汽車(chē)制造課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)_第1頁(yè)
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前言《汽車(chē)制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)》是我們學(xué)習(xí)完大學(xué)階段的機(jī)械類(lèi)基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)課以及專(zhuān)業(yè)課程之后的一個(gè)綜合的課程設(shè)計(jì),它是將設(shè)計(jì)和制造知識(shí)有機(jī)的結(jié)合,并融合現(xiàn)階段機(jī)械制造業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)情況和較先進(jìn)成熟的制造技術(shù)的應(yīng)用,而進(jìn)行的一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,通過(guò)本課程的訓(xùn)練,將有助于我們對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解,并為后續(xù)的課程學(xué)習(xí)以及今后的工作打下一定的基礎(chǔ)。對(duì)于本人來(lái)說(shuō),希望能通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí),學(xué)會(huì)將所學(xué)理論知識(shí)和工藝課程實(shí)習(xí)所得的實(shí)踐知識(shí)結(jié)合起來(lái),并應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題之中,從而鍛煉自己分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力;同時(shí),又希望能超越目前工廠的實(shí)際生產(chǎn)工藝,而將有利于加工質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率提高的新技術(shù)和新工藝應(yīng)用到機(jī)器零件的制造中,為改善我國(guó)的機(jī)器制造業(yè)相對(duì)落后的局面探索可能的途徑。但由于所學(xué)知識(shí)和實(shí)踐的時(shí)間以及深度有限,本設(shè)計(jì)中會(huì)有許多不足,希望各位老師能給予指正。零件的分析計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng),確定生產(chǎn)類(lèi)型生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對(duì)生產(chǎn)組織和零件加工工藝過(guò)程起著重要的作用,它決定了各工序所需專(zhuān)業(yè)化和自動(dòng)化的程度,以及所選用的工藝方法和工藝裝備。發(fā)動(dòng)機(jī)活塞連桿零件的年產(chǎn)量為8000件,現(xiàn)已知該產(chǎn)品屬于輕型機(jī)械,根據(jù)生產(chǎn)類(lèi)型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系查閱參考文獻(xiàn),確定其生產(chǎn)類(lèi)型為大量生產(chǎn)。大量生產(chǎn)的工藝特征:零件的互換性:具有廣泛的互換性,少數(shù)裝配精度較高處,采用分組裝配法和調(diào)整毛坯的制造方法和加工余:廣泛采用金屬模機(jī)器造型,模鍛或其他商效方法。毛坯精度高,加工余量小。機(jī)床設(shè)備及其布置形式:廣泛采用商效專(zhuān)用機(jī)床及自動(dòng)機(jī)床,按流水線(xiàn)和自動(dòng)排列設(shè)備。