机械设计常见问题及注意事项

机械设计常见问题及注意事项BBD公司学习型班组活动之二2010.07.30一、图样及文件的标准格式二、机械制图基本要求三、零件设计的选材及热处理四、零件结构工艺性五、零件尺寸的合理标注六、零件表面的粗糙度七、机械设计的常见问题205\_共享文件\BBD公司研发部模板\图样管理一.图样管理规定及标准格式基本要求：二.产品图样及文件编号原则◆每个产品、部件、分部件、组件、零件的图样均有独立的编号；◆形状相似、不同规格的产品、部件、零件采用表格图时，表中每种产品、部件、零件都应有独立的编号；◆特殊情况下不绘制图样的零件应有独立的编号；◆同一产品、部件或零件的图样用数张图纸绘制时，各张图样应标注同一编号，在编号后面标明共几页、第几页，例如：（1/3）、（2/3）、（3/3）。××_×××.×.×.×－××_××改进号版本号零件序号三级分部件序号二级分部件序号一级分部件序号部件序号特殊图样备注号产品代号编号方法：部分特殊机械图样备注号图样种类外形图地基图包装图附件图维护图检验规程图备注号WXFIBZADWHJY机械图样编号示例：G4_5-0_20、G4_9.8.1-05_11、G4_9-0(1/3)_10特殊图样编号示例：G4_AD2.2-10_21、G4_BZ0-8_10、G4_FI0-0(3/3)_10、G4_WH7-0(1/3)_10、G4_WX8-0_10、G4_JY0-0(1/8)_12、G4_JY7-0_12规格件图样的编号方法：在部件（或分部件/零件）序号后加注字母（代表不同规格）部件为规格件的编号：G4_5A-0_10、G4_5A-08_10、G4_5B-0_10、G4_5B-08_10；分部件为规格件的编号：G4_3.4.2B-0_10、G4_3.4.2B-12_10零件为规格件的编号：G4_3.4.2-02A_10、G4_5-03B_10气动、液压、热工图样的编号方法：在隶属号前增加图样类型备注号××_×××.×－××_××改进号版本号零件序号分部件序号部件序号图样类型备注号产品代号气动、液压、热工图样类型备注号图样类型原理图布置图气动液压热工气动液压热工备注号QYYYRYQBYBRB明细表的代号编制××_×.×－××××_××改进号版本号明细类型部件、分部件序号产品代号机械明细类型：专用件明细表——用字母“MXZY”表示外购件明细表——用字母“MXWG”表示标准件明细表——用字母“MXBZ”表示产品图样目录——用字母“MLTY”表示重要件目录——用字母“MLZY”表示电子文件的代号编制：电子文件的编号应与图样代号一致，小圆点可用字母“d”代替；数张图纸绘制时，文件代号增加“_页次”表示；外购件在其型号前冠以“WGJ_”表示。示例：图样G4_8.2-35_10、G4_3.4.2-2B_10；外购件WGJ_MSR45X1.5、WGJ_6024-2Z；明细表G4_8.3-MXWG_12、G4_9-MXZY_JK；数张图纸绘制的图样G4_9.1-0(1/3)_10、G4_PS0-0(8/10)_JK分别表示为：G4_9.1-0_1_10、G4_PS0-0_8_JK。一.遵守《机械制图国家标准》的规定剖面符号尺寸标注◆尺寸线的排列应“短”在内，“长”在外，尽量减少尺寸线交叉。a.尺寸排列恰当b.尺寸排列错误c.尺寸排列不恰当◆几组数值相近的孔组，可采用标记（如涂色）的方法或注字母的方法来区别。a.涂色区别孔组b.注字母区别孔组◆对称件的图形如只画出一半或略大于一半时，尺寸线应略超过对称中心线或断裂线，并仅在尺寸线的一端画出箭头。a.半线尺寸注法◆当图形具有对称中心线时，分布在对称中心线两边的相同结构，可以标注出其中一边的结构尺寸。图中的对称结构对于对称中心线的定位尺寸，无特殊要求时可不必标注。a.对称图形尺寸注法二.装配图◆按机器、部件的工作位置，将主要轴线或安装面按水平或铅垂的方向放置；a.确定主视图视图选择◆以最能反映机器、部件工作原理、装配关系和主要件的结构特点的视图作为主视图。