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毕业设计指导书

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一、毕业设计（论文）的目的与要求

毕业设计（论文）是学生在校学习期间最后一个实践性教学环节。

是学习深化与升华的重要过程；是学生学习、研究与实践成果的全面总结；是学生综合素质与工程能力培养的全面检验；是学生毕业及学位资格认证的重要依据；是衡量高等学校教育质量与办学水平的重要评价内容。

其主要目的是：

培养学生综合应用所学知识和技能以及解决实际工程问题和进行创造性工作的基本训练；培养学生独立工作和团队协作能力；培养学生树立正确的设计思想，掌握机械加工工艺及装备设计方法；也是对学生学习成果的一次全面考验。

因此毕业设计的基本要求是：

1.能够根据课题的内容、任务、要求正确拟定设计方案；设计规范合理的装备结构、工艺流程等的一般方法和程序。

2.能够综合运用多学科的基本理论、基本知识与技能，分析和解决工程问题，通过设计，调研与实践，使理论知识深化，知识领域拓宽。

3.能够依据课题给定的技术要求，进行调研，资料收集、整理和正确的使用工具书，掌握工程设计的步骤、方法，提高工程图纸的绘制（尤其是计算机绘图）、工程计算、技术文件编写等能力。

二、毕业设计（论文）的任务与要求

1.提交一份开题报告约3000字以上

2.设计零件机械加工工艺规程：

完成机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡。

3.设计零件机械加工工艺装备

完成以下工作量

（1）专用夹具设计：

绘制夹具装配图A1图纸1张按1:

1比例绘图

（2）专用夹具零件工作图设计（绘制10张零件工作图按1:

1比例绘图）

（3）机床、刀具、量具、辅具的选择计算

4.完成查阅零件机加工工艺文献资料10篇以上

5.编写毕业设计计算说明书一份2万字以上。

，其内容包括该零件的分析，工艺方案的选定与比较，机床与切削用量的选取，时间定额的计算，夹具的定位分析与定位误差的计算，夹紧力的估算等。

注：

装配图计算机绘图、所有零件图手工绘图、设计说明书、外文翻译、开题报告一律用计算机打印。

三、毕业设计的内容和步骤

1.熟悉零件或产品的设计要求

（1）了解零件在产品中的作用

（2）审查零件的结构工艺性

（3）确定零件主要加工表面的尺寸、形状及位置精度、表面粗糙度以及设计基准等；

（4）要深入现场，对被加工零件原生产单位所采用的加工设备、刀具、切削用量、定位基准、夹紧方式及加工质量、精度检验方法、装卸时间、加工时间等方面进行调查研究。

（5）收集和检索有关技术资料以便为方案拟定和总体方案设计的后续工作阶段提供设计依据。

2.设计机械加工工艺规程

（1）机械加工工艺规程的制订步骤

①计算零件生产纲领，确定机械加工的生产类型。

②研究分析被加工零件图和被加工零件的原始资料，审查、改善零件的结构工艺性。

③确定毛坯类型、结构及尺寸。

④拟定工艺路线，选择定位基准、夹紧部位和各加工表面的加工方法。

拟定工艺路线时需设计几种方案，通过分析比较，最后确定一种最佳工艺方案。

⑤选择加工设备及工艺装备。

对单件小批生产多选用通用机床，对大批生产则选择和设计高生产率的专用机床或自动化机床。

⑥确定各工序的加工余量；计算工序尺寸及其公差。

⑦确定各工序切削用量及工时定额。

⑧填写工艺卡片，绘制工序图。

其中，拟定被加工零件工艺路线是制订工艺规程中的一项重要工作。

工艺路线的拟定是指确定零件从毛坯开始到加工最后阶段为止的主要加工步骤。

拟定工艺路线主要是选择定位基准，选择每一道工序的加工方法，确定各工序的加工顺序以及工序的划分等，并标出顺序号。

将确定的工序和工步填写在工艺卡片上，并在工序卡片上绘制工序图。

（2）毛坯种类选择和绘制毛坯图

①毛坯种类选择要考虑以下几个因素：

零件的材料及其力学性能；零件的结构形状和尺寸大小；零件的生产批量和精度要求；工厂毛坯车间的现有设备和技术水平。

②确定毛坯的加工余量：

在保证加工质量的前提下，尽量减少加工余量。

应考虑以下几条原则：

零件尺寸精度或表面粗糙度要求高的加工表面，应有较大的加工余量；加工面积大的表面加工余量应加大；距基准较远的加工表面，加工余量应相应增加；出现缺陷或开设浇冒口位置应留工艺余量。

