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1、機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo), 課程設(shè)計的目的 課程設(shè)計的要求 課程設(shè)計的方法與步驟 課程設(shè)計的安排 課程設(shè)計資料,課程設(shè)計的目的,機(jī)械加工工藝課程設(shè)計是機(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)之后的一項重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。 本課程設(shè)計主要培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的知識來分析處理生產(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，掌握機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計的方法，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)計也為以后的畢業(yè)設(shè)計進(jìn)行了一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。,通過本次課程設(shè)計，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，正確的分析和解決某一個零件在加工中基準(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)計的訓(xùn)練，進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(包括設(shè)計計算、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、圖冊、規(guī)范等。 （4）在設(shè)計過程中培養(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)計要求每個學(xué)生編制一個中等復(fù)雜程度零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程，同時進(jìn)行夾具設(shè)計，并撰寫設(shè)計說明書。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、有計劃的按時完成設(shè)計任務(wù)。必須以負(fù)責(zé)的態(tài)度
3、對待自己所作的技術(shù)決定、數(shù)據(jù)和計算結(jié)果。注意理論與實(shí)踐的結(jié)合，以期使整個設(shè)計在技術(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，計算某主要工序的工時定額。 （4）設(shè)計對應(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 對應(yīng)工序的專用夾具設(shè)計(總裝圖) 1張 課程設(shè)計說明書（包括定位誤差、夾緊力的分析計算；工序尺寸計算；工時定額計算等；） 1份,一對零件進(jìn)行工藝分析，畫零件圖學(xué)生在得到設(shè)計題目之后，應(yīng)首先對零件進(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，可以使整個工藝過程更加經(jīng)濟(jì)合理，故應(yīng)慎重對待。 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，用查表法確定個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。對于比較復(fù)雜的零件，可以先考慮幾個加工方案，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，檢驗按需安排。）(2) 選擇定位基準(zhǔn)，進(jìn)行必要的工序尺寸計算。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)計基準(zhǔn)不相符時，需對它的工序尺寸進(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)計中，對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)計簡明手冊中查得。(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。將前述各項內(nèi)容以及各工序
9、的加工簡圖,一并填入機(jī)械加工工藝過程卡片。 說明：工序卡中工序簡圖的要求如下 1）簡圖可按比例縮小，用盡量少的投影試圖表達(dá)。簡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)定的符號標(biāo)明（JB/Z17482）。 本次設(shè)計可以只完成指定零件的幾道工序的工序尺寸和公差的計算及余量校核，并寫入說明書，而且附以必要的工序簡圖。,四夾具設(shè)計（要求學(xué)生設(shè)計為加工給定零件所必需的夾具一套。具體的設(shè)計項目可根據(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)計的具體步驟如下：(1) 確定設(shè)計方案，繪制結(jié)構(gòu)原理示意圖。設(shè)計方案的確定是一項十分重要的設(shè)計程序，方案的優(yōu)劣往往決定了夾具設(shè)計的成功與失敗，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)計方案時應(yīng)當(dāng)遵循的原則是：確保加工質(zhì)量，結(jié)構(gòu)盡量簡單，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)計者的任務(wù)就是要在設(shè)計實(shí)踐中，綜合上述四條，通盤考慮，靈活運(yùn)用所學(xué)知識，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)計方案。,(2) 選擇定位元件，計算定位
11、誤差。在確定設(shè)計方案酌基礎(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)對定位誤差進(jìn)行計算。計算結(jié)果如超差時，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) 計算所需的夾緊力，設(shè)計夾緊機(jī)構(gòu)。設(shè)計時所進(jìn)行的夾緊力計算，實(shí)際上是經(jīng)過簡化了的計算。因為此時計算所得，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)手冊中查得，一般K1. 52. 6。,夾緊機(jī)構(gòu)的功用就是將動力源的力正確、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)計杠桿、螺旋、偏心、鉸鏈等不同的夾緊機(jī)構(gòu)，并配合以手動、氣動或液動的動力源，將夾具的設(shè)計工作逐步完善起來。 (4) 畫夾具裝配圖。畫夾具裝配圖是夾具設(shè)計工作中重要的一環(huán)。畫夾具圖時，注意和遵循以下各點(diǎn)： 1) 本設(shè)計中，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：一個圓形零件用形塊定位并用二 個壓板夾緊。由于這個夾具是用雙向正反螺桿帶動兩個壓板作自動定心 夾緊的，因此這個零件存在有重復(fù)定位。圖b 是經(jīng)過修改后的設(shè)計，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，滾子的
14、移動 就會超過死點(diǎn)而最終導(dǎo)致 機(jī)構(gòu)的失效，因此這個夾 具還有不合理之處。,五編寫說明書,說明書是課程設(shè)計總結(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)計過程中所獲得的知識，是課程設(shè)計工作的一個重要組成部分。 說明書應(yīng)概括的介紹設(shè)計全貌，對設(shè)計中的各部分內(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。 說明書要求字跡工整，語言簡練，文字通順，圖例清晰。,說明書包括的內(nèi)容有： （1）目錄。 （2）設(shè)計任務(wù)書。 （3）總論或前言。 （4）對零
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(具體內(nèi)容有以下五點(diǎn))。 1）確定生產(chǎn)類型。采用流水線、自動線生產(chǎn)時還應(yīng)計算生產(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、工時定額的確定（說明數(shù)據(jù)來源，計算教師指定工序的時間定額）； 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算，其余只簡要說明或直接寫入工序卡片的工序簡圖上）。 （6）設(shè)計心得體會。 （7）參考文獻(xiàn)
16、資料 注意：學(xué)生從設(shè)計一開始就應(yīng)隨時逐項記錄設(shè)計內(nèi)容、計算結(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)計結(jié)束后，只要稍加整理，便可裝訂成冊。,課程設(shè)計的安排,按照教學(xué)計劃，本課程設(shè)計時間為2周（共10天），其進(jìn)度及時間安排分配如下： （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（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（加工余量、切削用量、工序尺寸、時間定額，工序簡圖，填寫工序卡片） 約2天 （4）機(jī)床專用夾具裝配圖設(shè)計 約3天 （5）編寫課程設(shè)計說明書 約2天 （6）提交設(shè)計資料及準(zhǔn)備答辯 約1天,設(shè)計成績評定 在完成全部設(shè)計任務(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)計的工藝文件、圖樣和說明書的質(zhì)量及答辯情況，以及平時的工作態(tài)度、獨(dú)立工作能力等諸方面表現(xiàn)，綜合評定課程設(shè)計成績。 成績分優(yōu)、良、中、及格和不及格五級。,設(shè)計資料及主要參考書,參考書： 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書 張龍勛 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 設(shè)計資料： 實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊 機(jī)床夾具設(shè)計原理 等資料,
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