机械制造技术基础--课程设计(新).

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1、机械制造技术基础 课程设计 1）设计目的 机械制造技术基础是一门综合性和实践性都很强的课程， 机械制造技术基础课程设计是课程教学中的一项重要内容，是 完成教学计划达到教学目标和培养同学们创新能力的重要环节 ；也是同学们知识和能力深化和升华的重要过程。 本课程设计应达到以下教学目的： 2、培养同学们综合应用机械制造工艺学和其它多门课程的理 论知识解决实际问题的能力；培养学生的实践和实际动手能力 、提高同学们的全面素质。 1、进一步加深同学们对机械制造工艺学理论知识的理解； 3、 通过查阅相关手册，掌握获取工程数据的方法，提高同 学们收集信息、对信息进行价值判断、信息整理、信息加工 的能力； 5、

2、培养同学们掌握机床夹具设计的基本原理、方法及步 骤，进一步提高同学们的工程设计能力； 7、 培养同学们编写技术文件的能力； 4、培养同学们制订机械加工工艺规程的原则、步骤和方法 ； 6、培养同学们对零件机械加工中影响质量、生产率和经济 性的因素进行综合分析的能力； 2）设计任务 n零件的机械加工工艺过程卡1份、机械加 工工序卡1套； n夹具装配图1张、零件图2张； n设计说明书1份(30页左右)。 3）设计的步骤 n调查研究、收集资料； n分析、研究零件图，进行工艺审查； n选择毛坯制造方式，画毛坯图； n拟订工艺路线； n确定各工序的加工余量、工序尺寸及公差； n选择各工序的加工设备和工艺装

3、备； n计算切削用量，并估算工时定额； n编写课程设计说明书。 4）课程设计所需参考资料 n机械制造技术基础课程设计指导书； n机械制造工艺设计手册； n热加工工艺基础 n机械制造技术基础 n机械制造工艺学 n机械制造工艺学课程设计指导书及习题 n切削用量手册 6）成绩评定 n工作态度； n图面质量； n设计说明书质量。 二、机械制造工艺学课程设计的内容 2、 拟定工艺路线 要求拟定工艺路线三套以上，对它们进行分析、比较 后，确定选用综合最优的方案，最后填写一套机械加工工艺 过程卡和所有工序的机械加工工序卡。 对零件进行工艺分析，确定零件的加工余量和毛坯的制造 方法，在零件图的基础上添加加工余

4、量，获得毛坯图。 1、绘制工件的毛坯图 3、 设计一道工序的专用夹具 自己指定。 要求： 每个学生必须独立完成课程设计报告； 课程设计报告书写规范、文字通顺、图表清晰、数据 和计算完整、结论明确； 格式满足邵阳学院课程设计编写规范 4、 编写设计说明书一份 三、机械制造工艺学课程设计的方法和步骤 1、认真研究被加工零件样图 了解该零件所属产品的用 途、性能和工作条件以及零件在产品中的地位与作用。根 据零件在产品中的作用进一步分析零件结构设计和精度要 求的合理性。 (一）了解零件及产品的设计要求 此步骤的具体要求： 2、检查零件图的完整性 分析和审查零件图时，应审查 零件视图和尺寸以及加工表面的

5、要求。 3、审查零件的结构工艺性 从机械加工工艺观点出发， 结合零件的用途，分析零件精度和技术要求的合理性。若 发现精度要求不合理或结构工艺性不好，可向设计者提出 修改意见。 4、确定零件的主要加工表面 根据零件各表面精度要求 和作用确定出零件的主要加工表面，以便确定正确的加工 流程，提高切削效率。对于难以达到的加工表面应提出保 证措施。 (二）计算生产钢领与生产节拍 在总体方案设计阶段，首先可根据设计任务书上给定 的被加工零件年产量，计算生产纲领。生产纲领对工厂的生产 过程和生产组织起决定性的作用。其计算方法如下： N=Qn(1+%)(1+%) Q - 年产量（台/年） n - 每台产品所需

6、该零件数量（件/台） - 备品率 - 废品率 1、计算零件的生产纲领 根据零件的生产纲领确定其生产类型，它是机械加 工工艺过程（或规程）设计必须具备的原始资料之一。各种 生产类型有各自的工艺特点，这就决定了被加工零件各工序 所需的专门化和自动化程度。 在成批和大量生产中，一般都采用流水生产，它的主 要特点是：每一工序在固定工作地点进行；按工序先后顺序排 列工作地点；有生产节拍（节奏），即要求各工序的工作时间 同期化（工序时间都与生产所规定的节奏相等或成整数倍）。 2、确定生产类型 3、计算生产节拍 式中 t机床1年的名义工作时间，分； K机床的利用率，一般取95； 生产节拍，即生产每个零件所需

7、的时间，分件。 生产节拍的计算公式为： （三）制定机械加工工艺规程 根据零件图和所属的产品装配图、生产纲领和工厂 的具体条件，设计零件的机械加工工艺规程，以符合优质、 高产和低消耗为总要求。其大体步骤如下： 机械加工工艺规程的制订，可以按以下设计步骤进行： （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。 1、制订机械加工工艺规程 （3）确定毛坯类型、结构及尺寸。 （4）拟订被加工零件工艺路线，选择定位基准、夹紧部位和 各加工表面的加工方法。 （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

8、生产，则选择或设计高生产率的专用机床或自 动化机床。 （6）确定工序尺寸及其公差。 （7）确定切削用量及工时定额。 （8）填写工艺卡片，绘制工序图。 2、毛坯种类选择和绘制毛坯图 毛坯制造是零件生产过程的一部分，零件所用的毛坯 种类选择得是否合适，将影响工艺过程是否优质、高产和低 消耗。 正确地选择毛坯主要应考虑以下几个因素： 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。 （1）毛坯种类选择 确定毛坯的加工余量的基本原则：在保证加工质量的 前提下尽量减少加工余量。 （2）确定毛坯的加工余量 零件尺寸精度或表面粗糙度要求高的

