機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)

機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì) 培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械制造工程原理課程及專業(yè)課程的理論知識(shí)，結(jié)合金工實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決機(jī)械加工工藝問(wèn)題，初步具備設(shè)計(jì)中等復(fù)雜程度零件工藝規(guī)程的能力。能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，學(xué)會(huì)擬訂夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、圖表、規(guī)范等有關(guān)技術(shù)資料的能力。進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖、制圖、運(yùn)算和編寫技術(shù)文件的基本技能。 1.課程設(shè)計(jì)的目的 學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)能獲得綜合運(yùn)用過(guò)去所學(xué)過(guò)的全部課程進(jìn)行 機(jī)械制造工藝 及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本能力，為以后做好畢業(yè)設(shè)計(jì)、走上工作崗位進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。它要求學(xué)生全面地綜合運(yùn)用本課程及有關(guān)選修課程的理論和實(shí)踐知識(shí)，進(jìn)行零件加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)和機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)。其目的是： （ 1）培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用 機(jī)械制造工程 原理課程 及專業(yè)課程的理論知識(shí)，結(jié)合金工實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決 機(jī)械加工工藝 問(wèn)題，初步具備設(shè)計(jì)中等復(fù)雜程度零件工藝規(guī)程的能力。 （ 2）培養(yǎng)學(xué)生能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，學(xué)會(huì)擬訂夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。 （ 3）培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、圖表、規(guī)范等有關(guān)技術(shù)資料的能力。 （ 4）進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖、制 圖、運(yùn)算和編寫技術(shù)文件的基本技能。 （ 5）培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和獨(dú)立工作的能力，為畢業(yè)后走向社會(huì)從事相關(guān)技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。 2.課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求 2.1 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 課程設(shè)計(jì)題目通常定為：設(shè)計(jì) 零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及相關(guān)工序的專用夾具。零件圖樣、生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)條件是設(shè)計(jì)的主要 原始資料 ，由指導(dǎo)教師提供給學(xué)生。零件復(fù)雜程度以中等為宜，生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)。 學(xué)生根據(jù) 教師設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中規(guī)定的設(shè)計(jì)題目，分組進(jìn)行設(shè)計(jì)，按照所給零件編寫出相應(yīng)的加工工藝規(guī)程，設(shè)計(jì)出其中由教師指定的一道重要工序（如：工藝規(guī)程中所要求的車、銑、鉆夾具中的一種）的專用夾具，并撰寫說(shuō)明書(shū)。學(xué)生在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，參考設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)，認(rèn)真地、有計(jì)劃地、獨(dú)立按時(shí)完成設(shè)計(jì)任務(wù)。 具體設(shè)計(jì)內(nèi)容如下： 1對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，擬定工藝方案，繪制零件工作圖 1 張。 