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1、機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo), 課程設(shè)計(jì)的目的 課程設(shè)計(jì)的要求 課程設(shè)計(jì)的方法與步驟 課程設(shè)計(jì)的安排 課程設(shè)計(jì)資料,課程設(shè)計(jì)的目的,機(jī)械加工工藝課程設(shè)計(jì)是機(jī)械類學(xué)生在學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)，進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后的一項(xiàng)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。 本課程設(shè)計(jì)主要培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)來分析處理生產(chǎn)工藝問題的能力，使學(xué)生進(jìn)一步鞏固有關(guān)理論知識(shí)，掌握機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的方法，提高獨(dú)立工作的能力，為將來從事專業(yè)技術(shù)工作打好基礎(chǔ)。 另外，這次課程設(shè)計(jì)也為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行了一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。,通過本次課程設(shè)計(jì)，應(yīng)使學(xué)生在下述各方面得到鍛煉： （1）熟練的運(yùn)用機(jī)械制造基礎(chǔ)、機(jī)械制造技術(shù)和其他有關(guān)先修課程中的基本理
2、論，以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確的分析和解決某一個(gè)零件在加工中基準(zhǔn)的選擇、工藝路線的擬訂以及工件的定位、夾緊，工藝尺寸確定等問題，從而保證零件制造的質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。 （2）通過夾具設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(包括設(shè)計(jì)計(jì)算、工程制圖等方面)的能力。 （3）能比較熟練的查閱和使用各種技術(shù)資料，如有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)、圖冊(cè)、規(guī)范等。 （4）在設(shè)計(jì)過程中培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和獨(dú)立工作的能力。,本次設(shè)計(jì)要求每個(gè)學(xué)生編制一個(gè)中等復(fù)雜程度零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程，同時(shí)進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)，并撰寫設(shè)計(jì)說明書。學(xué)生應(yīng)在教師指導(dǎo)下，按本指導(dǎo)任務(wù)書的規(guī)定，認(rèn)真的、有計(jì)劃的按時(shí)完成設(shè)計(jì)任務(wù)。必須以負(fù)責(zé)的態(tài)度
