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機械制造工藝學 課程設計指導書 山東英才學院 2011.11 機械制造工藝學課程設計指導 一、設計目的 機械制造工藝學課程設計的目的是讓學生在學習了機械制造工藝學和進行了校內外的生產實習之后讓學生獲得綜合運用過去所學過的全部課程進行工藝及結構設計的基本能力。同時，課程設計也是為了畢業(yè)設計進行一次綜合訓練和準備。機械制造工藝學的課程設計可以使學生在下述三方面得到鍛煉： （1）能把機械制造工藝學課程中的基本理論和在校內外生產實習中學 到的實踐知識有機的相結合，從而解決零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，從而確保零件的加工質量。 （2）提高學生的機械結構設計能力。通過針對某一典型零件的夾具（或量 具）的設計，從而使學生能夠通過所給出的被加工零件的加工要求，設計出高效率、低成本、裝夾簡單、省力、省時而能保證加工質量的夾具的能力。 （3）鍛煉學生使用手冊及圖表資料的能力。能夠熟練地依據給定的任務而 查找相關的資料、手冊及圖表并掌握其中的設計信息用于設計參數的確定。 二、設計的要求 機械制造工藝學課程設計題目定為： ××零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計。 生產綱領為中批或大批生產。 設計的要求包括以下幾個部分： 零件圖　　 1張 毛坯圖 　　　　　　　　　　　　　 1張　　 機械加工工藝過程綜合卡片 　　　　　　　　　 1張 工藝裝備設計 1～2套 工藝裝備主要零件圖 1張 課程設計說明書 1份 課程設計題目由指導教師選定，經教研室主任審查簽字后發(fā)給學生。 按教學計劃規(guī)定，機械制造工藝學課程設計總學時數為2周，其進度及時間大致分配入下： 熟悉零件，畫零件圖 約占一天（10%） 選擇加工方案，確定工藝路線和工藝尺寸，填寫工藝過程綜合卡 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 約占三天（40%） 工藝裝備設計（畫總裝圖及主要零件圖）　 約占四天（40%） 編寫設計說明書　 　 約占二天（10%） 三、設計的內容及步驟 １.　從工藝方法上分析零件，畫零件圖 對進行工藝分析零件包括以下幾個主要內容： （1）分析零件的作用、設計基準及技術要求； （2）分析零件的形狀位置精度、表面粗糙度以及主要加工表面的尺寸等； （3）分析零件的機械加工的工藝性、材質、及完成后熱處理的要求。 零件圖按機械制圖國家標準繪制。按１：１比例畫出。 ２.　毛坯的制造方式的確定 根據生產批量的大小、零件的復雜程度、加工表面及非加工表面的技術要求 等幾方面綜合考慮毛坯的制造方式。由于選擇不同毛坯的制造方式，會影響到整個工藝過程是否經濟合理，所以應仔細考慮認真對待。毛坯的制造方式一般以其生產性質來決定。 ３.　確定機械加工工藝路線 制定工藝路線。在完成了對零件工藝分析之后，　制定零件的工藝路 線和劃分粗、精加工階段。對于比較復雜的零件，應考慮幾個加工方案，分析比較，之后確定比較合理的加工方案。 （1）定位基準的選擇和工序尺寸計算。各工序的定位基準應根據粗、精基 準選擇原則合理選定。如果某工序的定位基準與設計基準不一致，就應該對該工序尺寸進行換算。 （2）選擇機床種類及工裝、夾具、量具和所用到刃具。在保證加工質量的 基礎上選擇經濟合理的機床設備進行加工。如果是大批大量生產則選用專用工裝夾具和通用機床。 （3）確定加工余量及工序間尺寸與公差。各工序各表面的加工余量應根據 工藝路線的安排依次確定。按經濟精度來確定工序間尺寸公差。一個表面的總加工余量，即為該表面各工序間加工余量之和?！? 在本設計中，學生可直接從《機械制造工藝設計簡明手冊》中查得各加工表面的余量及公差。 （4）確定切削用量。在機床、刀具、加工余量等已確定的基礎上，要求學 生用公式計算1～2道工序的切削用量，其余各工序的切削用量可由切削用量手冊中查得。 （5）工序的切削用量可由切削用量手冊中查得，但是要求學生用公式計算 兩道工序的切削用量。 （6）畫出零件的毛坯圖。在加工余量已確定的基礎上，要求毛坯輪廓用粗 實線繪制，零件的實體尺寸用雙點畫線繪出，比例取1：1。同時應在圖上標出毛坯的尺寸、公差、技術要求、毛坯制造的分模面、圓角半徑和起模斜度等。 （7）填寫機械加工工藝過程綜合卡片。將前述各項內容以及各工序加工簡 圖，一并填入機械加工工藝過程綜合卡片。 1)工序簡圖可按比例縮小，并盡量用較少的投影繪出。簡圖中的加工表面用粗實線表示。對定位、夾緊表面應以規(guī)定符號表明。最后，應標明各加工表面在本工序加工后的尺寸、公差及表面粗糙度。 2)工序簡圖中的定位、夾緊符號應符合機械工業(yè)部標準JB/Z174-82 的規(guī)定。 4.工藝裝備設計 要求學生設計為加工給定零件所必需的夾具1～2套。具體的設計項目可根據加工需要由學生本人提出并經指導教師同意后確定。所設計的夾具其零件數以20～40件為宜，即應具有中等以上的復雜程度。 結構設計的具體步驟如下： （1）確定設計方案，繪制結構原理示意圖。設計方案的確定是一項十分重要的設計程序，方案的優(yōu)劣往往決定了夾具設計的成功與失敗，因此必須充分地進行研究和討論，以確定最佳方案，而不應急于繪圖，草率從事。 學生在確定夾具設計方案時應當遵循的原則是：確保加工質量，結構盡量 簡單，操作省力高效，制造成本低廉。這四條原則如果單獨拿出來分析，有些是互相矛盾的。而設計者的任務，就是要在設計實踐中，綜合上述四條，通盤考慮，靈活運用所學知識，結合實際情況，注意分析研究，考慮互相制約的各種因素，確定最合理的設計方案。 （2）選擇定位元件，計算定位誤差。在確定設計方案的基礎上，應按照加工精度的高低，需要消除自由度的數目以及粗、精加工的需要，按有關標準正確地選擇元件。 選擇好定位元件之后，還應對定位誤差進行計算。計算如果超差時，需要 改變定位方法或提高定位元件、定位表面的制造精度 ，以減少定位誤差，提高加工精度。有時甚至要從根本上那個改變工藝路線的安排，以保證零件的加工順利進行。 （3）計算所需的夾緊力，設計夾緊機構。設計時所進行的夾緊力計算，實際上是經過簡化了的計算。因此此時計算所得，僅為零件在切削力、夾緊力的作用下按照靜力平衡條件而求得的理論夾緊力。為了保證零件裝夾的安全可靠，實際所需的夾緊力應比夾緊力大，即應對理論夾緊力乘以安全系數K。K的大小可由有關手冊中查得，一般K=1.5～2.5。 應該指出，由于加工方法、切削刀具以及裝夾方式千差萬別，夾緊力的計 算在有些情況下是沒有現成公式可以套用的，所以需要同學們根據過去所學的理論進行分析研究，以決定合理的計算方法。 夾緊機構的功用就是將動力源的力正確、有效地施加到工件上去。同學可 以根據具體情況，選擇并設計杠桿、螺旋、偏心、鉸鏈等不同的夾緊機構，并配合以手動、氣動或液動地動力源，將夾具的設計工作逐步完善起來。 （4）畫夾具裝配圖。畫夾具裝配圖是夾具設計工作中重要的一環(huán)。畫夾具圖時，應當注意和遵循以下各點： 1)本設計中，要求按１：１的比例畫夾具總裝圖。被加工零件在夾具上的位置，要用雙點畫線表示，夾緊機構應處于“夾緊”的位置上。 2)注意投影的選擇。應當用最少的投影將夾具的結構完全清楚地表達出來。因此，在畫圖之前，應當仔細考慮各視圖的配置與安排。 3)所設計的夾具，不但機構要合理，結構也應當合理，否則都不能正常工作。 4)要保證夾具與機床的相對位置及刀具與夾具的相對位置的正確性，即夾具上應具備定位鍵及對刀裝置。 5)運動部件的運動要靈活，不能出現干涉和卡死的現象?；剞D工作臺或回轉定位部件應有鎖緊裝置，不能在工作中松動。 6)夾具的裝配工藝性和夾具零件（尤其是夾具體）的可加工性要好。 7)夾具體中的運動零部件要有潤滑措施，夾具的排屑要方便。 8)零件的選材、尺寸公差的標注以及總裝技術要求要合理。為便于審查零件的加工工藝性及夾具的裝配工藝性，從教學要求出發(fā)，各零部件盡量不采用簡化法繪制。 裝配圖的標題欄規(guī)格、形式如圖B所以。 