1、机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 指 导 书辽宁工程技术大学二 OO 八年三月2前 言3目 录第一章 概述1第一节 课程设计的目的1第二节 课程设计的要求1第三节 课程设计的时间安排5第四节 课程设计的成绩考核5第五节 其他要求6第六节 课程设计内容及步骤6第二章 课程设计实例244第一章 概 述第一节 课程设计的目的本课程设计是重要的实践教学环节之一。是在完成生产实习，学完机械制造技术基础和其它专业课程之后进行的。学生通过该课程设计，将所学理论与生产实践相结合，得到解决问题和分析问题能力的初步培养,另外也为以后搞好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练。通过该课程设计，学生应在
2、下述各方面得到锻炼：1使学生具有制定工艺规程的初步能力。能综合运用机械制造技术基础和其他课程的基本理论和方法，正确的制定一个零件的机械加工工艺规程。2具有设计专用夹具的初步能力，提高结构设计能力。3结合工艺设计内容，能够熟练的应用工艺计算方法，正确的进行工艺计算，如工艺参数、切削力、切削功率、切削速度、定位误差、夹紧力等。4进一步提高查阅资料，熟练地使用设计手册、参考资料等方面的能力。5通过设计的全过程，使学生学会进行工艺设计的程序和方法，培养独立思考和独立工作的能力。第二节 课程设计的要求机械制造技术基础课程设计题目一律定为：零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计。课程设计题目由指导教师指定，
3、经教研室主任审查签字后发给学生。生产纲领为中批或大批生产。设计的要求包括如下几个部分：1绘制零件图 1 张2毛坯图 1 张3编制机械加工工艺过程综合卡片 1 张4编制零件的机械加工工艺卡片（仅编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工艺卡片） 1 张5绘制夹具装配图（A0 或 A1） 1 张6绘制夹具体零件图 1 张57编写课程设计说明书（约 60008000 字） 。 1 份说明书主要包括以下内容（章节）（1） 目录（2） 摘要（中外文对照的，各占一页）（3） 零件工艺性分析（4） 机械加工工艺规程设计（5） 指定工序的专用机床夹具设计（6） 方案综合评价与结论（7） 体会与展望（8） 参考文
4、献课程设计说明书格式见附录 1第三节 课程设计的时间安排本课程设计要求在 3 周内完成。1. 第 l2 天查资料，熟悉题目阶段。2. 第 37 天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法和机械加工工艺规程的设计并编制出零件的工艺过程综合卡片和机械加工工艺卡片。3第 810 天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步） 。4第 1113 天，完成夹具总装图的绘制。5第 1415 天，零件图的绘制。6第 1618 天，整理并完成设计说明书的编写。7第 19 天，完成图纸和说明书的输出打印。8第 2021 天，答辩第四节 课程设计成绩的考核课程
5、设计的全部图纸及说明书应有设计者及指导教师的签字。未经指导教师签字的设计，不能参加答辩。由相应教师组成答辩小组，设计者本人应首先对自己的设计进行 5 分钟的讲解，然后进行答辩。每个学生的答辩总时间，一般不超过 15 分钟。6课程设计成绩根据平时的工作情况，工艺分析的深入程度，工艺装备的设计水平，图纸的质与量，独立工作能力以及答辩情况等综合衡量，由答辩小组讨论评定。成绩评定采用五级分制，即优秀、良好、中等、及格和不及格。优秀：设计方案合理并新颖，设计说明书及设计图纸规范、内容丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想；良好：设计方案合理，设计说明书及设计图纸比较规范、内容比较丰富。在设计过程中勤奋好
6、学、有创新思想；中等：设计方案一般，设计说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中比较勤奋、创新思想不明显；及格：设计方案不完善，存在一些小错误，说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中勤奋精神不够： 不及格：设计方案有严重错误，设计说明书及设计图纸不规范、内容浅薄。在设计过程中勤奋好学精神不够。第五节 其他要求1要求学生在“制造技术基础课程设计”阶段，全力以赴完成课程设计任务，并经常与指导教师沟通，指导教师要认真负责，及时掌握学生的设计进度和情况，使设计有条不紊地进行，直到圆满完成设计任务。2按照学校规定，设计资料（含电子文档）交学院统一存档。3课程设计说明书一律用 B5 纸、纵向
