机械制造工艺学课程设计实例1

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1、机械制造技术课程设计一、课程设计的目的与要求：1. 课程设计的目的机械制造技术课程设计是在学完了该课程，并进行了生产实习的基础上进行 的一个教学环节，它要求学生全面地综合运用本课程及其它有关先修课程的理论 和实践知识，进行零件加工工艺规程设计、机床夹具设计、刀具、量具的正确使 用。其目的如下：1）培养学生运用机械制造技术课程基本理论，实践知识及有关课程知识，结 合生产实习中遇到的具体加工问题，初步掌握设计零件加工工艺规程的方法，机 床夹具设计与选型，刀具、量具的正确运用方法。2）培养学生熟悉并运用机械设计手册，规范及图表资料等技术文件的编写技 能；3）培养学生独立分析和解决问题的能力；4）培养

2、学生严谨的工作态度，创新意识；机械制造技术课程设计这一环节是根据教学大纲要求进行的，其目的是 使同学们进一步掌握该课程。提高同学们的实际动手能力。2. 课程设计进度安排：课程设计进度表如下：序 内容时间0.5号（天）明确任务，分析零件图2 零件的工艺分析，制订工艺路线，编制工艺过程卡片3 余量，切削用量，工序尺寸计算和查表等、0.54 拟定夹具方案，绘制夹具草图15 绘制夹具总图及零件图26 编写课程设计说明书13. 设计过程应完成内容：生产类型：中、小批生产；设计内容：零件加工工艺规程、工序专用夹具具体组成：1零件图1张2机械加工工艺过程卡片1张3机械加工工序卡片若干4机床夹具装配总图1张5

3、夹具主要零件图若干6课程设计说明书1份二、具体安排及考核标准具体要求:1. 进行课程设计的班级为数控专业（2-12班）；2. 每两人为一组，各班自行分组，抽签选择课题，任课老师备案;3. 设计过程分阶段进行，任课老师分阶段检查、指导、更正；4. 设计过程、说明书、图形一律用word存档；5. 根据模板要求，每一步必须认真完成；6. 相关资料到图书馆借阅或查阅，所有参数符合标准要求；具体安排：第一阶段：准备阶段，确定课题后，自行准备所需资料；第二阶段：按设计步骤要求对各自课题相关内容的编写与计算；第三阶段：集中编制工艺文件或画夹具零件图和装配图；具体考核：课程设计考核分五等：优秀、良好、中等、及

4、格、不及格；课程设计成绩为本门课程期末考试成绩。不再进行期末考试。机械制造技术课程设计考核和成绩评定标准等 评定标准级全面完成设计任务，设计内容正确，设计图纸质量高； 优秀设计说明书内容正确，文字精练、流畅、工整；设计过程或答辩过程中，能准确回答与设计内容有关的问题;工作态度认真、严谨、独立工作能力强，模范遵守纪律;全面完成设计任务，设计内容正确;设计说明书内容正确，表达清楚，书写认真;设计过程或答辩过程中，能较好的回答与设计内容有关的问题;工作态度认真，独立完成设计任务，遵守纪律;全面完成设计任务，设计内容正确，设计图纸基本正确;设计说明书内容正确，表达清楚，书写认真;设计过程或答辩过程中，

5、经提示基本回答相关的问题;工作态度认真，具有一定的独立工作能力，遵守纪律;能完成主要设计任务，质量较差或有较大错误，经启发能予以 纠正；设计说明书内容有个别错误，书写较草;设计过程或答辩时，对有些问题的回答出现概念性的错误;工作态度一般或独立工作能力较差，基本能遵守纪律;未完成设计任务，或设计质量差并不加以改正;设计说明书内容有较大错误，或书写非常不认真；设计过程或答辩时，回答问题出现严重的概念错误，或答不出 来；工作态度不认真，或独立工作能力差，或不遵守纪律；3、设计课题：见附表学生应在老师的指导下，认真、有计划地按时完成设计任务。学生必须以 科学的态度对待自己所做的技术决定以及所得的数据和