3、對(duì)待自己所作的技術(shù)決定、數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果。注意理論與實(shí)踐的結(jié)合，以期使整個(gè)設(shè)計(jì)在技術(shù)上是先進(jìn)的，在經(jīng)濟(jì)上是合理的，在生產(chǎn)上是可行的。,課程設(shè)計(jì)的要求,具體內(nèi)容如下： （1）確定生產(chǎn)類型（一般為中批或大批生產(chǎn)，零件數(shù)量5000 件），對(duì)零件進(jìn)行工藝分析。 （2）選擇零件毛坯的種類及制造方法，繪制毛坯圖（零件毛坯合圖）。 （3）擬訂零件的機(jī)械加工工藝過程，選擇各工序加工設(shè)備及工藝裝備（機(jī)床、刀具、量具等），確定各工序切削用量及工序尺寸，計(jì)算某主要工序的工時(shí)定額。 （4）設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)工序的專用夾具（裝配圖）。 （5）填寫工藝文件:工藝過程卡片、工序卡片（23 道）。 （6）撰寫設(shè)計(jì)說明書。,具體工作量為：
4、 零件圖 1張 零件毛坯合圖 1張 機(jī)械加工工藝過程卡片 1張 2 3 道工序的工序卡片 1套 對(duì)應(yīng)工序的專用夾具設(shè)計(jì)(總裝圖) 1張 課程設(shè)計(jì)說明書（包括定位誤差、夾緊力的分析計(jì)算；工序尺寸計(jì)算；工時(shí)定額計(jì)算等；） 1份,一對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，畫零件圖學(xué)生在得到設(shè)計(jì)題目之后，應(yīng)首先對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，其主要內(nèi)容包括： 分析零件的作用及零件圖上的技術(shù)要求； 分析零件主要加工表面的尺寸、形狀及位置精度、表面粗糙度以及設(shè)計(jì)基準(zhǔn)等； 分析零件的材質(zhì)、熱處理及機(jī)械加工的工藝性； 零件圖應(yīng)按機(jī)械制圖國家標(biāo)準(zhǔn)仔細(xì)繪制。除特殊情況經(jīng)指導(dǎo)教師同意外，均按1：1比例畫出。,課程設(shè)計(jì)的方法與步驟,零件圖的標(biāo)題欄如
5、下圖所示：,二選擇毛坯的制造方式，繪毛坯零件合圖 毛坯的選擇應(yīng)該以生產(chǎn)批量的大小、零件的復(fù)雜程度、加工表面及非加工表面的技術(shù)要求等幾方面綜合考慮。正確地選擇毛坯的制造方式，可以使整個(gè)工藝過程更加經(jīng)濟(jì)合理，故應(yīng)慎重對(duì)待。 具體工作如下： 根據(jù)生產(chǎn)類型、零件結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、材料等選擇毛坯制造方式，確定毛坯精度。 查閱有關(guān)的機(jī)械加工工藝手冊(cè)，用查表法確定個(gè)表面的總余量及余量公差。 繪毛坯圖（即：毛坯零件合圖）,零件毛坯合圖的繪制方法： 1）用雙點(diǎn)劃線畫出經(jīng)簡(jiǎn)化了次要細(xì)節(jié)的零件圖的主要視圖，將確定的加工余量疊加在各相應(yīng)被加工表面上，即得到毛坯輪廓，可用粗實(shí)線表示。比例：1:1。毛坯輪廓應(yīng)以粗實(shí)線表示
6、，對(duì)一些小尺寸、孔、槽、凹坑等應(yīng)按尺寸畫出，應(yīng)標(biāo)出其位置大小，以便在毛坯制造時(shí)提醒工人注意，在這些部位不得有氣孔夾砂等。 2）標(biāo)注尺寸：毛坯圖上，其不加工表面的尺寸應(yīng)按照零件圖上相應(yīng)的尺寸進(jìn)行標(biāo)注。加工表面應(yīng)標(biāo)注加上總余量以后的表面尺寸，相應(yīng)的零件尺寸加括號(hào)標(biāo)注在毛坯尺寸之下（只標(biāo)注基本尺寸，如200）。 3）標(biāo)注技術(shù)要求：在毛坯圖上應(yīng)標(biāo)注材料及必要的技術(shù)條件，毛坯制造的分型（模）面，圓角半徑和拔模斜度、表面質(zhì)量要求（氣孔、縮孔、夾砂）等。,軸的毛坯零件合圖（自由鍛件）,凸緣零件的毛坯零件合圖（鑄件）,三擬定工藝路線具體步驟 (1) 制訂工藝路線。在對(duì)零件進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，制訂零件的工藝路線和
