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機械制造工藝學 課程設(shè)計指導書 機械制造工藝學課程設(shè)計指導 一、設(shè)計目的 機械制造工藝學課程設(shè)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(nèi)外的生產(chǎn)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(jié)構(gòu)設(shè)計的基本能力。同時，課程設(shè)計也是為了畢業(yè)設(shè)計進行一次綜合訓練和準備。機械制造工藝學的課程設(shè)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(nèi)外生產(chǎn)實習中學 到的實踐知識有機的相結(jié)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(zhì)量。 （2）提高學生的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。通過針對某一典型零件的夾具（或量 具）的設(shè)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(shè)計出高效率、低成本、裝夾簡單、省力、省時而能保證加工質(zhì)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(jù)給定的任務(wù)而 查找相關(guān)的資料、手冊及圖表并掌握其中的設(shè)計信息用于設(shè)計參數(shù)的確定。 二、設(shè)計的要求 機械制造工藝學課程設(shè)計題目定為： ××零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計。 生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批或大批生產(chǎn)。 設(shè)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(shè)計 1～2套 工藝裝備主要零件圖 1張 課程設(shè)計說明書 1份 課程設(shè)計題目由指導教師選定，經(jīng)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(shè)計總學時數(shù)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(shè)計（畫總裝圖及主要零件圖）　 約占四天（40%） 編寫設(shè)計說明書　 　 約占二天（10%） 三、設(shè)計的內(nèi)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(nèi)容： （1）分析零件的作用、設(shè)計基準及技術(shù)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(zhì)、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(jù)生產(chǎn)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(shù)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(jīng)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(chǎn)性質(zhì)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只后，　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(jù)粗、精基 準選擇原則合理選定。如果某工序的定位基準與設(shè)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(zhì)量的 基礎(chǔ)上選擇經(jīng)濟合理的機床設(shè)備進行加工。如果是大批大量生產(chǎn)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(jù) 工藝路線的安排依次確定。按經(jīng)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(shè)計中，學生可直接從《機械制造工藝設(shè)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(chǔ)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 2 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(chǔ)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(shù)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(nèi)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(shè)計 要求學生設(shè)計為加工給定零件所必需的夾具1～2套。具體的設(shè)計項目可根據(jù)加工需要由學生本人提出并經(jīng)指導教師同意后確定。所設(shè)計的夾具其零件數(shù)以20～40件為宜，即應具有中等以上的復雜程度。 結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體步驟如下： （1）確定設(shè)計方案，繪制結(jié)構(gòu)原理示意圖。設(shè)計方案的確定是一項之分重要的設(shè)計程序，方案的優(yōu)劣往往決定了夾具設(shè)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(shè)計方案時應當遵循的原則是：確保加工質(zhì)量，結(jié)構(gòu)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(shè)計者的任務(wù)，就是要在設(shè)計實踐中，綜合上述四條，通盤考慮，靈活運用所學知識，結(jié)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(shè)計方案。 （2）選擇定位元件，計算定位誤差。在確定設(shè)計方案的基礎(chǔ)上，應按照加工精度的高低，需要消除自由度的數(shù)目以及粗、精加工的需要，按有關(guān)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(shè)計夾緊機構(gòu)。設(shè)計時所進行的夾緊力計算，實際上是經(jīng)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(shù)K。K的大小可由有關(guān)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(xiàn)成公式可以套用的，所以需要同學們根據(jù)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(gòu)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(jù)具體情況，選擇并設(shè)計杠桿、螺旋、偏心、鉸鏈等不同的夾緊機構(gòu)，并配合以手動、氣動或液動地動力源，將夾具的設(shè)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(shè)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(shè)計中，要求按１：１的比例畫夾具總裝圖。被加工零件載夾具上的位置，要用雙點畫線表示，夾緊機構(gòu)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(jié)構(gòu)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(shè)計的夾具，不但機構(gòu)要合理，結(jié)構(gòu)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(xiàn)干涉和卡死的現(xiàn)象?；剞D(zhuǎn)工作臺或回轉(zhuǎn)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(shù)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(guān)聯(lián)的尺寸與機床有關(guān)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(guān)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(guān)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(jié)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(jié)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(shè)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(shè)計說明書一份。要求字跡工整，語言簡煉，文字通順。說明書應答印輸出并裝訂成冊。 四、設(shè)計成績的考核 課程設(shè)計的全部圖樣及說明書應有設(shè)計者及指導教師的簽字。未經(jīng)指導教師 簽字的設(shè)計，不能參加答辯。 由教研室教師組成答辯小組，設(shè)計者本人應首先對自己的設(shè)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(shè)計成績根據(jù)平時的工作情況，工藝分析的深入程度、工藝裝備的設(shè)計 水平、圖樣的質(zhì)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(shè) 計 說 明 書 設(shè)計題目： “********”零件的機械加工工藝規(guī)程及典型夾具設(shè)計（年度生產(chǎn)綱領(lǐng)為8000件） 學 院 專 業(yè) 班 級 設(shè) 計 指導教師 年 月 日 機械制造工藝學課程設(shè)計任務(wù)書 題目： “********”零件的機械加工工藝規(guī)程 及典型夾具設(shè)計（年產(chǎn)量為8000件） 內(nèi)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(shè)計說明書 1份 專 業(yè) 班 級 學 生 指導教師 年 月 日 附：課程設(shè)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(shè)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(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)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(shè)計手冊.上海：上海科學技術(shù)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(shè)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(shù)出版社，2002 7 李益民主編．機械制造工藝設(shè)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