机械制造技术基础课程设计指导书2015

《机械制造技术基础》课程设计指导书

2015年6月20日

陕西科技大学机电工程学院

目录

一、课程设计基本信息

二、主要设备

三、设计的目的

四、设计的要求

五、设计的内容与步骤

（一）对零件进行工艺分析，画零件图

（二）选择毛坯的制造方式

（三）制定零件的机械加工工艺路线

（四）工艺装备设计

（五）编写设计说明书

六、课程设计流程

七、考核

八、机械制造技术基础课程设计主要参考资料

一、课程设计基本信息

课程名称：机械制造技术基础

课程设计名称：设计XXX零件的机械加工工艺规程及工艺设备

相关辅助课程：机械原理、机械零件设计、液压与气动

课程设计时间：第 17 学期 1.5 周

面向专业机械设计制造及自动化

二、主要设备

序号设备名称型号生产厂家存放位置

1 弓锯床G72连云港机床厂2B103

2 数控车床CJK6140A/750广州机床厂2B103

3 数控车床G210广州机床厂2B103

4 车床C6132A1/500广州机床厂1A地下室

5 立式升降台铣床XA5032 北京第一机床厂2B103

6 卧式万能铣床X62W 北京第一机床厂2B103

7 数控铣床XK5032C南通纵横国际股份2B103

8 数控铣床vbz900cnc深圳帝马有限公司2B103

9 立式加工中心机V-40杭州丽伟2B103

10 牛头刨床B665佳木斯金属材料加工厂2B103

11 轻便龙门刨床BQ2010湖北沙羊机床厂2B103

12 数字显示卧式镗床TX611B汉川机床厂2B103

13 卧轴矩台平面磨床M7130哈尔滨第一机床厂2B103

14 外圆磨床M1332E/75C北京第二机床厂2B103

15 立式钻床Z535常州机床厂2B103

16 摇臂钻床Z3040X16保定钻床厂2B103

17 插齿机Y5120A南机第二机床厂2B105

如果需要选择表中未列出的设备,需要与指导老师协商。

三、设计的目的

机械制造基础课程设计是在学完了机械制造技术基础之后进行的下一个教学环节。它一方面要求学生通过设计获得综合运用所学过的课程进行工艺和结构设计的基本能力，另外，也为以后作好毕业设计进行一次综合训练和准备。学生应当通过机械制造课程设计在下述方面得到锻炼：

●能熟练运用机械制造技术基础课程中的基本理论，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺

路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。

●提高结构设计能力。学生通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省

力、既经济合理又能保证加工质量的夹具的能力。

●学会使用手册及图表资料。掌握和本设计有关的各种资料的名称出处。能够做到熟练运用。

四、设计的要求

生产纲领为中批或大批生产。

设计的要求包括以下几部分：

零件图一张

毛坯图一张

机械加工工艺卡片、工序卡片一套

所有加工工序工序图一套

工艺装备设计一套

工艺装备主要零件图一张

课程设计说明书一份

按照教学计划规定，机械制造基础课程设计总学时数为1.5周，其进度和时间大致分配如下：

熟悉零件，画零件图约占8%

选择加工方案，确定工艺路线和工艺尺寸，填写工艺卡片、工序卡片约占25%

工艺装备设计（画总装图及主要零部件图）约占45%

编写设计说明书约占14%

准备及答辩约占8%

五、设计的内容与步骤

（一）对零件进行工艺分析，画零件图

学生得到设计题目之后，应首先对零件进行分析，其主要内容包括：

1.对零件的作用及零件图上的技术要求进行分析；

2.对零件主要加工表面的尺寸，形状及位置精度、表面粗糙度以及涉及基准等进行分析；

3.对零件的材质、热处理及机械加工的工艺性进行分析。

零件图应按机械制图国家标准仔细绘制，除特殊情况经指导教师同意外，均按1：1比例画出。零件图标题栏如下：

（二）选择毛坯的制造方式

毛坯的选择应该以生产批量的大小、零件的复杂程度、加工表面及非加工表面的技术要求等几个方面综合考虑。正确的选择毛坯的制造方式，可以使得整个工艺过程经济合理，故应慎重进行，在通常情况下，应主要以生产性质来决定。

