一个好的结构设计往往是将产品功能与其工艺性完美结合的产物。因此，必须考虑制造的可能性与方便程度，并尽力降低工艺难度和成本。工艺性主要包括毛坯加工的工艺性、切削加工的工艺性、装配工艺性以及使用维修与拆装调整的工艺性等。
（1）毛坯加工的工艺性
1）设计铸件的工艺原则。铸件适用于形状比较复杂的较大批量生产的结构。设计铸造毛坯的工艺原则详见表6-11。
表6-11 设计铸造毛坯的工艺原则
（续）
2）设计焊接结构的工艺原则。焊接结构的设计除了合理选择焊接类型与焊缝形式外，还应十分注意表6-12所列的设计焊接件的工艺性原则。
表6-12 设计焊接件的工艺性原则
（续）
（2）切削加工的工艺性 表6-13列出了切削加工的工艺性原则，以达到提高加工效率和降低加工难度与成本。
表6-13 切削加工的工艺性原则
（续）
（3）装配工艺性 可装配性设计（DFA）方法是衡量产品装配难易程度的最佳实践，它在现代产品设计中，已得到广泛应用。装配一个产品必须从仓库搬运得到零部件；把零部件按相互位置摆放好；装配。因此，便利的装配要求搬运、摆放和装配的零部件直接成一定比例（无多余件），部件从仓库到最终装配位置移动容易。在机械化装配的情况下，零部件的输送主要考虑装配质量的检测，摆放的目的是使待装配的零部件达到装配所需的位置和方向。例如，要将螺钉旋入螺纹孔中，必须使其在同一轴线上，并使螺纹底部对准孔。装配应遵循的13项原则：
原则1：整个部件数最少
这在功能结构设计和原理设计时就应考虑，尽可能用一个零部件来完成多种功能。判断零部件数是否最少的方法是：检查每一组相邻零件，看其是否真的需要分开？如果不是的话，就应制成一体。
原则2：用最少的独立紧固件
因为多一个紧固件就要增加操作工序，且增加采购、库存、统计、质量控制成本。同时，紧固件容易因产生应力集中而损坏。此外，还要考虑到紧固件的标准化，以便用最少的装配工具。经验表明，如果产品中有超过1/3的件为紧固件，则是较差的设计。
在塑料制品中最好用搭扣配合以免去紧固件。图6-129所示为搭扣紧固设计。其中图a为悬臂搭扣，易出现因弯曲应力过大而损坏；图b为搭扣配合耳柄，需考虑耳柄的长度适度；图c为扭转搭扣。
降低紧固件数目，还可以采用一件紧固件和一个销、钩或其他辅助方式实现联接。图6-130所示为塑料和金属片的联接。
原则3：设计产品中用基本件定位其他件
这一设计原则鼓励使用一个简单的基本件，所有其他件装在此基本件上。仪表装配如图6-131所示，基本件提供了确定其他零件位置、固定、传输、定位和支撑的基础。
原则4：在装配过程中不需要重新定位基准
这一原则是指装配基准应与设计基准和加工基准一致。如在装配中使用了机器人或专门设计的零件装置，已经有精确的定位基准，不需要重新定位。二次定位只能表明产品设计差。
图6-130 塑料和金属片的联接
图6-131 仪表装配
图6-132 圆珠笔装配
原则5：使装配过程高效
高效的装配方式应具有以下特征：
1）装配步骤减少。
2）避免损坏零件。
3）在装配过程中避免产品或设备笨重、不稳或某些条件下位置不稳。
4）避免产生许多分离的但要求后续装入的组件。
设计中微小的变化都可能引起装配方式的选择，故在设计中就要充分考虑到装配。下面以圆珠笔为例说明如何考虑装配问题。
第1步：列出与装配过程有关的所有零件和处理过程，圆珠笔装配如图6-132所示。
第2步：列出零件间的联系，形成联系图。圆珠笔的联系图如图6-133所示。图中节点代表零件，连接线表示它们之间的联系。联系图可以有环路。例如，笔可能有底部支持着笔芯的一端，产生分界面6，形成笔芯与底部之间的连接（如虚线所示，并假定笔中无残留物）。
第3步：选择基础件。基础件应在联系图的一端或是一个大件。此零件应满足组件最少，而且允许的装配方向最少。对于圆珠笔来说，笔帽、底部或笔身都是可选择的基础件。笔帽作为基础件不符合习惯。笔身需要两个方向装配。看来，底部可能是最好的装配基础件。
