结构设计工艺规范-机加工(超经典-知名企业资深工艺工程师编写)——【机加工件设计】

有机玻璃管材常用规格
直径	壁厚	直径	壁厚	直径	壁厚	备注
￠ 8	1.5	￠ 30	2	￠ 120	5	￠ 120 以上的管材由于使用比较少，会有 2 米的起定量要求
￠ 8	1	￠ 30	5	￠ 150	5
￠ 10	2	￠40	2	￠ 180	5
￠ 12	2	￠40	5	￠ 200	5
￠ 15	2	￠ 50	2	￠ 250	5
￠ 16	2	￠ 50	5	￠ 300	5
￠ 18	2	￠ 60	5	￠ 60	10
￠ 20	2	￠ 80	5	￠ 100	10
￠ 25	2	￠ 100	5	￠ 110	10

（ 2 ） UPVC 管，见表 3.1-5

表 3.1-5 给水管常用规格

UPVC 给水管常用规格
公称外径	公称压力
	0.6Mba	0.8Mba	1Mba	1.25Mba	1.6Mba
	公称壁厚
15	——	2 △	——	——	——
20	——	2 △	——	——	2
25	——	2 △	——	——	2
32	——	2 △	——	2	2.4
40	——	——	2.0 △	2.4	3
50	——	2 △	2.4	3	3.7
63	2	2.5	3	3.8	4.7
75	2.3	2.9	3.6	4.5	5.6
90	2.8	3.5	4.3	5.4	6.7
110	2.7	3.4	4.2	5.3	6.6
125	3.1	3.9	4.8	6	7.4
140	3.5	4.3	5.4	6.7	8.3
160	4	4.9	6.2	7.7	9.5
注：（ 1 ）△为公司在用管

（ 3 ）透明 UPVC 管，见表 3.1-6

表 3.1-6 给水管常用规格

透明 UPVC 管材规格(国标)
公称外径	公称壁厚 1	公称壁厚 2

15	3.2
25	3.2
32	3.2
40	3.2
50	4.5
63	4.5
75	4.5
90	4.5	≈13
100	4.5	≈13
注：透明管请在上述范围选用

PVC 材料液压开孔器模具常规尺寸见表 3.1-7

表 3.1-7 液压开孔器模具常规尺寸

第一组：	￠ 16 ；￠ 20 ；￠ 26 ；￠ 32 ；￠ 39 ；￠ 51
第二组：	￠ 22 ；￠ 27.5 ；￠ 34 ；￠43 ；￠49 ；￠ 61
第三组：	￠ 63 ；￠ 76 ；￠ 80 ；￠ 89 ；￠ 101 ；￠ 114

注明：选择 PVC 材料制作焊接箱体时的开孔尺寸，尽量选择表 3.1-7 中的孔径尺寸。

3.2 零部件结构设计工艺性的基本原则

零部件结构设计工艺性主要在保证技术要求的前提下和一定的生产条件下，能采用较经济的方法，保质、保量地制造出来。结构工艺性对产品结构的基本要求如下：

（ 1 ），在满足工作性能的前提下，零件造型应尽量简单;同时应尽量减少零件的加工表面数量和加工面积;尽量采用标准件、通用件、外购件;增加相同形状和相同元素（如直径、圆角半径、配合、螺纹、键、齿轮模数等）的数量

（ 2 ）设计零件里应考虑零件加工的可行性、方便性（包括装配）、精确性、经济性。在能满足精度要求的加工方案中，应符合经济性要求。这样，在满足零件工作性能的前提下，应尽量降低零件的技术要求（即尽量低的加工精度和表面质量），对提高零件的设计工艺性能。

（ 3 ）尽量减少零件的机械加工量、加工装夹次数，应使零件的毛坯形状和尺寸尽量接近零件本身的形状和尺寸，力求实现少或无切削加工，充分利用原材料，降低零件的生产成体。

（4）合理选择零件的材料，要考虑零件的力学性能是否适应零件的工作条件，使零件具有预定的寿命，成本消耗低。

3.2.1 常用的结构设计工艺取值

（ 1 ）弯管时，弯管 R 选取，一般选取大于圆管直径比较合适，不会产生皱折。弯管 R 取值见表 3.2-1

表 3.2-1 管子最小弯曲半径

（ 2 ）为提高加工效率，车加工零件内外拐角尽量使用倒角或清角，不要使用倒圆。如果采用数控车床加工可以不用考虑倒角，但需考虑设备的利用率。

（ 3 ）从加工成本考虑，平板及箱体类零件的外形如果没有特殊要求，尽量减少外圆角，用倒角比较合理。但零件外观如果需要喷涂，建议设计圆角，因为圆角的附着力相对 C 角要强些。对于腔体类零件有内拐角结构的，原则上必须加 R 角。对于内外拐角有配合要求的推荐如图 3.2-1

图 3.2-1 内外拐角配合

（4）对于细长轴零件，一般在车加工时会用顶尖顶住中心孔加工。考虑到加工的要求，如果两端允许有中心孔，最好在技术要求中注明，并注明允许中心孔的大小；如果图面默认不标，则表示中心孔由加工工艺自行把握；如果零件中绝对不允许留有中心孔也一定要在图纸中注明。

（ 5 ）为防止孔壁破损，一般孔边距不得小于 0.5mm。

（ 6）深台阶面上的孔中心距壁的距离，见表 3.2-2

表 3.2-2 深台阶面上的孔中心距壁的距离

图例	取值（ mm ）
	L 的取值：
	当 30≤H≤100 时
	L=（ H+钻孔深度）/20+0.5
	且 L＞3
	当 100≤H≤200 时
	L=（ H+钻孔深度）/30+0.5
	且 L＞6

（ 7）对于一些表面有要求的薄板零件，见图 3.2-2

图 3.2-2 薄板

其表面的粗糙度值可标为，尽量不要用，因为薄板类零件不利于加工，加工过程易变

形，尺寸难控制，对操作人员的技术水平要求较高，还浪费材料。

标为后，可选用不需要加工大面的薄板，成本将大大降低，如果一定要达到表面粗糙度值，

可选用一般薄板（最后工序为抛光机抛光）。

3.2.2 切削加工件的结构设计工艺性

切削加工件的结构设计工艺性见表 3.2-3

表 3.2-3 切削加工件的结构设计工艺性

注意事项	图例		说明
	改进前	改进后

零件图上的尺寸、公差、表面粗糙度、技术要求等，尽可能集中标注			看图方便、清楚、避免加工时出差错
尺寸标注应满足加工时的实际要求			箱体孔不仅要注出孔距测量尺寸，而且要注出加工时所需的坐标尺寸
尺寸标注应考虑检验和测量方便			分别注出不同直径的钻削深度，便于测量
尽可能避免倾斜的加工面			减少装夹和机床调整时间
减少大面积的加工面			把相配的接触面改成环形带
减少大面积的加工面			整个支承面改成部分支承面