b.确定其它视图◆优先考虑选用基本视图并取适当剖面，表示主要装配关系；◆每个视图、每种表达方法，都应有明确目的和表达重点，避免对同一内容过多重复表达；◆选择视图的数量要依据机器、部件的复杂程度而定，在表达完整、清楚的基础上尽量简练。◆配合尺寸；a.性能尺寸(规格尺寸)装配图尺寸注法◆相对位置尺寸；b.装配尺寸◆重要的连接尺寸；◆装配时需要加工、调整的有关尺寸。c.安装尺寸d.外形尺寸e.其它尺寸◆装配时如需要进行加工时，所应达到的要求；装配图的技术要求◆装配时必须保证的准确度、精密度、密封性等质量要求；a.装配时的要求◆装配方法的要求，如清洗、加压、加热、紧固力矩等；b.检验时的要求c.对产品的互换性、通用性方面的要求d.对外观装饰和使用维护方面的要求装配图中的零、部件序号◆相同的零、部件用一个序号，一般只标注一次；◆指引线应自所指部分的可见轮廓内引出，很薄的零件可指向该部分的轮廓；◆指引线不能相交；◆当指引线通过有剖面线的区域时，它不应与剖面线平行；◆指引线可以画成折线，但只可曲折一次；装配图中的零、部件序号◆一组紧固件以及装配关系清楚的零件组，可以采用公共指引线；◆装配图中序号应按水平或竖直方向排列整齐，并尽量在每个水平或竖直方向按零、部件序号顺次排列。一.材料选用原则首要原则a.使用性能原则——选材的核心问题是在技术和经济合理的前提下，保证材料的使用性能与零件（产品）的设计功能相适应。b.工艺性能原则c.经济性原则——根本原则d.环境与资源原则使用性能选材原则◆分析零件的工作条件，确定其使用性能：①受力情况：如载荷性质（静载、动载、交变载荷）、形式（拉压、弯曲、扭转、剪切）、分布（均匀分布、集中分布）与大小，应力状态；②工作环境：如温度（常温、高温、低温或变温），介质（有无腐蚀介质、润滑剂）；③其它要求：如导热性、密度与磁性等。在全面分析工作条件的基础上确定零件的使用性能，如交变载荷下要求疲劳性能、冲击载荷下工作要求韧性、酸碱等腐蚀介质中工作则要求耐蚀性等。工艺性能选材原则◆铸造性能：铸造性能好：铸铁、铸造铝合金、铸造铜合金。在应用最广泛的钢铁材料中，铸铁的铸造性能优于铸钢，在钢的范围，中、低碳钢的铸造性能又优于高碳钢，故高碳钢较少用做铸件。◆压力加工性能：包括变形抗力，变形温度范围，产生缺陷的可能性及加热、冷却要求等。铸铁不可压力加工。钢中碳及合金元素的含量增高，其压力加工性能变差；变形铝合金和大多数铜合金，像低碳钢一样具有较好的压力加工性能。工艺性能选材原则◆焊接性能：钢材的焊接性随其碳和合金元素含量的提高而变差。钢比铸铁易于焊接；低碳钢焊接性能最好、中碳钢次之，高碳钢最差；铝合金、铜合金的焊接性能一般不好，应采用一些高级的焊接方法（如氩弧焊）或特殊措施进行焊接。◆机械加工性能：一般来说材料的硬度越高、加工硬化能力越强、切屑不易断排、刀具越易磨损，其切削加工性能就越差。在钢铁材料中，易切削钢、灰铸铁硬度处于180～230HBS范围。工艺性能选材原则◆机械加工性能：钢比铸铁易于焊接；奥氏体不锈钢、高碳高合金钢切削加工性能较差；铝、镁合金及部分铜合金具有优良的切削加工性能。◆热处理工艺性能：必须首先区分是否可进行热处理强化。纯铝、纯铜、部分铜合金、单相奥氏体不锈钢一般不可热处理强化；对可热处理强化的材料而言，热处理工艺性能相当的重要。经济性选材原则◆经济性选材原则：不仅是指选择价格便宜的材料、或是生产成本低的产品，而是综合考虑材料对产品的功能与成本的影响，以达到最佳的技术经济效益。降低零件成本，可考虑：采用轻型的零件结构，降低材料消耗；采用少余量的毛坯并简化零件结构，减少加工工时；采用工艺性良好的结构，降低加工及装配费用；采用廉价而供应充足的材料代替贵重材料；环境与资源原则◆能源和资源消耗少；尽可能采用标准化的零、部件代替特殊加工的零、部件。大型零件采用组合结构代替整体结构；◆环境污染小。二.