工藝裝備:廣泛采用高效夾具,復(fù)合刀具,專(zhuān)用量具或自動(dòng)檢驗(yàn)裝置,靠調(diào)整法達(dá)到精度要求。對(duì)工人的技術(shù)要求:對(duì)調(diào)整工的技術(shù)水平要求高,對(duì)操作工的技術(shù)水平要求較低。工藝文件有工藝過(guò)程卡或工序卡,關(guān)鍵工序要調(diào)整卡和檢驗(yàn)卡。成本較低。生產(chǎn)率高。工人勞動(dòng)條件較好。零件的作用發(fā)動(dòng)機(jī)活塞連桿有大頭、小頭和桿身身等部分組成。大頭為分開(kāi)式結(jié)構(gòu),連桿體與連桿蓋用螺栓連接。大頭孔和小頭孔內(nèi)分別安裝軸瓦和襯套。為了減輕質(zhì)量并保證連桿體具有足夠的剛度和強(qiáng)度,連桿的桿身截面多為工字形,其外表面不需要加工。連桿的大頭和小頭端面,通常都與桿身對(duì)稱(chēng)。有些連桿在結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)有工藝凸臺(tái)、中心孔等,作為機(jī)械加工時(shí)的輔助基準(zhǔn)。連桿的工藝性分析和技術(shù)要求連桿的工藝性分析連桿蓋和連桿體的連接方式連桿蓋和連桿體的定位方式,主要有連桿螺栓、套筒、齒形和軸肩四種。用螺栓定位,螺栓和螺栓孔的尺寸公差都較小,螺栓孔的尺寸公差一般為H7,表面粗糙度為R1.6pm;用套筒定位,連桿體、連桿蓋與套筒配合的孔,精度為H7,a表面粗糙度為R1.6pm;用齒形或凸肩定位,定位精度高,接合穩(wěn)定性好,制造工藝簡(jiǎn)單,a連桿螺栓孔為自由尺寸,接合面上的齒形或凸肩可采用拉削方法吧加工,適用于大批大量生產(chǎn)。成批生產(chǎn)時(shí),可用拉削方法加工。連桿大、小頭厚度考慮到加工時(shí)定位、加工中的輸送等要求,連桿大、小頭一般采用相等厚度。對(duì)于不等厚度的連桿,為了加工定位和夾緊的方便,也常在工藝過(guò)程中先按等厚度加工,最后再將連桿小頭加工至所需尺寸。連桿桿身上油孔的大小和深度活塞銷(xiāo)與連桿小頭襯套孔之間需要進(jìn)行潤(rùn)滑,部分發(fā)動(dòng)機(jī)連桿采用壓力潤(rùn)滑。為此,在連桿桿身中鉆有油孔,潤(rùn)滑油從連桿大頭沿油孔通向小頭襯套。油孔一般為?4mm~?8mm的深孔。由于深孔加工困難,有些連桿與階梯孔代替小直徑通孔,從而改善了工藝性,避免了深孔加工?,F(xiàn)在,汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)連桿小頭襯套孔的潤(rùn)滑方式主要為飛濺潤(rùn)滑。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),飛濺在活塞內(nèi)腔頂部上的潤(rùn)滑油,由于自重落到連桿小頭油孔或開(kāi)口內(nèi),在經(jīng)過(guò)襯套上的小孔流到活塞銷(xiāo)的摩擦表面,這種結(jié)構(gòu)不需要深油孔,所以便于加工。連桿的技術(shù)要求連桿小頭孔的尺寸公差不低于IT7,表面粗糙度R值不大于0.80pm,圓柱度公差a等級(jí)不低于7級(jí)。小頭襯套孔的尺寸公差不低于IT6,表面粗糙度R值不大于0.40pm,a圓柱度公差等級(jí)不低于6級(jí)。連桿大頭孔的尺寸公差與所用軸瓦的種類(lèi)有關(guān)。當(dāng)把直接澆鑄巴氏合金時(shí),大頭底孔為IT9;當(dāng)采用厚壁軸瓦時(shí),大頭底孔為IT8;當(dāng)采用薄壁軸瓦時(shí),大頭底孔為IT6。表面粗糙度R值不大于0.80pm,圓柱度公差等級(jí)不低于6級(jí)。a連桿小頭孔及小頭襯套孔軸線(xiàn)對(duì)連桿大頭孔軸線(xiàn)的平行度:在大、小頭孔軸線(xiàn)所決定的平面的平行方向上,平行度公差值應(yīng)不大于100:0.03;垂直于上述平面的方向上,平行度公差值應(yīng)不大于100:0.06。