			减少大面积的磨削加工面
增设必要的加强肋			较大面积的薄壁零件，刚性不好，应增设必要的加强肋
尽可能采用标准刀具			尽量不采用接长钻头等非标准刀具
¢20 及以下的孔底应尽量设计成钻头尖形状（尖角 180 度），如果设计要求是平面，那孔径尽量选择通用的直径如¢4, ¢5, ¢6, ¢8, ¢10, ¢12, ¢16, ¢20			主要是从减少刀具，提高加工效率的方面考虑

3.3 产品配合公差设计原则

一般情况下，在满足产品设计要求的前提下，应尽可能降低公差等级，从而提高加工工艺性，常用公差数据见表 3.3-1

表 3.3-1 常用公差数据

常用公差数据
基本尺寸	公差等级（ mm)

	IT5	IT6	IT7	IT8	IT9	IT10	IT11
>3~6	0.005	0.008	0.012	0.018	0.03	0.048	0.075
>6~10	0.006	0.009	0.015	0.022	0.036	0.058	0.09
>10~18	0.008	0.011	0.018	0.027	0.043	0.07	0.11
>18~30	0.009	0.013	0.021	0.033	0.052	0.084	0.13
>30~50	0.011	0.016	0.025	0.039	0.062	0.1	0.16
>50~80	0.013	0.019	0.03	0.046	0.074	0.12	0.19
>80~120	0.015	0.022	0.035	0.054	0.087	0.14	0.22
>120~180	0.018	0.025	0.04	0.063	0.1	0.16	0.25

对于有一定配合要求的尺寸，推荐公差等级 IT9 ，为基本公差等级，用于机构中的一般连接或配合，配合要求有高度互换性；装配为中等精度。在此基础上，根据产品性能要求，进行精度等级的提高或降低。从加工工艺和测量角度来说，轴的尺寸较孔尺寸容易保证，因此对于精度有一定要求的配合，一般孔的精度较轴的精度低一级，并以基孔制为主，以提高加工工艺性。

一般外形或连接尺寸，尽量不标注公差，按自由公差精度要求。非金属材料公差建议降低要求，公差选用见附件 6

附件 6

非金属线膨胀计算及公差选用推荐.xl

3.3.1 公司现有器件装配尺寸

目前与光机有关的器件主要有透镜、光纤，结合目前设计、加工及装配实际，在满足产品性能的前提下，对相应的光机件进行配合尺寸的规范。

透镜规格较多，对应的透镜安装座配合尺寸根据透镜规格进行选取，结合孔的加工经济性以及目前透镜使用情况，按基轴配合设计，推荐透镜安装孔精度要求为 G10 。

光纤插头及插头过渡件目前为一种规格：φ3.175（光纤插头）和φ6.5（插头过渡件），通过使用验证，对其配合尺寸进行固化,见表 3.3-2

表 3.3-2 公司现有器件装配尺寸

轴直径规格（公差）	孔直径尺寸公差
d=3.175（光纤）	0/+0.025（光纤孔）
d=6.5（ -0.01/-0.025 ）（光纤座）	0/+0.036（光纤座孔）
d=1/16 管	¢1.7（40 度内锥面下端的孔）
d=1/8 管	¢3.3（40 度内锥面下端的孔）
d=1/4 管	¢6.5（40 度内锥面下端的孔）

￠3.175 光纤孔备有专用通止规检验，￠6.5 插头过渡件孔待配备检具

3.3.2 未注公差选用

根据公司产品特性，未注线性尺寸公差等级推荐按 GB/T1804-m 级选取，未注形位公差等级推荐按 GB/T1184-k 级选取，在机加工产品图纸右下角必须明示。

3.3.2.1 未注公差的线性和角度尺寸的公差国家标准（GB/T1804-2000）

未注公差分精密 f、中等 m、粗糙 c、最粗 v 四个公差等级

（ 1 ）线性尺寸的极限偏差数值（表 3.3-3 ）

表 3.3-3 线性尺寸的极限偏差数值

公差等级	基本尺寸分段（ mm ）
公差等级	0.5~3	>3~6	>6~30	>30~12 0	>120~40 0	>400~100 0	>1000~200 0	>2000~400 0
f	±0.05	±0.05	±0.1	±0.15	±0.2	±0.3	±0.5
m	±0.1	±0.1	±0.2	±0.3	±0.5	±0.8	±1.2	±2

c	±0.2	±0.3	±0.5	±0.8	±1.2	±2	±3	±4
v		±0.5	±1	±1.5	±2.5	±4	±6	±8

（ 2 ）倒圆半径和倒角高度尺寸的极限偏差数值（表 3.3-4 ）

表 3.3-4 倒圆半径和倒角高度尺寸的极限偏差数值

公差等级	基本尺寸分段（ mm ）
	0.5~3	>3~6	>6~30	>30
f	±0.2	±0.5	±1	±2
m
c	±0.4	±1	±2	±4
v

（ 3 ）角度尺寸的极限偏差数值（表 3.3-5 ）

表 3.3-5 角度尺寸的极限偏差数值

公差等级	长度分段 mm（按角度短边长度确定，对圆锥角按圆锥索线长度确定）
公差等级	>10	>10~50	>50~120	>120~400	>400
f	±1º	±30´	±20´	±10´	±5´
m	±1º	±30´	±20´	±10´	±5´
c	±1º30´	±1º	±30´	±15´	±10´
v	±3º	±2º	±1º	±30´	±20´

3.3.2.2 未注形状和位置公差值国家标准（GB/T1184-1997）

未注公差分 H、 K、 L 三个公差等级

（ 1 ）直线度和平面度未注公差值（表 3.3-6 ）

表 3.3-6 直线度和平面度未注公差值

公差	直线度和平面度基本长度的范围（ mm ）
公差	~10	>10~30	>30~100	>100~300	>300~1000	>1000~3000

等级
H	±0.02	±0.05	±0.1	±0.2	±0.3	±0.4
K	±0.05	±0.1	±0.2	±0.4	±0.6	±0.8
L	±0.1	±0.2	±0.4	±0.8	±1.2	±1.5

（ 2 ）垂直度未注公差值（表 3.3-7 ）

表 3.3-7 垂直度未注公差值

公差等级	垂直度公差短边基本长度的范围（ mm ）
公差等级	<100	>100~300	>300~1000	1000>3000
H	0.2	0.3	0.4	0.5
K	0.4	0.6	0.8	1
L	0.6	1	1.5	2