（三）制定零件的机械加工工艺路线

1.制定工艺路线。在对零件进行分析的基础上，制订零件的工艺路线和划分粗精加工阶段。对于比较复杂

的零件，可以先考虑几个加工方案，分析比较后，再从中选择比较合理的方案。

2.选择定位基准，进行必要的工序尺寸算。根据粗、精基准选择原则合理选定各工序的定位基准。当某工

序的定位基准与设计基准不相符时，需要对他的工序尺寸进行换算。

3.选择机床及工、夹、量、刀具。机床设备的选用应当既要保证加工质量，又要经济合理。在成批生产条

件下，一般是采用通用机床和专用夹具。

4.加工余量及工序间尺寸与公差的确定。根据工艺路线的安排，要求逐工序逐表面的确定加工余量。其工

序间尺寸公差，按经济精度确定。一个表面的总加工余量，则为该表面各工序间加工余量之和。各表面的余量及公差，则可利用查表法直接手册中查的。

5.切削用量的确定。在机床、刀具，加工余量等已确定的基础上，要求学生用公式计算一道工序的切削用

量，（每个学生各计算一道工序的切削用量，不能重复）其余各工序的切削用量则可由手册查得。

6.画毛坯图。在加工余量已确定的基础上画毛坯图，要求毛坯轮廓用粗实线绘制，零件的实体尺寸用双点

画线绘出，比例取1：1。同时应在图上标出毛坯的尺寸，公差，技术要求，毛坯制造的分模面、圆角半径和拔模斜度等。

7.填写机械加工工艺卡片及工序卡片。卡片的格式分别附件。

1）工序简图可按比例缩小。并尽量用较少的投影绘出。见图中的加工表面用粗实线表示。对定位、夹紧表面应规定符号标明。最后，应标明个加工表面在本工序加工后的尺寸、公差及表面粗糙度。

2）工序简图中的定位、夹紧符号应符合机械工业部标准JB/Z174-82的规定，摘要如表1及表2所示。（四）工艺装备设计

要求学生为给定加工零件设计所必须的夹具夹具1套。具体的设计项目可根据加工需要由学生本人提出并经指导教师同意后确定。所设计的夹具其零件数以10-30件为宜，即应具有中等以上的复杂程度。

专用夹具设计的方法和步骤：

1.明确设计要求和生产条件

●了解工件情况、工序要求和加工状态

●了解使用机床、刀具的需用情况

●了解生产批量和对夹具的需用情况

●了解制造的生产条件和技术状况

●准备好各种设计资料

2.确定设计方案，绘制结构原理示意图。

设计方案的确定是一项十分重要的设计程序，方案的优劣往往决定于夹具设计的成功与失败，因此必须充分地进行研究和讨论，以确定最佳方案，而不应急于绘图，草率从事。

学生在确定的夹具设计方案时应当遵循的原则是：确保加工质量，结构尽量简单，操作省力高效，制造成本低廉。这四条原则如果单独拿出来分析，有些是互相矛盾的，而设计者的任务，就是要在设计实践中，综合上述四条，通盘考虑，灵活运用所学知识，结合实际情况，注意分析研究，考虑互相制约的各种因素，确定最合理的设计方案。

3.选择定位元件，计算定位误差。

在确定设计方案的基础上，应按照加工精度的高低，需要消除不定项的数目以及粗精加工的需要，按有关标准正确的选择定位元件。选择好定位元件后，还应对定位误差进行计算。计算结果如超差时，需要改变定位方法和提高定位元件、定位表面的制造精度，以减少定位误差，提高加工精度。有时甚至要从根本上改变工艺路线的安排，以保证零件的加工能顺利进行。

（4）计算所需的夹紧力，设计夹紧机构。

设计时所进行的夹紧力计算实际上是经过简化了的计算。这种简化主要是考虑零件在切削力、夹紧力的作用下，按照静力平衡条件所求得的理论夹紧力。为了保证零件装夹的安全可靠，实际所需的夹紧力应比理论夹紧力大，即应对理论夹紧力乘以安全系数K。K的大小可由有关手册查得，一般K=1.5~2.5。

