鄂州職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院

1、鄂州職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械制造工藝編制及實(shí)施課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)老師 二 零 一 三 年 月 日1.設(shè)計(jì)目的機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是綜合運(yùn)用“機(jī)械制造工藝學(xué)”及有關(guān)課程內(nèi)容，分析和解決實(shí)際工程問(wèn)題的一個(gè)重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生制定零件機(jī)械加工工藝規(guī)程和分析工藝問(wèn)題的能力，以及設(shè)計(jì)機(jī)床夾具的能力。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，學(xué)生應(yīng)熟悉有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)資料，學(xué)會(huì)使用有關(guān)手冊(cè)和數(shù)據(jù)庫(kù)。機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是作為未來(lái)從事機(jī)械制造技術(shù)工作的一次基本訓(xùn)練。2.設(shè)計(jì)的題目和內(nèi)容機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)的題目一般定為：制定某一零件成批或大批生產(chǎn)加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)，也可針對(duì)一組零件進(jìn)

2、行成組工藝和成組夾具設(shè)計(jì)。2.1設(shè)計(jì)應(yīng)完成的內(nèi)容：1）制定指定零件（或零件組）的機(jī)械加工工藝規(guī)程，編制機(jī)械加工工藝卡片，選擇所用機(jī)床、夾具、刀具、量具、輔具；2）對(duì)所制定的工藝進(jìn)行必要的分析論證和計(jì)算；3）確定毛坯制造方法及主要表面的總余量；4）確定主要工序的工序尺寸、公差和技術(shù)要求；5）對(duì)主要工序進(jìn)行工序設(shè)計(jì)，編制機(jī)械加工工序卡片，畫出的工序簡(jiǎn)圖，選擇切削用量；6）設(shè)計(jì)某一工序的夾具，繪制夾具裝配圖和主要零件圖；7）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。2.2課程設(shè)計(jì)實(shí)例實(shí)例一實(shí)例二3.制定工藝規(guī)程步驟和方法1分析設(shè)計(jì)對(duì)象閱讀零件圖，了解其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求及其在所裝配部件中的作用（如有裝配圖，可參閱）。分析時(shí)著

3、重抓住主要加工面的尺寸、形狀精度、表面粗糙度以及主要表面的相互位置精度要求，做到心中有數(shù)。2確定毛坯制造方法及總余量，畫毛坯圖確定毛坯種類和制造方法時(shí)應(yīng)考慮與規(guī)定的生產(chǎn)類型（批量）相適應(yīng)。對(duì)應(yīng)鍛件，應(yīng)合理確定其分模面的位置，對(duì)應(yīng)鑄件應(yīng)合理確定其分型面及澆冒口的位置，以便在粗基準(zhǔn)選擇及確定定位和夾緊點(diǎn)時(shí)有所依據(jù)。查手冊(cè)或訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，確定主要表面的總余量、毛坯的尺寸和公差。如若對(duì)查表值或數(shù)據(jù)庫(kù)所給數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，需說(shuō)明修正的理由。繪制毛坯圖。毛坯輪廓用粗實(shí)線繪制，零件實(shí)體用雙點(diǎn)畫線繪制，比例盡量取1：1。毛坯圖上應(yīng)標(biāo)出毛坯尺寸、公差、技術(shù)要求，以及毛坯制造的分模面、圓角半徑和拔模斜度等。3制定零件工

4、藝規(guī)程零件的結(jié)構(gòu)、技術(shù)特點(diǎn)和生產(chǎn)批量將直接影響到所制定的工藝規(guī)程的具體內(nèi)容和詳細(xì)程度，這在制定工藝路線的各項(xiàng)內(nèi)容時(shí)必須隨時(shí)考慮到。（1）表面加工方法的選擇針對(duì)主要表面的精度和粗糙度要求，由精到粗地確定各表面的加工方法?？刹殚喒に囀謨?cè)中典型表面的典型加工方案和各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)加工精度，選擇與生產(chǎn)批量相適應(yīng)的加工方案和加工方法，對(duì)其它加工表面也作類似處理。（2）定位基準(zhǔn)的選擇根據(jù)定位基準(zhǔn)的選擇原則，并綜合考慮零件的特征及加工方法，選擇零件表面最終加工所用精基準(zhǔn)和中間工序所用的精基準(zhǔn)以及最初工序的粗基準(zhǔn)。（3）擬定零件加工工藝路線根據(jù)零件加工順序安排的一般原則及零件的特征，擬定零件加工工藝