7、打印，书写格式参见附录 1。第四节 课程设计内容及步骤机械制造工艺设计题目决定设计内容。其内容应根据本专业的培养目标，使学生受到必要的基本训练。在选题时应充分考虑实现综合训练，要求题目具有一定的先进性，最好结合生产实际。这类题目是按指定零件制定其机械加工工艺规程，设计指定工序的专用机床夹具。零件最好是工厂正在改进的生产产品。设计内容主要包括如下内容：（1） 分析研究零件的工作图（2） 确定毛坯的类型、制造方法（3） 编制机械加工工艺规程7（4） 机床夹具设计（5） 编写设计计算使用说明书1 对零件进行工艺分析，画零件图。学生在得到设计题目之后，应首先对零件进行工艺分析，其主要内容包括， 对零件
8、的作用及零件图上的技术要求进行分析； 对零件主要加工表面的尺寸，形状及位置精度，表面粗糙度、以及设计基准等进行分析； 对零件的材质，热处理及机械加工的工艺性进行分析。画被加工件零件图的目的是加深对上述问题的理解，并非机械地抄图， 绘图过程应是分析认识零件的过程。零件图上如有遗漏、错误、工艺性差或不符合标准的地方，应提出修改意见，经指导教师认可后，在绘图时加以改正。学生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。零件图标题栏如图 1-1 所示。如果有条件，可以在计算机上对零件进行三维造型、创建二维工程图，然后打印，效果更佳。图 1-1 零件图标题栏2. 选
9、择毛坯的制造方式。毛坯分为铸件、锻件、焊接件和型材等。选择毛坯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方面来综合考虑。正确地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。其工作步骤为： 根据生产类型、零件结构、形状、尺寸、材料等选择毛坯种类和制造方式；8 确定各加工表面的总余量（毛坯余量）及毛坯尺寸公差； 绘制毛坯图。a） 毛坯图的表示毛坯总余量确定以后，便可绘制毛坯图。其表示方法如下:以实线表示毛坯表面轮廓，以双点划线表示经切削加工后的表面，在剖视图上可用交叉线表示加工余量；毛坯图上的尺寸值包括加工余量在
10、内。可在毛坯图上注明成品尺寸（基本尺寸）但应加括号；在毛坯图上可用符号表示出机械加工工序的基准；在毛坯图上注有零件检验的主要尺寸及其公差，次要尺寸可不标注公差；在毛坯图上注有材料规格及必要的技术要求、如材料及规格、毛坯精度、热处理及硬度、硬度、圆角半径、分模面、拔模斜度、内部质量要求（气孔、缩孔、夹砂）等。b）毛坯图的绘制方法毛坯图的绘制方法 用粗实线表示毛坯表面形状，以双点划线表示经切削加工后的表面； 用双点划线画出经简化了次要细节的零件图的主要视图，将确定的加工余量叠加在各相应被加工表面上，即得到毛坯轮廓，用粗实线表示。注意画出某些特殊余块，例如热处理工艺夹头、机械加工用的工艺搭子等。比例
11、 1：1。和一般零件图一样，为表达清楚某些内部结构，可画出必要的剖视图、剖面图。对于由实体上加工出来的槽和孔，不必专门剖切，因为毛坯图只要求表达清楚毛坯的结构。3. 制订零件的机械加工工艺路线。 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。对于比较复杂的零件，可以先考虑几个加工方案，经分析比较后，再从中选择比较合理的加工方案。 选择定位基准，进行必要的工序尺寸计算。根据粗、精基准选择原则，合理地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，则需对它的工序尺寸进行换算。 选择机床及工、夹、量，刃具。机床设备的选用应当既要保证加工质9量，又要经济合理。在成批生产的条件
12、下，一般是采用通用机床和专用工夹具。 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，应为该表面各工序间加工余量之和。在本设计中，学生可根据指导教师的决定，利用计算法计算出一二个表面的各工序加工余量、公差及总余量与公差。其余各表面的余量及公差，则可利用查表法直接从机械制造工艺设计手册或本课程设计指导书的附本（第？章）中查得。 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出道工序的切削用量，其余各工序的切削用量可由本课程设计指导书的附本（第？章）或切削用量简明手册中查得。
