CAD机械制图常识之零件的结构

    在日常CAD机械制图的过程中，零件图的主要目的用来确定零件的结构和尺寸，零件的结构反映它的功能性，或者可以说零件的功能对应着某些典型的结构。下面举例介绍一些零件的结构分析方法。

    如图11.2.1-1所示为减速器结构立体图，为了保证齿轮、长久地正常的运转，整个需要密封，由此派生出了很多零件。
 
    这里分析大齿轮的从动轴的结构，如图11.2.1-2所示。
 
    从动轴结构就由同心轴线组成：一轴段用于支承齿轮；还需要考虑轴的支承，增加轴段；以及外伸轴段，用于输出动力，如图11.2.1-3所示。
 
零件的铸造结构
    铸造的工艺过程简图，如动画11.2.2-1所示。对结构复杂的零件，是铸造得到毛坯，以砂型铸造的过程说明，先做出零件的木模，有铸孔的零件还要做出供制造泥芯用的泥芯箱，然后由造型工制成型箱和泥芯。砂型分为上下两部分，上型还需做作出浇注用的浇口（金属液体进口）和冒口（空气和金属液体溢出口）。型箱做好后，将木模从型箱中取出，放入泥芯，合箱，将熔化的金属液体浇入具有与零件结构形状相应的空腔内，直至金属液体从冒口溢出为止。待铸件冷却后取出，清除砂粒，切除铸件上冒口和浇口处的金属块，就得到了铸件毛坯。经检验合格后，一般就可送去进行机械加工了。如有特殊要求，还要进行时效处理（消除内应力的一种处理方法）才能进行机械加工。
 
为了确保铸造加工产品的合格率，也保证铸件的质量，铸造工艺对铸件结构通常有下列要求，应该按行业标准来确定，在图纸上表现为：
一、铸造圆角
    为防止砂型尖角脱落和避免铸件冷却收缩时在尖角处开裂或产生缩孔，铸件各表面相交处应做成圆角。这种因铸造要求而做成的圆角称为铸造圆角，铸造圆角还能防止浇铸铁水时，铁水将砂型转角处冲坏，如11.2.2-2所示。铸造圆角半径一般取3至5mm，或取壁厚的0.2～0.4倍。铸造圆角在图上一般不标注，常集中注写在技术要求中。
 
    零件图上相交线段是否为圆角和直角，与表面的加工有关。铸件经机械加工后，铸造圆角被切削，零件图上两表面相交处便不再有圆角，而表现为直角，只有两个表面相邻都未经机械切削加工，零件图上相交处才画出圆角，如下11.2.2-3所示。
 
二、拔模斜度
    铸件在铸造前的砂型造型过程中，为了便于将木模（或金属模）从砂型中取出，铸件的内外壁沿拔模方向应设计成具有一定的斜度，称为拔模斜度，如11.2.2-4所示。通常，拔模方向尺寸在25～500mm 的铸件，其拔模斜度约为1:20（3°～6°）。拔模斜度的大小也可从有关手册中查得。度若无特殊要求时，拔模斜度可以不画出，也不加任何标注。
 
三、壁厚均匀
    零件设计时，应使铸件的壁厚尽可能均匀或逐渐过渡。如动画11.2.2-5所示，如果铸件的壁厚设计不均匀，则会因冷却凝固的速度不同而使壁厚突变的地方产生裂纹；或在较厚处，在材料内部产生缩孔，因壁厚铁水多，冷却速度慢，铁水又不能流入来补充，在内部出现缺陷。
 
零件加工工艺结构
一、倒角
    铸件经过机械加工后，铸造圆角被切去，相邻两表面之间出现了直角，为了便于装配和保护装配表面，一般做成倒角，如图11.2.3-1所示，图中标注的尺寸C2。
 
二、倒圆
    在两表面相交为内直角时，为了避免转折处因应力集中而产生裂纹，往往加工成圆角，称为倒圆，如图11.2.3-1所示，图中标注的尺寸R3。
三、退刀槽和越程槽
    在切削加工中，特别是在车螺纹和磨削时，为了便于退出刀具或使砂轮可以稍稍越过加工面，通常在零件待加工面的末端，先车出螺纹退刀槽或砂轮越程槽，如11.2.3-1所示。
 
四、钻孔
    零件上有不同形式和不同用途的孔，多数是用钻头加工而成。钻头尖端有锥面的切削刃，将钻出的圆锥面，在孔底部有一个120°的锥角，钻孔深度指圆柱部分的深度，不包括锥尖,如动画11.2.3-2所示。在阶梯孔的过渡处，如果是钻孔的方法加工，也是有120°的内圆锥台，其画法及尺寸标注，如11.2.3-2所示。
 
    用钻头钻孔时，要求钻头轴线垂直于被钻孔的端面，以保证钻孔准确和避免钻头折断，如11.2.3-3所示。
五、凸台和凹坑
    为了保证零件间接触良好，零件上与其他零件的接触表面都要加工，为减少加工面积，降低制造费用，通常在铸件上设计出凸台或加工成凹坑。如图11.2.3-2所示，a图为较薄时用凸台，b图为较厚时用凹坑，c图为较大平面时的开槽，d图为长圆孔中的凹坑。
在以上的CAD机械制图的教程中，小编给大家举例介绍一些零件的结构分析方法，我们了解到了零件的铸造结构，其中对铸造圆角、拔模斜度、壁厚均匀进行了详细介绍。然后介绍了零件加工工艺结构，包括倒角、倒圆、退刀槽和越程槽、钻孔和凸台和凹坑。