二、改进产品零件、部件结构

零件、部件是组成产品的重要单元。零件、部件设计的如何直接关系到整个产品的性能，经济指标和技术指标。为了提高产品性能，简化装配工作，在保证机械性能和某些特殊功能的情况下，尽可能地简化结构，节约材料。

(一)积木化，整体化

如果某一部件可广泛应用于不同的产品，则做成标准部件就比较经济，如收音机中的调谐器，放大器和喇叭都是一个个[[标准部零件、部件]。计算器的键板等也是标准部件，同样的键板可使用于各种不同的计算器。又如真空设备上的各种阀，水冷挡板，管路零部件，控制机柜等，均可分离成独立的标准或专用零件、部件。在新产品设计中除少部分具有特殊要求为专用零件、部件外，大部分可选用已经标准化或通用化的零件、部件，就可大大缩短设计周期、试制周期，保证产品质量，便于装配，维修，又可组织专业化大批量生产，提高生产效率，节约材料，降低产品成本。

整体化设计，可减少零件数量及各零件间的交界面，减少逐个零件装配，减少了零件、部件的重量和复杂性；整体化构建由于连接件少，应力集中点也较少，既简化了装配又提高了证件的力学性能。由于结果连续强度高，可达到虽小体积，节约材料的木笔，有些整体化设计还可达到集中和程序控制的目的。例如真空机组上的真空组合阀，如下图所示。

图示位置（手柄在第I位置上）为全关闭，机械汞停止工作。当手柄转至第II位置时，全打开接通容器抽预真空。当手柄转至第III位置上时，接通扩散汞前级，关闭预真空，抽低真空。该阀可代替预真空阀和低真空阀工作，一阀两用。节省了一个部件，节约了材料和加工工时。

（二）以焊接件代锻件

例1，φ50超高真空阀其漏率不大于托*升/秒，该阀的阀体是φ50超高真空阀的逐渐，原设计体位整体，材料1Cr13，如下图所示

改进前的阀体为整体锻件，加工掏成空腔，浪费材料，大量的不锈钢变成切屑，加工工作量大而且较难加工，零件体厚笨重，同时需三方接真空管道，90度蜜蜂止口部便装配，没拆装一次需要更换一次密封垫，也浪费密封垫材料紫铜。

改进后的阀体，材料Cr18Ni9Ti，如下图所示，将原来的整体分解成若干个小零件，基本上时不锈钢管和法兰组合焊接而成，采用焊接结构后，大大减轻了重量，节约材料达60%-70%。

(三)简化装配工作的按扣配合件

按扣配合是一种节省劳动力的装配方法，它安装快，省力，结构较为简单且无零散小件，公差要求也不太严格，价廉，广泛用于可拆和不可拆的装配，如下图所示。

过盈量i(i=D-d)，必须小于槽宽S。

1．按扣配合的条件

i/S＜l

2．按扣配合的特点

(1)按扣配合零件较少，结构较简单，节约材料和加工工时，装配比其它所有连接方式(压配合，螺纹连接，焊接等)都简便得多。

(2)按扣配合比压配合更牢固可靠，压入配合的抗拨出力是由摩擦而来的，且与压入力大小差不多。按扣配合的配合力是由机械锁紫及摩擦两者产生的，其抗拨出力可比压入力大几百倍b在装配过程中按扣配合伴随“卡搭”声是经历一次能量转换，一早装配完成，部件就不再有载荷了。而压入配合的部件，长期承受装配过程中产生的应力，经过长时间后应力松弛和蠕变可能使压入配合失效。按扣配合的强度却不会随时间而减弱。

(3)用于可拆卸装配时，按扣配合能与螺纹连接竞争，在振动情况下摩擦力降低，螺钉和螺母会松动。按扣配合的零件处于低势能状态，因此这种配合是防震的。用于刁；可拆卸装配时，按扣配合可与压入配合，焊接媲美。焊接要求两种材料问要能匹配，最好是同样的材料，而按扣配合可用于不同材料间的连接(如玻璃和金属等)。

(4)按扣配合的过盈量就是装配过程中两个配件变形量的总和。过盈量太大会造成装配困难，而过盈量太小则使抗拔出力过低。

(5)按扣配合也有失败的可能，因弹性件的永久变形或断裂。磨损或严重油污无摩

(四)节约材料保证机械设能的结构设计

既要节约材料，又要保证构件的机械性能(强度，刚度等)，作到两全其美。这样首先要考虑的问题就是结构屈曲变形的问题，“屈曲”是由于刚度不足而产生的破坏，则度又叫刚性或回弹率c屈曲是薄壳，是常见的破坏方式，局部屈曲分：受压屈曲，受弯屈曲和扭转屈曲三种。如何强化薄壳，梁和柱是解决屈曲问题的主要方案。预防屈曲的措施如下：

(1)采用加强方法，加筋，压瓦楞，表面网纹结构，均可提高构件的强度和刚度，以防止局部屈曲。

(2)选用具有较高弹性模量B和较高剪切模量G的硬质材料。

(3)梁和拄的设计，用管子代替实心棒承受的转载荷大，因空心管其重量x、y、z：轴三座标的惯性矩较大，故在抗弯曲和抗扭转方面比实心棒效果更好。

(4)增加壁厚，选用令直径厚壁管，承受弯曲时不致于屈曲。

(5)薄壁管弯形时，可装入填充物如砂子、蜡或树脂等，弯形时这些填充钩可加强管壁并产生流体静压力，弯形后将填充物熔化，回收以备再用。

(五)节约树料助产品(零件、部件)结构设计

电子元器件中，有许多产品结构不单是为了确保其机械强度，而更多地考虑其电性能。如变压器的功能，导磁率是它的主要质量指标和设计的主导思想，如何在保证质量的条件下缩小体积，减少材料消耗，就是改进产品结构设计的方向。

例如变压器阻流圈铁；路的设计，有CD型和ED型两种，其铁芯均需用冷轧硅钢带(D310)制造。ED型采用冲压片重叠装配而成，CD型采用卷绕工艺制成。但CD型铁芯比ED型铁芯有显著的优点；它质量稳定，损耗小，导磁串高，相同横截面积的c型铁芯导磁率B位为15000-17000高斯，而E型结构的铁芯B值一般在9000—12000高斯；相同容量的C型铁芯比E型钦芯重员可减轻三分之一左右，节约了钢材。生产一台250瓦的同功率的变压器．按采用C型铁芯耗用继钢片1.88公斤，而采用E型铁芯需耗用硅钢片3.04公斤；同时C型银芯外形美观，装越简便。因此，在各种变压器和阻流圈的设计中均应尽量采用C型铁芯结构，既提高了产品质量，每台又减少消耗硅钢片1.16公斤(约38％)。