進階篇：3.4）機械加工件設計

本章目的：設計符合機械加工工藝的零件。

 

1.基礎閱讀

①進階篇：2）DFMA方法的運用；

②須要一臺FDM3d打印機:請查看

基礎篇：8）結構設計裝備必備；

2.機械加工概念

2.1 機械加工定義

廣義的機械加工是指一種用加工機械對工件的外形尺寸或性能進行改變的過程。

在廣義上鑄造、鍛造、衝壓、焊接等全部製造方法均可以屬於機械加工。

狹義的機械加工是指採用不一樣的機牀(如車牀、銑牀、刨牀、磨牀、鑽牀等)對工件進行切削加工。切削加工利用刀具和工件的相對運動,從毛坯或型材上切除多餘的材料,以便得到精度和表面粗糙度均符合要求的零件。

咱們機械工程師所說的機械加工（Machining），一般指狹義上的定義。

 

 

相對於注射加工、衝壓加工等,機械加工是一種傳統的零件加工方法,其具備如下優缺點。

2.2 機械加工的優勢

①加工精度高:在不考慮成本的狀況下,機械加工能夠達到的精度遠高於注射加工等其餘加工方式。
②表面質量高。
③不須要額外的模具。
④小批量生產時,具備成本優點。
⑤可加工重量大的金屬件。

2.3 機械加工的缺點

①機械加工須要熟練的技術人員,同時加工時間長、效率低,所以機械加工成本高。
②機械加工是材料切除的加工,材料浪費嚴重。
③有可能影響工件表面和總體的完整性。
④生產效率低,不適合大批量生產。
⑤適合加工具備簡單形狀的零件,不能加工複雜形狀的零件。所以,由機械加工件組成的產品有可能零部件衆多,裝配複雜,產品成本高。
⑥加工過程會產生振動、噪聲和切削廢料。
⑦加工刀具存在磨損。

 2.4 機械加工（Machining）製造的工藝分類

按照加工方法的不一樣,機械加工可分爲車削、銑削、刨削、鑽削和磨削等。一個機械加工的零件也是由其不一樣的工藝組合生產而成的。

因此每種機械加工的工藝做爲工程師都要有詳細地瞭解，以便由這種二級工藝順利地組合而製造出高質量低成本的零件。機械加工的工藝詳解可見分章。

 

3.通用機械加工件設計指南

機械加工件的設計須要考慮機械加工工藝對零件的設計要求。在知足產品功能、外觀和可靠性的前提下,機械加工件的設計應當使得機械加工工藝簡單、高效、加工週期短、加工成本低、質量高。
這裏要注意的是，除了通用的機械加工的設計準則，不一樣的機械加工工藝對零件設計提出了不一樣的要求。設計者須要詳細瞭解不一樣的機械加工工藝（見分章），並在初次設計時就能預估出機械加工工藝的組合次序，設計完成後也須要與製造人員再詳細覈對。在正式製造以前，優化完成機械加工件。

3.1 儘可能避免使用機械加工

因爲機械加工存在着上述的零件成本高、加工效率低、不能加工複雜形狀零件等特色,在愈來愈多的行業中,機械加工正在被其餘加工方式,例如注射加工、衝壓加工、壓鑄加工等替代。所以,在設計機械加工件時,產品設計工程師首先想到的問題是:能夠用其餘加工方式來替代機械加工嗎?在可能的狀況下,儘可能避免使用機械加工。

在本博文中,已經分別列舉了一些實例來講明如何使用注射加工、衝壓加工、壓鑄加工等代替機械加工。

//這一條是很是好笑的一條，卻被列在機械加工設計原則的第一條，是由於時代的發展。做者在一次面試時就碰到過關於機械加工原則的問題，回答了這一條後，面對一堆老工程師感受就有些尷尬了╮(╯▽╰)╭

3.2 毛坯的選擇

毛坯是根據零件(或產品)所要求的形狀、工藝尺寸等製成的供進一步加工用的生產對象。毛坯的種類、形狀、尺寸及精度對機械加工工藝過程、產品質量、材料消耗、加工週期和制形成本有着直接影響。所以,在產品設計時,必須正確地選擇毛坯的種類和肯定毛坯的形狀。

