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1、第七章 汽车产品设计的工艺性 第一节 概 述 第二节 零件的机械加工工艺性 第三节 零件设计尺寸及其极限偏差和表面粗糙度的合理标注 第四节 产品结构的装配工艺性 第一节 概 述 图7-1 同轴线多孔的不同结构 生产工艺对产品设计的最基本要求，就是产品结构应符 合工艺原则。也就是在规定的产量规模条件下，能采用经济 的加工方法，制造出合乎质量要求的产品。这就要求所设计 的产品结构能够最大限度地降低产品制造的劳动量，减轻产 品的重量，减少材料消耗，缩短生产周期和制造成本。 图7-2 双联齿轮的两种结构 第二节 零件的机械加工工艺性 一、零件结构要素的标准化 二、尽量采用标准件和通用件 三、提高产品的
2、继承性 四、采用切削加工性好的材料 五、具有可靠定位用的定位基准和夹紧表面 六、易于保证零件的加工精度 七、保证能以高生产率加工 八、保证刀具能正常工作和改善刀具的工作条件 九、零件加工时应该具有足够的刚性 一、零件结构要素的标准化 标准化是在经济、技术、科学和管理等社会实践中，对重复性事物和概念通过制定、发布和实施标准，达到统一，以获得最佳秩序和社会效益的一项技术措施。 二、尽量采用标准件和通用件 汽车产品是由大量零件构成的。设计产品时，应尽量采用标准件和通用件。所谓标准件，是指一个企业按照国家标准、行业标准和企业标准制造的零件。所谓通用件，是指在同一类型不同规格的或者不同类型的产品中，部分
3、零件相同，它们彼此可以互换通用的零件。上述两类零件在产品中所占的比重，是评定一个产品标准化程度的一项重要指标。 三、提高产品的继承性 提高产品继承性能够充分利用原有产品中合理的结构和先进、成熟的技术，也可以充分利用原有的制造工艺、工艺装备和生产设备。因此它是减少产品设计和生产准备工作量，缩短产品开发和生产周期，节约资金，提高设计制造可靠性和产品质量的重要手段。 四、采用切削加工性好的材料 材料的切削加工性是指在一定生条件下，材料切削加工的难易程度和经济性。对材料的切削加工性的要求是：粗加工时能获得较高的生产率；精加工时能获得较高的加工精度和较小的表面粗糙度值。 五、具有可靠定位用的定位基准和夹
4、紧表面 图7-3 汽车零件上设置的辅助基准 六、易于保证零件的加工精度 七、保证能以高生产率加工 (1) 零件加工表面的形状应尽量简单 尽量采用平面、外圆柱表面和内圆柱孔表面，保证能以高生产率进行加工。 图7-6 两种轴零件键槽的结构 图7-7 气缸套外圆的两种结构 (2)尽量减少表面的加工面积 图7-7所示为两种结构的气缸套。 图7-8 箱体座耳的三种结构形式 (3)减少零件加工时的安装次数 零件在一道工序中需加工多个表面时，应该尽量分布在同一个方向上。 图7-9 液压升降机盖螺孔的分布 (4)减少加工时的工作行程次数 有的零件的多个加工表面，虽然在同一个方向上，但由于结构的限制，不能在一次
5、工作行程中加工出来，影响了生产率。 图7-10 多个同方向上平面的分布 图7-11 汽车离合器拨叉轴组合结构 (5)将复杂的零件分解成若干个简单零件 有些汽车零件较为复杂，加工时定位和加工较为困难；有的零件由于结构受限，使其加工的生产率较低。 八、保证刀具能正常工作和改善刀具的工作条件 (1)零件结构应该保证刀具能正常工作 在汽车零件结构设计时，设计人员应考虑某表面采用何种加工方法，使用何种刀具进行加工，在结构上应该给予何种条件方能保证刀具正常工作。 图7-13 保证刀具正常工作的零件结构 图7-14 避免钻头在斜面和曲面上加工 a)第一轴油孔 b)拨叉螺孔 c)曲轴油孔 d)变速器壳体注油孔
6、 图7-16 阶梯孔 (2)尽量避免箱壳体内壁平面的加工 由于刀具不便于进入或接近箱壳体内壁平面，应尽可能避免内壁平面的加工或改善其结构。 图7-17 两种润滑连杆小头孔的结构 (3)零件结构应该使刀具具有良好的工作条件 在汽车零件结构中，例如气缸体(柴油机体)、曲轴、部分连杆、传动轴总成的十字轴等零件上都有润滑油深孔。 图7-18 不同要求的表面明显分开 九、零件加工时应该具有足够的刚性 零件结构具有足够的刚性不仅是产品零件结构设计的要求，也是零件制造过程中的要求。零件切削加工时，由于受到切削力和夹紧力的作用，可能会产生较大的变形，对加工质量和生产率都会产生影响。 第三节 零件设计尺寸及其极
