机械制造工艺学课程设计指导书.docx

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机械制造工艺学课程设计指导书

《机械制造工艺学课程设计》指导书

一、目的要求

通过设计实践进一步树立正确的设计思想。

在整个设计过程中，坚持实践是检验真理的唯一标准，坚持理论联系实际，坚持与机械制造生产情况相符合，使设计尽可能做到技术先进、经济合理、生产可行、操作方便、安全可靠。

通过本次设计实践，培养学生分析和解决生产技术问题的能力，使学生初步掌握设计工艺规程和机床夹具的基本方法，并巩固、深化已学得的理论知识，进一步培养学生熟悉和运用有关图册、图表等技术资料的能力，训练学生识图、制图、运算及编制技术文件的基本技能。

二、设计对象

面向本省机械制造行业，面向中、小型制造厂，生产规模为中批生产。

因此，在设计工艺规程及夹具时，应结合地方工业的实际情况，尽可能选用通用性广的机床和设备，在此基础上，采用较先进的工艺与夹具，实现最佳方案。

（一）工艺规程设计的一般步骤

⒈分析加工对象，确定工艺原则

在调查研究掌握零件在产品中作用的基础上，研究零件结构、材料和技术要求，分析零件结构工艺性。

根据年产量确定生产规模的特点，结合零件结构特征，主要技术要求，确定其加工工艺原则（考虑安装的方式、重要表面的加工方法、加工阶段的划分、工艺过程的工序集中与分散的程度、热处理工序的位置、设备与工艺装备的先进程度和关键工序质量的保证方法）。

⒉毛坯选择

毛坯分为铸件、锻件、焊接件、型材等。

根据生产规模，零件结构尺寸及材料，选择毛坯的种类和制造方法，用查表法确定各加工表面总余量，画出毛坯草图，并标注毛坯尺寸和外形尺寸。

⒊拟定加工工艺路线

（1）选择零件的定位基准。

根据零件的结构特点、技术要求及毛坯情况，按照基准选择的原则确定零件的粗、精基准（特别是统一基准），要符合六点定则。

（2）初拟各主要表面由粗到精的加工方法，对不同的加工方法进行比较，择优选取。

（3）确定次要表面的加工方法。

（4）确定热处理工序、检验工序和辅助工序。

（5）分析和论证主要工序和关键工序的质量和生产率保证的方法，检查工序的衔接及相互间的影响，修正初拟的加工工艺路线。

（6）参考工厂现行的加工方法和工艺规程，依上述分析，拟定全部加工表面由粗到精的加工顺序，经分析比较，最后形成一个完整、合理、先进的加工工艺路线。

⒋选择各工序所需要的机床和工艺装备。

机床是加工装备，工艺装备包括刀具、夹具和量具等，选择的原则是根据生产类型与加工要求，使所选的机床及工艺装备，既能保证加工质量又经济合理。

中批生产条件下，通常采用通用机床加专用工具、夹具，大批大量生产条件下，多采用高效专用机床、组合机床流水线、自动线与随行夹具。

⒌查表确定工序（工步）的加工余量，计算工序尺寸和工序公差。

检验毛坯草图及总余量是否符合要求。

在此基础上绘制毛坯图，完善技术要求。

⒍选择切削用量，确定工时定额。

本次设计仅要求对所选定的工序进行切削用量和基本时间定额的计算。

⒎填写工艺文件。

填写要求是：

内容完整，层次清楚，语言精练，字迹清晰。

本次设计实践对工艺文件填写作如下规定:

（1）机械加工工艺过程卡片中的工时定额可不填。

（2）机械加工工序卡片中的工序图。

图中主视图应处于加工位置，用细实线将零件的主要轮廓画出来；用粗实线给出加工表面；用定位符号表示定位基准；用夹紧符号表示出夹紧表面；并标出本工序加工表面位置，注上工序尺寸与公差、表面粗糙度和有关的其他技术要求。

