机械制造技术基础课程设计指导书

《机 械 制 造 技 术 基 础》

课 程 设 计 指 导 书

江 汉 大 学

机电与建筑工程学院

机电工程系

目 录

一 设计要求.................................................................. 3

1. 掌握编制机械加工工艺规程的方法............................................ 3

2. 提高结构设计的能力........................................................ 3

3. 学会使用与机械加工工艺和工装设计有关的手册及图纸资料...................... 3

二 设计任务.................................................................. 3

1. 抄绘、分析零件的工作图.................................................... 3

2. 编制机械加工工艺规程，填写机械加工工艺卡及指定工序的工序卡，画工艺流程图.. 3

3. 设计、绘制给定工序的夹具装配图............................................ 3

4. 设计、绘制夹具体零件图.................................................... 3

5. 撰写课程设计说明书一份.................................................... 3

三 设计工作顺序.............................................................. 3

1. 抄绘零件工作图............................................................. 3

2. 编制零件的机械加工工艺规程................................................. 3

3. 设计典型工序的夹具......................................................... 5

4. 撰写课程设计说明书一份..................................................... 7

5. 整理全部设计内容........................................................... 7

四 附录参考资料...............................................................8

机械制造技术基础是以机械制造工艺技术及设备为主要内容的技术科学，是机械类专业的一门重要专业基础课，具有很强的实践性。因此，在完成了理论教学和实践教学后，还需要对学生进行机械零件加工工艺与夹具设计的实际训练，使学生通过设计获得综合运用所学过的相关课程（如机械制造技术基础、互换性及技术测量、金属工艺学、工程材料与热处理等）进行零件工艺及结构设计的基本能力，同时也为毕业设计、为学生今后从事专业技术工作作好训练和准备。

一 设计要求

1. 掌握编制机械加工工艺规程的方法，能正确解决中等复杂程度零件在加工中的工艺问题。

2. 提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练，根据被加工零件要求，设计出能保证加工技术要求、高效

经济的工艺装备。

3. 学会使用与机械加工工艺和工装设计有关的手册及图纸资料。

二 设计任务

设计题目：设计××××零件的机械加工工艺规程及工艺装备

年生产纲领：一般为3000~5000件(中批)

具体设计工作内容如下：

1. 抄绘、分析零件的工作图，图幅为2#、3#或4#。绘图时可利用计算机，准确、迅速地绘制图形。

2. 编制机械加工工艺规程，填写机械加工工艺卡及指定工序的工序卡，画工艺流程图，图幅为1#或0#。

3. 设计、绘制给定工序的夹具装配图，图幅为1#或2#。

4. 设计、绘制夹具专用零件图（一般选夹具体零件），图幅为2#或3#。

5. 撰写课程设计说明书一份（不少于6000字）。

三 设计工作顺序

设计时间为3周，包括答辩和评定成绩的时间。

1. 抄绘零件工作图

通过抄绘零件工作图，了解零件的尺寸、结构和精度、粗糙度、热处理、设计基准等技术要求。结合分析零件所在部件的装配图，深入了解零件的功用和工作条件，找出主要加工表面和关键技术要求。

