机械制造基础课程设计说明书的补充说明

机械制造基础课程设计说明书的扩展要求说明

在原有机械制造基础课程设计说明书（5个方面）内容要求基础上，增加3个扩展训练内容：

（1）一道工序的数控加工应用，（2）进行XXX零件的成本估算，（3）进行XXX零件XXX工序夹具精度与质量分析。设计说明书增加的内容，进一步考虑工程设计中的各种限制性条件，如时间限制、经费限制、环保约束、标准约束等，使设计说明书内容更接近工程实际的训练内容。（1）至（3）项内容，每个学生任选其中2项在机械制造基础课程设计说明书中进行详细说明，选择扩展训练内容必须经指导教师确认。

一、XXX零件工艺设计说明书基本要求

一、零件分析

1）零件图，包括：平面2维零件图和3维零件图，使用功能

2）结构、工艺特点

3）主要加工表面和技术要求（尺寸、形状、位置、表面粗糙度）

二、毛坯制造

1）制造方法、精度

2）各加工表面的加工总余量，绘毛坯零件综合图。

三、工艺规程设计

1）工艺精基准、粗基准的选择

2）工艺方案的分析比较（两种方案比较）

3）工艺规程的确定，填工艺卡。

4）每道工序的切削用量选择和计算

5）每道工序的工时定额计算

四、夹具设计

1）定位方案的确定，定位误差计算

2）夹紧方案的确定，夹紧力的计算

3）总体结构方案，夹具的主要技术要求，专用夹具装配图。

4）夹具精度的验算

5）夹具体的设计和主要技术要求，夹具体零件图。

五、结束语 包括：设计小结、体会等，设计说明书。

二、XXX零件工艺设计说明书扩展要求

在设计说明书的结束语部分之前，增加：（1）一道工序的数控加工工序设计与说明，包括：数控工序工艺方案/数控机床选用/数控加工表面及路经、数控程序设计与说明等；（2）对XXX零件进行成本估算（主要包括：材料费、加工费等）；（3）对XXX零件XXX工序夹具设计与技术要求与质量控制关系的说明，进行XXX零件XXX工序夹具精度与质量分析。

3项扩展训练内容，需参考已学到的课程、教材或参考书。扩展参考资料自行查阅，推荐网上搜索的方式，进行方案讨论、比较和综合，确定较优方案。对最终采用的机床型号、工序切削用量、成本估算经验公式、精度验算公式、设计依据和质量分析依据等需注明出处。

例1数控加工手工编程实例

1.1 数控程序手工编程举例

图2所示实线表示零件，虚线为刀具中心轨迹。若用具有C功能刀具半径补偿的数控机床加工，编制零件的加工程序。

首先进行工艺处理。零件的坐标系如图所示，假设O点为对刀点，即程序的起始点，并且铣刀的Z方向尺寸已符合铣削的要求。

加工路线为OA-AB-BC-CD-DA-AO。

然后进行数值计算。由零件图给出的尺寸，很容易计算出各程序段所需的增量值尺寸（或绝对值尺寸）。

编写该零件的程序单如下：

N1 G91 G00 G17 G41 X+70.0 Y+90.0 D03 M03 S700 M08;

N2 G02 Y+100.0 F150 R50.0;

N3 G01 X+150.0;

N4 Y-100.0;

N5 X-150.0;

N6 G40 G00 X-70.0 Y-90.0 M05 M09;

N7 M02;

简要说明：

D03为刀具半径值存储器号，加工前已输入道具半径值。G41为续效（模态）指令，N6段时由G40注销。程序段结束符用分号。

N1段为增量值编程G91（续效）、选择XY平面（G17），由对刀点O快速(G00)到距轮廓A点一个刀具半径值处（G41）,并且启动主轴顺时针方向旋转（M03），主轴转速700r/min （S700），1号冷却液开（M08）。

N2段左偏刀具半径值，进给速度为150mm/min（F150），加工顺时针圆弧AB，圆弧半径为50。

N3段左偏刀半径值，加工直线BC。

…

N6段没有刀具半径补偿，由点A快速回到O点，并停止主轴运动（M05）、关闭1号冷却液（M09）。

N7程序结束（M02）。

图2 数控加工手工编程实例

1.2 常用准备功能指令和常用辅助功能指令

表1 常用准备功能指令

指令 功 能

G00 点位控制，将工件定位到编程位置上

G01 直线插补

G02 顺时针方向圆弧插补

G03 逆时针方向圆弧插补

G17 XY平面选择

G18 ZX平面选择

G19 YZ平面选择

G33 螺纹切削，等螺距

G40 取消刀具偏移

G41 刀具左偏

G42 刀具右偏

G60-G79 保留用于点位系统

G80 取消固定循环

G81-G89 用于镗孔、钻孔、攻丝等的固定循环*1-*9 G90 绝对坐标编程

G91 相对坐标编程

表2 常用的辅助功能指令

指令 功 能

M00 程序停机

M01 选择停机，按下“选择停”按钮后才起作用

M02 程序结束，走带到下一程序的起点

M03 主轴顺时针方向旋转

M04 主轴逆时针方向旋转

M05 主轴停转

M06 换刀

M07 开2号冷却液

M08 开1号冷却液

M09 关闭冷却液

M010 夹紧

M11 松开

M30 程序终了，自动倒带

例2 杯托制造的成本估算实例

图1 成本核算样品--杯托三维模型

以下为两种制造模式的成本估算参考

1.1 产品原型制作（单件）成本估算

费用项单价件数总价

RMB

30

原型材料(树脂) 200

0.15kg

RMB/kg

130

RMB

RMB/h

6.5h

机加工 20

RMB/人5人 100RMB

交通费 20

RMB

50

后处理等费用（上漆等） / /

根据相关材料及加工费用，产品原型成本如上表所示，共计人民币 310元。

1.2 产品批量生产成本估算

对于批量生产，杯托主体需要用通过制作模具来加工，托盘也需要通过压铸模来实现。

而弹簧可以直接从市场采购。至于材料，主体用绝热塑料，托盘用铝，可以减轻重量。

费用项单价件数总价

模具材料费4800 RMB/kg 1.5 kg 7200 RMB

模具设计与加工费 / / 5,000 RMB

50g×10,00010,000

RMB

RMB/kg

产品材料费 20

其他费用/ / 10,000 RMB

根据相关材料等费用，对量产10000件进行成本估算。如上表所示，总价为32200元。

每件产品的成本为3.22元。

1.3 常用铸铁类零件的材料费、加工费参考价

铸铁类零件材料费： 5-6RMB/kg。

铸铁类零件加工费（单价）：

费用项单价

RMB/h

车削 25-35

RMB/h

铣削 30-40

刨削 30-35RMB/h

钻削20-30 RMB/h

RMB/h

镗削 45-55

RMB/h

磨削 45-60

数控铣削70-80 RMB/h

RMB/h

钳工 20-30