（3）机械加工工序卡片中，工时定额只填写基本时间，工人技术等级此项不填。

（二）机床夹具设计的一般步骤

根据工艺规程，选择其中一道主要工序的专用夹具设计任务。

⒈夹具结构的设计

根据工艺设计阶段所定的原则和要求，进行夹具结构方案的选择。

（1）本工序所定的原则和要求

①所设计夹具的工序内容。

②所设计夹具的工序技术要求。

③所设计夹具的工序所用机床和刀具。

④前后工序的关系。

⑤工艺设计所选用的工艺基准。

⑥同时加工的零件数。

（2）夹具设计应满足

①保证零件机械加工精度。

②保证生产率。

③尽力做到结构简单，操作方便，安全可靠，经济合理。

④尽可能采用标准的元件。

（3）绘制结构草图。

在绘制草图时，应注意夹具与机床的联接尺寸、装卸工件的活动空间及操作位置的布置。

⒉结构方案的审定

绘制结构装配草图后，应带着问题到有关工厂听取操作者的意见。

如在生产现场有类似的夹具，应收集加工情况和操作者的意见。

初步方案形成后，应与指导教师和学生们讨论，听取各方面的意见，然后修改定案。

⒊确定定位元件和夹紧方式

提出定位件布置和夹紧机构的多种方案并进行分析比较，择其最佳方案，选用标准定位件、夹紧件或参考技术要求自行设计。

⒋确定夹具和刀具的正确关系，导向、对刀件的布置

确定夹具和机床的正确联系，定向件的布置，确定夹具在机床上的正确安装方法。

⒌夹具总体设计

（1）绘制总图的顺序：

选用双点画线画好工件的轮廓外形及主要表面，必要时可用剖视。

剖面图表示内部结构，被加工表面的加工余量用粗实线或网纹线表示，把工件视为透明体，然后按照工件形状及位置依次面出夹具的定位件、对刀件、导向件、夹紧机构、定向件等，最后给出夹具体，使之成为一个有机的整体夹具。

（2）总图上的视图配置和选择，应能完整地表达整个夹具的各部分结构。

（3）总体设计好后，还应考虑:

①在夹具的显眼处，画出“◇”表示该处刻写夹具编号。

②根据夹具的大小、轻重，考虑夹具的搬运、起吊是否方便，必要时应设计专用搬运、起吊方便的装置。

⒍分析夹具及其主要零件的结构工艺性

夹具制造属于单件生产性质，其主要件的制造精度比较高，在生产技术准备工作中工作量相当大，所以在设计时应注意尽量选用标准件、通用件，使非标准件所占比例最小，并注意夹具结构简单，维修方便，专用件易于制造、装配和调试。

⒎标注夹具总图上的尺寸、公差，制定夹具制造和装配的技术要求。

（1）总图上应标注的尺寸

①夹具外形轮廓尺寸（含机件运动极限位置尺寸）。

②工件定位面与定位件间的配合尺寸。

③夹具和刀具的联系尺寸。

④夹具和机床连接部件的联系尺寸。

⑤其他装配尺寸，

（2）夹具的公差

①直接与工件的加工尺寸公差有关的尺寸公差

夹具上定位元件之间（一面双孔定位，两定位销之间的中心距）的尺寸公差；导向件之间（孔系加工时钻套之间的中心距）的尺寸公差；对刀件与定位件之间（对刀块工作表面与定位件间的距离）的尺寸公差。

这类公差多根据工厂实践经验，取工件上相对应公差的1/2到1/5，在具体选取时，必须结合工件的加工精度高低、批量大小、工厂制造的技术水平而定。

②与工件加工尺寸无关的夹具公差，这属于夹具内部的结构配合尺寸公差。

定位件和夹具体的配合尺寸公差；可换钻套与衬套的配合尺寸公差；镗套和镗杆的配合尺寸公差；铰链联接的轴和孔的配合尺寸公差；导向件和刀具的配合尺寸公差。

一般是按其在夹具中的功用和装配技术要求选用国家标准规定的公差。

（3）技术条件的制定，在夹具设计时，一般技术条件包括以下三个方面:

①定位元件之间，定位件与夹具体底平面之间的位置精度要求。

②定位件与导向件（或夹具安装在机床上的找正基准）之间的相互位置精度要求。

③对刀件与定向件（或夹县安装在机床上的找正基准）之间的相互位置精度要求。

这三类技术条件，凡与工件技术条件直接有关者，则其位置精度要求同样可按工件技术条件所规定的精度数值的1/2到1/5选取；凡与工件技术条件无关者，则可参考“设计资料”选取。

⒏绘制零件图

夹县中的非标准零件都必须绘制零件图，图上的尺寸、公差及技术条件都应符合夹具总图的要求。

但由于学生是做基本练习，不一定绘制全部的零件图，我们选取具有代表性的夹具体等零件进行绘制。

（三）编写课程设计说明书

课程设计说明书是设计的总结性文件，它应能概括设计的全貌。

在设计说明书中对设计各部分的主要问题应有重点说明、分析论证和必要的计算，对设计的成果应有结论。

自课程设计开始之日起，学员应逐日将设计内容的分析、考虑计算的主要数据及结论记入草稿中。

在各个设计阶段结束时，应及时补充和整理，最后编写成正式的课程设计说明书。

课程设计说明书中一般应包括以下内容:

⒈设计任务

⒉目录

⒊机械加工工艺规程的设计

包括零件的功用、结构和技术要求的分析；毛坯的选择；工艺原则的确定；加工方法的拟定；定位基准的选取；加工工艺路线的安排；工序尺寸与公差的确定；机床和工艺装备的选取；余量的确定；切削用量与时间定额的计算；工艺方案的比较和主要工序的分析。

⒋夹具设计

包括结构的分析；定位、夹紧方案分析比较；误差分析计算；尺寸链的换算；公差配合的选用；夹具使用的价值和优缺点；制造和使用要求等。

⒌设计中的专题论述和收获体会。

⒍主要参考资料和技术文件。

附表机械加工工艺定位与夹紧符号（JB/Z-82）

课程设计实例：