3.2.1 毛坯的種類

機械加工中經常使用毛坯的種類種類不少，同一種毛坯又有多種製造方法，機械製造中經常使用的毛坯有如下幾種：
（1）鑄件
形狀複雜的零件毛坯，宜採用鑄造方法制造。目前鑄件大多用砂型鑄造，它又分爲木模手工造型和金屬模機器造型。木模手工造型鑄件精度低，加工表面餘量大，生產率低，適用於單件小批生產或大型零件的鑄造。金屬模機器造型生產率高，鑄件精度高，但設備費用高，鑄件的重量也受到限制，適用於大批量生產的中小鑄件。其次，少許質量要求較高的小型鑄件可採用特種鑄造（如壓力鑄造、離心製造和熔模鑄造等）。
（2）鍛件
機械強度要求高的鋼製件，通常要用鍛件毛坯。鍛件有自由鍛造鍛件和模鍛件兩種。自由鍛造鍛件可用手工鍛打（小型毛坯） 、 機械錘鍛（中型毛坯）或壓力機壓鍛（大型毛坯）等方法得到。這種鍛件的精度低，生產率不高，加工餘量較大，並且零件的結構必須簡單；適用於單件和小批生產，以及製造大型鍛件。
模鍛件的精度和表面質量都比自由鍛件好，並且鍛件的形狀也可較爲複雜，於是能減小機械加工餘量。模鍛的生產率比自由鍛高得多，但須要特殊的設備和鍛模，故適用於批量較大的中小型鍛件。
（3）型材
型材按截面形狀可分爲：圓鋼、方鋼、六角鋼、扁鋼、角鋼、槽鋼及其它特殊截面的型材。型材有熱軋和冷拉兩類。熱軋的型材精度低，但價格便宜，用於通常零件的毛坯；冷拉的型材尺寸較小、精度高，易於實現自動送料，但價格較高，多用於批量較大的生產，適用於自動機牀加工。
（4）焊接件
焊接件是用焊接方法而得到的結合件，焊接件的優勢是製造簡單、週期短、節省材料，缺點是抗振性差，變形大，需經時效處理後才能進行機械加工。

除此以外，還有衝壓件、冷擠壓件、粉末冶金等其它毛坯。

其實在學了高階篇：材料和工藝的選擇；

一章後，咱們就會明白，機械加工屬於二級工藝，那麼所謂的毛坯就是一級工藝：成形工藝所產品的零件。二級工藝的序列須要再一級工藝以後。少有機械加工不能加工的成形零件，因此能夠說毛坯的工藝接近無限。

3.2.2 功能性原則

功能性原則要求具體體如今零件的工做條件、受力狀況及形狀、尺寸、精度等方面,只有知足使用要求的毛坯,纔有實際價值。保證使用功能要求是選擇毛坯的首要原則。如最經常使用的齒輪零件,因爲工做條件、使用要求不一樣,其毛坯的類別、選材和製造方法也不同。
1)農業機械和建築機械用齒輪:低速運轉,受力不大,齧合及振動要求低,常選用灰鑄鐵或合金鑄鐵等鑄造,不加工或簡單加工後便可使用。
2)機牀用齒輪:要求傳動平穩、振動小,受力穩定,在靜態下換速,且要求潤滑良好,常選用中碳鋼或低合金鋼鍛造和機械加工,並經熱處理(總體正火或調質、齒面高頻淬火)後纔可以使用。
3)汽車用齒輪:要求具備較高的耐磨性和抗衝擊性能,且動態下變速,常選用有良好淬透性的低碳合金鋼,如20CrMn等材料,經鍛造、機械加工、滲碳、淬火鍛造、機械加工、滲碳、淬火等處理後使用。

3.2.3 毛坯形狀和尺寸應儘可能接近零件的形狀和尺寸

因爲毛坯製造技術和成本的限制,而且零件對機械加工精度和表面質量的要求愈來愈髙,因此毛坯的某些表面仍需留有必定的零件加工餘量,以便經過機械加工達到零件的技術要求。
現代機械製造發展的趨勢之一是精化毛坯,使其形狀和尺寸儘可能與零件接近,從而進行少許切屑加工甚至無屑加工,下降材料成本和機械加工成本。