連桿大、小頭孔中心距的極限偏差通常為土0.05mm。連桿大頭兩端面對(duì)連桿大頭孔軸線(xiàn)的垂直度公差不低于8級(jí)。兩端面表面粗糙度Ra值不大于1.25pm.為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)對(duì)于連桿的重量及裝在同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)中的連桿重量差都有要求。有些對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)要求高的發(fā)動(dòng)機(jī),對(duì)連桿小頭重量和大頭重量分別給以規(guī)定。4.選擇毛坯汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的材料,一般采用45鋼或40Cr、35CrMo,并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理,以提高其強(qiáng)度及抗沖擊能力。我國(guó)有些工廠也有用球墨鑄鐵制造連桿。鋼制連桿一般采用鍛造。在單件小批量生產(chǎn)時(shí),采用自由鍛造或簡(jiǎn)單的胎膜鍛;在大批量生產(chǎn)中采用模鍛。模鍛時(shí),一般分兩工序進(jìn)行,即初鍛和終鍛,通常再切邊后進(jìn)行熱校正。二、連桿的機(jī)械加工工藝過(guò)程定位基準(zhǔn)的選擇為保證大頭孔與端面垂直,加工大、小頭時(shí),應(yīng)以一端面為基準(zhǔn)。為區(qū)分作為定位基準(zhǔn)的端面,通常在非定位的桿身和連桿蓋上各鍛造出一凸點(diǎn)(小凸臺(tái))。為保證兩孔位置公差要求,加工其中一孔時(shí),常以另一孔為定位基準(zhǔn),即互為基準(zhǔn)。連桿加工中,大多數(shù)工序是以大、小頭端面,大頭孔或小頭孔,一零件圖中規(guī)定的工藝凸臺(tái)為精基準(zhǔn)。連桿表面加工方法的確定兩端面的加工連桿大、小頭端面,是連桿加工過(guò)程中的主要定位基準(zhǔn),所以應(yīng)先加工它,且隨著工藝過(guò)程的進(jìn)行要逐漸精化,以提高其定位精度。再大批量生產(chǎn)中,連桿兩端面多采用磨削和拉削加工,若毛坯精度較高、加工余量較小時(shí),可直接進(jìn)行磨削。磨削連桿端面,可在單軸平面磨床、臥式雙端面磨床或立式多軸圓臺(tái)平面磨床上進(jìn)行。精磨大、小頭端面,是在連桿蓋與連桿體合件后,精鏜大、小頭孔之前進(jìn)行的,為大、小頭孔的精加工提供精確定位基準(zhǔn)。大、小頭孔的加工連桿大、小頭孔的加工中的關(guān)鍵工序,尤其是大頭孔的加工是連桿各部位加工中要求最高的部位,直接影響連桿成品的質(zhì)量。連桿大、小頭孔的加工可分為粗加工、半精加工和精整加工三個(gè)階段。大、小頭孔的粗加工和半精加工。在連桿的端面加工后,接著進(jìn)行小頭孔的粗加工和精加工。在大量生產(chǎn)中多采用鉆—拉方案進(jìn)行小頭孔的粗加工和半精加工:先鉆或擴(kuò)小頭孔,將小頭孔兩端倒角后,在立式拉床上拉孔。對(duì)于大頭孔的加工,通常是切開(kāi)連桿蓋后與連桿體合裝在一起進(jìn)行加工。大量生產(chǎn)時(shí),可在連桿蓋切開(kāi)(銑削或拉削)后,在連續(xù)式拉床上將大頭的側(cè)面、半圓孔和結(jié)合面一起進(jìn)行拉削。大、小頭孔的精加工和光整加工。連桿大頭孔的半精加工和光整加工都是在連桿蓋和連桿體合件后進(jìn)行的。由于小頭孔在合件前已經(jīng)加工到一定尺寸公差,故合件后直接進(jìn)行精加工。連桿大、小孔的金剛鏜床鏜孔 是保證連桿大、小頭孔中心距公差和位置公差的主要方法。因?yàn)殓M孔能修正前道工序造成的孔的歪斜,保證孔與其他孔或平面的位置精度。大、小頭空的精鏜一般是在雙面、雙軸金剛鏜床上進(jìn)行。