由各工序的加工余量之和确定毛坯的总余量。

③绘制毛坯图时以实线表示毛坯表面轮廓，以双点划线表示经切削加工后的表面，在剖面图上用交叉十字线表示加工余量。

图上要标出主要尺寸及其公差。

（3）拟定机械加工工艺路线

设计机械加工工艺过程又称拟订机械加工工艺路线，包括以下几个方面：

①选择零件表面的加工方法：

零件的加工表面有平面、外圆、内孔、螺纹、齿形、花键和成型表面等。

对应这些典型表面能达到一定经济精度的加工方法很多，在具体选择确定时应从零件的结构特点、技术要求、材料和热处理、生产批量和现有生产条件来考虑，以满足机械加工工艺要求。

②工序定位基准的选择：

在将毛坯加工成成品零件的全过程中，应根据粗基准选择原则和精基准选择原则来选择加工阶段中的定位基准，以确保加工表面的位置精度。

③工序数目和顺序的确定：

根据每个加工表面的结构形状和技术要求，确定采用何种加工方法和几次加工。

一般零件的机械加工工艺过程大致可分粗加工阶段工序、半精加工阶段工序、精加工阶段工序和光整加工阶段工序。

机械加工工序顺序安排原则是：

先粗后精、先主后次、先面后孔、先基准后其它。

还应考虑热处理工序、检验工序和辅助工序的安排。

④确定加工余量，计算工序尺寸及其公差：

一般采用查表法确定每道工序的加工余量，然后按工序顺序由后向前推的计算方法根据选定的余量计算前一道工序的尺寸。

工序尺寸的公差和表面粗糙度应按该工序的加工方法的经济精度来确定。

工序尺寸的公差规定按工件的“入体”方向标注，即对于被包容面工序尺寸公差取负值，而对包容面工序尺寸公差取正值。

（4）机床和工艺装备的选择和设计

①机床的选择：

机床的生产率要与零件的生产类型相适应；要考虑生产的经济性；机床的加工范围要满足零件的加工要求；机床的精度要与零件的加工精度相适应；机床的加工以及尺寸范围要与零件毛坯的外形尺寸相适应；机床的主轴转速范围、走刀量的等级、机床功率要基本符合切削用量的要求。

在选择机床时要尽可能用工厂现有设备，或对现有机床进行改装。

②刀具的选择：

选择刀具时，要考虑工序的种类、生产率、工件材料、加工精度和所采用机床的性能，刀具的尺寸规格尽可能采用标准的。

具体选择时应考虑：

与生产性质相适应；符合工件材料的加工要求；满足加工精度要求；与所使用的机床相适应。

在大批量生产中，若特殊需要，可采用成形刀具、组合刀具等来提高生产率，但需要自行设计。

③量具的选择：

在小批量生产中尽量采用标准的通用量具。

在大批量生产中应根据所检验尺寸设计专用量具。

④夹具的选择和设计：

在小批量生产中尽量采用通用夹具。

当被加工工件的表面精度要求较高或在成批大量生产时要设计专用夹具，以保证加工表面的位置精度。

（5）切削用量的选择

①粗加工切削用量的选择原则：

粗加工时工件加工表面的精度要求不高，表面粗糙度值较大工件毛坯的余量也较大，在选择粗加工切削用量时，应尽可能保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度。