3.2.5 儘可能採用標準型材

只要能知足使用要求,零件毛坯儘可能採用標準型材,不只可減小毛坯製造的工做量,並且因爲型材性能好,可減小切削加工的工時及節省材料。

3.2.5 考慮到批量和生產週期

生產批量和生產週期對毛坯種類的選擇有很大的影響。
通常單件、小批量生產且生產週期短時,應選用經常使用材料、通用設備和工具、低精度和低生產率的毛坯生產方法
在大批量生產條件下,應選用專用設備和工具及高生產率的毛坯生產方法,如精密鑄件、精密模鍛件。這樣可以使毛坯的制形成本降低,同時能節省大量金屬材料,並能夠下降機械加工的成本。例如,在某車牀中採用1噸的精密鑄件能夠節省機械加工3500工時,具備十分顯著的經濟效益。

3.2.6 考慮將多個零件的毛坯合併成一個總體毛坯

爲了保證零件的加工質量、便於裝夾和提升機械加工的生產效率,常將多個零件的毛坯合併成一個總體毛坯,對毛坯的各平面加工好後切割分離爲單件,再對單件進行加工。
對於半圓形的零件通常應合併成一個整圓的毛坯;對於一些小的、薄的零件(如軸套、墊圈和螺母等),能夠將若干零件合成一件毛坯,待加工到必定階段後再切割分離。如圖6-6所示,車牀進給系統中的開合螺母外殼,就是將其毛坯作成總體,待零件加工到必定階段後再切割分離。

3.2.7 毛坯形狀須要考慮到工件在機械加工時裝夾穩定

如圖6-7所示,有些鑄件毛坯須要鑄出工藝凸臺,以保證在機械加工時裝夾穩定,工藝凸臺在零件加工完成後再切除。

3.3 寬鬆的零件公差要求

在前面的章節中,反覆強調了零件公差與成本的關係,公差越嚴格,成本越高,對機械加工件更是如此。如圖2-45所示,隨着零件的精度要求的增長,則須要更精密的加工工序,同時伴隨着加工效率的下降,所以加工成本大幅上升。

所以,對於機械加工件,零件公差越寬鬆越好,避免嚴格的尺寸公差要求。如何作到這一點,能夠從兩方面入手:

1)從產品總體結構入手:經過設計合理間隙、簡化產品裝配關係、使用定位特徵、使用點或線與平面配合代替平面與平面配合等方法,來避免零件嚴格的尺寸公差要求。詳見DFA章節。

2)從零件入手:尺寸精度要求和表面質量要求不高的表面,不該設計爲高精度和高表面粗糙度要求的表面；另外,不須要加工的表面,不要設計成加工面。

3.3.1 選擇工序間加工餘量的原則

a)應採用最小的加工餘量,以求縮短加工時間,下降零件的製造費用；
b)應保證各工序有充分的加工餘量,能在最後的工序中保證圖紙所要求的精度及表面粗糙度；
c)應考慮到零件熱處理時引發的變形；
d)應考慮加工零件時所採用的設備及加工方法,以及零件在加工過程當中可能發生的變形；
e)應考慮到被加工零件的大小,零件愈大則所要求的加工餘量也應愈大。

3.3.2 選擇工序間工序公差的原則

a)公差不該超出經濟的加工精度範圍;
b)選擇公差時應考慮到加工餘量的大小,公差的界限決定加工餘量的極限尺寸;
c)選擇公差時應根據零件的最後精度;
d)選擇公差時應考慮生產批量的大小,對單件小批量生產的零件容許選擇大的數值。

3.4 簡化產品和零件結構

在設計機械加工件時,不能僅僅從單個零件的角度來進行設計,而是須要從產品總體和全局的角度,綜合考慮各個零件機械加工的可行性、加工效率和加工成本等,經過對產品進行合理的拆分和組合,簡化產品和零件結構,使得產品總體易於機械加工、加工質量高、加工成本低。
如圖6-9所示,在原始的設計中,零件形狀複雜,加工費時;在改進的設計中,零件形狀簡單,有利於減小加工成本。