6、计算结果，做到使 整个设计在技术上是先进的，经济合理，切实可行，安全可靠。四、设计内容及设计的一般程序1. 课程设计步骤确定生产纲领，明确设计任务；零件图的审查及总装图的 分析；毛坯类型的确定；初拟机械加工工艺路线；确定加工表面总加工余量；确定各主要工序的工序余 量；确定各工序的切削用量确定各工序设备及工艺装备；填写机械加工工艺过程卡片及工序卡片；撰写设计说明书；2. 基准定位符号 L* * 1 ff LiJBii 4 i6FM flj -i ,ifl ii a i oA士个 I II 甲 *早E-|A,4 -A 14fp4夹具设计基本步骤设计内容及设计的一般程序：1、设计准备：研究被加工零件

7、，明确夹具设计任务；分析零件的加工工艺过程；了解所使用的机床的性能、规格和运动情况；了解零件的投产批量和生产纲领情况收集有关设计资料：2、总体设计：选择定位方案，设计定位装置；选择夹紧方案，设计夹紧装置；其它装置及元件的选择；设计夹具体的结构形式；绘制夹具草图；进行必要的分析计算；方案审查与改进设计；绘制夹具装配总图； 用双点划线将工件的外形轮廓、夹紧表面、定位表面及加 工表面绘制在各个视图的合适位置上； 绘出定位装置、夹紧装置、夹具体和其它装置; 标注必要的尺寸、公差和技术要求； 绘制夹具明细表及标题栏；3、零件设计：夹具中的非标准零件要分别绘制零件图机械加工工艺规程设计示例（轴类零件）一、

8、设计任务：如图所示的某挖掘机减速器中间轴简图。该轴材料为 20CrMnTi,进行渗碳淬火处理，渗碳层深度为0.81.2皿，淬火 硬度为HRC5862。在中批生产条件下制订该轴加工工艺过程。图5-1中间轴二、零件工艺过程分析与计算（一）、分析研究产品的装配图和零件图1、审查图纸的完整性和正确性2、分析零件的技术要求（1）尺寸精度的分析:轴类零件的支承轴颈一般与轴承配合，是轴类零件的主要表面，通常对其尺寸 精度要求较高，为IT5IT7。如挖掘机减速器中间轴的中40k5、50h5、25h6 等；其它尺寸相对而言精度要求低些。（2）形状精度的分析：轴类零件的形状精度主要是指支承轴颈的圆度、圆柱度，一般

9、应将其限 制在尺寸公差范围内（本例即如此），对形状精度要求高的轴，应在图样 上标注其形状公差。（3）位置精度的分析：轴的位置精度主要有轴颈之间的同轴度或跳动度（本例两处对基准A-B 的跳动度0.016），定位端面与轴线的垂直度（本例25h6轴颈左端面对 基准A-B的垂直度0.03），键槽对轴线的对称度等。（4）表面粗糙度的分析：一般与传动件相配合的轴颈的表面粗糙度Ra值为2.50.63 ,与轴承相配 合的支承轴颈的表面粗糙度Ra值为0.630.16。3、审查零件材料是否恰当本例挖掘机减速器中间轴是在高转速、重载荷的条件下工作，选用20CrMnTi 并进行渗碳淬火处理是恰当的，这样做可获得很高的

10、表面硬度、较软的芯部，因 此耐冲击韧性好。4、审查零件的结构工艺性本例挖掘机减速器中间轴的结构工艺性符合要求。二、毛坯的选择本例挖掘机减速器中间轴的材料为低合金钢，力学性能要求较高；生产类型 为中批生产；零件尺寸相差不大。因此选用中55X200圆钢作为毛坯。三、选择定位基准选择了定位基准就确定了工件的安装方法。轴类零件的安装应能保证加工后 各主要表面的相互位置精度，能在一次安装中加工出较多的表面，以便安装方 便、迅速，有利于提高生产率。为了满足上述要求，一般都选择两顶尖孔作为定位基准。这不仅因各主要表 面的设计基准（或工序基准）都是轴的轴线而符合基准重合的原则，也符合基准 统一原则。其次，当不