5、路線。在各種工藝資料中介紹的各種典型零件在不同產(chǎn)量下的工藝路線（其中已經(jīng)包括了工藝順序、工序集中與分散和加工階段的劃分等內(nèi)容），以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)和工廠參觀時(shí)所了解到的現(xiàn)場(chǎng)工藝方案，皆可供設(shè)計(jì)時(shí)參考。對(duì)熱處理工序、中間檢驗(yàn)、清洗、終檢等輔助工序，以及一些次要工序（或工步）如去毛刺、倒角等，應(yīng)注意在工藝方案中安排適當(dāng)?shù)奈恢?，防止遺漏。（4）選擇各工序所用機(jī)床、夾具、刀具、量具和輔具機(jī)床及刀、夾、量、輔具類型的選擇應(yīng)與設(shè)計(jì)零件的生產(chǎn)類型、零件的材料、零件的外形尺寸和加工表面尺寸、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、該工序的加工質(zhì)量要求以及生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性等相適應(yīng)，并應(yīng)充分考慮工廠的現(xiàn)有生產(chǎn)條件，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備和工具。機(jī)床

6、及工藝裝備的選擇可參閱有關(guān)的工藝、機(jī)床和刀、夾、量、輔具手冊(cè)，也可訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)。（5）工藝方案和內(nèi)容的論證根據(jù)設(shè)計(jì)零件的不同的特點(diǎn)，可有選擇地進(jìn)行以下幾方面的工藝論證：1）對(duì)比較復(fù)雜的零件，可考慮兩個(gè)甚至更多的工藝方案進(jìn)行分析比較，擇優(yōu)而定，并在說(shuō)明書中論證其合理性。2）當(dāng)設(shè)計(jì)零件的主要技術(shù)要求是通過(guò)兩個(gè)甚至更多的工序綜合加以保證時(shí)，應(yīng)用工藝尺寸鏈方法加以分析計(jì)算，從而有根據(jù)地確定有關(guān)工序的工序尺寸公差和工序技術(shù)要求。3）對(duì)于影響零件主要技術(shù)要求且誤差因素較復(fù)雜的重要工序，需要分析論證如何保證該工序技術(shù)要求，從而明確提出對(duì)定位精度、夾具設(shè)計(jì)精度、工藝調(diào)整精度、機(jī)床和加工方法精度甚至刀具精度（若有

7、影響）等方面的要求。 4）其它的在設(shè)計(jì)中需要應(yīng)加以論證分析的內(nèi)容。（6）填寫工藝過(guò)程卡片工藝過(guò)程卡片的格式可參考圖S0-1。該工藝過(guò)程卡片的格式較工廠所用的工藝過(guò)程卡片（實(shí)際上各行各業(yè)甚至各工廠其卡片格式也不盡相同）有所簡(jiǎn)化，更適于學(xué)習(xí)階段使用。機(jī)械加工以前的工序如鑄造、人工時(shí)效等在工藝工程卡片中要有所記載，但不編工序號(hào)，工藝過(guò)程卡片在課程設(shè)計(jì)中只填寫本次課程設(shè)計(jì)所涉及到的內(nèi)容。（7）機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)對(duì)于重要的加工工序，要求進(jìn)行工序設(shè)計(jì)，其主要內(nèi)容包括：1）劃分工步 根據(jù)工序內(nèi)容及加工順序安排的一般原則，合理劃分工步。2）確定加工余量 用查表法確定各主要加工面的工序（工步）余量。因毛坯總余量已

8、由毛坯（圖）在設(shè)計(jì)階段定出，故粗加工工序（工步）余量應(yīng)由總余量減去精加工、半精加工余量之和而得出。若某一表面僅需一次粗加工即成活，則該表面的粗加工余量就等于已確定出的毛坯總余量。3）確定工序尺寸及公差 對(duì)簡(jiǎn)單加工的情況，工序尺寸可由后續(xù)加工的工序尺寸加上名義工序余量簡(jiǎn)單求得，工序公差可用查表法按加工經(jīng)濟(jì)精度確定。對(duì)加工時(shí)有基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的較復(fù)雜的情況，需用工藝尺寸鏈來(lái)求算工序尺寸及公差。4）選擇切削用量 切削用量可用查表法或訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)方法初步確定，再參照所用機(jī)床的實(shí)際轉(zhuǎn)速、走刀量檔數(shù)最后確定。（8）填寫主要工序的工序卡并畫出工序簡(jiǎn)圖課程設(shè)計(jì)用簡(jiǎn)化的工序卡片格式見(jiàn)圖S0-2。在工序卡上要求繪制出工序簡(jiǎn)