3.5 下降加工難度

加工內表面通常比加工外表面困難,應合理設計零件以下降加工難度。如圖6-10所示,原始的設計中,內環形槽較窄,加工起來比較困難。在改進的設計中,改成外表面加工,既不影響使用,又便於加工。

 

 

3.6 保證位置精度

有相互位置精度要求的表面,最好能在一次裝夾中加工,這樣有利於保證加工表面間的位置精度、減小裝夾次數。
圖6-12所示的零件,其內、外圓表面有同軸度精度要求,在原始的設計中,零件須要經過兩次裝夾來分別加工外圓面和內孔,難以知足同軸度精度的要求;在改進的設計中,經過增長凸臺結構,可在一次裝夾中加工出內、外圓表面,容易知足同軸度要求,同時加工成本也下降。

//在這裏做者提個醒，不少機械加工的方式是很靈活的，本身要推測加工工序，但也要和供應商一一確認，否則只會設計出一些無用的特徵。好比上圖的夾持面做者本身標註上去，但若是螺紋孔是最初的夾持面，那麼就不須要優化誰，又或者，外表面是長軸的無意磨，那又是另一回事了。

因此機械加工中，DFM確定要：本身推斷加工工序→加工製造方確認→本身再次優化。至少三步走的方式。

圖6-13 所示的零件,左右側兩個內圓面有同軸度精度要求。在原始的設計中零件必須通過兩次裝夾、兩次加工,兩個內圓面同軸度精度不容易獲得知足;在優化的設計中,零件則可一次裝夾、一次加工,有利於保證同軸度精度要求。

3.7 尺寸標註便於測量

在對機械加工件零件圖進行標註時,標註的尺寸應當便於測量。如圖6-14所,在原始設計中,尺寸測量基準爲A面,不便測量;在優化的設計中,尺寸測量基準爲B面,便於測量。

//這條設計準則並無錯，可是實際使用時要注意。基準的制定最重要的是依據設計要求來的，其次是兼顧製造、裝配、檢測等要求。不能夠僅僅是由於檢測，而廢棄設計要求。

3.8 保證零件熱處理後的質量

在設計機械加工件時,須要考慮後續工序(如熱處理等)的質量。零件鋒利的邊和尖角,在淬火時容易產生應力集中,形成開裂。所以在淬火前重型階梯軸的軸肩根部應設計成圓角,軸端及軸肩上要有倒角,如圖6-15所示。

//避免尖角，這一條在注塑、鈑金、壓鑄、機加等設計要求中都有，是很重要的一條，但經常爲設計師所忽略。
零件壁厚不均勻,在熱處理時容易產生變形。如圖6-16所示,增設一個工藝孔,以使零件壁厚均勻,防止熱處理時產生變形。

//一樣，壁厚均勻，也是重要的一條。在用模具加工工藝中更加劇要。

3.9 零件結構要有足夠的剛度

零件結構要有足夠的剛度,以減少其在夾緊力或切削力做用下的變形,保證加工精度和加工質量。
如圖6-17所示,在原始的設計中,零件壁厚較薄,易因夾緊力和切削力而變形;在優化的設計中,增設凸緣後,零件剛度提升,不會由於夾緊力和切削力而變形。

//注意一些機械加工工藝的軸承。

如圖6-18所示,在原始的設計中,箱體結構剛度較差,刨削上平面時易因切削力形成工件變形;在優化的設計中,增長肋板後,提升了剛度,能夠採用較大的切深和進給量加工,易於保證加工工件的質量並提升了生產率。

 

//感受這樣作能夠增長零件的強度比較多，爲了製造時次要的目的。還有，刨削？

3.10 採用標準化參數

儘可能採用標準化參數,同類參數儘可能一致的雖要零件的孔徑、錐度、螺紋孔徑和螺距、齒輪模數和壓力角、圓弧半徑、溝槽等參數儘可能選用相關標準推薦的數值,這樣可以使用標準的刀、夾、量具,減小專用工裝的設計、製造週期和製造費用。
如圖6-19所示,在設計螺紋時,採用標準參數,這樣才能使用標準絲錐和板牙加工。