2. 编制零件的机械加工工艺规程

主要内容有：

1) 确定毛坯，绘制毛坯综合图

零件的材料由设计人员给定，工艺设计需要按照零件的已知条件，如材料、生产纲领、尺寸、形状、精度、及粗糙度要求等确定：

① 毛坯的制作方式；

② 毛坯的精度等级；

③ 毛坯的技术要求；

④ 毛坯与零件的相似程度；

⑤ 一件毛坯所包含的零件个数；

⑥ 哪些表面，如较小的孔、槽等，在毛坯上不必制出；

⑦ 毛坯的制造参数，如铸件的分型面、拔模斜度和铸造圆角，锻件的敷料、分模面、模锻斜度和圆角半径等；

⑧ 毛坯上是否需要作出一些工艺凸台。

毛坯各加工表面的加工余量和尺寸，以及总余量还有待于工艺路线确定后最终确定。

2) 确定各加工表面的加工方案

按照零件各表面的技术要求，查阅资料，选择各表面的加工方案，确定各表面的粗、半精及精加工等方法，以及有关的热处理方式。

3) 确定工艺基准

① 确定精基准；

② 确定粗基准；

****注意：

a) 确定基准时除了考虑满足有关的基准选择原则外，还要考虑怎样实现所选择的基准，要确定各工序

的定位及夹紧方式、夹压位置和夹紧力作用方向。

b) 要考虑定位精度要求，当工序定位基准与工序基准不重合时，要进行工序尺寸换算，分析定位误差。

4) 拟定机械加工工艺路线

一般要拟定2~3种备选工艺路线进行比较，至少要对重要工序提出几种方案进行分析比较，选定比较合理的路线。

具体做法和要求：

① 定位基准的使用、变换顺序大致确定了各表面的加工顺序，注意基面先行等原则；

② 划分加工阶段，不能一次完成一个表面的全部加工；

③ 适当安排热处理工序和检验工序。

5) 划分加工工序、工步

① 选择工序集中或工序分散，说明选择时遵循的原则；

② 各工序的节拍要基本平衡。

6) 确定工序尺寸、工序余量、公差及毛坯尺寸

① 查阅资料，确定各种加工方法的经济加工精度、基本余量；

② 对与其它尺寸无关联的独立工序尺寸，可以从零件图的设计尺寸起，依此加上（对外尺寸）或减去（对内尺寸）各工序余量得到工序尺寸，公差值按经济精度确定，公差带位置按“入体原则”确定； ③ 对相互关联、存在基准换算的工序尺寸要解算工艺尺寸链，保证各工序的加工余量既足够，又最小； ④ 最后确各表面的总加工余量及毛坯尺寸。

7) 确定各工序所用设备及工艺装备

① 根据零件加工精度、表面质量、零件的外型轮廓及夹具尺寸、零件的生产类型等因素选择机床；

② 优先选用通用夹具，必要时要设计专用夹具；

③ 根据被测参数、生产纲领、零件精度等选择量具及测量方法，量具要从规格和精度两方面满足测量要求，一般采用单项测量，当批量大时可以采用相对测量。

8) 确定各工序的切削用量及切削力

综合考虑生产率、粗糙度、刀具耐用度、机床功率等条件，选取：

① 切削深度ap：精加工主要考虑精度、粗糙度要求，粗加工主要考虑提高效率，在机床、刀具的强度、功率等允许的条件下，尽量选取较大的ap，争取一次去除全部的粗加工余量；如果必须分几次切除，各次切削厚度要依此递减；

② 进给量f：在保证切削力引起的弹性变形不会使工件超差，粗糙度合乎要求的前提下取大一些，精加工时主要按粗糙度来选取；

③ 切削速度可以根据已确定的ap、f及其他条件查表确定；

④ 计算切削力

课程设计中可以只计算重点工序的切削用量和切削力，重点工序指需要设计夹具的工序。

9) 计算工时定额

根据

① 加工类型（如车、铣、刨、磨等），

② 加工表面的有关几何参数（表面的类型，圆柱面的直径、长度等），

③ 有关的切削用量，

计算重点工序的工时定额。

10) 填写工艺文件

填写指定工序的机械加工工序卡。

11) 绘制工艺流程图

毛坯综合图可安排在工艺流程图的最前面，毛坯综合图应反映出毛坯整体结构，尺寸形状大小，各表面的总加工余量，毛坯的制作方式。

工艺流程图应包含零件的每一道工序内容，每一道工序包括以下内容：

① 工序号

② 工序名称及工序内容

③ 工序简图：取工件处于加工状态的视图，应清楚反映出本工序工件要加工的表面及定位面、夹紧面，加工表面用粗实线画，其它面用细实线画；标注定位面、夹紧面的定位符号和夹紧符号；标注加工表面的工序尺寸、精度及粗糙度。

④ 机床、刀具及量具的基本规格型号。

3. 设计典型工序的夹具

经指导教师同意，设计一道工序的夹具。

1) 夹具基本要求

首先是要保证工件的加工质量，在此前提下，处理好生产率、经济性，以及操作方便、便于清理等因素。

在大批大量生产中，采用高效率的机动夹具。小批量生产中，夹具结构要尽量简单。

2) 夹具设计的原始依据

从己完成的零件图、工序卡或工艺流程图中抽取本工序的加工技术要求、加工余量、切削用量、定位基准、机床、刀具等参数，作为夹具设计的重要依据。

3) 确定夹具结构、绘制夹具草图

夹具布置草图由学生手工完成，可以不按很严格的尺寸绘图，具体步骤为：

① 确定夹具类型，到夹具手册等各种资料中去查找可供参考的夹具结构，认真分析、借鉴，这一点对初学者十分重要；

② 确认工序简图上的定位、夹紧方案是否合理，否则要重新考虑有关的工艺路线；

③ 选择定位元件、设计定位装置，根据定位面的形状、要约束的自由度数、加工参数等因素，从设计资料中选择相应的定位元件，并确定其精度及配合公差带；必要时要定位误差计算，当定位误差过大时（一般超过工序精度的确1/3）、或定位装置太复杂时要重新考虑定位方案；