第4步：递归地增加下一件。提高装配工艺性主要遵循下述原则：用联系图为指导增加零件时，意识到装配顺序是很重要的。比如：在墨水装入之前，笔芯必须装在笔头上。在开始这一步之前，列出全部优先要求很有用。对于圆珠笔来说，优先要求是：联系3必须先联系4；联系5必须先联系1。
图6-133 圆珠笔的联系图
第5步：明确组件。组件可能由零件组成，并有严格的相互间联系，在没有拆散前可重新定位，并与其他的装配件有简单的联系。组件仅在为使装配过程简化时使用。对于圆珠笔来说，笔头、笔芯和墨水组成了一个组件，这可简化装配。圆珠笔的装配顺序可以有多种，如：[2，（3，4）1，5]或[底部、笔身﹝笔头、笔芯、墨水）笔帽]。前一种装配顺序列出了联系，后者则列出了装配零部件，括号内表示组件。
这里给出的过程，对于评价装配顺序和确定当顺序变化时对设计的影响非常有意义，同时也可衡量装配顺序的效率。如果所有的联系按一定的逻辑顺序连接，无组件产生且无不好使用的联系，那么这种装配顺序是高效的。
原则6：避免使分检变复杂的零件特征
部件的三种特征会使分检复杂化：混乱、沟槽和挠性。如图6-134所示，这些零件如果装在箱子或盘子中，由于它们会混杂在一起，难于分别检出。但若将其设计成如图b那样，就不会引起混乱。
沟槽也会使分检复杂化，如图6-135所示零件相互挤塞在一起。有两种简单的解决办法：改变内部相互锁紧平面的角度；增加防止挤塞的环节。此外，零件的挠性，如垫圈、管和金属线绳等，特别难以分检和处理，为此，应尽可能不用或用短的、硬的挠性件。
图6-134 修改设计避免零件混乱(www.xing528.com)
图6-135 修改设计避免零件挤塞
原则7：为分检、处理和配对专门设计零件
在设计时就要考虑到零件的装配方法，采用手工、机器人或专用输送机装配。如果年产量低于25万件，手工装配最经济；年产量在2000万件以上，机器人装配最好；年产量超过200万件采用专用输送机装配合理。这些系统都需要零件分检、处理和配对。例如：手工装配的零件可以大量输送，但必须有容易抓取的特征；机器人的手可以自动送进，且能像人手一样从外部抓住零件，或从内部在平面上用一吸杯或用其他终端效应器来抓取零件。
原则8：所有零件头尾设计成对称的
如果在装配中零件仅能以一种方式装入，那么零件必须定好方向，并从这个方向装入，这对于装配精度的要求就很高。如果是球头，则与装配方向无关，装配就简单多了。绝大多数装配介于上述两种极端情况之间。零件现状对称可以简化装配。有两种对称方式：头尾对称（垂直与插入轴的轴对称）和与插入轴对称。头尾对称意味着在装配时，可以从零件的任何一端首先装入。图6-136所示的轴对称零件计划沿轴向装入，左侧图只能由一个方向装入，若改为右侧图头尾对称结构，则也能从另一个方向装入。
原则9：将所有零件设计为与插入轴对称
设计者还应考虑到旋转对称性。图6-137所示为考虑与插入轴对称的改进设计，左侧为非对称形状，改为右侧则对称了。若设计成圆形或球形，则可360°旋转对称。
图6-136 修改轴对称零件为头尾对称
图6-137 与插入轴对称的改进设计
原则10：所设计零件与插入轴不对称时要将不对称性表达清楚
这一原则的目的是让零件仅按规定的方式装入。如图6-138所示，左侧为局部不对称形状；右侧为改进设计后强化了不对称性形状，更容易定向而不会装错。
原则11：零件通过直线式装配实现配合，从同一方向完成所有操作
这一原则的目的是使装配运动最少，即：装配时所有零件只需按一定顺序在同一方向移动。因此，装配过程不需要基准的再定位，也不需要考虑其他的装配运动。考虑到重力对装配过程的帮助，向下是最佳方向。图6-139中，左侧原装配需三个运动，图b所示为改进后装配只需向下的一个运动。