制定工藝路線(xiàn)根據(jù)連桿零件一般的加工順序,先加工定位用的平面、工藝孔和工藝凸臺(tái)-粗加工大、小頭孔端面-精磨兩端面、半精鏜大頭孔及孔口倒角-珩磨大小頭孔、精鏜小頭活塞銷(xiāo)軸孔—精鏜大頭孔。大量生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞連桿的工藝過(guò)程表工序號(hào)工序內(nèi)容設(shè)備1粗、精銑大小頭端面立式銑床2鉆、擴(kuò)小頭孔立式鉆床3半精鏜小頭孔專(zhuān)用鏜床4銑定位凸臺(tái)立式銑床5從連桿上切下連桿蓋臥式銑床6锪連桿蓋螺栓頭貼合面立式鉆床7精銑結(jié)合面立式銑床8粗鏜大頭孔專(zhuān)用鏜床9磨結(jié)合面平面磨床10鉆、擴(kuò)、絞螺栓孔立式鉆床續(xù)表

11锪連桿體螺栓頭貼合面立式鉆床12鉆階梯油孔立式鉆床13去毛刺,清洗鉗工臺(tái)14中間檢驗(yàn)15裝配連桿蓋和連桿體、打字頭鉗工臺(tái)16磨連桿大頭兩端面平面磨床17半精鏜大頭兩端面專(zhuān)用鏜床18車(chē)連桿大頭端面臥式車(chē)床19拆開(kāi)和裝配連桿蓋鉗工臺(tái)20精鏜大頭孔專(zhuān)用鏜床21精鏜小頭孔專(zhuān)用鏜床22小頭孔壓入襯套油壓機(jī)23精鏜小頭襯套孔專(zhuān)用鏜床24拆開(kāi)連桿蓋鉗工臺(tái)25銑鎖口槽臥式銑床26清洗、去毛刺鉗工臺(tái)27裝配連桿蓋和連桿體鉗工臺(tái)28稱(chēng)重、去重及檢驗(yàn)鉗工臺(tái)加工設(shè)備和工藝裝備的選擇設(shè)備選擇立式銑床,立式鉆床,專(zhuān)用鏜床,臥式銑床,平面磨床,臥式車(chē)床,油壓機(jī),鉗工臺(tái)工藝裝備的選擇專(zhuān)用夾具,專(zhuān)用刀、復(fù)合刀和多刃刀具,游標(biāo)卡尺、百分表和千分尺。加工余量、工序尺寸和公差的確定機(jī)械加工余量大小等于每個(gè)中間工序加工余量總和;選擇加工余量的主要原則:應(yīng)采用最小加工余量,以求縮短加工時(shí)間,并降低零件制照費(fèi)用應(yīng)能滿(mǎn)足圖紙上所規(guī)定表面粗糙度及精度

應(yīng)考慮零件熱處理是引起的變形應(yīng)考慮采用的加工方法和設(shè)備,是零件發(fā)生的變形應(yīng)考慮被加工零件的大小,零件越大,加工余量越大選擇各工序公差主要原則:超出經(jīng)濟(jì)的加工精度范圍計(jì)及加工余量的大小(公加工余量最大尺寸和最小尺寸)公差應(yīng)根據(jù)零件的最后精度確定工序1中粗、精銑小頭端面加工余量、工序尺寸和公差:以右端面B定位,粗銑左端面A,保證工序尺寸P;1以左端面定位,粗銑右端面,保證工序尺寸P;2以右端面定位,精銑左端面,保證工序尺寸P,達(dá)到零件圖的設(shè)計(jì)要求D=52o。3 -0.3根據(jù)該工序的加工過(guò)程,畫(huà)出加工過(guò)程示意圖:*P3D(a)*P3D(a)(c)由圖可知,P=D=520。3 -0.3P=P+Z,其中Z為精加工余量,查表,確定Z=1mm,則P=52+1=53mm。由于P是在2 3 3 3 3 2 2粗銑加工中保證的,查表知,粗銑工序的經(jīng)濟(jì)加工精度可以達(dá)到B面的最終要求IT12,因此確定該工序尺寸公差為IT12,其公差值為0.35,故P=(52土0.175)mm。2P=P+Z,其中Z為粗銑余量,由于B面的加工余量是經(jīng)粗銑一次加切除的,故Z應(yīng)2222等于B的毛坯余量,即Z=2mm,P=53+2=55mm,查表確定該粗銑工序經(jīng)濟(jì)加工精度等級(jí)21為IT13,其公差值為0.54,故P=(83土0.27)mm。1為驗(yàn)證確定的工序尺寸與公差是否合理,還要對(duì)加工余量進(jìn)行校核,保證最小余量不能為零或負(fù)值。