（ 3 ）对称度未注公差值（表 3.3-8 ）

表 3.3-8 对称度未注公差值

公差等级	对称公差基本长度的范围（ mm ）
公差等级	<100	>100~300	>300~1000	1000>3000
H	0.5	0.5	0.5	0.5
K	0.6	0.6	0.8	1
L	0.6	1	1.5	2

（ 4 ）圆跳动未注公差值（表 3.3-9 ）

表 3.3-9 圆跳动未注公差值

公差等级	圆跳动公差值（ mm ）
H	0.1

K	0.2
L	0.5

3.4 粗糙度设计原则

表面粗糙度既要满足产品功能要求，又要考虑工艺经济性。因此，在满足零件功能要求的前提下，尽量选用数值大的粗糙度。表面粗糙度选择与加工精度关系密切，选用依据见表 3.4-1。

（ 1 ）对于外观表面粗糙度高、尺寸精度不高的毛坯产品，尽量采用机械加工或机械抛光处理来达到粗糙度要求，并根据零件外形、材质及使用场合标注粗糙度公差。对于要求不高的一般机加工件，

表面粗糙度建议 Ra6.3um

（ 2 ）对于类似取样法兰等长轴类零件，如果内孔只是用于通气，没有配合要求和抗吸附要求，尽量选用标准管件，内孔标注为非加工面粗糙度，以降低加工成本。

（ 3 ）由于轴向密封圈槽的加工比较困难，粗糙度设计尽量选用 3.2 ，该要求可以满足密封性能。但如果是在真空环境下使用，根据《真空工程技术》内的要求，至少要 1.6。

（ 4 ）一般内孔的键槽的加工方式有插床、线切割及拉床，因此粗糙度也尽量选用 3.2。

（ 5 ）如果设计要求必须使用内外抛光管，则抛光管内孔及外圆请标注

表 3.4-1 常用加工工艺经济精度

外圆柱面加工方法
序号	加工方法	经济精度（公差等级表示）	经济粗糙度 Ra/um	适用范围
1	粗车	IT11 ～13	12.5～50	适用于淬火钢以外的各种金属
2	粗车-半精车	IT8～10	3.2～6.3
3	粗车-半精车-精车	IT7～8	0.8～1.6
4	粗车 -半精车 -精车 -滚压（或抛光）	IT7～8	0.025～0.2
5	粗车-半精车-磨削	IT7～8	0.4～0.8	主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜加工有色金属
6	粗车-半精车-粗磨-精磨	IT6～7	0.1～0.4
7	粗车-半精车-粗磨-精磨-超精加工	IT5	0.12～0.1

8	粗车-半精车-精车-精细车（金刚石车）	IT6～7	0.025～0.4	主要用于要求较高的有色金属加工
9	粗车-半精车-粗磨-精磨-超精磨（或镜面磨）	IT5 以上	0.006～0.025	极高精度的外圆加工
10	粗车-半精车-粗磨-精磨-研磨	IT5 以上	0.006～0.1	极高精度的外圆加工
孔加工方法
序号	加工方法	经济精度（公差等级表示）	经济粗糙度 Ra/um	适用范围
1	钻	IT11 ～13	12.5	加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于有色金属加工，孔径大
2	钻-铰	IT8～10	1.6～6.3
3	钻-粗铰-精铰	IT7～8	0.8～1.6
4	钻-扩	IT10 ～11	6.3～12.5	加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属，孔径大于 15～ 20mm
5	钻-扩-铰	IT8～9	1.6～3.2
6	钻-扩-粗铰-精铰	IT7	0.8～1.6
7	钻-扩-机铰-手铰	IT6～7	0.2～0.4
8	钻-扩-拉	IT7～9	0.1～1.6	大批大量生产（精度由拉刀的精度而定）
9	粗镗（或扩孔）	IT11 ～13	6.3～12.5	除淬火刚外的各种材料，毛坯有铸出孔或锻出孔
10	粗镗（粗扩）-半精镗（精扩）	IT9～10	1.6～3.2
11	粗镗（粗扩）-半精镗（精扩）-精镗（铰）	IT7～8	0.8～1.6
12	粗镗（粗扩）-半精镗（精扩）-精镗-浮动镗刀精镗	IT6～7	0.4～0.8
13	粗镗（扩）-半精镗-磨孔	IT7～8	0.2～0.8	主要用于淬火刚，也可用于未淬火刚，但不宜用于有色金属
14	粗镗（扩）-半精镗-粗磨-精磨	IT6～7	0.1～0.2	主要用于淬火刚，也可用于未淬火刚，但不宜用于有色金属
15	粗镗-半精镗-精镗-精细镗（金刚镗）	IT6～7	0.05～0.4	主要用于精度要求高的有色金属加工
16	钻-（扩） -粗铰-精铰-衍磨；钻 – 扩-拉-衍磨；粗镗-半精镗-精镗-	IT6～7	0.025～0.2

	衍磨			精度要求很高的孔
17	钻-（扩） -粗铰-精铰-研磨；钻 – 扩-拉-研磨；粗镗-半精镗-精镗- 研磨	IT5～6	0.005～0.1	精度要求很高的孔
平面加工方法
序号	加工方法	经济精度（公差等级表示）	经济粗糙度 Ra/um	适用范围
1	粗车	IT11 ～13	12.5～50	端面
2	粗车-半精车	IT8～10	3.2～6.3
3	粗车-半精车-精车	IT7～8	0.8～1.6
4	粗车-半精车-磨削	IT6～9	0.2～0.8
5	粗刨（或粗铣）	IT11 ～13	6.3～25	一般不淬硬平面
6	粗刨（或粗铣）-精刨（或精铣）	IT8～10	1.6～6.3	一般不淬硬平面
7	粗刨（或粗铣）-精刨（或精铣）- 刮研	IT6～7	0.1～0.8	精度要求较高的不淬硬平面，批量较大时宜采用宽刃精刨方案
8	粗刨（或粗铣）-精刨（或精铣）- 宽刃精刨	IT7	0.2～0.8	精度要求较高的不淬硬平面，批量较大时宜采用宽刃精刨方案
9	粗刨（或粗铣）-精刨（或精铣）- 磨削	IT7	0.2～0.8	精度要求高的淬硬平面或不淬硬平面，
10	粗刨（或粗铣）-精刨（或精铣）- 粗磨-精磨	IT6～7	0.025～0.4	精度要求高的淬硬平面或不淬硬平面，
11	粗铣-拉削	IT7～9	0.2～0.8	大量生产，较小的平面（精度由拉刀的精度而定）
12	粗铣-或精铣-磨削-研磨	IT5 以上	0.006～0.1	高精度平面