应该指出，由于加工方法，切削刀具以及装夹方式千差万别，夹紧力的计算在有些情况下是没有现成公式可以套用的，所以需要同学们根据过去所学的理论进行分析研究，以决定合理的计算方法。

夹紧机构的功用就是将动力源的力正确、有效地加到工件上来。同学可以根据具体情况，选择并设计杠杆、螺旋、偏心、铰链等不同的夹紧机构，并配合以手动、气动或液动的动力源，将夹具的设计工作逐步完善起来。

（5）画夹具装配图。

画夹具装配图是夹具设计工作中重要的一环。同学在画夹具图时，应注意和遵循以下各点：

① 本设计中，要求按1：1的比例画夹具总装图。被加工零件在夹具上的位置，要用双点画线表示，夹紧机构应处于“夹紧”的位置上。

②注意投影的选择。应当用最少的投影将夹具的结构完全清楚的表达出来。因此，在画图之前，应当仔细考虑各视图的配量与安排。

③所设计的夹具，不但机构要合理，结构也应当合理，否则都不能正常工作。

④要保证夹具与机床的相对位置及刀具与夹具的相对位置的正确性。即夹具上应具备定位键及对刀装置，这可在有关的夹具设计手册查得。

⑤运动部件的运动要灵活，不能出现干涉和卡死的现象。回转工作台或回转定位部件应有锁紧装置，不能在工作中松动。

⑥夹具的装配工艺性和夹具零件（尤其是夹具体）的可加工性要好。

⑦夹具中的运动零部件要有润滑措施，夹具的排屑要方便。

⑧零件的选材，尺寸公差的标注以及总装技术要求要合理。为便于审查零件的加工工艺性及夹具的装配工艺性，从教学要求出发，各零部件尽量不采用简化法绘制。

装配图的标题栏规格、形式如下：

⑨夹具总图上技术要求的编写、零件明细表与一般机械装配图相同。

（6）绘制夹具零件图

特别应注意零件的技术要求与必要说明。夹具体设计的要求应有足够的强度和刚度，以防受力变形；安装需稳定，重心应尽量低，高宽比应小于1.25结构应紧凑，形状应简单，装卸应方便,应便于排屑,应有良好的结构工艺性,选择制造方法应能保证精度，考虑成本。

（五）编写设计说明书

学生在完成上述全部工作之后，应将前述工作依先后顺序编写设计说明书一份。要求工整，语言简练，文字通顺。

六、课程设计流程

课程设计以小组为单位完成，认真对待、按时完成，需要做好平时小组讨论记录，平时答疑、考核，资料提交和答辩环节。

1.分组：自由分组，每组3-5人，设立组长。

2.选择题目（不重复）、明确课程设计要求。

3.课程设计开始，提交小组成员分工（班长完成），整个班级小组答疑顺序（班长完成），和进度安排

（小组完成）；答疑时，按照小组顺序，错时答疑，教师根据小组进度和完成质量与学生协商，评定每次成绩。

4.课程设计，需要提交的文件和资料

个人提交：个人总结（手写），文件（装入课程设计档案袋）

个人总结包含以下内容：对小组的贡献、个人体会（收获，不足和改进建议）。

文件：说明书（手写）、成绩单（教务处网站下载），图纸，工艺卡片、工序卡片

小组提交：课程设计讨论记录、个人对小组课程设计贡献大小的排名顺序。

5.答辩

以小组为单位，进行答辩，每组时间10分钟。

七、考核

成绩由课程设计过程成绩、答辩成绩、设计报告三部分组成。

八、机械制造技术基础课程设计主要参考资料

杨叔子主编《机械加工工艺手册》机械工业出版社2002（电子版）王光斗《机床夹具设计手册》上海科学技术出版社2000（电子版）崇凯《机械制造技术基础课程设计指南》化学工业出版社2007

附件1说明书目录

目录

1．序言

2 . 计算生产纲领、确定生产类型（确定生产类型）

3 零件的工艺分析（确定工艺特点）

4. 确定毛坯

4.1确定毛坯种类

4.2确定加工余量、毛坯尺寸及公差

5.工艺规程设计

5.1 定位基准的选择

5.2 制定工艺路线

5.2.1 表面加工方法选择

5.2.2工艺路线的确定(加工阶段的划分、加工顺序的安排热处理工序、辅助工序的安排)