9)對夾具裝配圖上尺寸標注要求。在夾具裝配圖上，一般只要求標注四種尺寸，即輪廓尺寸、配合尺寸、與加工有關聯(lián)的尺寸與機床有關聯(lián)的尺寸。 ａ．輪廓尺寸。即夾具的長、寬、高尺寸。如果夾具有活動部件，則應將活動部件的移動極限用雙點劃線劃出，并標出尺寸。 ｂ．配合尺寸。夾具總裝圖上的所有配合表面均應標出其尺寸與配合。 ｃ．與加工有關聯(lián)的尺寸。例如，對刀塊到被加工零件定位基面的尺寸、鉆套中心線到被加工零件定為基面的距離等。 ｄ．與機床有關的尺寸。例如，銑床夾具上定位鍵的寬度尺寸要專門標出，夾具與機床聯(lián)結時放置螺栓的槽寬與槽距也要標出，車床卡盤與主軸的定位錐面的錐度與直徑或定位圓柱面的尺寸、配合及聯(lián)結螺紋的尺寸、規(guī)格等。 此外，夾具裝配圖上還應標出形位公差要求。如刀具的導向件到被加工零件定位基面的平行度或垂直度，被加工零件定位基面到夾具安裝基面的平行度或垂直度要求等。 5.　編寫設計說明書 　　學生在完成上述全部工作之后，應將前述工作依先后順序編寫設計說明書一份。要求字跡工整，語言簡煉，文字通順。說明書應打印輸出并裝訂成冊。 四、設計成績的考核 課程設計的全部圖樣及說明書應由設計者及指導教師的簽字。未經指導教師 簽字的設計，不能參加答辯。 由教研室教師組成答辯小組，設計者本人應首先對自己的設計進行10～15 分鐘的講解，然后進行答辯。每個學生的答辯時間，一般不超過30～45分鐘。 課程設計成績根據平時的工作情況，工藝分析的深入程度、工藝裝備的設計 水平、圖樣的質與量、獨立工作能力以及答辯情況綜合衡量，由答辯小組討論評定。 答辯成績定為五級：優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格。 附： 機械制造工藝學 課 程 設 計 說 明 書 設計題目： “********”零件的機械加工工藝規(guī)程及典型夾具設計（年度生產綱領為8000件） 學 院 專 業(yè) 班 級 設 計 指導教師 年 月 日 機械制造工藝學課程設計任務書 題目： “********”零件的機械加工工藝規(guī)程 及典型夾具設計（年產量為8000件） 內容： 1. 零件圖 1張4# 2. 毛坯圖 1張4# 3. 機械加工工藝過程綜合卡片 1張4# 4. 夾具裝配圖 1張2# 5. 夾具零件圖 1張1# 6. 課程設計說明書 1份 專 業(yè) 班 級 學 生 指導教師 年 月 日 附：課程設計題目選編 1、十字軸 2．CA6140車床撥叉831005 參考文獻 1 趙家齊主編.機械制造工藝學課程設計指導書.北京：機械工業(yè)出版社，2002 2 鄒青主編.機械制造技術基礎課程設計指導教程.北京：機械工業(yè)出版社，2007 3 東北重型機械學院，洛陽工學院，第一汽車制造廠職工大學編.機床夾具設計手冊.上海：上?？茖W技術出版社，1990 4 艾興，肖詩綱主編.切削用量簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1994 5 孫堃，王文才．機械制造工藝學課程設計指南．長春：吉林工業(yè)大學，1997 6 馬賢智主編．實用機械加工手冊．沈陽：遼寧科學技術出版社，2002 7 李益民主編．機械制造工藝設計簡明手冊．北京：機械工業(yè)出版社,2002 8 (美)Hiram E.Grant.夾具—非標準夾緊裝置.北京：機械工業(yè)出版社，1985 工藝課程設計要求： 1、 零件圖二者選一，零件圖用手工繪圖。繪圖室俺上班時間開放，三角尺自備。 2、 根據設計說明書設計步驟要求，認真進行不可敷衍，不準抄襲。 3、 答疑時間在每天的下午2點至4點。其余時間我在一樓辦公室隨時聯(lián)系。地點在實訓北樓4007教室，全天開放。 4、 工藝課程設計分為兩個部分，一部分是工藝設計，一部分是夾具設計，兩個部分緊密相連。 5、 資料保管非常重要，從我這里借走的資料都要登記在冊，設計結束及時歸還，如果丟失，兩倍罰款。資料不可能人手一冊。