如圖6-20所示,在原始的設計中,軸上的退刀槽寬度不一致,車削時需準備、更換不一樣寬度的車槽刀,增長了換刀和對刀的次數;在優化的設計中,將這些槽的寬度改爲相同尺寸,用一把刀具完成全部槽的加工,減小了刀具種類和換刀次數,節省了輔助時間。

如圖6-21所示,軸上的過渡圓角儘可能一致,便於加工。

如圖6-22所示,設計鍵槽尺寸一致,便可使用同一把刀具加工全部鍵槽。

如圖6-23所示,同一端面上尺寸相近的螺紋孔改成同一尺寸的螺紋孔,便於加工和裝配。

 

3.11 零件應便於裝夾

零件應便於裝夾,即準肯定位、可靠夾緊,這樣可簡化零件裝夾時間、提升加工效率、確保加工質量。
圖6-24所示的軸承蓋,要加工外圓及端面,在原始的設計中,若是夾在A處,通常卡爪的長度不夠,B面又不便裝夾;在優化的設計中,能夠將原來的圓錐面B面改成圓柱面C面,即可在C面方便地裝夾,或者增長一工藝圓柱面D用於裝夾。

如圖6-25所示,在原始的設計中,零件在三爪卡盤上裝夾時,零件與卡爪是點接觸,不能將工件夾牢;在優化的設計中,經過增長一段圓柱面,使工件與卡爪的接觸面積增大,裝夾較容易,並可提升裝夾可靠性。

如圖6-26所示,在原始的設計中,大平板工件在加工中不便裝夾;在優化的設計中,增長了夾緊的工藝凸緣或工藝孔,以便用螺釘、壓板夾緊,且吊裝、搬運方便。

刨削較大零件時,每每把零件直接裝夾在工做臺上,爲了保證加工時加工面水平以便於裝夾定位,可在零件上增長工藝凸臺,必要時可在精加工後切除。如圖6-27所示,在原始的設計中,沒有工藝凸臺,零件很難進行裝夾定位;在優化的設計中,零件上增長了工藝凸臺,便可準確的裝夾定位。

 

3.12 減小裝夾次數

儘可能減小裝夾次數,下降裝夾偏差和減小輔助工時,提升切削效率,保證精度。

如圖6-28所示,在原始的設計中,傾斜加工表面會增長裝夾次數;在優化的設計中,將傾斜加工表面改成水平表面,一次裝夾便可同時加工幾個表面。

如圖6-29所示,優化前需裝夾兩次,優化後只需一次裝夾便可磨削兩個表面。

如圖6-30所示,在原始的設計中,軸上的鍵槽不在同一方向,銑削時需重複裝夾和對刀;在優化的設計中,鍵槽佈置在同一方向上可減小裝夾、調整次數,也易於保證位置精度。

如圖6-31所示,在原始的設計中,A、B面的加工須要分別調整機牀;在改進的設計中,將A、B面的高度改爲一致,則可在機牀的一次調整中完成A、B面的加工。

如圖6-32所示,優化前需從兩端分別進刀,需裝夾兩次,優化後只需一次裝夾便可完成兩個內表面的加工。

 

 

3.13 減小機械加工面積

減小機械加工面積,便可減小加工工時,繼而能夠下降機械加工成本。

//針對壓鑄等工藝的毛坯件頗有效果。
如圖6-33所示,在原始的設計中,支座零件的底面加工面積較大;在改進的設計中,經過優化的設計減小了加工面積,從而減小機械加工量和刀具消耗,提升了加工效率,下降了加工成本。

圖6-34和圖6-35顯示了其餘兩個如何經過增長凸臺或凹槽的方式優化零件設計,減小機械加工面積的實例。

3.14 減小走刀次數

減小加工走刀次數,減小加工工時,便可減小加工成本。

如圖6-36所示,在原始的設計中,加工具備不一樣高度的凸檯面時,需逐一將工做臺升高或下降,增長加工工時;在優化的設計中,將幾個凸檯面設計成等高,則能在一次走刀中加工全部凸檯面,提升生產率,同時也容易保持相對位置精度。