9、圖工序簡(jiǎn)圖按照縮小的比例畫出，不一定很嚴(yán)格。如零件復(fù)雜不能在工序卡片中表示時(shí)，可用另頁(yè)單獨(dú)繪出。工序簡(jiǎn)圖盡量選用一個(gè)視圖，圖中工件是處在加工位置、夾緊狀態(tài)，用細(xì)實(shí)線畫出工件的主要特征輪廓。本工序的加工面用粗實(shí)線畫出。為使工序簡(jiǎn)圖能用最少視圖表達(dá)，對(duì)定位夾緊表面以規(guī)定的符號(hào)來(lái)表示，見(jiàn)表S0-3。最后還要詳細(xì)標(biāo)明本工序的加工質(zhì)量要求，包括工序尺寸和公差、表面粗糙度以及工序技術(shù)要求等對(duì)多刀、多工位加工，還應(yīng)附有刀具調(diào)整示意圖。4.夾具設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì)可按下述三個(gè)步驟進(jìn)行：1. 經(jīng)濟(jì)性分析對(duì)某一工序而言，是否使用夾具？使用何種類型的夾具（通用夾具、專用夾具、成組夾具、組合夾具等）？以及在確定使用專用夾具的

10、情況下設(shè)計(jì)什么檔次的夾具？這些問(wèn)題在設(shè)計(jì)夾具前，必須從經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)加以考慮，即要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析和論證。迄今為止，夾具經(jīng)濟(jì)性的分析研究還不夠完善，設(shè)計(jì)者常常需要根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行決策。下面介紹的方法可供設(shè)計(jì)者在決策時(shí)參考。使用夾具加工時(shí)，工序成本可按下式計(jì)算： (S-1)式中E0F - 使用夾具加工時(shí)的工序成本（元）；CLF - 使用夾具加工時(shí)的每小時(shí)勞動(dòng)力費(fèi)用（元/小時(shí)）；CM - 包括管理費(fèi)用在內(nèi)的機(jī)床機(jī)時(shí)費(fèi)用（元/小時(shí)）；tsF - 使用夾具加工時(shí)的單件工時(shí)（小時(shí)）；n - 夾具使用年限（年）；i - 投資利息或潤(rùn)利率數(shù)值（1/年）；Qa - 使用夾具加工的零件總數(shù)；CF -夾具成本，包括

11、夾具設(shè)計(jì)費(fèi)用、材料費(fèi)用、加工費(fèi)用、調(diào)整與裝配費(fèi)用、維護(hù)與保管費(fèi)用等（元）。不使用夾具加工時(shí)，工序成本可按下式計(jì)算： （S-2）式中E0 - 不使用夾具加工時(shí)的工序成本（元）；CL - 不使用夾具加工時(shí)的每小時(shí)勞動(dòng)力費(fèi)用（元/小時(shí)）；ts- 不使用夾具加工時(shí)的單件工時(shí)（小時(shí)）。若E0F E0 ，則應(yīng)使用夾具。同理，也可以確定夾具的復(fù)雜程度和自動(dòng)化水平。2. 夾具總體方案的構(gòu)思和設(shè)計(jì)，繪制方案圖（結(jié)構(gòu)略圖）1）根據(jù)零件加工工藝所給的定位基準(zhǔn)和六點(diǎn)定位原理，確定工件的定位方法并選擇相應(yīng)的定位元件，定位方案和定位元件的選擇要能夠保證工件的位置精度。2）確定刀具引導(dǎo)方式，并設(shè)計(jì)引導(dǎo)裝置或?qū)Φ堆b置。3）確