2擬定零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程，選擇各工序加工設(shè)備及工藝裝備，確定某一代表工序的切削用量及工序尺寸。編制機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片 1 套。 3設(shè)計(jì)重要工序中的一種專 用夾具，繪制夾具裝配 圖 1 張。 4撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 份。 2.2 課程設(shè)計(jì)中對(duì)學(xué)生的要求 （ 1）學(xué)生應(yīng)像在工廠接受實(shí)際設(shè)計(jì)任務(wù)一樣，認(rèn)真對(duì)待課程設(shè)計(jì)，在教師指導(dǎo)下，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，合理安排時(shí)間和進(jìn)度，認(rèn)真地、有計(jì)劃地按時(shí)完成設(shè)計(jì)任務(wù)。 （ 2）課程設(shè)計(jì)是學(xué)生應(yīng)用所學(xué)理論知識(shí)解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的學(xué)習(xí)過(guò)程，因此學(xué)生應(yīng)充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，刻苦鉆研，獨(dú)立思考， 理論聯(lián)系實(shí)際 ，大膽提出技術(shù)先進(jìn)、 經(jīng)濟(jì)合理并切實(shí)可行的設(shè)計(jì)方案。 （ 3）學(xué)生必須以科學(xué)務(wù)實(shí)和誠(chéng)信負(fù)責(zé)的態(tài)度對(duì)待自已所做的技術(shù)決定、數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果，培養(yǎng)良好的工作作風(fēng)。 （ 4）在設(shè)計(jì)中學(xué)生應(yīng)認(rèn)真閱讀有關(guān)設(shè)計(jì)資料，其中查閱參考資料是課程設(shè)計(jì)的一項(xiàng)基本功訓(xùn)練，因而學(xué)生應(yīng)該獨(dú)立查閱參考資料，并進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的分析比較，在此基礎(chǔ)上教師給予指導(dǎo)和幫助。 3.課程 設(shè)計(jì)的方法與步驟 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容分為 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 和 機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)兩大部分，設(shè)計(jì)的方法與步驟如下。 3.1 分析研究被加工零件，繪制零件圖 在得到設(shè)計(jì)題目之后，應(yīng)首先對(duì)被加工零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和工藝分析。其主要內(nèi)容有： （ 1）弄清零件的結(jié)構(gòu)形狀，明白哪些表面需要加工，哪些是主要加工表面，分析各加工表面的形狀、尺寸、精度、表面粗糙度以及設(shè)計(jì)基準(zhǔn)等； （ 2）明確零件在整個(gè)機(jī)器上的作用及工作條件； （ 3）明確零件的材質(zhì)、熱處理及零件圖上的技術(shù)要求； （ 4） 分析零件結(jié)構(gòu)的工藝性，對(duì)各個(gè)加工表面制造的難易程度做到心中有數(shù)。 畫被加工零件圖的目的是加深對(duì)上述問(wèn)題的理解， 并非機(jī)械地抄圖，繪圖過(guò)程應(yīng)是分析認(rèn)識(shí)零件的過(guò)程。零件圖上若有遺漏、錯(cuò)誤、工藝性差或者不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的地方，應(yīng)提出修改意見(jiàn)，在繪圖時(shí)加以改正。學(xué)生應(yīng)按機(jī)械制圖國(guó)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。 3.2 明確生產(chǎn)類型，確定工藝的基本特征 （ 1）根據(jù)產(chǎn)品的大小和零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，明確生產(chǎn)類型是單件小批生產(chǎn)、成批生產(chǎn)還是大批大量生產(chǎn)。 （ 2）根據(jù)生產(chǎn)類型和生產(chǎn)條件，確定工藝的基本特征，如：工序是集中還是分散、是否采用專用機(jī)床或數(shù)控機(jī)床、采用常規(guī)工藝方法還是新工藝或特種工藝等。 3.3 選擇毛坯的種類及制造方法，確定毛坯尺寸 毛坯分為鑄件、鍛件、焊接件、型材等，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(guò)程更加經(jīng)濟(jì)合理，故應(yīng)慎重對(duì)待。其工作步驟為： （ 1）根據(jù)零件的生產(chǎn)類型、材料和對(duì)材料性能的要求、零件形狀的復(fù)雜程度、尺寸的大小、技術(shù)要求和生產(chǎn)中的可能性來(lái)確定毛坯的種類及制造方法； （ 2）確定各加工表面的總加工余量（毛坯余量）； （ 3）計(jì)算毛坯尺寸。 3.4 選擇加工方法，擬訂工藝路線 （ 1） 選擇 定位基準(zhǔn) 根據(jù)零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求及毛坯的具體情況，按照基準(zhǔn)選擇原則，合理選擇各工序的定位基準(zhǔn)。