3.15 零件結構應便於刀具工做

零件加工部位的結構應便於刀具正確地切入及退出。
如圖6-37所示,在原始的設計中,孔與零件立壁相距太近,形成鑽夾頭與立壁干涉,只能採用非標準加長鑽頭,刀具剛性差;在優化的設計中,增長了孔與零件立壁的距離,便可採用標準刀具,從而可保證加工精度。

如圖6-38所示,插齒時要留有空刀槽,這樣大齒輪可滾齒或插齒,小齒輪能夠插齒加工。

如圖6-39所示,刨削時,在平面的前端要有讓刀的部位,即讓刀槽。

如圖6-40所示,磨削時,各表面間的過渡部分應設計出越程槽。

3.16 不一樣要求的表面明顯分開

機械加工要求不一樣的表面及加工面與非加工面間都應明顯分開,以改善刀具的工做條件。
如圖6-41所示,優化後的設計中,溝槽底面不與其餘加工面重合,零件便於加工,也可避免損傷其餘加工表面。

4.專用機械加工件設計指南

機械加工件除卻要遵照通用的機械加工設計指南外，還須要按照加工方式的細分，遵照對應的設計規則。如車削件就要遵照車削加工的，銑削件就要遵照銑削加工的。

 4.1 車削件設計指南

4.1.1 車削怕細長，應避免細長件(長徑比≤8)

細長型的零件在車削時須要使用尾架支撐。若是沒有支撐,零件可能會變彎,在夾具中偏離正確位置。另外,這會形成零件在三爪卡盤中鬆動,形成傷害或事故。車削件應當避免細長形的設計,車削件應當短而粗,零件長度與最小直徑比應不大於8,如圖6-42所示。

4.1.2 使用卡盤固定的毛坯圓柱形表面應當沒有分型線

不然飛邊會帶來夾緊不穩和加工精度問題。

4.1.3 避免車削零件的焊接、分型線和飛邊區域，以提升刀具壽命

4.1.4 避免車削加工處尖角

如圖6-43所示

圓角越大越好,零件加工處的圓角應與刀具的圓角一致,圓角越大,刀具越不容易折斷,壽命越高。

4.1.5 盲孔底部增長預製鑽孔

若是孔很大的狀況下，就須要使用小的鑽頭鑽個孔作個引導，也是爲了減少大鑽頭的阻力。

如果精度要求嚴，也須要先用鑽頭鑽個小孔，而後再銑刀進去幹。

如圖6-44所示，

預製鑽孔會簡化後續工序,例如鏜孔、鉸孔和研磨,下降成本。

4.2 鑽削件設計指南

4.2.1 轉削成本過高，能夠考慮一級工藝直接成形

鑽削加工孔的方式的優勢在於能夠提供精密的尺寸,可是相對其餘孔加工方式,鑽削加工成本較高,所以需考慮使用其餘加工方式代替鑽削加工,例如經過壓鑄直接成型所需的孔,而不是經過二次鑽削加工成型。

4.2.2 對於大孔，可預鑄孔

若不能直接一級工藝成形，對於大孔,能夠在毛坯上預先鑄造一個孔,再經過擴孔得到設計所需的孔,這樣能夠節省材料和鑽孔加工成本。

4.2.3 鑽削孔應當是標準孔

鑽削孔應當是標準孔,非標準的孔會須要使用非標準的刀具,這會帶來額外的刀具制形成本、採購成本和庫存成本等。

4.2.4 減小零件中各類孔的種類

減小零件中各類孔的種類,以減小換刀時間。

4.2.5 通孔比不通孔好

通孔比不通孔好,加工不通孔時產生的切屑難處理;擴孔和攻螺紋等工序在通孔上也比較容易進行。

4.2.6 孔的直徑應大於3mm

孔的直徑應大於3mm,孔過小,刀具容易斷裂,特別是大批量生產時。

4.2.7 小而深的孔應當避免：長徑比≤3，或使用階梯孔

小而深的孔應當避免，如圖6-46所示。過深容易形成鑽頭斷裂,切屑的移除也很困難。孔深與孔直徑比例應不大於3.避免深孔的一個方法是使用階梯孔。不通孔須要額外增長25%孔深覺得切屑提供存儲空間。

