§4.1 机器零件的构形 §4.2 零件的局部构形

第4章零件的构形设计 §4.1 机器零件的构形 §4.2 零件的局部构形

4.1 机器零件的构形 一、基本概念 1、机械零件构形：确定零件的合理形状称为零件的合理构形，简称构形。合理构形：在满足设计性能要求的前提下，尽可能使零件形状简单、便于制造、结构紧凑、重量轻、成本低。

2、机械零件 组成机器的最小加工单元称为零件。根据零件的作用及其结构，通常分为以下几类：轴类轮盘类箱体类叉架类标准件

二、零件与组合体的区别 组合体：从实际物体中抽象出来的几何模型，单纯从几何角度考虑问题，分析所包含的基本几何体，组合方式等。零件：具备一定的实际功能，同时要考虑设计、加工、安装、使用等因素。

举例说明组合体与零件的区别： 组合体分析组合体

实际零件 铸造圆角：工艺因素倒角：装配时起导引作用；去毛刺、避免划伤人手。

加油孔：润滑 螺栓孔：安装

减少机加工面积： 降低加工成本

结论： 零件不能单纯从几何角度去构形,要考虑零件在机器中的地位和作用。进行零件构形设计必须了解：零件的形状与其加工过程、加工方法有何关系。零件之间通常有哪些装配关系。零件在使用、维护中有哪些因素要考虑。考虑强度、刚度和经济性等问题等。

三、零件的功能构形 从构形角度看，零件可看成是由几个功能部分组成的工作部分 ——用以完成零件在部件中的作用部分。连接部分 ——用以与部件中其它零件的连接。加强或其它特殊要求部分—— 常见的加强筋或其它专有的特殊结构。安装部分 ——整个部件对外连接部分。

柱塞泵泵体的构形分析：

1、箱体类零件 ——齿轮泵泵体

2、叉架类零件——支架

3、轮盘类零件——齿轮

4、轴类零件——齿轮轴

阀杆：右边圆锥部分是控制折角阀的启闭阀门，所以它是阀杆的工作部分。中间的螺纹和左边的方头是连接部分阀杆：右边圆锥部分是控制折角阀的启闭阀门，所以它是阀杆的工作部分。中间的螺纹和左边的方头是连接部分

4.2 零件的局部构形 零件的功能构形还只是构形的第一步，还必须对每一个功能部分进行详细构形，这就是局部构形着重要考虑零件的强度刚度，零件的工艺性，即零件的形状应符合加工要求，特别要尽量减少加工面，对安装面常还要要求考虑减少接触面等.

柱塞泵泵体

采用内定外构形，连接部分采用四段圆弧光滑连接代替椭圆形的凸缘构形，但根据强度要求装螺柱旋入端厚度必须厚些，所以做成局部加强的结构，工作部分的圆柱轴向比较长，为了增加其刚度在纵向两端均加上斜筋板，以防止受力后变形。

轴承座 两个轴承座零件，其工作部分都是一个轴套（即空心圆柱），但是其安装部分完全不同，它们分别是水平底板和侧安装板。水平放置的安装板垂直放置的安装板

它们都是铸造后再经过机械加工，从构形上看，他们都有加强筋、连接筋，都有铸造圆角，减少加工面等结构。它们都是铸造后再经过机械加工，从构形上看，他们都有加强筋、连接筋，都有铸造圆角，减少加工面等结构。

左图所示轴承座，但其形状特别紧凑，它是由整块材料，经机械加工后形成的。左图所示轴承座，但其形状特别紧凑，它是由整块材料，经机械加工后形成的。

零件常见的局部构形要点如下： 画粗线部分是零件的内部要求形状，其外部形状都是由内部形状决定的，故称零件结构为内定外构形。

2、局部加强或局部加厚构形 把圆柱做成圆锥，或加上两加强筋板，使零件的刚度加强。把管口局部加圆，也是为了加强刚度，使零件的构形更合理。

为了使零件的重量较轻，应该使受力部位加厚，其它部位减薄，这样从整体来说重量还是减轻的。为了使零件的重量较轻，应该使受力部位加厚，其它部位减薄，这样从整体来说重量还是减轻的。 ( b)等厚度构形不理想，(a )是比较好的构形方案。

3、减少接触面的构形 对于一些安装底座、底板、法兰盘等，由于加工误差的原因，为了使安装稳定可靠，常将底部做成中空结构，使两旁或四周接触，中间不接触（a）中间开槽结构（b）中凹的结构（c）四周支撑的结构安装底板的局部构形

4、减少加工面的构形 对于安装底板或连接法兰盘等结构，为了使垫圈或螺母有良好的支撑面，通常安装底板的上下表面均应整个表面加工。可以将上表面做成凸台或凹坑，可减少加工表面。（a）凸台（b）凹坑支撑面的构形

当然凸台和凹坑的直径应大于垫圈的直径，有时为了提高加工效率希望一次装夹多个零件，一次加工多个零件，把凹坑设计成整个平面 。

凹坑的深度并不重要，只要用刀具锪出一平面供支撑垫圈即可，故国家标准规定：可以只说明该平面锪平而不表示深度 。

实际上接触面只需加工一段而不需要整个面均加工，所以右图是更好的减少加工面的构形。实际上接触面只需加工一段而不需要整个面均加工，所以右图是更好的减少加工面的构形。

轴减少加工面 孔上减少加工面减少加工面的构形

5、与刀具有关的构形问题 右图轴套上无法钻孔，必须先在皮带轮上钻孔，以它为工艺孔才能钻出轴套上的孔

图 ( b )中的 C 孔无法加工，应该如图 ( a )所示。先从左边钻工艺孔，使 A 、 B 相通，然后在工艺孔上加一堵塞（螺塞），将工艺孔堵住。

为了用砂轮磨削锥面，考虑到砂轮的动作，应采用图( a )的结构。

6、工艺圆角 许多零件在设计时，并不要求它有圆角。但在制造时，没有圆角却制造不出来，例如铸锻类零件，钣金类零件等，因此对这类零件，从构形的角度来看必须画出圆角，并且把圆角部分画成过渡线的形式

复杂铸造零件简单铸造零件 钣金类零件零件的工艺圆角

铸造表面均有铸造圆角，因此在标注尺寸时，可以不一一标出圆角半径，而是在《技术要求》中统一标注，如“铸造圆角 R3～R5 ”。钣金类零件是由板材弯曲或压制而成的零件，在弯曲或压制过程中不可能没有圆角，否则在弯曲处材料会被撕裂，因此钣金类零件的构形中，工艺圆角也是非常重要的。这类圆角不仅要标出来，而且要标注规定的圆角半径尺寸，通常标注内圆角尺寸。

END

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