9、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、冒口位置时应留工艺余量。 毛坯的总余量为各工序的加工余量之和。 同时应考虑下列的原则： 1、依靠现场工人经验或查阅有关 余量表格（或手册）； 2、计算各工序的加工余量 确定加工余量的方法 对型材毛坯，只需选择其型号、直径和长度等，无 需画毛坯图。 对铸件、锻件，则应在零件图的基础上，确定毛坯的 分型（模）面、毛坯的加工余量、铸造（或模锻）斜度及毛坯 圆角。 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

10、。图上要标注出主要尺寸及其公差。 （3）绘制毛坯图 3、拟订机械加工工艺路线 拟订机械加工工艺路线也就是设计机械加工工艺过 程，主要包括以下几个方面内容： （1）零件的加工表面一般有平面、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 部过程中，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。 根据每个加工表面的结构形状和技术要求，

11、确定采用何种 加工方法和分几次加工。一般零件的机械加工工艺过程大致可 分为粗加工阶段工序、半精加工阶段工序、精加工阶段工序和 光整加工等阶段。具体安排工序内容时，要把粗、精加工分开 ，但加工阶段划分不应过细，否则会使工序数目增加、加工过 程复杂，影响生产率和成本。因此，在满足质量要求的情况下 ，划分的工序数目应尽可能少。 （3）工序数目和顺序的确定 机械加工工序顺序安排应遵循：先粗后精、先主后次、先 面后孔、基准先行的原则。具体决定工序数目时，应根据零件 结构特点、生产类型和工厂具体条件，适当地采用工序集中和 工序分散原则。还应考虑热处理工序、检验工序和辅助工序的 安排。 采用查表法确定每道工

12、序的加工余量，然后按工序 由后向前推的计算方法，根据选定的余量计算每一道工序的 尺寸。工序尺寸的公差和表面粗糙度要求应按该工序的加工 方法的经济精度来确定。工序尺寸的公差一般规定为按工件 的 “入体”方向标注。 （4）确定工序尺寸及其公差 拟订了零件的工艺路线后，对其中用机床加工的工序来说 还要选择或设计专用机床与工艺装备，它将影响零件的加工精 度和生产率。 4、机床和工艺装备的选择与设计 机床选择的原则是：机床的生产率应与工件的生产类相适应应 ；机床的加工范围应满足零件的加工要求（对材料）；机床的 精度应与零件的加工精度相适应；机床的加工以及尺寸范围应 与零件毛坯的外形尺寸相适应；机床的主轴

13、转数范围、走刀量 等级、机床功率应基本符合切削用量的要求。应虑到生产的经 济性，尽可能利用工厂现有设备，或对现有机床进行改装。 （1）机床的选择 选择刀具时，应考虑工件的种类、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 能采用系列、标准的尺寸。具体选择时还应考虑以下因素 ： 2、刀具选择 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。 在成批或大量生产中，若特殊需要，可采用成形刀具、组 合刀具、非标准尺寸的钻头、铰刀等来提高生产率，但需自 行设计。 在小批量生产中尽量选用标准的通用量具；在成批大 量生产中，一般应根据所检验尺寸设

14、计专用量具和各种专门检 验夹具。在选择量具时，除应考虑零件的生产类型外，还应考 虑被测零件的精度要求，考虑测量工具测量方法的经济指标。 （3）量具选择 在小批量生产中尽量采用通用夹具；当被加工件的表 面精度要求较高或在成批大量生产时，一般应设计专用夹具， 以保证加工表面的位置精度。在设计工艺规程时，设计者应对 要采用的夹具有一初步考虑和选择，在工序图上应表示出定位 、夹紧方式以及同时加工的工件数等。 （4）夹具的选择和设计 粗加工切削用量的选择原则 粗加工时工件加工表面的 精度要求不太高，表面粗糙度值较大，工件毛坯的余量也较大 ，故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

15、具耐用度。因此，应首先考虑采用较大的切削深度 ，其次选择一个较大的进给量，最后确定一个合适的切削速度 。 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，加工余量较小且较 均匀，因此应首先考虑选择较高的切削速度和较小的进给量， 最后确定切削深度。 5、切削用量的选择 应根据不同加工阶段的特点采用不同的原则。 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。这是因为大量刀具如果迅 速磨损，将使换刀时间增多，刀具消耗增加，影响机床生产率 及生产成本。确定组合机床的切削用量还应注意下列问题： 尽可能达到合理利用所有刀具，充分发挥其

16、性能； 复合刀具的切削深度、进给量按复合刀具的最小直径选 择，切削速度按复合刀具的最大直径选择； 应注意工件生产批量的大小； 必须考虑通用部件的性能； 镗孔主轴转速的选择，除应考虑加工表面粗糙度、加 工精度、镗刀寿命等问题外，各镗孔主轴的转速一定要相等或 者成整数倍。 （3）在组合机床上加工时切削用量的选择 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、休息及生理需要时间、 准备与终结时间。基本时间可根据加工表面的尺寸大小计算。 单件工时定额应根据工厂的生产经验并参照其先进工厂同类零 件的工时来制订。过高或过低的定额都不利于提高生产积极性 和生产水平。 6、工时定额的估算 根据工作类别、生产类型和工厂习惯选择工艺规程 格式并填写好。 7、填写机械加工工艺文件 四、专用夹具设计 专用的机床夹具设计是机械制造工艺装备设计的一部 分，它用来确定工件与刀具间的相对位置，将工件定位并夹紧 。夹具设计的优劣对零件加工精度、生产效率