7、限偏差和表面粗糙度的合理标注 一、对设计尺寸标注的要求 二、零件设计尺寸的分类 三、主要尺寸标注的方法 四、尺寸标注的一般方法和步骤 五、尺寸标注时应考虑的一些工艺问题 六、表面粗糙度的合理选择 一、对设计尺寸标注的要求 它们是决定该零件在产品装配单元中位置的尺寸，是参与某一装配尺寸链的组成环和影响装配精度的尺寸，因此它们都要标注尺寸极限偏差。主要尺寸亦称为功能尺寸或结合尺寸。 二、零件设计尺寸的分类 1)主要尺寸。 2)自由尺寸。 三、主要尺寸标注的方法 (1)根据设计要求标注设计尺寸 零件图样上的主要尺寸从该零件的装配基准标注，即这些设计尺寸是以装配精度为封闭环，按尺寸链最短原则形成的装配
8、尺寸链的组成环。 (2)根据设计和工艺要求标注设计尺寸 按设计要求标注的尺寸，不可能全部满足工艺要求。 四、尺寸标注的一般方法和步骤 1.零件主要尺寸的标注 图7-20 中央传动装置的装配尺寸链及轴承座主要尺寸的标注 a)A装配尺寸链 b)B装配尺寸链 c) d) 1主动锥齿轮 2前轴承 3轴承座 4垫片 5后桥壳体 6调整螺母 2.零件自由尺寸的标注 自由尺寸都是按照制造工艺要求标注的，即从定位基准或测量基准标注。自由尺寸的极限偏差一般不需标注在零件图样上。按公差与配合国家标准中“未注公差尺寸的极限偏差”规定，自由尺寸的公差等级可取为IT12IT18。对机械加工表面尺寸公差可取IT12IT1
9、4，或按企业标准规定。 五、尺寸标注时应考虑的一些工艺问题 1.尺寸的标准化及尺寸的统一 2.考虑加工顺序标注尺寸 3.由定位基准或调整基准标注尺寸 4.从实际存在的和易测量的表面标注尺寸 5.箱体及壳体类零件尺寸的标注 6.对称表面尺寸的标注 7.组合刀具同时加工多表面的尺寸标注 8.非加工表面与加工表面之间的尺寸标注 图7-21 零件结构要素尺寸的统一 图7-22 按照加工顺序标注尺寸实例 图7-23 在转塔和自动车床上加 工小轴(销)时尺寸标注实例 图7-24 从实际存在的几何要素标注尺寸 图7-25 从便于测量的实际表面标注尺寸 图7-26 从水泵壳体孔中心线标注尺寸 图7-27 变速
10、器壳体从工艺孔标注尺寸 图7-28 对称表面的两种尺寸标注方案 图7-29 十字轴对称度标注实例 图7-30 多刀同时加工多表面的尺寸标注 图7-31 非加工表面与加工表面之间的尺寸标注实例 图7-32 多个加工表面与非加 工表面间的尺寸标注实例 六、表面粗糙度的合理选择 1)对于有相对运动的摩擦表面，运动速度高，单位面积压力大的，应该选择较小的表面粗糙度值。 2)对于承受循环交变载荷及容易引起应力集中的表面，应该选择较小的表面粗糙度值。 3)对有配合要求的表面，间隙配合中间隙值小的，过盈配合中要求可靠性及承受重载的，应该选择较小的表面粗糙度值。 4)在满足表面使用功能要求的前提下，应该尽量选
11、择较大的表面粗糙度值。 第四节 产品结构的装配工艺性 一、产品能分解成若干个独立装配的装配单元 二、有正确的装配基准 三、便于装配和拆卸 四、正确选择装配方法 五、尽量减少装配时的修配和机械加工 一、产品能分解成若干个独立装配的装配单元 图7-33 产品装配单元系统图 图7-34 汽车主减速器主动锥齿轮轴承座总成装配工艺系统图 二、有正确的装配基准 图7-35 轴承座组件装配基面及两种设计方案 1后桥壳体 2轴承座 3、5圆锥滚子轴承 4主动锥齿轮轴 图7-36 汽车后桥主减速器装配基面 1圆柱定位销 2减速器壳体 3后桥壳体 4半轴 5半轴齿轮 6行星齿轮 7差速器壳体 三、便于装配和拆卸 图7-37 两箱体零件用圆柱销定位 1圆柱销 2上箱体 3下箱体 图7-38 轴承座孔肩和轴颈轴肩的结构