3.5 螺纹关联尺寸选取

3.5.1 螺纹优选系列

为提高产品通配性，减少螺纹检具的数量，请尽量选用优选系列螺纹。

（ 1 ）公制螺纹优选系列,见附件 7-1、附件 7-2

附件 7-1 附件 7-2

公制螺纹优选系列

聚光在用的螺纹通止规表.xlsx

（ 2 ）其它螺纹系列，见附件 8

下表中螺纹为公司在用的公制螺纹以外的其它各类螺纹，在选用时尽量选用下表中的螺纹。

附件 8

其他螺纹优选系列

3.5.2 螺纹退刀槽尺寸选取

（ 1 ）同一零件的退刀槽宽度尽量考虑一致，且槽宽尽量取整数位，匹配切刀的宽度，减少刀具数量。

（ 2 ）外螺纹退刀槽：一般情况下，退刀槽宽度不得小于 1.5 倍的螺距（ P ），直径不得大于外螺纹小径，一般取值 D-1.4P～D-1.6P 之间。

在特殊需求下，可不用设计退刀槽。特殊需求如下：

1 ）细长轴上的螺纹.如果设计退刀槽会影响零件的强度,为保证旋到底可在螺母相应的位置加避空沉台（沉台深度≥1.5P ），见下图 3.5.2-1

图 3.5.2-1

2 ）薄壁件上的螺纹.在薄壁件上设计螺纹退刀槽也会影响零件的强度及形变，为保证旋到底可在螺母的孔口加避空沉台（沉台深度≥1.5P ）、螺母的螺纹深度≥（ 2～3 ）P 的外螺纹长度（或螺母上设计退刀槽），结构与上图 3.5.2-1 类似

3 ）外螺纹退刀槽的位置正好处在配件的过孔部位，结构也与上图 3.5.2-1 类似,可以理解成外螺纹根部装配了垫片，垫片的厚度正好能避开螺纹根部未加工区域

（ 3 ）内螺纹退刀槽：一般情况下，退刀槽宽度不得小于 2 倍的螺距（ P ），直径一般取值 D+0.3～0.5。

在特殊需求下，可不用设计退刀槽。特殊需求如下：

薄壁件上的螺纹.在薄壁件上设计螺纹退刀槽也会影响零件的强度及形变，为保证旋到底可将螺母的螺纹深度≥（ 2～3 ）P 的外螺纹长度（或外螺纹入口处设计避空凸台，凸台深度≥1.5P）、外螺纹根部设计退刀槽

3.5.3 常用螺孔深度工艺要求

不同材料对应螺纹孔工艺深度不一致，为提高加工工艺性，推荐螺纹孔深度见表 3.5-1

表 3.5-1 粗牙螺栓、螺钉的拧入深度、攻螺纹深度和钻孔深度


公	钢和青铜	铸铁	铝

称直径 d	通孔	不通孔			通孔	不通孔			通孔	不通孔
称直径 d	拧入深度 h	拧入深度 H	攻螺纹深度 H1	钻孔深度 H2	拧入深度 h	拧入深度 H	攻螺纹深度 H1	钻孔深度 H2	拧入深度 H	攻螺纹深度 H1	攻螺纹深度 H1	钻孔深度 H2
3	4	3	4	7	6	5	6	9	8	6	7	10
4	5.5	4	5.5	9	8	6	7.5	11	10	8	10	14
5	7	5	7	11	10	8	10	14	12	10	12	16
6	8	6	8	13	12	10	12	17	15	12	15	20
8	10	8	10	16	15	12	14	20	20	16	18	24
10	12	10	13	20	18	15	18	25	24	20	23	30
12	15	12	15	24	22	18	21	30	28	24	27	36
16	20	16	20	30	28	24	28	33	36	32	36	46
20	25	20	24	36	35	30	35	47	45	40	45	57
24	30	24	30	44	42	35	42	55	55	48	54	68
30	36	30	36	52	50	45	52	70	70	60	67	84

注：对于不锈钢，如上述深度难以满足设计要求，则螺纹深度可放至不大于两倍直径，即 2D ,M2 及以下的螺纹不建议在不锈钢材质上使用。

对于 H1 的取值，还有另外一种参考：

钢及青铜：H1=(5～10)P

铸件及黄铜：H1=(10～14)P 铝及塑料：H1=(14～20)P

注：螺纹的深度与公称直径成正比，与材质的硬度成反比

3.5.4 螺纹精度确定

目前螺纹规格比较多，检具要配置齐备比较困难。工艺按中等精度螺纹、中等旋合长度对产品进行统一要求，统一 M1.6 及以上所有螺纹精度为 6H/6g,M1.4 及以下螺纹精度为 5H/6h,这样检具配置可以统一和简化，同时螺纹装配质量可以得到有效保证。

不建议使用螺纹做精密定位基准。如果作用螺纹定位，那么螺纹的公差必须高，增加加工难度和检验难度。要精密定位可加定位销，或者是在螺纹的前/后端加一圆柱面和端面,以圆柱面和端面定位，螺纹紧固

对于 1/4-36UNS 光纤连接头螺纹，由于电解抛光极易导致螺纹缩小，允许按 6g 止规进行检验。注：对于公差带代号仅有中等公差精度的下列情况可以略去其标记：

l ）公称直径小于和等于 1.4mm 的 5H ；公称直径大于和等于 1.6mm 的 6H 。 2 ）公称直径小于和等于 1.4mm 的 6h ；公称直径大于和等于 1.6mm 的 6g

基于上述规定， M10 将能代表中径公差带和顶径公差带均为 6H 的中等公差精度的粗牙内螺纹；或是中径公差带和顶径公差带均为 6g 的中等公差精度的粗牙外螺纹。

各项标记均省略后的标记如下：

M10 该标记代表 ① 公称直径为 10mm、螺距为 1.5mm 、粗牙、单线、公差带为 6H 、中等旋合长度、中等公差精度的右旋内螺纹； ② 公差带为 6g 、中等旋合长度、中等公差精度的右旋外螺纹； ③ 公差带为 6H / 6g 、中等旋合长度、中等公差精度的右旋螺纹副。

注：如有特殊需求的配合螺纹，应标注螺纹公差。如安全与工业过程业务部的产品，很多螺纹都需要防爆，根据防爆要求，螺纹公差精度为6H/6h

3.5.5 螺栓和螺钉通孔的选取

在设计螺栓和螺钉通孔时应尽量选择中等装配 H13 ，见表 3.5-2 ，表 3.5-3 ，表 3.5-4。如果通孔要求是可调节的腰形孔，那么腰形槽的宽度与圆孔径相等。如需要精密装配，可加定位销。

公司的产品大多都是研发件，量少，固定螺钉通孔的尺寸主要是提高钻头的通用性，减少备刀，装刀，对刀和换刀时间。减少加工时的辅助时间.