因此，应首先考虑选用大的切削深度，其次选择一个较大的进给量，最后确定切削深度。

②半精加工和精加工切削用量的选择原则：

半精加工和精加工时加工精度和表面质量要求较高，加工余量较小。

因此，应首先考虑选择较高的切削速度，其次选择一个较小的进给量，最后确定切削深度。

③在组合机床上加工时切削用量的选择原则：

由于组合机床是多轴、多刀同时加工，所以选择的切削用量比一般通用机床单刀加工时要低些。

这是因为大量刀具如果迅速磨损，将使换刀时间增多，刀具消耗时间增加，影响机床生产率及生产成本。

（6）工时定额的估算

根据加工表面的尺寸大小计算出基本时间。

单件工时定额应根据工厂的生产经验并参照其它先进工厂同类零件的工时来制订。

单件工时定额包括基本时间、辅助时间、工作地点技术服务时间、工作地点组织服务时间、休息时间，准备与终结时间。

（7）填写机械加工工艺文件

填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡。

3.专用夹具设计

专用的机床夹具设计是机械制造工艺设计的一部分，夹具设计的优劣对零件加工精度、生产效率、制造成本、生产安全、劳动生产条件等都起着重要的作用。

它用来确定工件与刀具间的相对位置，将工件定位并夹紧。

要设计出较理想可行的夹具，必须充分了解和分析有关资料，吸取先进技术经验，制订出可行的夹具结构方案，绘出总装图，并提出合理的技术要求。

（1）调查研究

夹具设计是根据机械加工工艺规程中提出的具体要求进行的，设计前要对产品的批量、任务与要求、工艺规程及有关技术资料进行分析研究。

（2）选定位基准和定位元件

①选择合理的定位基准

定位基准的选择直接影响工艺路线中工序的数目、夹具结构的复杂程度以及零件是否易于保证。

选择定位基准的原则是：

a.定位基准必须与工艺基准重合，并尽量与设计基准重合，以减小定位误差。

当定位基准与工艺基准或设计基准不重合时需要进行必要的加工尺寸及其公差的换算；b.应选择工件上最大的平面，最长的圆柱面或圆柱轴线为定位基准；c.在选择定位元件时，应以六点定位原理来分析，要尽量避免过定位现象；d.在工件各加工工序中，力求采用统一基准，以避免因基准更换而降低工件各表面的相互位置精度；e.当铸、锻件以毛坯面作为粗基准时，应避开浇、冒口或分型面等不平整表面。

②对定位元件的要求

a.工件定位基准与定位元件接触或配合后，应限制住必须限制的工件自由度数；b.由定位元件产生的定位误差最小；c.定位元件的定位表面应具有较高的尺寸精度、配合精度、表面粗糙度和硬度；d.定位元件结构要尽量简单，并具有足够的强度、刚度，而且便于装卸工件，便于清除切屑；e.对尺寸较大的表面，在不影响定位精度的前提下，尽量减少与工件定位表面的接触面积。

③对定位精度的要求

a.对夹具作必要的定位误差分析与计算，实际定位误差值必须小于或等于工序尺寸公差与该工序加工方法经济精度值之差；b.必须提高夹具在机床上的定位精度；c.必须保证刀具在夹具上的导向精度；d.必须保证对刀元件表面到工件被加工表面间的尺寸精度。

（3）确定夹紧机构

为保证工件安装的正确可靠，在设计夹具机构时，要考虑夹紧力的大小、方向和作用点的数量与位置，以及夹紧力的力源装置。

①夹紧力方向的选择原则:

夹紧力方向应朝向对保证工件精度影响最大的定位面；应使工件变形最小；最好与工件重力和切削力同向。

②夹紧力作用点的选择原则:

应选在不破坏工件定位时已经获得的正确的位置，应使夹紧时变形最小和受切削力而产生的变形和振动最小。

③估算夹紧力和选择动力源：

工件在加工过程中受切削力、惯性力、离心力和重力等作用。

从理论上讲，夹紧力的作用必须与工件作用力（或力矩）相平衡，这样列出静平衡方程式，算出夹紧力。

但在实际加工过程中，由于工件加工表面的加工余量、硬度不均匀，刀具的磨钝以及断续切削等因素，所以实际夹紧力比理论夹紧力要大得多。

为了加工安全可靠、保证加工质量，必须将理论夹紧力乘以安全系数k,粗加工时k=2.5～3,精加工时k=1.5～2。

动力源选择有人力和机动两种，机动动力源常用的有气动、液动、气液联合和电动等装置。

（4）绘制夹具草图

先用双点划线画出工件外形，然后围绕工件依次画出定位元件、夹紧装置和刀具导向元件等，最后用夹具体把各种元件连成一整体，有的夹具还需要画出与机床连接的元件。

（5）分析夹具精度

结构方案制订后，可按经验类比法标注配合尺寸和主要技术条件，然后用分析计算来验算所制订的夹具精度是否符合工件加工要求。

（6）绘制工作图

经审查，所设计的夹具结构和夹具精度符合要求之后，即可绘制夹具总图和零件图。

4.专用刀具与专用量具设计

学生应根据指导老师的指定，设计加工某一道工序用的专用刀具或专用量具。

5.专用设备设计（机床设计与选择）

零件加工的精度和生产率在很大程度上是由使用的机床决定的。

在设计工艺规程选择机床时主要确定机床的种类和型号（包括规格尺寸）。

选择机床时要考虑生产的经济性，还要考虑机床的工艺可能性、机床的精度和零件的加工精度相适应、机床的加工尺寸范围需与毛坯的外形尺寸相适应、机床的主轴转速范围、走刀量、机床动力等应基本符合切削用量要求。