13、 计算时间定额。本设计作为一种对时间定额确定方法的了解，可只确定 12 道工序的单件时间定额，可采用查表法或计算法确定。 画毛坯图。在加工余量已确定的基础上画毛坯图。毛坯的轮廓要求用实线绘制，零件的实际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、圆角半径和拨模斜度等。 填写机械加工工艺过程卡片及工序卡片。将前述各项内容以及各工序加工简图一并填入规定的过程卡片及工序卡片上。卡片的格式见图 1-2 和图 1-3(或者将各数据及加工设备填入机械加工工艺过程综合卡片上。卡片的尺寸规格见图 1-4)。表 1-21，注意修改错误10图 1-2 机械加
14、工工艺过程卡片图 2 机械加工工艺过程卡片11表 1-22，注意“厂名”改为“校名”图 1-3 机械加工工序卡片12图 1-4 机械加工工艺综合卡片a) 工序简图可按比例缩小，并尽量用较少的投影绘出。简图中的加工表面用粗实线表示。对定位、夹紧表面应以规定符号标明。最后，应标明各加工13表面在本工序加工后的尺寸，公差及表面粗糙度。b) 工序简图中定位、夹紧符号应符合机械制造工艺标准(应采用最新的) 规定，定位符号、定位点的表示方法、图形比例见图 1-5。定位、夹紧符号线条按机械制图规定的图线宽度 b/22b/3，符号高度应和工艺图中数字高度一致。表 1-1表 1-5 由 JB/T5061-91
15、标准摘录的相关内容，可作为参考。(a) (b)图 1-5 定位符号、定位点的表示方法（摘自 JB/T5061-91）(a) 定位符号 (b) 定位点的表示方法及图形比例表 1-1 定位支承符号固定式圈中应加点（参表 1-5）14表 1-2 辅助支承符号表 1-3 夹紧符号 “手动夹紧”应加点（参表 1-5）表 1-4 常用装置符号15（续）16可再参， 邹青P7 表 1-5，2 后 2 行17表 1-5 定位、夹紧符号与装量符号综合标注示例5、6 、 7 两列图串位了：5- 左-6 右，6-左-7 右，7- 左-5 右，（续）18（续）1920（续）可再参， 邹青P7 表 1-5，3 后 2
16、行4. 工艺装备的结构设计。21要求学生设计加工给定零件所必需的夹具 1 套。具体的设计项目可根据加工的需要，由学生本人提出并经指导教师同意后确定。所设计的夹具零件数以2040 件为宜，即应具有中等以上的复杂程度。夹具的设计过程，实际上就是按工序要求实现工件的定位和夹紧结构化的过程。夹具的定位要满足以下三方面：工件在夹具中的正确定位、夹具相对刀具的正确定位以及夹具相对机床的正确定位。结构设计的具体步骤如下： 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了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
17、。学生在确定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。如果单独拿出这四条原则来分析，有些是互相矛盾的。而设计者的任务，就是要在设计实践中，综合上述四条原则，进行通盘考虑。亦即灵活运用所学的知识，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。 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，需要消除不定度的数目以及根据粗、精加工的需要，按有关标准正确地选择定位元件。选择好定位元件之后，还应对定位误差进行计算。计算结果如超差时，需要改变定位的方法或提高定位元件、定位表面的制造精度，以减少定位误差，提
18、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。 计算所需的夹紧力，设计夹紧机构。设计时所进行的夹紧力的计算，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，按照静力平衡条件而求得的理论夹紧力。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。为此，应对理论夹紧力乘以安全系数 K。K 的大小可由有关手册中查得，一般K：1.52.5。具体程序可见本书第？章。22应该指出，由于加工方法，切削刀具以及装夹方式千差万别，在有些情况下，夹紧力的计算是没有现成的公式可以套用的。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