典型零件的选材及热处理齿轮类零件◆工作条件：①传递扭矩，齿根部承受较大的交变弯曲应力；②齿面啮合并发生相对滑动与滚动，承受较大的交变接触应力及强烈的摩擦；③启动、换档或啮合不良，齿轮承受一定的冲击力；④其它特殊要求，如耐高、低温、耐腐蚀、抗磁性等。◆主要失效形式：①断裂；②齿面损伤；③其它特殊失效，如腐蚀。齿轮类零件◆主要材料：①低碳钢及低碳合金钢，20、20Cr、20CrMnTi、18Cr2Ni4WA等，渗碳后淬火＋低温回火，表面高硬度(56-62HRC)、高耐磨性、高的弯曲疲劳极限，心部韧性强；锻钢②中碳钢，40、45钢，可正火、调质、表面淬火；40Cr、40MnB可用做相对重要的齿轮，多在表面淬火状态使用；③中碳氮化钢，40Cr、35CrMo、38CrMoAl，调质处理后表面渗氮，力学性能优良、变形微小，主要用做高精度、高速齿轮。齿轮类零件◆主要材料：力学性能比锻钢差,适合形状复杂的齿轮，ZG270—500、ZG310—570、ZG40Cr，一般是表面淬火＋低温回火处理。铸钢铸铁强韧性欠佳，具有优良的减摩性、减振性，非重要齿轮。非铁金属特殊条件下工作的轻载齿轮，如黄铜(如H62)、铝青铜(QAl9-4)、锡青铜(QSn6.5-0.1)、硅青铜(QSi3-1)等。粉末冶金材料一般适用于大批量生产的小齿轮。轴类零件◆工作条件：①交变弯曲载荷，扭转载荷或拉-压载荷；②相对运动表面(如轴颈、花键部位)发生摩擦；③因机器开-停、过载等，承受一定的冲击载荷。◆主要失效形式：①疲劳断裂、冲击过载断裂；②磨损；③过量变形；◆性能要求：①高的疲劳极限；②综合力学性能好；③较高的硬度和耐磨性；轴类零件◆主要材料：①优质中碳或中碳合金调质钢是轴类材料的主体：35、40、45、50(45钢最常见)；受力大、形状复杂的重要轴，可选用合金调质钢，如40Cr、40MnVB等；精度要求极高的轴要采用专用氮化钢（如38CrMoAlA）制造。锻钢中碳钢轴的热处理特点是：正火或调质，对易磨损的相对运动部位进行表面强化处理(淬火、渗氮或表面滚压)。②当轴受到强烈冲击载荷作用时，宜用低碳钢（如20Cr、20CrMnTi）渗碳制造；锻钢③当轴所受冲击作用较小而相对运动部位要求更高耐磨性时，则宜用高碳钢制造（如GCr15、9Mn2V等）。铸钢形状复杂、尺寸较大的轴，可采用铸钢，如ZG230-450，铸钢轴比锻钢轴的综合力学性能(主要是韧性)要低。铸铁球墨铸铁(如QT700-2)和高强度灰铸铁(HT350、KTZ550—06等)可代替钢作为轴(尤其是曲轴)的材料。轴类零件◆轴类零件选材时应注意：①以刚度为主、轻载、非重要轴，为降低成本，可选用碳钢(如45钢)、铸铁(如QT700-2)、甚至普通质量碳钢(如Q235)制造；一般进行正火或调质处理，若需提高相对运动部位的耐磨性，可对其进行表面淬火；②以耐磨性为主的轴，可选碳含量较高的钢(如65Mn、9Mn2V)或低碳钢(20Cr、20CrMnTi)渗碳制造，对其中精度有极高要求的轴，则应选38CrMoAlA渗氮制造；轴类零件◆轴类零件选材时应注意：③主要受弯扭载荷的轴，无需选淬透性大的钢种，可选45、40Cr即可；而对受拉-压载荷的轴，特别当其尺寸较大、形状较复杂时，则应选用淬透性较高的钢种，如40CrNiMo。④主要受明显、强烈冲击的轴，宜用低碳钢渗碳制造。◆零件结构除应满足设计要求外，还应考虑制造和检测的方便与可能。一、铸造零件的工艺结构1、铸件壁厚均匀,防止铸件在浇铸时冷却速度不同，内部产生裂纹和缩孔。壁厚不均匀壁厚均匀壁厚逐渐过渡一、铸造零件的工艺结构2、起模斜度,铸件在内外壁沿起模方向应有斜度,称为拔模斜度。一般取１：10—１：20，当斜度较大时，应在图中表示出来，否则不画出起模斜度。拔模斜度3、铸造圆角为防止起模时砂型落砂及铸件在尖角处产生裂纹和缩孔，通常将铸件的转角处做成圆角。半径3～5mm。缩孔裂纹二、机械加工工艺对零件结构的要求1、倒角和圆角为了去掉锐边、毛刺和便于装配，在轴和孔的端部一般都加工成倒角；为了避免