5.3机械加工余量、工序尺寸及公差的确定

5.4 加工设备及工艺装备的选择

5.4.1机床的选择

5.4.2夹具的选择

5.4.3刀具的选择

5.4.4量具的选择

5.5切削用量及时间定额的确定（本次设计只确定1道工序的切削用量和时间定额,可采用查表法或计算法确定。并填写工序的工序卡。）

6．夹具设计

6．1定位基准选择

6.2切削力及夹紧力计算

6.3定位误差分析

6.4夹具的装配图的说明

7. 设计心得体会…………………………………………………

8. 参考文献……………………………………………………

附件2说明书格式

课程设计说明书题目：

学生姓名：

学号：

院（系）：

专业：

指导教师：

20 年月日

课程设计要求暂行规定

为了保证课程设计质量，特制定本要求：

1、设计要求

课程设计是一必修的实践性教学环节，所有学生必须重视、认真对待，必须按时、保质、保量完成课程设计任务。

遵守设计纪律，严禁抄袭。对于确认为抄袭的课程设计，一律为不及格，重修时最高分不高于80分。

2、图纸要求

使用计算机软件绘图，注意图纸的标注内容及格式，要求标注完整、规范，结构合理。为了保证图纸的打印质量，可预先进行一副简单图纸的打印，待取得经验后，再完成后续图纸的设计。

3、说明书要求

除说明书封面打印外，说明书用课程设计专用纸，内容全部手写。要求字迹工整、清晰，内容详实，分析合理，计算有据，数据可靠。

4、装订要求

课程设计按以下顺序装订成册：封面、目录、正文、设计体会及今后的改进意见、参考文献；

5、装袋要求

设计任务书、设计说明书、考核表和图纸等装入课程设计专用袋中。

6、平时考核要求：

实行阶段式目标考核，分为5个阶段（1）绘制零件图，进行零件工艺分析1-2天内完成，（2）工艺路线的拟定（包括定位基准的选择、加工方法的确定等2-4天内完成，（3）确定工序（确定加工余量，计算工序尺寸，每个人一个切削用量的计算）2-3天完成，（4）绘制工序图、绘制零件-毛坯合图。2-4天完成，（5）填写工艺过程卡、工序卡，编写说明书， 2-3天完成。

（1）绘制零件图，进行零件工艺分析1-2天内完成，（2）工艺路线的拟定（包括定位基准的选择、加工方法的确定等2-4天内完成，（3）确定工序（确定加工余量，计算工序尺寸，每个人一个切削用量的计算）2-3天完成，填写工艺卡、工序卡，绘制零件-毛坯合图（4）确定夹具设计方案绘制草图 2-4天完成）（5）进行定位误差和夹紧力的计算，绘制装配图和零件图，编写设计说明书。 3-5天完成）

夹具设计可以采用二维、三维设计，要求每个同学都有不同的零件设计。

每个阶段都以小组为单位进行考核，考核内容包括是否按进度完成、是否达到设计目标，组内成员的相互协作能力。

7、分组要求

自由、自愿组合，每组选出一名组长，具体工作计划、协调组织由组长负责。并根据小组的整体完成情况给予一定的加分。

8、答辩要求

1.5-

2.0周内完成，19周全部完成， 19周答辩，答辩以小组为单位进行，评分小组由教师和各组的组长组成，按照统一的标准进行成绩评定。各组的组长不参加本组答辩成绩的评定,答辩没有通过，返回修改，放假前上交，修改仍没有达到要求，评定为不及格，需要重修。

附件3零件加工工艺卡

陕西科技大学机电学院零件加工工艺卡

零件号材料毛坯页码第共工序工序内容车间设备型号夹具刀具量具备注

设计日期审核日期批准日期

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附件4机械加工工序卡片

陕西科技大学机械加工工序卡片产品型号零件图号

产品名称零件名称共页第页

车间工序号工序名称材料牌号

毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数

设备名称设备型号设备编号同时加工件数

夹具编号夹具名称切削液

工步号工步内容工艺装备

主轴转速

（r/min）

切削速度

（m/min）

进给量

（mm/min）

切削深度

（mm）

进给次

数

工步工时

机动辅助

1

设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期

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