12、定工件的夾緊方法，并設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)，注意夾緊力作用點(diǎn)、方向和夾緊力動(dòng)力源的選擇及多點(diǎn)夾緊機(jī)構(gòu)的聯(lián)動(dòng)性等。4）確定其它元件或裝置的結(jié)構(gòu)形式。5）考慮各種元件和裝置的布局，確定夾具體的總體結(jié)構(gòu)，并繪制方案圖（結(jié)構(gòu)略圖）。在考慮總體結(jié)構(gòu)方案時(shí)，應(yīng)多看些夾具圖冊(cè)并可去工廠調(diào)研。為使方案選擇合理，應(yīng)提出兩個(gè)或兩個(gè)以上方案進(jìn)行分析比較。3. 將確定的方案繪制成結(jié)構(gòu)草圖夾具草圖要求能夠清晰表達(dá)夾具工作原理、基本結(jié)構(gòu)以及各種元件和裝置的相互位置關(guān)系。對(duì)夾具的主要部分，如定位元件的結(jié)構(gòu)形式、夾緊裝置的類型和結(jié)構(gòu)、導(dǎo)向元件等最好詳細(xì)畫出，便于檢查其實(shí)現(xiàn)的可能性。對(duì)一些標(biāo)準(zhǔn)件如定位銷、螺栓、螺母等則可不必詳細(xì)畫出而只

13、用位置中心線表示。對(duì)某些結(jié)構(gòu)要素如圓角、倒角等在草圖階段不必畫出。確定夾具和機(jī)床的聯(lián)接方式，為此需要查閱機(jī)床手冊(cè)、工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)或訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)。在繪制夾具草圖階段，應(yīng)同時(shí)對(duì)夾具的精度、夾緊力進(jìn)行必要的分析計(jì)算。 4. 繪制夾具總裝配圖在草圖的基礎(chǔ)上，進(jìn)行加工和細(xì)化，即可生成正式夾具裝配圖。繪制夾具總圖時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1）嚴(yán)格按照1:1的比例畫。2）被加工零件視為透明體（不遮擋夾具），用雙點(diǎn)劃線畫出其輪廓，并應(yīng)畫出定位面、夾緊面和加工面，加工面用粗實(shí)線畫出。3）夾緊元件及夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)按夾緊狀態(tài)畫出，必要時(shí)可用雙點(diǎn)劃線畫出夾緊元件的松開(kāi)位置。油缸、氣缸均應(yīng)標(biāo)出工作行程，用雙點(diǎn)劃線表示出放松的位置。4）

14、注意視圖的配置與安排，主視圖應(yīng)面對(duì)工人操作的位置。5）夾具設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)工藝性，主要是夾具零件的結(jié)構(gòu)工藝性, 與一般機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)工藝性相同，首先要盡量選用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件，以降低設(shè)計(jì)和制造費(fèi)用；其次要考慮加工的工藝性及經(jīng)濟(jì)性。夾具結(jié)構(gòu)工藝性還應(yīng)考慮夾具的裝配方法與檢驗(yàn)法方法。夾具一般屬于單件生產(chǎn)，多采用調(diào)整法和修配法進(jìn)行裝配，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分注意。6）夾緊總圖應(yīng)注明的尺寸包括：夾具外形輪廓尺寸；移動(dòng)件的極限位置尺寸；與夾具定位元件、導(dǎo)向元件及夾具安裝基準(zhǔn)面有關(guān)的配合尺寸、位置尺寸及公差；夾具定位元件與工件的配合尺寸；夾具導(dǎo)向元件與刀具的配合尺寸；夾具與機(jī)床的聯(lián)接尺寸及配合；關(guān)鍵部位的配合尺寸公差及裝配

15、技術(shù)要求；其它重要配合尺寸。7）夾具上有關(guān)尺寸公差和形位公差取工件上相應(yīng)公差的1/51/2, 通常取1/3。當(dāng)生產(chǎn)批量較大時(shí)，考慮夾具的磨損，應(yīng)取較小值；當(dāng)工件本身精度較高，為使夾具制造不十分困難，可取較大值。當(dāng)工件上相應(yīng)的公差為自由公差時(shí)，夾具上有關(guān)尺寸公差常取±0.1mm或±0.05mm，角度公差（包括位置公差）常取±10或±5。確定夾具公差帶時(shí)，應(yīng)保證夾具上有關(guān)尺寸的公差帶剛好落在工件上相應(yīng)尺寸公差帶的中間。8）夾具總圖上標(biāo)注的技術(shù)要求通常有以下幾方面：定位元件與定位元件定位表面之間的相互位置精度要求；定位元件的定位表面與夾具安裝面之間的相互位置精