余量Z的校核:在圖所示尺寸鏈中Z是封閉環(huán),故Z二P-P二53+0.175-(52-0.30)=1.475mm3max2max3minZ二P-P二53-0.175-(52+0)=0.825mm3min2min3max2)余量Z的校核:在圖所示尺寸鏈中Z是封閉環(huán),故22Z 二P-P 二55+0.27-(53-0.175)=2.445mm2max 1max2minZ 二P—P 二55-0.27-(53+0.175)=1.555mmTOC\o"1-5"\h\z2min 1min 2max余量校核結(jié)果表明,所確定的工序尺寸公差是合理的。工序尺寸為:P=520mm3 -0.3P=530 ,P=550 。-0.35 1 -0.54切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算切削用量計(jì)算工序1---粗銑連桿大小頭兩端面。該工序分兩個(gè)工步,工步1是與B面定位,粗銑A面;工步2是以A面定位,粗銑B面。由于這一工步是在一臺(tái)機(jī)床上經(jīng)過(guò)一次走刀加工完成的,因此它們所選用的的切削速度V和進(jìn)給兩f是一樣的,只有背吃刀量a不同。p背吃刀量的確定:工步1的背吃刀量a取Z,Z等于A面的毛坯總量減去工序2的p1 11余量Z,即a=Z=2.5-1=1.5mm;而工步2的背吃刀量a=Z=2mm。p11 p22進(jìn)給亮的確定:查表,按機(jī)床功率為5~10KW,工件——夾具系統(tǒng)鋼度為中等條件選取,該工序的每齒進(jìn)給量f取0.08mm/z。z銑削速度的計(jì)算:查表,按鑲齒銑刀、d/z=80/10的條件(d=80mm,z=10)選取,切削速度V可取44.9m/min。由公式n=1000v/兀d可求得該工序銑刀轉(zhuǎn)速為1000v1000x44.9n= = =178.65r/mm兀d 兀x80參照相應(yīng)表所列X51立銑床的主軸轉(zhuǎn)速,取n=160r/min。再代入上述公式重新計(jì)算,可求出該工序的實(shí)際切削速度v為n兀d 160x兀x80v= = =40.2m/mm10001000該工序切削量為:主軸轉(zhuǎn)速n=160r/min;切削速度v=42.2m/min;背吃刀量a=1.5mm,p1背吃刀量a=2mm;每齒進(jìn)給量f=0.08mm/z。p2 z

時(shí)間定額的計(jì)算工序1---粗銑連桿大小頭兩端面時(shí)間定額的計(jì)算1)基本時(shí)間t的計(jì)算:m根據(jù)表查銑刀平面(對(duì)稱(chēng)銑削,主偏角K二90。)的基本時(shí)間t計(jì)算公式rj可計(jì)算出該工序的基本時(shí)間t為jl+l+lt= 1 2j fMz式中,當(dāng)主偏角K二90。,r一面的加工長(zhǎng)度l'=55mm,切入行程l=0.5(d—2—a2)+(1~3)mm,V e切出行程l=(1~3)mm。2該工序包括兩個(gè)工步,即兩個(gè)工步同時(shí)加工,故式中/=21'=2*55=110mm;l=1~3mm,取2=1mm;2l=0.5(d-冷d2一a2)+(1~3)二0.5(65—>J;652—552)+1=16.2mm;f=fxn二fxZxn=0.08*10*160=128mm/minMzzl+l+ll+l+lMz110+16.2+1128~0.99min=59.6s2)輔助時(shí)間t的計(jì)算。輔助時(shí)間t與基本時(shí)間t的關(guān)系為t=(0.15~0.2)t,則f f j f jt=0.15X59.6=8.94sf其他時(shí)間的計(jì)算。除了作業(yè)時(shí)間(基本時(shí)間與輔助時(shí)間之和)以外,每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作地時(shí)間、休息與生理需要時(shí)間和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由于連桿大量生產(chǎn),分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間甚微,可不計(jì):布置時(shí)間t是時(shí)間的2%~7%,b休息與生理時(shí)間t是作業(yè)時(shí)間的2%~4%,本例均取3%,其他時(shí)間可按關(guān)系式(3%+3%)Xx(t+t)計(jì)算:bx工序1的其他時(shí)間:t+1=6%X(59.6+8.94)=4.1s。