一般先考慮精基準(zhǔn)，然后選擇粗基準(zhǔn)。當(dāng)某工序的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)，需對(duì)它的工序尺寸進(jìn)行換算。定位基準(zhǔn)選擇對(duì)保證加工精度、確定加工順序及工序數(shù)量的多少、夾具結(jié)構(gòu)都有重要影響。零件上的定位基準(zhǔn)、加工表面和夾緊部位三者要互相協(xié)調(diào)、全面考慮。 （ 2）選擇各表面的加工方法和加工 方案 切削加工方法有車、鉆、鏜、銑、刨、磨、拉等多種，根據(jù)各表面的加工要求，先選定最終的加工方法，再由此向前確定各前續(xù)工序的加工方法。決定表面加工方法時(shí)還應(yīng)考慮每種加工方法所能達(dá)到的 經(jīng)濟(jì)加工精度 和表面粗糙度。一般集中精力先考慮主要表面、主要技術(shù)要求及關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的加工。 （ 3）安排加工順序，劃分加工階段，制訂工藝路線 確定各表面的加工順序，包括切削加工順序、熱處理工序和輔助工 序。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，先基面后其它，熱處理按段穿插，檢驗(yàn)按需安排。還需考慮工序的集中與分散等問(wèn)題。在對(duì)零件進(jìn)行以上分析的基礎(chǔ)上，制訂工藝路線。對(duì)于比較復(fù)雜的零件，可以先考慮幾個(gè)方案，經(jīng)分析比較后，再?gòu)闹羞x擇比較合理的加工方案。 3.5 進(jìn)行工序設(shè)計(jì)和工藝計(jì)算 （ 1）確定各工序所用的機(jī)床、夾具、刀具、量具和 輔助工具 選擇的機(jī)床、夾具、刀 具和量具的類型、規(guī)格、精度，應(yīng)與被加工零件的尺寸大小、精度高低、生產(chǎn)類型和工廠的具體條件相適應(yīng)。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)床和專用刀具 、夾具。 這時(shí)應(yīng)認(rèn)真查閱有關(guān)手冊(cè)或?qū)嵉卣{(diào)查，應(yīng)將選定的機(jī)床或工裝的有關(guān)參數(shù)記錄下來(lái)，如機(jī)床型號(hào)、規(guī)格、工作臺(tái)寬、 T 形槽尺寸；刀具形式、規(guī)格、與機(jī)床連接關(guān)系；夾具、專用刀具設(shè)計(jì)要求，與機(jī)床連接方式等。為后面填寫工藝卡片和夾具設(shè)計(jì)做好必要準(zhǔn)備。 （ 2）確定加工余量及工序間尺寸與公差 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)生可直接從機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)或其它相關(guān)資料中查得。 （ 3）確定各工序切削用量 在單件小批生產(chǎn)中，常不具體規(guī)定切削用量，而是由操作工人根據(jù)具體情況自已確定，以簡(jiǎn)化工藝文件。在成批大量生產(chǎn)中，則應(yīng)科學(xué)地、嚴(yán)格地選擇切削用量，以充分發(fā)揮高效率設(shè)備的潛力和作用。 對(duì)于本設(shè)計(jì)，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 1 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)或其它相關(guān)資料中查得。 （ 4）計(jì)算時(shí)間定額 課程設(shè)計(jì)作為一種對(duì)時(shí)間定額確定方法的了解，可只確定 1 道工序的單件時(shí)間定額，可采用查表法或計(jì)算法確定。 3.6 填寫工藝文件 機(jī)械加工序卡片中的工序簡(jiǎn)圖可按比例縮小，用盡量少的投影視圖繪出。簡(jiǎn)圖也可以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。 簡(jiǎn)圖中的加工表面用粗實(shí)線表示，其余均用細(xì)實(shí)線。應(yīng)標(biāo)明各加工表面在本工序加工后的尺寸、公差及表面粗糙度。對(duì)定位、夾緊表面應(yīng)以規(guī)定符號(hào)標(biāo)明 。 3.7 設(shè)計(jì)專 用夾具 在完成零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)某道工序的專用夾具，顯然該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)、零件圖和工序圖是夾具設(shè)計(jì)的依據(jù)。生產(chǎn)綱領(lǐng)決定了夾具的復(fù)雜程度和自動(dòng)化程度；零件圖給出了工件的尺寸、形狀和位置精度、表面粗糙度等具體要求；工序圖則給出了夾具所在工序的零件的工序基準(zhǔn)、工序尺寸、已加工表面、待加工表面，以及本工序的定位、夾緊原理方案，這是夾具設(shè)計(jì)的直接依據(jù)。 (1) 繪制夾具裝配圖。 畫夾具裝配圖是夾具設(shè)計(jì)工作中重要的一環(huán)，注意事項(xiàng)如下。 盡量采用 1： 1 的比例繪制，使圖形具有良好的直觀性。根據(jù)視圖大 小，也可采用 1： 2 或 2： 1 比例。 用雙點(diǎn)劃線繪制被加工零件的外形輪廓、定位基準(zhǔn)面、夾緊表面和加工表面。工件在圖中作透明處理，不影響夾具元件的投影。 盡可能以操作者正面相對(duì)位置的視圖為主視圖，視圖多少以能完整、清晰地表達(dá)夾具的工作原理、結(jié)構(gòu)和各種元件間的裝配關(guān)系為準(zhǔn)。