本设计采用通用机床加专用夹具，充分利用工厂现有的普通车床、立式铣床、卧式铣床、摇臂钻床以及台式攻螺纹机床等。

6.设计计算说明书的撰写

设计计算说明书的内容应包括：

论证设计依据，说明新设计的工艺和设备的用途及本设计的必要性和现实意义，对同类型工艺与设备的性能和结构分析，对所设计工艺与设备的方案论证和图纸说明，对所设计设备的有关部件与主要零件的设计计算，对所设计设备从质量、安全、经济性、性能等方面的定性和定量分析，指出设计特点、存在的问题及改进措施。

撰写设计计算说明书的要求：

（1）设计计算说明书的论证要有科学根据，要有说服力。

（2）计算部分必须指出公式来源并说明公式中的符号所代表的意义，公式中所有常数或系数必须正确，计算结果要足够准确，计算中采用的数据及计算结果可列表表示。

（3）设计说明书叙述要有条理，要分章节段落，用词要通顺简练，书写工整。

所有图表、线图、简图应画的正规。

（4）设计说明书总量不少于2万字。

四、工作顺序和时间安排

机械加工工艺与设备类毕业设计的进度，要求学生在接到设计任务之后，根据各设计阶段的主要内容和基本要求，合理安排毕业设计的时间分配比例，确定各设计阶段的具体起止日期，具体地订出工作计划，以便检查进度，做到心里有数。

五、主要参考资料

1.机械制造专业毕业设计指导与范例何庆主编化学工业出版社2008版

2.机械制造工艺学课程设计指导书赵家齐主编机械工业出版社2007版

3.简明机械加工工艺手册陈宏钧主编机械工业出版社2008.1

4.机械制造工艺学，陈明主编机械工业出版社2005

5．机床夹具设计手册，版本不限

6.金属切削原理与刀具第四版陆剑中主编机械工业出版社2008.

7.机床夹具设计王启平哈尔滨工业大学出版社2005年

8.实用机械制造工艺设计手册王凡主编机械工业出版社2008.5

9.机械制造工艺基础第二版傅水根主编机械工业出版社2006年

10.机械制造装备设计李庆余机械工业出版社2003年

11.机械设计手册版本不限

12.机械制造工艺学王先逵主编机械工业出版社2004年

13.机械制造技术基础版本不限

六、毕业设计指导要求

1.毕业设计是在指导老师指导下，使学生受到机械工程师如何解决工程实际问题的初步训练。

要充分认识设计的重要性，有高度的责任感，在规定的时间内完成毕业设计的各项工作，争取优异成绩。

2.学生在接到毕业设计任务书后，在领会课题的基础上，了解任务的范围及涉及的素材，查阅、收集、整理、归纳技术文献、科技情报资料等。

3.学生应在充分的调研基础上编写毕业设计工作计划，列出完成毕业设计任务所采取的方案与步骤。

4.学生应主动接受老师的检查和指导，定期向老师回报毕业设计工作进度，听取老师对工作的意见和指导。

5.毕业设计是对学生工作能力的训练，学生必须独立完成毕业设计任务，严禁抄袭他人的设计成果。

4.学生应做好毕业设计总结。

毕业设计教学环节是自己独立承担实际任务的全面训练。

通过毕业设计感受到作为高级工程技术人才应该具有的基本精神和品质，应具有胸怀大志，勇于创新，刻苦钻研，脚踏实地，知难而进，孜孜不倦，一丝不苟等的精神。

七、毕业设计成绩评分标准

项目

权值

指标

分析、论证

20%

综合分析的正确、合理性；方案论证的充分性。

设计、计算

20%

设计、计算的正确性；机械结构的正确合理性。

图纸质量

20%

结构合理、工艺可行；图样的绘制与技术要求符合国家标准；图面质量及

图的工作量符合要求。

说明书的撰写

质量

10%

条理清楚、文理通顺、用语符合技术规范；字迹工整、图表清楚；书写格式

规范化。

译文

5%

翻译准确、通顺；文字流畅。

创新

5%

重大改进或独特见解；有一定的应用价值。

答辩

20%

论述思路清晰、表达清楚；回答正确、深入、有逻辑性。

八、答辩