4.2.8 減小零件中孔的方向

減小零件中孔的方向,以減小換刀次數。

4.2.9 避免孔與型腔交叉

若是交叉不可避免,孔的中心應該在型腔以外,如圖6-45所示。

4.2.10 零件圖標註時,平面上的多個孔應該有共同的基準

4.2.11 零件邊緣鑽孔，確保零件75%的孔在零件邊緣內

在零件邊緣鑽孔時,避免孔的大部分都在零件以外,不然這容易形成鑽頭斷裂,確保75%的孔在零件邊緣以內,如圖6-47所示。

4.2.12 避免彎曲的孔

彎曲的孔沒法加工,如圖6-48所示,彎曲的孔可優化爲三個直孔的組合。

4.2.13 孔的軸線應與進口和出口的端面垂直

孔的軸線不垂直於孔的進口或出口的端面時,鑽頭容易產生偏斜或彎曲,甚至折斷,應儘可能避免在曲面或斜壁上鑽孔,提升生產率,保證精度,如圖6-49所示。

 

 

4.3 銑削件設計指南

4.3.1 銑削的加工區域不宜過深，深寬比不該過3:1

銑削的加工區域不宜過深,如圖6-50所示。深寬比不該超過3:1,不然銑刀較長容易折斷。

若是較長的銑刀不可避免,可經過如圖6-51所示的方式來優化設計,提升銑刀壽命。

4.3.2 銑削沉凹結構的轉角應留有最小的轉角半徑

零件的大面積沉凹結構的轉角應留有必定的轉角半徑,並且最小轉角半徑應與標準銑刀直徑一致。如圖6-52所示,在原始的設計中,因爲轉角處是直角,零件沒法經過銑削加工,需經過更加昂貴的工序(如EDM)加工;在優化的設計中,經過增長轉角半徑,便可經過銑削進行加工。

4.3.3 減小銑削加工面積

當零件整個平面的平面度要求較高時,需使用凸臺的設計。如圖6-53所示,僅僅只針對凸臺進行銑削加工,這一方面容易保證平面度,另外一方也能夠減小銑削加工面積。

4.3.4 銑削加工零件外部用斜角而不是倒角

對於零件的外部棱角,在銑削加工時,應當採用斜角而不是圓角的方式,如圖6-54所示。圓角須要使用鏟齒銑刀,裝夾較麻煩,加工成本高。

 

 

5.機械加工件DFMA表格

DFMA學以至用,事前遵循，過後補缺。

機械加工的特徵具備靈活性和不肯定性：幾乎沒有特徵是機械加工絕對作不出來的。而出於機械加工設備能力的提高，特徵製造難度和成本也很難說一成不變。

因此，做者依據兩份書籍，製做了兩份大相徑庭的機械加工DFMA表格。都是合理的，都可以做參考。

5.1 機械加工件設計指南1（鍾元）

5.2 機械加工件設計指南2（布思羅伊德）

這份書籍的具體內容能夠看分享，做者之後有空會詳寫。

6.機械加工件公差標準

機械加工的標準就是這麼多，做者看到後的第一個感覺就想對本身和作結構設計的同行說一聲節哀順變。

每個標準，都對應一種標準特徵，就須要對應的刀具來加工。因此設計機械加工件，最好了解制造過程，爲零件上的特徵組合合適的加工順序。

但也要注意，機械加工方式很是靈活，其特徵加工工藝順序未必是一成不變的，會隨着機械加工能力的變化而變化的。

機械加工件設計時通常會先依據可靠性要求肯定重要尺寸公差，再依據製造的要求肯定大多的公差，最後就重要尺寸的製造和設計之間妥協一個合適公差。

若是要精益求精，就必須瞭解製造過程，再按照公差分析和上述的公差標準標註合適的公差。

6.1 經常使用設備的加工方法與表面粗糙度的對應關係

 

7.本章節對應的資料

本來做者分享一些資料，是想作些互動。

也想要更好的溝通和多一些朋友。

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