④ 确定刀具的对刀方式和结构，如钻套或对刀块：

⑤ 设计夹紧机构、计算切削力，根据夹紧方案与具体情况，选择杠杆、螺旋、偏心、铰链等不同机构，配以手动、机动、气动或液压等力源装署，构成夹紧机构，并计算夹紧力；若夹紧力不能满足要求，要修改或重新设计机构：

⑥ 确定其它机构，如分度装置、装卸辅助装置等：

⑦ 确定夹具体的结构并完成夹具总体结构设计；

⑧ 确定主要的配合精度、尺寸精度、位置精度等。

4) 绘制夹具总装图

总装图图幅为0#或1#，可用计算机绘制，按1：1绘图，取面对操作者的方向为主视图，具体绘图的步骤及注意点为：

① 用双点划线绘出工件的外轮廓线及定位、夹紧、加工表面；工件被视为透明体；

② 从工件开始，依次画出定位、对刀—导向、夹紧、力源和其它辅助的元件或机构，最后绘出夹具体；要尽量选用标准元件；工件在夹具中处于夹紧状态；

③ 对夹紧、松开过程中运动量较大的夹具元件，必要时要用双点划线表示出其极限位置；

④ 对刀具或刀架等运动件，必要时也要用双点划线绘出以便检验是否发生干涉。

5) 标注夹具总装图的尺寸及技术要求

通常要标注的尺寸包括：

① 外轮廓尺寸及某些运动件的极限尺寸；

② 工件与定位件之间、夹具与刀具之间、夹具与机床等联系尺寸；

③ 夹具内部的配合尺寸、配合性质及精度等级；

④ 轮廓尺寸及极限位置尺寸，以实际尺寸作为基本尺寸，公差带采用双向分布；

⑤ 对与工件有关的位置尺寸，以工件上所标注尺寸的平均尺寸作为夹具相应尺寸的平均尺寸，公差带采用双向分布；

⑥ 配合面尺寸以工件相应尺寸为基本尺寸，当工件上的配合表面为基准表面时，公差带根据需要按标准确定，配合表面为非基准表面时，公差带按要求的配合性质计算确定；

⑦ 直接与加工尺寸有关的夹具尺寸公差一般取相应加工尺寸公差的1/3~1/2，无直接关系的夹具尺寸公差按有关尺寸在夹具中的功用和装配要求选用；

⑧ 技术要求主要为各重要元件之间的位置精度，通过形位公差或文字来表现，如装配时需补充加工等有关说明；要注意学习各种夹具参考图上的技术要求。

6) 设计、绘制夹具体零件图

图幅为3#或2#，可用计算机绘制；夹具体的轮廓尺寸，与机床和刀具上其它部分的联系尺寸等要从总装图上拆绘，完整地绘出夹具体零件的所有线条，标注精度、粗糙度及技术要求。

4. 撰写课程设计说明书一份

设计者通过说明书，将自己的设计成果、设计意图、理论及数据的依据，用文字、图形和表格形式加以系统说明。说明书具体要求如下：

1) 计算正确、文理通顺、字迹工整，要有自己的思考，有创造性。

2) 分栏书写，左边宽栏写正文，右边窄栏写结论或资料索引，图形可剪贴。

3) 篇幅一般不少于6000汉字，包括以下内容：

a) 目录

b) 设计任务书，含有关设计条件的说明

c) 对零件工作图的分析

d) 选择毛坯

e) 确定表面加工方案

f) 选择定位基准

g) 拟定加工工艺路线

h) 确定加工余量

i)

j) 选择工艺装备 选择切削用量

k) 计算切削力及功率

l) 确定工时定额

m) 重点工序的说明

n) 设计体会和建议

o) 设计者认为需要说明的其它问题

p) 参考资料目录

设计者可以根据自己的工作，重点说明以上内容中的某些部分，重在独立思考和创造性。

5. 整理全部设计内容，装入资料袋，准备答辩

装袋内容：零件图，工艺流程图，夹具装配图，夹具体零件图，课程设计说明书

附 录

1. 主要参考资料

1) 《机械制造技术基础》教材

2) 《机床夹具设计原理》教材

3) 机械制造工艺与夹具设计指导 （张进生主编）

4) 机械制造工艺学课程设计简明手册

5) 机床夹具图册

6) 机械零件设计手册

7) 机床夹具结构图册（上下册）

8) 金属机械加工工艺人员手册

2. 评定成绩的标准和依椐

1) 成绩分五级：优、良、中、及格、不及格

2) 评分依椐

A. 平时设计态度20%

B. 设计说明书20%

C. 设计图纸60%

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/o03i.html