7、劃分粗、精加工階段。對(duì)于比較復(fù)雜的零件，可以先考慮幾個(gè)加工方案，分析比較后，再從中選擇比較合理的加工方案。（機(jī)械加工順序的安排一般應(yīng)：先粗后精，先面后孔，先主后次，基面先行，熱處理按段穿插，檢驗(yàn)按需安排。）(2) 選擇定位基準(zhǔn)，進(jìn)行必要的工序尺寸計(jì)算。根據(jù)粗、精基準(zhǔn)選擇原則合理選定各工序的定位基準(zhǔn)。當(dāng)某工序的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不相符時(shí)，需對(duì)它的工序尺寸進(jìn)行換算。(3) 選擇機(jī)床及工、夾、量、刃具。機(jī)床設(shè)備的選用應(yīng)當(dāng)既要保證加工質(zhì)量，又要經(jīng)濟(jì)合理。在成批生產(chǎn)條件下，一般應(yīng)采用通用機(jī)床和專用工裝夾具。,(4) 加工余量及工序間尺寸與公差的確定。根據(jù)工藝路線的安排，要求逐工序逐表面地確定加工余量。其
8、工序間尺寸公差按經(jīng)濟(jì)精度確定。一個(gè)表面的總加工余量，則為該表面各工序間加工余量之和。在本設(shè)計(jì)中，對(duì)各加工表面的余量及公差，學(xué)生可根據(jù)指導(dǎo)教師的決定，直接從機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)中查得。(5) 切削用量的確定。在機(jī)床、刀具、加工余量等已確定的基礎(chǔ)上，要求學(xué)生用公式計(jì)算12道工序的切削用量,其余各工序的切削用量可由切削用量手冊(cè)中查得。(6) 確定毛坯。在加工余量已確定的基礎(chǔ)上畫毛坯圖，要求毛坯輪廓用粗實(shí)線繪制，零件的實(shí)體尺寸用雙點(diǎn)畫線繪出，比例取1：1。同時(shí)應(yīng)在圖上標(biāo)出毛坯的尺寸、公差、技術(shù)要求、毛坯制造的分模面、圓角半徑和起模斜度等。,(7) 填寫機(jī)械加工工藝過程卡片。將前述各項(xiàng)內(nèi)容以及各工序
9、的加工簡(jiǎn)圖,一并填入機(jī)械加工工藝過程卡片。 說明：工序卡中工序簡(jiǎn)圖的要求如下 1）簡(jiǎn)圖可按比例縮小，用盡量少的投影試圖表達(dá)。簡(jiǎn)圖也可只畫出與加工部位有關(guān)的局部視圖，除加工面、定位面、夾緊面、主要輪廓面外，其余線條均可省略，以必需、明了為度。 2）被加工表面用粗實(shí)線（或紅線）表示，其余均用細(xì)實(shí)線。 3）應(yīng)標(biāo)明本工序的工序尺寸、公差及粗糙度要求。 4）定位、夾緊表面應(yīng)以規(guī)定的符號(hào)標(biāo)明（JB/Z17482）。 本次設(shè)計(jì)可以只完成指定零件的幾道工序的工序尺寸和公差的計(jì)算及余量校核，并寫入說明書，而且附以必要的工序簡(jiǎn)圖。,四夾具設(shè)計(jì)（要求學(xué)生設(shè)計(jì)為加工給定零件所必需的夾具一套。具體的設(shè)計(jì)項(xiàng)目可根據(jù)加工需
10、要由學(xué)生本人提出并經(jīng)指導(dǎo)教師同意后確定。） 注意：夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體步驟如下：(1) 確定設(shè)計(jì)方案，繪制結(jié)構(gòu)原理示意圖。設(shè)計(jì)方案的確定是一項(xiàng)十分重要的設(shè)計(jì)程序，方案的優(yōu)劣往往決定了夾具設(shè)計(jì)的成功與失敗，因此必須充分地進(jìn)行研究和討論，以確定最佳方案，而不應(yīng)急于繪圖，草率從事。 在確定夾具設(shè)計(jì)方案時(shí)應(yīng)當(dāng)遵循的原則是：確保加工質(zhì)量，結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單，操作省力高效，制造成本低廉。這四條原則如果單獨(dú)拿出來分析，有些是互相矛盾的。而設(shè)計(jì)者的任務(wù)就是要在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，綜合上述四條，通盤考慮，靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，結(jié)合實(shí)際情況，注意分析研究，考慮互相制約的各種因素，確定最合理的設(shè)計(jì)方案。,(2) 選擇定位元件，計(jì)算定位
