工藝在產品設計中的補充作用

連慧芳

（亳州職業技術學院， 安徽 亳州 236800）

1 良好的工藝設計能夠對圖紙設計的不足處起到補充作用

性能優良、外觀好看的產品離不開優秀的圖紙設計，同時也離不開良好的工藝設計。在產品的圖紙設計過程中，因種種原因，設計人員可能會忽略在實際的生產制作過程中會出現的各種問題，比如加工問題、裝配問題、經濟性問題等。特別是因加工件的繁簡所引起的成本高低的問題尤為不可忽略。而良好的工藝設計有時能夠對這種圖紙設計的不足處起到恰當的補充作用。亳州職業技術學院產品上一軸零件圖如圖1所示，總長576 mm，全長尺寸公差等

圖1 亳州職業技術學院產品上一軸零件（單位：mm）

級均要求h8，表面粗糙度均要求Ra1.6。

若按圖要求加工制作并結合設備人員情況需要在車床上留余量半精車后至磨床上磨至圖紙尺寸及精度要求，加工制作工藝路線為：鋸床下料→小車→劃線→臥銑→磨床。

分析相應裝配圖的裝配關系，該軸鍵槽端與一無級變速電機及一曲柄鏈輪靠鍵聯結，實際聯結長度約125 mm長，另一端（右端）為支撐端（軸轉速為中低速），配合長度小于50 mm，該兩擋在加工制作時應保證圖紙尺寸及精度要求，其余長度段上與其余零件無裝配及配合關系。所以該軸的實際工作情況為：左端125 mm以內、右端50 mm以內為工作段，其余為空檔段。結合此軸的工作狀況，在工藝設計時，僅要求在車工序中要求操作者頂兩端校正后，左端125 mm段、右端50 mm段外徑按圖紙尺寸Φ40h8車對，其余按自由公差車對Φ40 mm尺寸即可，省卻磨序。這樣的工藝安排正好是對圖紙設計的補充，它不僅滿足了零件的工作要求，大大降低了加工的難度要求，同時減少了零件周轉，縮短了加工周期，降低了加工成本，提高了經濟效益。

2 良好的工藝設計能夠使裝配難度降低，提高工作效率

圖2所示為一材質為ZQSn6-6-3的襯套零件各尺寸。內外圓粗糙度要求分別為Ra0.8 mm及Ra1.6 mm，內孔開環形油槽。

圖2 一材質為ZQSn6-6-3的襯套零件各尺寸（單位：mm）

分析：該零件Φ56k6外圓與一鏈輪的裝配關系為小過盈量配合，內孔Φ50F8與一漲緊軸配合關系為過渡配合（軸長度為2 980 mm，裝配位置為偏向中間），此零件為薄壁件，加工時易變形，裝配時因與相配件為小量過盈配合，裝配后將造成Φ50F8內孔的收縮，進而造成Φ50F8內孔與漲緊軸裝配時出現困難，所以不宜直接按圖尺寸加工該零件。

有兩種工藝路線可行：

1）車制時內孔留余量車出，外圓按圖紙尺寸車出，待此件壓入鏈輪后再精車內孔至圖紙尺寸(該路線需等部件裝配后進行，周期較長）。

2）直接將零件按工藝尺寸要求車至尺寸及精度要求。其具體工序內容為：第一，夾住并校正后粗車內外圓，內孔留1 mm精車余量，外圓可留不少于1.5 mm的精車余量（增加零件整體剛度）。第二，車對兩端平面至總長50 mm尺寸并按圖兩端倒角1.5×45°。第三，夾外圓校正端面及內孔，車對兩端油槽。第四，按工藝要求精車內孔至Φ50.023（+0.025+0.064）mm即：內孔按工藝尺寸Φ50（+0.048+0.087）mm車出。第五，設計并制作如圖3所示，芯軸工裝并將工件與之裝夾好。第六，夾住芯軸大端面后分別半精車及精車外圓至圖紙要求精度及尺寸。

圖3 零件工藝設計

沿以上兩種工藝路線制出的襯套都將使最終的裝配難度大大降低，并提高了工作效率。加工中按路線二中要求的工藝尺寸加工出的內孔在實際裝配中正好彌補了薄壁襯套在裝配時產生的收縮量，使裝配易于進行。

3 良好的工藝設計對外觀質量的要求

有時圖紙設計時某些零件選材的不宜也容易造成外觀的不理想。比如有一產品上的把手零件圖紙設計時選用Φ10 mm×2 mm的不銹鋼管制作。根據實際情況，用此管彎制成型時在兩個90°直角中容易出現褶皺等缺陷，形成外觀缺陷，且該種零件一般均在機體外表，造成整機的不美觀。所以工藝設計時直接將材料規格改為同材質的Φ10 mm圓鋼制作，彎制成型后外表清理畢再進行噴砂處理，最終外觀效果比較理想并符合整機外觀質量要求。

4 結論

通過以上幾例實際產品生產中出現的情況，可以看出圖紙在設計過程中出現的一些忽略或不足，良好的工藝設計恰恰能夠起到一種彌補和完善的作用。這種補充性有時可降低加工難度，減輕工人勞動強度，美化產品，并體現其經濟性。工藝設計的內涵比較深廣，要想對每一臺設備做出最優的工藝路線包括最經濟的加工方法，需要各方面都要有深厚的知識及經驗做后盾，從而將優秀的圖紙設計轉化為優秀的產品。