表 3.5-2 螺栓和螺钉通孔尺寸

螺纹直径 d	通孔
	系列
	精装配 H12	精装配 H13	精装配 H14
M1	1.1	1.2	1.3
M1.2	1.3	1.4	1.5
M1.6	1.7	1.8	2
M2	2.2	2.4	2.6
M2.5	2.7	2.9	3.1
M3	3.2	3.4	3.6
M3.5	3.7	3.9	4.2
M4	4.3	4.5	4.8
M5	5.3	5.5	5.8
M6	6.4	6.6	7
M8	8.4	9	10
M10	10.5	11	12
M12	13	13.5	14.5
M16	17	17.5	18.5
M20	21	22	24
M24	25	26	28
M27	28	30	32
M30	31	33	35

表 3.5-3 沉头螺钉、半沉头螺钉沉孔尺寸

沉头螺钉、半沉头螺钉沉孔尺寸（摘自 GB/T152.2-1998 ）

螺纹规格	M1. 6	M2	M2. 5	M3	M3. 5	M4	M5	M6	M8	M10
d2(H13)	3.7	4.5	5.6	6.4	8.4	9.6	10.6	12.8	17.6	20.3
t≈	1	1.2	1.5	1.6	2.4	2.7	2.7	3.3	4.6	5
d1(H13)	1.8	2.4	2.9	3.4	3.9	4.5	5.5	6.6	9	11
a

表 3.5-4 内六角圆柱头螺钉用沉孔尺寸

内六角圆柱头螺钉用沉孔尺寸（摘自 GB/T152.3 一 1988)
螺纹规格	M1. 6	M2	M2. 5	M3	M4	M5	M6	M 8	M1 0	M1 2
d2(H13)	3.3	4.3	5	6	8	10	11	1 5	18	20
t（ H13)	1.8	2.3	2.9	3.4	4.6	5.7	6.8	9	11	13
d3	—	—	—	—	—	—	—	—	—	16
d1（ H13)	1.8	2.4	2.9	3.4	4.5	5.5	6.6	9	11	13.5

3.5.6 内/外螺纹前端的孔/轴避空让位尺寸

在设计中常常会见到图 3.5-1,图 3.5-2 的结构，

图 3.5-1 内螺纹结构图 3.5-2 外螺纹结构

D 的取值如下：

图 3.5-1 及类似的结构：D=M+2H 图 3.5-2 及类似的结构:D=M-P-2H

M ：螺纹公称直径 P: 螺距

H ：避空让位尺寸，取值≧0.5 或≧0.5P

注：对于图 b 及类似结构 M10 以下的，取 H≧0.15～0.3

3.5.7 塑料件上的螺纹镶件

（ 1 ）钢丝螺套

钢丝螺套（ Wire Thread Insert），简称丝套，是一种新型内螺纹紧固件。将其镶入金属或非金属材料上形成高强度、耐磨损、具有互换性的标准内螺纹。在铝、镁合金、塑料、密度板等低强度工程材料上应用可明显提高强度和耐磨性；应用在钢件、铸钢、铸铁上，可以提高螺钉的耐用性，防止由于各种振动引起螺钉松动、疲劳断裂及提高螺钉连接时的耐疲劳强度。

目前常用的钢丝螺套为普通型钢丝螺套，其自由状态下的型式尺寸见图 3.5-3

图 3.5-3 钢丝螺套

其标注如下：

标记方法：（参考 GB/T24425.1-2009 ）

钢丝螺套标记的内容与顺序为：

钢丝螺套标准编号钢丝螺套规格一自由状态圈数（无折断槽的钢丝螺套在自由状态圈数后加字母 W )

标记示例：

钢丝螺套规格为 M10 、自由状态圈数为 8 圈带折断槽的普通型钢丝螺套的标记：

钢丝螺套 M10-8

钢丝螺套规格为 M10Xl 、自由状态圈数为 12 圈的无折断槽的普通型钢丝螺套的标记：

钢丝螺套 M10X1-12W

（ 2 ）螺纹铜套

螺纹铜套的工作性质与钢丝螺套类似，但结构不同。需要注意的是，螺纹铜套一般用在比较软的母体材质（塑料）上，在安装时不用在母体上攻丝，是采用热熔的方式与母体固定。而钢丝螺套的使用范围更广，如铝合金、镁合金及能在塑料上攻丝的所有塑料母体，它的固定方式是靠母体上的螺纹与自身的膨胀紧固的。钢丝螺套的耐腐蚀、高强度、耐磨损、防咬死、易纠错易修复的特点已广泛用于航天军工、仪器仪表、电子等行业，因其已成为标准件，所以成本低廉。

在设计螺纹铜套时，特别在比较深的场合时，应避免出现图 3.5-4 的设计，应按图 3.5-5 进行优化

图 3.5-4 图 3.5-5

3.5.8 螺纹防咬死措施

锁死或咬死常发生在不锈钢，铝合金及钛合金材料的螺丝上，这些金属合金本身有防腐蚀性能，会在表面受损伤时，在金属表面产生一层薄的氧化层来防止进一步锈蚀。当不锈钢的螺丝被锁紧时，牙纹间所产生的压力与热量会破坏这一氧化层，使的金属螺纹面发生挤压，进而发生黏着的现象。当这一现象持续发生时，将使不锈钢紧固件完全锁死，再也无法拆下或继续锁上。这个过程可能就几秒钟时间，做好预防措施可以减少此类问题

预防措施：

（ 1 ）使用前查看螺纹是否粗糙，螺纹间是否有铁悄或污物，这些东西常会导致锁死。

（ 2 ）使用前可以给紧固件做润滑处理。建议使用黄油，二硫化钼，云母，石墨或滑石粉来做润

滑，目前普遍用浸蜡处理来做润滑防锁死。

（ 3 ）当旋入螺纹时（不借助任何工具）一旦发现有阻力，应立即停止旋入螺纹并检查螺纹

（ 4 ）旋入的速度和力量要适当，不要过快过大，尽可能选用扭力扳手（可控制扭力）或套筒扳手

（可沿螺纹轴线旋入），避免使用活动扳手或电动扳手。速度过快会使温度急速上升而导致锁死。

（ 5 ）施力的方向，螺母必须垂直于螺丝的轴线进行旋入。

（ 6 ）使用垫圈能有效防止上锁过紧的问题。

（ 7 ）建议采用经过热处理了的马氏体不锈钢螺杆，既有一定的耐蚀性，又有高的机械强度

（ 8 ）加大螺距，螺距增大后，螺纹的强度会增强，相应的抗扭力也会增强，减小大扭力时的变形

（ 9 ）加大螺纹副的公差，间隙加大后螺纹咬死的情况会少些

（ 10 ）将螺纹副的材料错开

（ 11 ）涂覆纯镍级防卡剂可有效地防止不锈钢螺纹粘扣的发生。

（ 12 ）在螺纹表面电镀硬度和耐磨性很高的硬铬镀层。

（ 13 ）使用硬度和接触强度更高的螺纹材质。

（ 14）采用含硒量大于 15%以上的不锈钢（ 1Cr18Ni9Se ）

（ 15 ）在螺纹副间缠胶带

针对上述措施进行分类，见表 3.5-5

表 3.5-5 螺纹防咬死解决方法

常规解决办法	条例(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8),(9)