16、度要求；定位元件的定位表面與引導(dǎo)元件工作表面之間的相互位置精度要求；引導(dǎo)元件與引導(dǎo)元件工作表面之間的相互位置精度要求；定位元件的定位表面或引導(dǎo)元件的工作表面對(duì)夾具找正基準(zhǔn)面的位置精度要求；與保證夾具裝配精度有關(guān)的或與檢驗(yàn)方法有關(guān)的特殊的技術(shù)要求。表S0-4列出了幾種常見(jiàn)的夾具技術(shù)要求，可供參考9）在裝配圖上應(yīng)有：標(biāo)題欄、件號(hào)、技術(shù)要求、剖視圖。自制件要編號(hào)，自制件的件數(shù)、材料均須在明細(xì)表中列出。標(biāo)準(zhǔn)件可不編號(hào)，其規(guī)格、件數(shù)可在夾具圖上直接標(biāo)出。5.編寫說(shuō)明書 設(shè)計(jì)說(shuō)明書的主要內(nèi)容應(yīng)包括：1. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)包括零件圖的分析、毛坯制造方法的選擇、基準(zhǔn)的選擇、加工方法的選擇、加工順序的確定、工藝路線

17、的制訂、余量與工序尺寸的確定、切削用量的選擇等。其中制定工藝路線部分要詳細(xì)編寫，包括工藝論證內(nèi)容。2. 夾具設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明包括夾具的用途、工作原理、結(jié)構(gòu)方案的選擇和分析、定位誤差和夾緊力的計(jì)算、精度分析、夾具的使用說(shuō)明、本夾具的優(yōu)缺點(diǎn)等。寫說(shuō)明書要求重點(diǎn)突出，文字簡(jiǎn)練，字跡端正，說(shuō)理清楚。盡量用示意圖或計(jì)算數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)明問(wèn)題，不追求過(guò)多的文字?jǐn)⑹?。說(shuō)明書的編寫工作，應(yīng)從設(shè)計(jì)的開(kāi)始之日起，逐日將設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及分析計(jì)算等記入筆記本中。每到一階段，即可按要求逐段整理成文，設(shè)計(jì)結(jié)束前再進(jìn)行整理補(bǔ)充。 說(shuō)明書統(tǒng)一用A4紙書寫，四周留出邊框用于裝訂。本指導(dǎo)書所附說(shuō)明書封皮及任務(wù)書用于首頁(yè)，接下去編排目錄（

18、應(yīng)有頁(yè)號(hào)），說(shuō)明書正文是主體，并將工藝過(guò)程卡及工序卡按恰當(dāng)位置附入，后記部分可寫收獲、體會(huì)以及意見(jiàn)或建議，最后列出自己設(shè)計(jì)中所用到的主要參考資料名稱。6.課題一的實(shí)施1） 分析零件圖樣：2） 毛坯的選擇：3） 工藝路線：（1） 定位基準(zhǔn)的選擇A. 粗基準(zhǔn)的選擇：B. 精基準(zhǔn)的選擇：（2） 零件表面加工方法的選擇（3） 工序順序的安排A定位基準(zhǔn)的安排B加工階段的劃分（4） 填寫機(jī)械加工工藝卡（附上工藝過(guò)程卡）4）工序設(shè)計(jì)的內(nèi)容：（1）選擇加工設(shè)備機(jī)床與工藝裝備A.選擇機(jī)床B.選擇夾具C.選擇刀具D.選擇量具（2） 確定工序尺寸A. 確定圓柱面的工序尺寸B. 確定軸向工序尺寸C. 填寫機(jī)械加工工序卡（附上工序卡并帶有工序圖）4） 根據(jù)機(jī)床操作規(guī)程、工藝卡、工序卡加工零件。并做好零件檢查記錄表。7. 撰寫總結(jié)報(bào)告（字?jǐn)?shù)不少于600字）8. 任務(wù)實(shí)施與評(píng)價(jià)序號(hào)檢查內(nèi)容檢查記錄分值評(píng)價(jià)1零件圖分析是否形成記錄52毛坯確定：是否確定毛坯的類型及尺寸53機(jī)械加工工藝過(guò)程卡編制、工藝路線擬定是否合理；機(jī)床、刀具、量具選擇是否規(guī)范204機(jī)械加工工序卡編制、工序簡(jiǎn)圖是否包括工序尺寸及公差、形位公差、表面粗糙度、定位和夾緊、切削用量選擇是否合理。205機(jī)床操作是否規(guī)范，是否遵循工藝規(guī)程106零件檢測(cè)方法是否規(guī)范、是否