bx單件時(shí)間t的計(jì)算:dj工序1的單件時(shí)間:t=59.6+8.94+4.1=72.65sdj專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。這里的夾具為半精鏜連桿小頭孔的專(zhuān)用夾具,半精鏜連桿小頭孔工序。設(shè)計(jì)主旨本夾具主要用于半精鏜連桿小頭孔這一工序,且有一定的技術(shù)要求。且這是第三道加工工序,零件毛坯已經(jīng)經(jīng)過(guò)鍛造加工,因此要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,同時(shí)達(dá)到要求的精度。夾具設(shè)計(jì)1)基準(zhǔn)選擇由零件圖分析知,選擇第一道加工工序加工出來(lái)的端面和第三道工序加工出來(lái)的工藝凸臺(tái)實(shí)行定位,并用工藝凸臺(tái)和工藝孔進(jìn)行定位,以及連桿身中部用一個(gè)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊。定位元件的選擇:夾具支撐板,V型定位塊。夾緊元件的選擇:使用搖臂夾緊,通過(guò)調(diào)節(jié)螺母調(diào)節(jié)夾緊力。設(shè)計(jì)夾緊裝置夾緊力方向的選擇遵循原則:(1)夾緊力的作用應(yīng)有利于工件的準(zhǔn)確定位,而不能破壞定位。(2)夾緊力的作用方向應(yīng)盡量與工件剛度最大的方向一致,以減小工件變形。(3)夾緊力的作用方向應(yīng)盡能與切削力、工件重力方向一致,以減小所需夾緊力夾緊力作用點(diǎn)的選擇夾緊力應(yīng)落在支撐元件或幾個(gè)元件所構(gòu)成的支撐面內(nèi)。夾緊力應(yīng)工件剛性較好的部位上。夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近被加工表面。工件夾緊基本要求:(1)夾緊過(guò)程中應(yīng)能保證工件定位時(shí)已獲得的正確位置(2)夾緊應(yīng)可靠并適當(dāng)夾緊裝置的操作應(yīng)當(dāng)方便、安全、省力夾緊自動(dòng)化和復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)類(lèi)型相適應(yīng),其結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單、緊湊、盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)化元件。設(shè)計(jì)小結(jié)在學(xué)完《汽車(chē)制造工藝學(xué)》之后,我們經(jīng)過(guò)了為期兩個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)。本次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)加工工件設(shè)計(jì)夾具。課程設(shè)計(jì)是我們專(zhuān)業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練,這是我們邁向社會(huì)、從事職業(yè)工作前一個(gè)必不可少的過(guò)程。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我了解了殼體的加工制造工藝,明白了各步工序的作用,知道了銑頂面的夾具的設(shè)計(jì)方法步驟。兩周的課程設(shè)計(jì),使我發(fā)

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