根本解决办法	条例(10),(11),(12),(13),(14) ，（ 15 ）

3.6 定位销标准

销连接的类型、特点和应用见表 3.6-1 ，下表中只列出了常规机械设计中用到销

表 3.6-1 常规定位销

类型	结构图例	特点和应用
圆柱销 GB/T119.1-2000 GB/T119.2-2000		主要用于定位，也可用于连接。直径偏差有 u6、m6 、 h8 、h11 四种以满足不同的使用要求。常用的加工方法是配钻、铰，以保证要求的装配精度
内螺纹圆柱销 GB/T120.1-2000 GB/T120.2-2000		主要用于定位，也可用于连接。内螺纹供拆卸用，有 A 、 B 两种规格。 B 型用于盲孔。直径偏差只有 n6 一种。稍钉直径最小为 6mm 。常用的加工方法是配钻、铰，以保证要求的装配精度
带孔销 GB/T880-2008		两端用开口销锁住拆卸方便。用于铰链连接处
圆锥销 GB/T117-2000		有 1 : 50 的锥度。与有锥度的铰制孔相配。拆装方便，可多次拆装，定位精度比回柱悄高。能自锁。一般两端伸出被连接件，以便拆装
内螺纹圆锥销 GB/T118-2000		螺纹孔用于拆卸。可用于盲孔。有 l : 50 的锥度。与有锥度的铰制孔相配。拆装方便，可多次拆装定位精度比圆柱销高。能自锁。一般两端伸出被连接件，以便拆装
开口销 GB/T91-2000		用于锁定其他零件，如轴、槽形螺母等。是一种较可靠的锁紧方法，应用广泛
销轴 GB/T882-2008		用于作铰接轴，用开口悄锁紧，工作可靠

注：上表中，虽然圆锥销的定位精度是最高的，但不建议使用，因为与圆锥稍配合的圆锥孔加工比较困难。

公司现在在用的定位销直径都是¢6mm 及以下的，采用的都是第一种规格“圆柱销”。在设计定位销孔时应优先选用基孔制，并优先选用表 3.6-2 中推荐的配合

表 3.6-2 定位销配合

优先配合		说明
基孔制	基轴制
H7/g6	G7/h6	广泛用于无相对转动的零件，作为一般的定位配合,零件可以方便拆装。若没有温度、变形影响，也用于精密滑动配合
H7/h6	H7/h6

H7/k6	K7/h6	过渡配合，用于精密定位. 一般用木锤装配
H7/n6	N7/h6	过渡配合，允许有较大过盈的更精密定位. 在最大过盈时要求相当的压入力
H7/p6	P7/h6	用于定位精度特别重要时的小过盈配合，为较轻的压入配合
H7/s6	S7/h6	用于定位精度特别重要时的永久性和半永久性装配，需要中等压力或冷热装配

3.7 网纹（或直纹）滚花选取

一般滚花参数有两种：节距 p 和模数 m（ GB/T6403.3-1986 ），对应关系为：p=πm,按模数 m 选择有 0.2、0.3、0.4、0.5 ，按节距 p 选择有 0.6、0.8、1.2、1.6。标注优先按模数 m 进行选择。参数根据外圆直径和宽度不同而进行不同选择，直径在 16～65 之间，宽度大于 6 的外圆，网纹滚花推荐尺寸 m=0.4 ，m=0.5,直纹滚花推荐尺寸 m=0.3。

3.8 腰圆孔\槽宽度尺寸选择

腰圆孔\槽主要用用途：可调螺钉通孔、键槽、减重槽等

腰圆孔加工是以铣加工为主，为提高加工效率，因此腰圆孔\槽的宽度尽量与铣刀直径相对应。见表 3.8-1

表 3.8-1 国标铣刀直径系列

国标铣刀直径系列

2 ；2.5 ； 3 ；4 ； 5 ； 6 ；7 ；8 ； 10 ； 12 ；14 ；16 ；18 ；20 ；

注：可调螺钉通孔腰圆槽的宽度应优先匹配螺钉通孔的外径（中等装配 H13 ）

3.9 O 形密封圈沟槽的设计工艺要求

3.9.1 O 形圈沟槽设计工艺要求

密封的功能就是阻止泄漏或防止外界杂质侵入机器设备内部。对密封的基本要求是严密，可靠，寿命长，力求结构紧凑，简单，制造维修方便，成本低廉。大多数密封圈为易损件，应保证互换性，实现标准化，系列化。

目前我司常用的 O 型密封圈材料是邵氏硬度为 55～65 度的丁腈橡胶和氟橡胶。常用的规格有¢1.8, ¢2.65, ¢3.55。密封状态大多都是静密封状态。

O 形圈的沟槽结构分径向密封和轴向密封两种，见表 3.9-1

3.9-1 常用 O 形圈的沟槽结构

密封结构	图例
径向结构
径向结构
轴向结构

O 形圈沟槽在设计中应注重三个关键部位，见表 3.9-2

表 3.9-2 O 形圈沟槽在设计中的三个关键部位

关键部位	说明
沟槽深度 t	沟槽体积应大于密封圈的体积，以免装配后裸露出密封圈，会形成发气源。沟槽深度根据密封圈的规格及相应的压缩量来确定深度，并标注公差。参见 GB/T 3452.3-2005
沟槽表面粗糙度 Ra	粗糙度的高低直接影响密封效果，在静密封情况下，推荐 3.2 ；在动密封情况下，推荐 1.6 ；在真空密封情况下，推荐 1.6。
同轴度	在径向密封中，为了保证密封圈均匀受压，应要求沟槽底面与孔/轴同轴，保证密封效果，又能提高密封圈使用寿命。同轴度公差应满足下列要求： a,直径小于或等于 50mm 时，不得大于 0.03mm ； b,直径大于 50mm 时，不得大于 0.050mm 。

3.9.1 O 形圈沟槽宽度尺寸优化设计

O 形圈沟槽宽度尺寸相对来表 3.9-2 说，可调整的范围大的多，我司常用的密封载体材料有不锈钢、铝、工程塑料，这三种材料中不锈钢材料最难加工，它的韧性好，屑不易断，加工硬化层严重，且只能采用小刀具加工，这些因素对刀具的磨损很大，直接导致表面粗糙度降低，对密封造成隐患。为了规避这种情况，静密封情况下的沟槽宽度尺寸做如下优化，见表 3.9-3