原则12：充分利用斜面、倒角和柔顺性实现插入和调整
利用倒角、圆角及导向部分，使装配容易已为大家所熟知，图6-140所示为利用柔性使装配容易的示例。
图6-138 修改设计强化不对称性
图6-139 改进设计做到单一方向装入
图6-140 利用柔性使装配容易的示例
原则13：零件的最大可接近性
无论装配还是维修都需要工具。要提高装配效率，为工具留出足够的空间是必要的。如零件没有抓取间隙，装配就会发生困难。如果零件在不方便的情况下装入，装配效率也就相应降低。图6-141所示为改进后加大了扳手活动范围，也就提高了装配效率。
可按表6-14来评价可装配性设计13项原则的执行情况。
图6-141 为工具留空间进行改进
表6-14 可装配设计评价表
此外，为提高装配工艺性还要遵循下述原则：
1）零件的紧配合面不宜过长。如图6-142b中，与齿轮和滚动轴承相配合的紧配合轴段太长，不仅装配难度大，而且容易擦伤配合表面；若将其改为图6-142a所示的阶梯结构，即方便加工，又有利于装配。
2）多个紧配合面不应同时与孔装入。如图6-142a所示的两个滚动轴承必须同时与孔装入，因此很难同时都对正，加大了装配难度；如能改为图6-142b所示结构，使两个轴承装入孔的时间错开（即使左端的轴承先装入孔中，然后右端的轴承后装入孔），则可降低装配难度。
图6-142 两个紧配合面不应同时与孔装入
3）应采用可以减少装配差错的设计。如图6-143a所示的滑动轴承右侧有一个与油箱联通的加油孔，在装配中，很容易将孔的方向装错，导致不能供油的危险。其中图b改为双孔结构，虽可以避免装配差错，但总有一个孔不起作用，而图c增加一个环形储油槽，则使所有油孔均可发挥进油作用，是最佳的设计。
4）对于复杂结构适宜采取分块集中装配方式。如图6-66与图6-67中，由于在小锥齿轮轴系中，采用了“套杯结构”。因此可采取先将套杯内的结构分块集中装配，然后再总装，以提高装配效率。
（4）使用维修与拆装调整的工艺性 为提高使用维修工艺性主要应遵循下述原则：
1）不同工作参数的调整应互相独立。如图6-67所示的锥齿轮传动中，既要调整锥顶位置，又要调整两对轴承的间隙。这些调整项目均通过改变垫片厚度进行调整，但必须相互独立，不得互相嵌套，以避免增加调整的难度和工作量。其中，小锥齿轮轴承间隙通过套杯与其端盖之间的垫片调整；而小锥齿轮的锥顶位置则通过套杯与箱体之间的垫片调整。大锥齿轮轴承间隙通过改变两端垫片厚度之和来调整；而大锥齿轮的锥顶位置则通过改变两端垫片厚度之差来调整。所以，各项调整都是相互独立的。
2）应便于拆卸易损零件。如图6-144为弹性套柱销联轴器结构。其中，塑料弹性套为易损件，必须定期更换，设计中应考虑使其拆装尽量简便，并提供必要的拆装空间。
图6-143 减少装配差错的结构设计
图6-144 弹性套柱销联轴器结构
3）装配关系应互相独立。如图6-145a所示的轴承座结构的装配关系不独立，在更换轴承时，不但要破坏轴承盖与轴承座的装配关系，而且要破坏轴承座与机体的装配关系。若改为如图6-145b所示的轴承座结构后，则两者的装配关系相互独立。当更换轴承时，不需要破坏轴承座与机体的装配关系，且轴承盖与轴承座通过止口定位，装配后不需要调整，使得维修中更换易损件变得十分方便。
图6-145 装配关系互相独立的结构
4）为需要拆卸的紧配合设置辅助拆卸结构。如图6-146为辅助滚动轴承的拆卸结构，设计中应在轴承定位端面与轴台之间留有操作空间。又如图6-147为圆锥面的辅助拆卸结构，为了有利于拆卸，通过油孔向锥面加入高压油。
图6-146 滚动轴承的辅助拆卸结构
图6-147 圆锥面的辅助拆卸结构
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