一般情況下，最好畫出三視圖，必要時(shí)可畫出局部視圖或剖面圖。 合理選擇和布置視圖，注意在各個(gè)視圖間留有足夠的距離，以便于引出件號(hào)、標(biāo)注尺寸和技術(shù)要求。在適當(dāng)?shù)奈恢蒙袭嬌峡s小比例的工序圖，以便于審核、制造、裝配、檢驗(yàn)者在閱圖時(shí)對(duì)照。 裝配圖按 夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)處于夾緊狀態(tài)繪制。對(duì)某些在使用中位置可能變化且范圍較大的夾具，例如夾緊手柄或其他移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)元件，必要時(shí)以雙點(diǎn)劃線局部地表示出其極限位置，以便檢查是否與其它元件、部件、機(jī)床或刀具相干涉。 為減少加工表面面積和加工行程次數(shù)，夾具體上與其它夾具元件相接觸的結(jié)合面一般應(yīng)設(shè)計(jì)成等高的凸臺(tái)，凸臺(tái)高度一般高出非加工鑄造表面 3-5mm。若結(jié)合面用其它方法加工時(shí)，其結(jié)構(gòu)尺寸也可設(shè)計(jì)成沉孔或凹槽。 夾具體上各元件應(yīng)與夾具體可靠連接。為保證工人操作安全，一般采用內(nèi)六角圓柱頭螺釘（ GB/T 70.1-2000）沉頭 連接堅(jiān)固，若相對(duì)位置精度要求較高，還需用兩個(gè)圓柱銷（ GB/T 119-2000）定位。 對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)部件或標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)，如標(biāo)準(zhǔn)液壓油缸、汽缸等，可不必將結(jié)構(gòu)剖示出來(lái)。 裝配圖繪制完成后，按一定順序引出各元件和零件的件號(hào)。一般從夾具體為件號(hào) 1 開(kāi)始，順時(shí)針引出各個(gè)件號(hào)。如果夾具元件在工作中需要更換（如鉆、擴(kuò)、鉸的快換鉆套），應(yīng)在一條引出線端引出三個(gè)件號(hào)。 如果某幾個(gè)零件在使用中需要更換，在視圖中是以某個(gè)零件畫出的，為表達(dá)更換的零件，可用局部剖面表示更換零件的裝配關(guān)系，并在技術(shù)要求或局部剖面圖下面加以說(shuō)明。 此外 ，夾具裝配圖上應(yīng)合理標(biāo)注尺寸、公差和技術(shù)要求。最后應(yīng)畫出標(biāo)題欄和零件明細(xì)表，寫明零件名稱、數(shù)量、材料牌號(hào)、熱處理硬度等內(nèi)容。 （ 2）繪制零件圖 繪制 1 個(gè)關(guān)鍵的、非標(biāo)準(zhǔn)的夾具零件。具體要求如下： 零件圖的投影應(yīng)盡量與總圖上的投影位置相符合，便于讀圖和核對(duì)； 尺寸標(biāo)注應(yīng)完整、清楚，避免漏注，既便于讀圖，又便于加工； 應(yīng)將該零件的形狀、尺寸、相互位置精度、表面粗糙度、材料、熱處理及表面處理要求等完整地表示出來(lái)； 同一工種加工表面的尺寸應(yīng)盡量集中標(biāo)注； 對(duì)于可在裝配后用組合加工來(lái)保證的尺寸，應(yīng)在其尺寸數(shù)值 后注晨 “按總圖 ”字樣，如，鉆套之間、定位銷之間的尺寸等； 要注意選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)； 某些要求不高的形位公差由加工方法自行保證，可省略不注； 為便于加工，尺寸應(yīng)盡量按加工順序標(biāo)注，以免進(jìn)行尺寸換算。 3.8 編寫課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)是整個(gè)課程設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分。通過(guò)編寫說(shuō)明書(shū)，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生分析、總結(jié)和表達(dá)的能力，鞏固、深化在設(shè)計(jì)過(guò)程中所獲得的知識(shí)。 說(shuō)明書(shū)是課程設(shè)計(jì)的總結(jié)性文件。在完成課程設(shè)計(jì)全部工作之后，學(xué)生應(yīng)將全部設(shè)計(jì)工作依照先后順序編寫成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。要求語(yǔ)言簡(jiǎn)練，文字通順， 圖例清晰。說(shuō)明書(shū)應(yīng)概括地介紹設(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(shuō)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(jiàn)解，力求避免抄書(shū)。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)。 學(xué)生從設(shè)計(jì)一開(kāi)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(jiàn)和資料來(lái)源，以及教師的合理意見(jiàn)、自己的見(jiàn)解與結(jié)論等。每一設(shè)計(jì)階段后，隨即可整理、編寫出有關(guān)部分的說(shuō)明書(shū)，待全部設(shè)計(jì)結(jié)束后整理， 進(jìn)行撰寫 。 一份完整的說(shuō)明書(shū)一般包括以下一些項(xiàng)目： (1)封面。 (2)目錄。 (3)設(shè)