11、誤差。在確定設(shè)計(jì)方案酌基礎(chǔ)上，應(yīng)按照加工精度的高低，需要消除自由度的數(shù)目以及粗、精加工的需要，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)正確地選擇定位元件。選擇好定位元件之后，還應(yīng)對(duì)定位誤差進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果如超差時(shí)，需要改變定位方法或提高定位元件、定位表面的制造精度，以減少定位誤差，提高加工精度。有時(shí)甚至要從根本上改變工藝路線的安排，以保證零件的加工能順利進(jìn)行。 (3) 計(jì)算所需的夾緊力，設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)時(shí)所進(jìn)行的夾緊力計(jì)算，實(shí)際上是經(jīng)過簡(jiǎn)化了的計(jì)算。因?yàn)榇藭r(shí)計(jì)算所得，僅為零件在切削力、夾緊力的作用下按照靜力平衡條件而求得的理論夾緊力。為了保證零件裝夾的安全可靠，實(shí)際所需的夾緊力應(yīng)比理論央緊力大，即應(yīng)對(duì)理論夾緊力乘以安全
12、系數(shù)K。K的大小可由有關(guān)手冊(cè)中查得，一般K1. 52. 6。,夾緊機(jī)構(gòu)的功用就是將動(dòng)力源的力正確、有效地施加到工件上去。同學(xué)可以根據(jù)具體情況，選擇并設(shè)計(jì)杠桿、螺旋、偏心、鉸鏈等不同的夾緊機(jī)構(gòu)，并配合以手動(dòng)、氣動(dòng)或液動(dòng)的動(dòng)力源，將夾具的設(shè)計(jì)工作逐步完善起來。 (4) 畫夾具裝配圖。畫夾具裝配圖是夾具設(shè)計(jì)工作中重要的一環(huán)。畫夾具圖時(shí)，注意和遵循以下各點(diǎn)： 1) 本設(shè)計(jì)中，盡量按1：1的比例畫夾具總裝圖。被加工零件在夾具上的位置，要用雙點(diǎn)畫線表示，夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)處于“夾緊”的位置上。 2) 注意投影的選擇。應(yīng)當(dāng)用最少的投影將夾具的結(jié)構(gòu)完全清楚地表達(dá)出來。因此，在畫圖之前，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)考慮各視圖的配置與安排。
13、 3) 所設(shè)計(jì)的夾具，不但機(jī)構(gòu)要合理，結(jié)構(gòu)也應(yīng)當(dāng)合理，否則就不能正常工作。,圖a 所示為機(jī)構(gòu)不合理的例子：一個(gè)圓形零件用形塊定位并用二 個(gè)壓板夾緊。由于這個(gè)夾具是用雙向正反螺桿帶動(dòng)兩個(gè)壓板作自動(dòng)定心 夾緊的，因此這個(gè)零件存在有重復(fù)定位。圖b 是經(jīng)過修改后的設(shè)計(jì)，零 件仍由形塊定位，雙頭螺桿一壓板系統(tǒng)可以沿橫向移動(dòng)而只起壓緊作 用，從而解決了重復(fù)定位問題。,如果在拉桿上增加 一個(gè)調(diào)整環(huán)節(jié)，那么這 套夾具不但在機(jī)構(gòu)上是 合理的，在結(jié)構(gòu)上也是 合理的了，如圖b。,圖a 所示為一個(gè)鉸鏈 夾緊機(jī)構(gòu)的例子。該例從 機(jī)構(gòu)學(xué)的角度考慮是合理 的。但當(dāng)鉸鏈機(jī)構(gòu)中的滾 子、銷軸磨損或出現(xiàn)制造、 裝配誤差時(shí)，滾子的