表 3.9-3 沟槽宽度尺寸优化

O 形圈截面直径		1.8	2.65	3.55
沟槽宽度	径向密封	▲2.5（ 2.4 ）	▲4（ 3.6 ）	▲5（ 4.8 ）
沟槽宽度	轴向密封	▲2.5（ 2.6 ）	▲4（ 3.8 ）	▲5
注：优选带▲的尺寸。打括号的尺寸是 GB/T 3452.3-2005 给定的尺寸，如果按该尺寸加工，会增加加工的走刀次数，刀具磨损时间增长，磨损后的刀具二次走刀时会出现接刀痕，导致粗糙度降低。选用带▲的尺寸后，可用标准刀具加工，减少加工次数，减小刀具磨损，粗糙度和加工效率都会提高，也不影响密封及装配

3.10 焊接

3.10.1 焊接结构的特点

与螺栓连接、铆接比较，焊接有以下特点：

l ）焊接接头强度高螺栓连接和铆接都要在被连接件上钻孔，这就削弱了连接的强度。而焊缝的强度已经可以达到甚至超过母材的强度。

2 ）焊接结构的尺寸和形状可以满足大范围的要求焊接结构的外形尺寸不像铸件或锻件那样受设备条件的限制，制造大型焊接零件是比较容易的。壁的厚度也可以按要求选择，而且可以把差别较大的两段厚度不同的零件焊接起来。还可以采用各种型钢、锻件、铸件焊接成复杂的形状。

3 ）与铸造比较焊接容易制造封闭的中空零件。与铆接比较焊接件容易制造要求严密性的零件。

4 ）铸造需要制造木模（或其他模型）而焊接不需要，因而焊前准备工作简单，生产周期短，在小批或单件生产中这一特点更显得突出。而且焊接容易按要求改变零件的尺寸或形状。

5 ）焊接件成品率较高而且当出现不合格品时容易修复。 6 ）焊接容易产生变形和内应力。

7 ）焊接件的应力集中容易导致结构疲劳破坏或裂纹。 8 ）焊接接头性能不均匀。

以上 l ) ～5 ）为焊接结构的优点， 6 ) ～8 ）为焊接结构的缺点。在工作中应尽量发挥其优点。

3.10.2 焊缝符号、坡口尺寸、及焊接方法代号

3.10.2.1 常用的焊缝符号

常用的焊缝符号见表 3.10-1

表 3.10-1 常用的焊缝符号

名称	示意图	符号
I 形焊缝

V 形焊缝
单边 V 形焊缝
带钝边 V 形焊缝
带钝边单边 V 形焊缝
角焊缝
双面 V 形焊缝（X 焊缝）
双面 V 形焊缝（ K 焊缝）
带钝边双面 V 形焊缝
带钝边双面单 V 形焊缝

补充符号：

补充符号用来补充说明有关焊缝或接头的某些特征（诸如表面形状、衬垫、焊缝分布、施焊地点等）。补充符号见表 3.10-2

表 3.10-2 焊缝特征

名称	符号	说明
平面		焊缝表面通常经过加工后平整
凹面		焊缝表面凹陷
凸面		焊缝表面凸起
周围焊缝		沿着工件周边施焊的焊缝标注位置为基准线与箭头线的交点处
尾部		可以表示所需的信息

3.10.2.2 焊缝尺寸标注

标记示例见图 3.10-1 ，3.10-2

图 3.10-1 图 3.10-2

图 3.10-1 注解：沿周边焊接、单边 V 型焊缝、深度 3mm、焊后修平、共两处

图 3.10-2 注解：3 段焊缝长度为20mm、焊缝间距 10mm 的角焊、焊缝表面凹陷、焊脚高度 3mm

3.10.2.3 聚光焊接工艺应用介绍

聚光焊接工艺应用见表 3.10-3

表 3.10-3 聚光焊接工艺应用

焊接工艺	主要特点	常见应用	局限	聚光应用产品
钨极氩弧焊	气体保护充分、热量集中，熔池较小，焊接速度快，热影响区较窄，焊接变形小，电弧稳定，飞溅小，焊缝致密，表面无熔渣，成形美观，明弧便于操作，易实现自动化，限于室内焊接	最适用于焊接易氧化的铜、铝、钛及其合金，锆、钽、钼等稀有金属，以及不锈钢，耐热钢等	适合薄壁件，对于厚壁件效率较低。对＞ 50mm 厚板不适用	聚光产品应用广泛（钣金和机加工）
二氧化碳气体保护焊	成本低为埋弧和手工弧焊的 40% 左右，质量较好，生产率高，操作性能好，大电流时飞溅较大，成形不够美观，设备较复杂	广泛应用于造船、机车车辆，起重机、农业机械中的低碳钢和低合金钢结构	变形较大，不适合薄壁和小件	一般低碳钢和低合金钢结构，以及不锈钢大件法兰
激光（束）焊接	辐射能量放出迅速，生产率高，可在大气中焊接，不需真空环境和保护气体；能量密度很高，热量集中、时间短，热影响区小；焊接不需与工件接触；焊接异种材料，比较容易，但设备有效系数低、功率较小，焊接厚度受限	焊接变形小，特别适用于焊接微型精密、排列非常密集，对受热敏感的焊件、除焊接一段薄壁搭接外，还可焊接细的金属线材以及导线和金属薄板的搭接，如集成电路内外引线，仪表游丝等的焊接，小径管路焊接。	目前聚光配套单位工艺能力限制，气密性方面难以有效保证。	小径气路连接及微小件连接


炉中钎焊	炉中钎焊一般是在某种保护性气氛下或真空中进行，即气氛保护焊和真空钎焊。保护气氛有氢气、分解氨和氩气	广泛应用于机械、仪表、航空、空间技术所用装配中如电真空器件、导线、蜂窝和夹层结构、硬质合	设备投入高。对于焊接间隙需要一定要求，装配间隙需要尽可能小，尤其对于微孔管径（ 0.125mm ），防止内孔产生毛细吸附	实验室产品气路系统广泛应用。
火焰钎焊	设备简单，灵活性好	钎焊小件	控制温度困难，操作技术要求较高
摩擦焊	接头组织致密，表面不易氧化，质量好且稳定，可焊金属范围较广，可焊异种金属，焊接操作简单、不需添加焊接材料，易实现自动控制，生产率高，设备简单，电能消耗少	广泛用于圆形工件及管子的对接，如大直径铜铝导线的连接，管-板的连接及板- 板连接	设备投入较高，目前工艺推广受限	实验室 ICP 铝材冷却件
扩散焊	焊件紧密贴合，在真空或保护气氛中，在一定温度和压力下保持一段时间，使接触面之间的原子相互扩散完成焊接的一种压焊方法	接头力学性能高；可焊接性能差别大的异种金属，可用来制造双层和多层复合材料；可焊形状复杂的互相接触的面与面，代替整锻；焊接变形小	设备投入高，目前产品暂无工艺需求	工业在线色谱样机使用，聚光暂无应用。
电阻点焊	低电压大电流，生产率高，变形小，限于搭接。不需填加焊接材料，易于实现自动化，设备较一般熔化焊复杂，耗电量大。	点焊主要适用于焊接各种薄板冲压结构及钢筋，目前广泛用于汽车制造、飞机、车厢等轻型结构，利用悬挂式点焊枪可进行全位焊接。薄壁焊接变形小	焊接结构有一定限制	钣金产品

