许有合理的淬火过渡区60

例161 高频感应加热淬火件的结构应考虑热处理工艺性61

例162 高频感应加热淬火件应有合理的热处理技术要求61

例163 感应加热淬火件应尽可能避免产生尖角效应62

第6章 零件切削加工结构工艺性设计63

例164 钻削过程中禁忌一侧切削，一侧空载63

例165 减少结构要素的种类和规格64

例166 定位可靠，夹紧简便65

例167 应考虑减少装夹次数66

例168 减少机床调整次数67

例169 减少刀具调整、刃磨和交换次数67

例170 减少走刀次数和行程68

例171 刀具或砂轮应能顺利地进入和退出加工表面68

例172 减少并便于去除毛刺69

例173 大件、长件设计应便于吊运70

例174 结构设计应便于检测70

例175 减少材料的切除量71

例176 合理布置加强筋，提高工件刚度72

例177 合理应用弹性挡圈，简化结构72

例178 合理应用组合结构以减少加工量73

例179 合理应用组合结构以减小内表面加工难度73

例180 应合理设计加工平面74

例181 结构设计应尽量减小加工难度74

例182 结构设计应避免不通孔、凹窝和不穿透的槽75

例183 应尽量避免内沟槽的设计76

例184 合理设计结构，降低技术要求77

例185 设计基准应与工艺基准相互重合77

例186 避免切削振动和冲击77

例187 要求较高位置精度的零件应尽可能一次装夹加工表面78

例188 对两个质量要求高的表面不宜同时加工78

例189 避免难加工的结构78

例190 标注尺寸要考虑加工和测量方便79

例191 零件形状设计应考虑加工方法及刀具的限制79

例192 相配零件设计时要注意各种加工所产生的圆角形状80

例193 应注意排屑的结构工艺性81

例194 应注意防屑的结构工艺性82

第7章 零部件装配和维修结构工艺性设计83

例195 尽可能组成单独的部件或装配单元83

例196 同一轴上的零件尽可能考虑从箱体一端成套装卸84

例197 具有装配位置精度要求的零件应有定位基面84

例198 互有定位要求的零件应尽量采用同一定位基准84

例199 同时有几个表面相配合应避免同时入孔装配85

例200 应考虑装配时能方便地找正定位85

例201 轴与套相配部分较长时应在轴或套上作空刀槽86

例202 紧固件应尽量布置在易于拆装的部位86

例203 装配时形成密封腔处应有排气通道86

例204 应避免其他表面与配合表面相接触86

例205 配合件的进入端应倒棱或倒角87

例206 应有必要的装配空间87

例207 装有轴承的轴应避免装拆轴承时擦伤轴的表面87

例208 在零件端面上作必要的工艺孔87

例209 应使轴承拆卸方便88

例210 采用锥度配合时，锥形轴头应有伸出部分88

例211 配合件要有足够面积的轴肩轴向定位88

例212 铸件的加工面与不加工面处应留有充分大的间隙89

例213 定位销孔应尽可能钻通89

例214 螺孔孔口和螺钉头部均应倒角89

例215 使需要配研的部位便于进行配研89

例216 有些配合面上不应加销或键89

例217 应使轴肩部位承受较大的推力90

例218 螺栓长度要适当90

例219 螺纹旋合长度要适当90

例220 有些双头螺栓应注意联接工艺性90

例221 应使螺母在全厚上有螺纹配合91

例222 不要使螺钉相交91

例223 止动要确实可靠91

例224 承受推拉往复载荷的螺母必须锁紧91

例225 高速旋转体的紧固螺栓的头部不要伸出92

例226 要考虑联接螺栓的安装位置92

例227 要注意沉头螺钉的止动效果不好93

例228 防止用螺母紧固长轴中间的安装件时轴发生弯曲93

例229 避免螺母不易拧紧的情况93

例230 尽量避免或减少轴肩处的应力集中94

例231 避免热装时的应力集中和变形94

例232 采用毛毡密封容易漏油94

例233 增加环形槽和回油孔防漏95

例234 密封盖上有轴向力作用时应注意密封的可靠性95

例235 零件上的装饰性筋条应避免直接对缝联接95

例236 应避免装配时的切削加工95

例237 采用可动补偿环，改善装配工艺性96

例238 调整补偿环应考虑测量方便96