14、移動(dòng) 就會(huì)超過死點(diǎn)而最終導(dǎo)致 機(jī)構(gòu)的失效，因此這個(gè)夾 具還有不合理之處。,五編寫說明書,說明書是課程設(shè)計(jì)總結(jié)性文件。通過編寫說明書，可以進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生分析、表達(dá)和總結(jié)問題的能力，鞏固、深化在設(shè)計(jì)過程中所獲得的知識(shí)，是課程設(shè)計(jì)工作的一個(gè)重要組成部分。 說明書應(yīng)概括的介紹設(shè)計(jì)全貌，對(duì)設(shè)計(jì)中的各部分內(nèi)容應(yīng)作重點(diǎn)說明、分析論證及必要的計(jì)算。要求系統(tǒng)性好，條理清楚，圖文并茂，充分表達(dá)自己的見解，力求避免抄書。文內(nèi)公式、圖表、數(shù)據(jù)等出處，應(yīng)以“ ”注明參考文獻(xiàn)的序號(hào)。 說明書要求字跡工整，語言簡(jiǎn)練，文字通順，圖例清晰。,說明書包括的內(nèi)容有： （1）目錄。 （2）設(shè)計(jì)任務(wù)書。 （3）總論或前言。 （4）對(duì)零
15、件的工藝分析（零件的作用、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)工藝性、關(guān)鍵表面的技術(shù)要求分析等）。 （5）工藝設(shè)計(jì)(具體內(nèi)容有以下五點(diǎn))。 1）確定生產(chǎn)類型。采用流水線、自動(dòng)線生產(chǎn)時(shí)還應(yīng)計(jì)算生產(chǎn)節(jié)拍； 2）毛坯選擇與毛坯圖說明； 3）工藝路線的確定（粗、精基準(zhǔn)的選擇，各表面加工方法的確定，工序集中與分散的考慮，工序順序安排的原則，加工設(shè)備與工藝裝備的選擇，不同方案的分析比較等）；,4）加工余量、切削用量、工時(shí)定額的確定（說明數(shù)據(jù)來源，計(jì)算教師指定工序的時(shí)間定額）； 5）工序尺寸與公差的確定（只進(jìn)行教師指定的幾道工序尺寸尺寸的計(jì)算，其余只簡(jiǎn)要說明或直接寫入工序卡片的工序簡(jiǎn)圖上）。 （6）設(shè)計(jì)心得體會(huì)。 （7）參考文獻(xiàn)
16、資料 注意：學(xué)生從設(shè)計(jì)一開始就應(yīng)隨時(shí)逐項(xiàng)記錄設(shè)計(jì)內(nèi)容、計(jì)算結(jié)果、分析意見和資料來源，以及教師的合理意見、自己的見解與結(jié)論等。每一設(shè)計(jì)階段以后，隨即可整理、編寫出有關(guān)部分的說明書，待全部設(shè)計(jì)結(jié)束后，只要稍加整理，便可裝訂成冊(cè)。,課程設(shè)計(jì)的安排,按照教學(xué)計(jì)劃，本課程設(shè)計(jì)時(shí)間為2周（共10天），其進(jìn)度及時(shí)間安排分配如下： （1）研究圖紙、熟悉零件、查閱資料、確定方案 約1天 （2）工藝過程設(shè)計(jì)（繪制毛坯圖，擬訂工藝路線，選 擇工裝設(shè)備，填寫工藝過程卡片） 約2天 （3）工序設(shè)計(jì)（加工余量、切削用量、工序尺寸、時(shí)間定額，工序簡(jiǎn)圖，填寫工序卡片） 約2天 （4）機(jī)床專用夾具裝配圖設(shè)計(jì) 約3天 （5）編寫課程設(shè)計(jì)說明書 約2天 （6）提交設(shè)計(jì)資料及準(zhǔn)備答辯 約1天,設(shè)計(jì)成績?cè)u(píng)定 在完成全部設(shè)計(jì)任務(wù)以后，圖樣和說明書經(jīng)指導(dǎo)教師審查簽字以后，在規(guī)定日期進(jìn)行答辯。 根據(jù)設(shè)計(jì)的工藝文件、圖樣和說明書的質(zhì)量及答辯情況，以及平時(shí)的工作態(tài)度、獨(dú)立工作能力等諸方面表現(xiàn)，綜合評(píng)定課程設(shè)計(jì)成績。 成績分優(yōu)、良、中、及格和不及格五級(jí)。,設(shè)計(jì)資料及主要參考書,參考書： 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 張龍勛 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 設(shè)計(jì)資料： 實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理 等資料,
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