3.11 零件的热处理

3.11.1 零件热处理的特点

热处理是提高零件使用性能的重要手段之一，是机械制造工艺过程中重要的组成部分。通过不同的热处理工艺可以改善材料的加工性能、消除内应力，提高材料硬度、韧性和耐磨性，提高经济效

益。因我司所属的行业差异，热处理零件占全部零件的比重很小。

按照金属材料组织变化的特征，现有主要的主要热处理工艺方法如下：

1 ）退火及正火

2 ）淬火

3 ）回火及时效

4）调质（淬火+高温回火）

5 ）表面淬火

6 ）化学热处理

我司现有的热处理零件及热处理工艺方法见表 3.11-1

表 3.11-1 我司现有的热处理零件及热处理工艺方法

图号	材料	热处理工艺
FPI8.038.421	2083	淬火+低温回火
FPI8.038.422	2083	淬火+低温回火
FPI8.038.423	2083	去应力退火+淬火+低温回火
FPI8.037.184	65Mn	淬火
FPI8.035.870	6061	时效
FPI8.035.871	6061	时效
FPI6.150.342	ZL104	去应力退火+时效

3.11.2 影响热处理零件结构设计工艺性的因素

影响热处理零件结构设计工艺性的因素有：

（ 1 ）零件材料的热处理性能淬硬性容易引入误区的是：

1 ）以为热处理就是淬火，淬火就是要获得高硬度，硬度越高越好，硬度高就表示质量高。一般情况下，硬度、强度高，韧度和塑性就下降。而机器零件和某些工具往往需要硬度、强度与韧度、塑性良好的配合。片面追求高硬度就会引起许多热处理疵病，如变形量剧增、开裂，需要用淬火烈度强的冷却介质等。

2 ）一般认为，硬度高耐磨性好，这在一定的淬火硬度范围内是这样，耐磨性是一个很复杂的问题，磨损也有多种多样的磨损，笼统地把硬度与耐磨性成正比的关系推而广之，应用于一切情况下是不适宜的。

3 ）一种钢或一个具体工件，它能达到的淬火最高硬度与最适宜的硬度是两个概念。如最常用的 45 钢，它的平均碳含量（质量分数）仅有 0 . 45 % ，由于冶金因素和热处理工艺因素的影响，它有时也可淬硬到 60HRC 以上的高硬度，但如果设计要求 45 钢的淬火回火后的硬度达到 60HRC 以上，就不合适，甚至被视为错误。

4）硬度是力学性能的一个代用特性指标，在设计图样上往往只提出硬度要求，而不提出隐含的热处理质量要求，因此常常被误解为硬度是零件热处理的惟一技术要求。

（ 2 ）零件的几何形状和刚度

（ 3 ）零件的尺寸大小

（4）零件的表面质量

3.11.2 改善零件热处理工艺性的结构设计

零件结构形状对热处理工艺性影响很大。为改善热处理工艺性，应遵循如下几条原则：

1 ）零件大小应适中，结构几何要素要有规则。特别大、特别小、特别薄、特别厚尤其是厚薄不均、截面相差悬殊的零件；奇形怪状的零件热处理工艺性总是不好的，不仅热处理工艺性差，其他工

艺的工艺性也差。当能拆开用几件形状简单件组成时，应尽可能变成组合件。如镶钢导轨，模具复杂的成形零件利用镶块（镶件）等。不同顶尖的精度要求也不一样，低的可以采用碳素工具钢，最高级的也有采用硬质合金。当用整体结构更经济时（零件较小、材料费用不大、一次加工完全容易），也不一定用组合结构。

2 ）细而长的零件如机床丝杆、细长轴等，长度与直径比不宜太大。为了避免或减少变形，在热处理时应在井式炉内吊挂加热，因此，其形状应便于吊具装夹。

3 ）零件各部位的截面应尽量均匀并变化平缓，避免厚薄太悬殊。因为厚薄不均匀必然导致加

热、冷却不均匀。淬火时冷却不均匀，这样马氏体转变先后不一，造成薄弱处拉应力大于钢的抗拉强度，引起开裂。如果热处理操作不慎，则更易发生变形或裂纹。

4 ）锐边尖角容易引起应力集中而开裂，应倒钝角或加工成圆角。 5 ）零件几何形状力求简单对称。

6 ）零件应具有一定刚性，不然在加工过程中会发生变形，必要时可附加加强筋。

7 ）内孔要求淬硬时，不应是不通孔。一个零件有多个孔时，孔与孔之间或孔与边之间的距离应有足够大，避免形成薄壁，或形成尖角效应。

8 ）热处理零件最终热处理时表面应清洁和较低的粗糙度，一般淬火零件粗糙度 Ra 不大于 3.2um ；渗氮零件要求≤0.08～0.10um ，一般是经磨削加工以后的表面粗糙度。

改善零件热处理工艺性的结构设计示例见表 3.11-2

表 3.11-2 改善零件热处理工艺性的结构设计示例

注意事项	图例		说明
注意事项	改进前	改进后	说明
避免尖角、棱角			零件的尖角、棱角部分是淬火应力最集中的地方，往往成为淬火裂纹的起点，应予倒钝
避免断面突变			断面过渡处应有较大的圆角半径，以避免冷却速度不一致而开裂
			加开工艺孔，使零件截面较均匀

避免结构尺寸厚薄相差悬殊			变不通孔为通孔
避免孔距离边缘太近			避免危险尺寸或太薄的边缘。当零件要求必须是薄边时，应在热处理后成形（加工去多余部分）
避免孔距离边缘太近			结构允许时，孔距离边缘应不小于 1.5d
防止螺纹脆裂			螺纹在淬火前已车好，则在淬火时用石棉泥、铁丝包扎防护
防止螺纹脆裂			渗碳件螺纹部位采用留加工余量的方法，或螺纹先车出，采用直接防护方法（镀铜、涂青剂等）