例239 调整补偿环应考虑调整方便97

例240 合理设置调整补偿97

例241 自动装配的零件设计应有利于自动给料97

例242 自动装配的零件设计应有利于自动传送98

例243 自动装配的零件设计应有利于装配99

例244 自动装配的零件设计应使定位简便可靠99

例245 自动装配的零件尽可能设计成从上面进行组装100

例246 从总体成本考虑自动装配零件的设计，应减少零件数量100

例247 自动装配的轴类零件设计应加工出倒角100

例248 相邻部件的固定应互不妨碍100

例249 相配零部件间应使定位迅速101

例250 尽量保留修复加工的定位基准101

例251 管道设计中应考虑安装方便，减少维修工作量101

例252 安全联轴器设计的维修工艺性102

例253 零件结构设计需预先设置拆卸工具的着力点102

例254 结构设计应便于零部件正确安装103

例255 装配时要注意零件的导向104

例256 有时需要用夹具使零件定位104

例257 应合理安装O形环104

例258 便于工件装卸的结构工艺性104

例259 夹具零件设计也应注意装配工艺性105

例260 夹具结构设计应考虑维修工艺性106

第8章 零部件结构工艺性设计的其他问题107

例261 要注意轴上键槽处引起的应力集中107

例262 要减小轴在过盈配合处的应力集中108

例263 空心轴的键槽下部壁厚不要太薄108

例264 不通孔中装入过盈配合轴应考虑排出空气108

例265 合理布置轴上零件和改进结构以减小轴的受力108

例266 轴上零件的定位要采用轴肩或轴环109

例267 陶瓷零件结构设计要点109

例268 采用先进复合技术，保证陶瓷活塞的使用性能109

例269 陶瓷与金属的镶嵌应注意紧密可靠110

例270 陶瓷与金属的结合应注意热膨胀系数相近110

例271 陶瓷与金属的结合可采用特种工艺110

例272 高温下工作的零件可采用陶瓷涂层110

例273 导向支撑板用作定位表面，应在其下方开出沟槽111

例274 互成直角的夹具定位表面，应留有适当空位111

例275 定位销不要用螺纹与夹具体联接111

例276 工件以孔定位时，定位销应有导向锥111

例277 防止工件或夹具元件错装112

例278 夹具元件设计要考虑加工工艺性113

例279 夹具设计要考虑夹具的使用寿命114

例280 夹具设计要考虑元件的强度115

例281 模具结构设计要考虑冲压技术的安全性115

例282 弯曲件的连接桥与定位工艺孔的设置117

例283 当凸模与凹模均用镶拼结构时，其接缝位置不应重合117

例284 应合理设计板料碾纹与弯曲线的夹角117

例285 注意零部件设计应为安全形状118

例286 零件结构设计应注意其系统的可靠性118

例287 应考虑螺纹加工的工艺性119

例288 应注意零部件的固定方法119

例289 尽可能采用不损伤联结件母材的联接螺栓119

例290 避免易腐蚀的螺钉结构120

例291 销在设计和应用中应注意的问题120

例292 滑动轴承的油沟尺寸、位置和形状应合理121

例293 滑动轴承设计应防止切断油膜121

例294 滑动轴承设计应考虑磨损的间隙能调整121

例295 滑动轴承设计应避免发生阶梯磨损122

例296 合理选择联轴器类型122

例297 用平键分别固定两零件时，键槽应在同一母线上122

例298 利用切口工艺，简化冲压件设计123

例299 对于形状复杂的零件，可用组合设计成形123

例300 应合理设计箱体的孔系123

例301 合理设计塑料件的结构124

例302 不宜在大轴的轴端直接联接小轴126

例303 组合螺旋弹簧旋向应相反126

例304 环形弹簧应考虑其复位问题126

例305 应注意板弹簧的磨损和润滑127

例306 为吸收振动，零件应有较强的阻尼性127

例307 单螺旋齿轮的轴受推力的一边应设计成阶梯配合127

例308 箱体剖分应避免刚性不足127

例309 改进零部件结构，节约材料，减轻机器重量128

例310 采用组合模具结构设计，避免应力集中129

例311 考虑应力状态，优化模具结构设计130

例312 改进模具水冷内腔结构，提高模具寿命131

参考文献132