11、能用顶尖孔定位时（如加工轴的最初工序、加工轴的内表 面等），或为了提高零件的刚度时，也可以选择外圆表面作为定位基准。另外， 当加工孔不大的空心轴时，为了能在一次安装中加工出全部外圆表面，还可以选 择内孔作为定位基准。选择的定位基准不同，相应的安装方法也不同，一般有以 下几种安装方法；1、用两顶尖安装（图3-2a）；2、用三爪卡盘安装（图3-2b）；3、用三爪卡盘和尾顶尖安装（图3-2c）；4、用带齿顶尖和光滑顶尖安装（图3-2d）；5、用V型块安装（图3-3）。在采用顶尖孔定位时，为了定位准确，减少定位误差对加工精度的影响，顶尖 孔应加工精确。由于顶尖孔在许多工序中都要使用，它会磨损、拉毛，以

12、及热处理 后的氧化、变形，因此在粗加工、热处理后，或精加工前要修整顶尖孔。（研磨中 心孔）（d轴的几村安莪方洼图3.2轴的几种安装方法_|_gB113z=:n图3.3 V型块装夹铣工件两端本例挖掘机减速器中间轴的定位基准选择如下：粗加工（加工两端面、打顶尖 孔）采用外圆表面作为定位基准面（用V型块安装）；精加工采用外圆表面和一个 顶尖孔作为定位基准面（用三爪卡盘和尾顶尖安装）；花键槽的加工和磨削采用两 顶尖孔作为定位基准（用两顶尖安装）。四、拟订工艺路线根据轴的结构特点，轴的加工主要是用车削和磨削，个别质量要求较高的表面 还需要进行光整加工。一般轴类零件加工的典型工艺路线如下：1、预备加工轴的

13、毛坯经过热处理和对安装方法进行分析后，就应对轴进行预备加工。预备 加工包括校直：对于细长的轴，如果弯曲变形会造成加工余量不足，应进行校直； 切断：对于直接用圆钢作毛坯的轴，应切断，对于批量较小的锻件毛坯，因两端有 较大的加工余量也必须切断；切端面和打中心孔：对于单件小批生产的轴，可以经 过划线后再切端面和打中心孔，对于成批大量生产的轴，可以采用铣端面打顶尖孔 的专用机床进行铣两端面、打两顶尖孔（见图3-2）。2、粗车外圆、粗加工空心轴的内孔为了保证轴在车削过程中的刚度，应先车大直径外圆，然后再车小直径外圆。 对于空心轴还要粗加工（如钻、镗）内孔。3、热处理对质量要求较高的轴，在粗车后应进行正火

14、、调质等热处理，以便消除工件的 内应力和提高机械性能。4、半精车外圆对一些精度要求较高的主要表面，需要安排半精车来为精车作好准备，如精车 前必要的精度和加工余量等。5、精车外圆为了保证定位精度，精车前要修整顶尖孔或改打带保护锥的B型顶尖孔。对 一些精度要求更高的主要表面，还必须留有足够的磨削或光整加工余量。6、粗磨两端轴颈或中间轴颈当需要更换精基准或提高工件的刚度时，应先把精基准（两端轴颈）和中心架 支承表面（中间轴颈）加工出来。7、粗加工成形表面或非同轴线的表面轴上的成形表面、非同轴线的表面是指轮齿、花键、螺纹、锥孔和偏心轴颈等 表面。8、加工次要表面轴上的次要表面是指键槽、小孔等表面。9、热处理 对轴上一些要求耐磨的表面进行淬火或渗碳淬火处理。10、磨削和光整加工对一些质量要求高的表面（如轴颈、轮齿、花键、螺纹等）还应进行磨削和光 整加工。但是磨削前必须进行对淬过火的顶尖孔进行研磨，以消除氧化皮和提高顶 尖孔的质量。11、清洗、检验轴加工完成后应进行清洗，然后检验其精度和表面粗糙度。对一些重要的 轴必要时还应进行超声波、放射线、磁粉等无损探伤。根据以上分析，结合零件的技术要求和机械加工经济精度、经济表面粗糙 度要求，考虑是中批生产，本例挖掘机减速器中间轴的工艺路线拟订为：下