19、方法。夹紧机构的功用就是将动力源的力，正确地、有效地施加到工件上来。同学可以根据具体情况，选择并设计杠杆、螺旋、偏心和铰链等不同的夹紧机构，并配合手动，气动或液动的动力源，将夹具的设计工作逐步完善起来。 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，应当注意和遵循以下几点。a) 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。b) 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地表达出来。因此在画图之前，应当仔细考虑各视图的配置与安排。c) 所设计的夹具，不但机构要合理，结构也应当合理，否则
20、都不能正常工作。如图 1-6a 所示，是属于机构不合理的一例：一个圆形零件用 V 形块定位，并用二个压板夹紧。由于这个夹具是用双向正反螺杆带动二个压板作自动定心夹紧，因此这个零件存在有重复定位，因而夹具在机构上是不合理的。图 1-6是经过修改后的设计，零件仍由 V 形块定位，双头螺杆压板系统可以沿横向移动，而且只起压紧作用，从而解决了重复定位问题。图 1-6 夹具机构例图图 1-7 所示为一个铰链夹紧机构的例子。从机构学的角摩考虑，它是合理23的。但是，当铰链机构中的滚子、销轴磨损或出现制造、装配误差时，滚子的移动会超过死点而最终导致机构的失效。因此这个夹具还有不合理之。如果在拉杆上增加一调整
21、环节（如图 1-8 所示） ，那么这套夹具不但在机构上是合理的，在结构上也是合理的了。图 1-7 铰链夹紧机构实例（在机构上是合理的但在结构上是不合理的）图 1-8 改进后的铰链夹紧机构实例（在机构上和结构上都是合理的）d) 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。为此，夹具上应具有定位键及对刀装置，这可在有关的夹具设计手册中查得。也可参本书的第？章。24e) 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。f) 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。g) 夹具中的运动零部件要有润滑措施，夹具的排屑要
22、方便。h) 零件的选材、尺寸公差的标准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、形式如图 1-9图 1-9 装配图标题栏 画夹具体零件图通过夹具体将定位元件、对刀元件、夹紧元件、其他元件等所有装置连接成一个整体。夹具体还用于保证夹具相对于机床的正确位置，铣夹具要有定位键、车床夹具注意与主轴连接的结构设计、钻夹具注意钻模板的结构设计。a) 夹具体设计应满足如下基本要求：足够的刚度和强度。设计夹具体时，应保证在夹紧力和切削力等外力作用下、不产生过大的变形和振动。必要时，可在适当位置设置若干条加强筋。夹具安
23、装稳定。机床夹重心和切削力等力的作用点应处在夹具安装基面内。机床夹具高度越大，要求夹具体底平面面积越大。为使夹具安装基面与机床工作台接触良好，夹具体底平面应适当挖空。夹具体结构工艺性良好。便于清除切屑。25b)夹具体材料及制造方法夹具体可用铸造或焊接方法制造。由于铸造夹具体具有工艺性良好、吸振性良好、可承受较大的切削力、夹紧力等力的作用特点，所以得到了较广泛的应用铸造夹具体材料，一般采用 HT150 或 HT200 两种。夹具体应进行时效处理，以消除内应力。c)夹具体外形尺寸夹具体制造属单件生产，通常都是参照类似的结构，按经验类比法确定其结构尺寸。实际上在绘制夹具总图时，根据工件、定位元件、夹
24、紧装置、对刀一导向元件以及其他辅助机构和装置在总体上的布置，夹具体的外形尺寸便已大体确定。表 1-1 列出夹具体结构尺寸的经验数据。表 1-2 列出夹具体座耳结构尺寸。表 1-1 夹具体结构尺寸的经验数据夹具体结构部分 经验数据具体壁厚 h 1525mm夹具体加强肋厚度 (0.70.9)h具体加强肋高度 不大于 5h夹具体壁与壁连接的铸造圆角 R=1/51/10(h1+h2)）式中 h1、h 2圆角相连处的壁厚表 1-2 夹具体结构尺寸的经验数据26d)铸造夹具体的技术铸造夹具体的技术要求，一般有如下规定：铸件不许有裂纹、气孔、砂眼、缩松、夹渣等铸造缺陷；浇口、冒口、结疤、粘砂应清除干净；铸件
25、在机械加工前应经时效处理；未注明的铸造圆角 R (3 一 5) mm；铸造拔模斜度（铸件在垂直分型面的表面需有铸造斜度） ；铸造夹具体零件的尺寸公差取值参见表 1-3。表 1-3 铸造夹具体零件的尺寸公差5 编写设计说明书。学生在完成上述全部工作之后，应将前述的工作依先后顺序编写设计说明书一份。要求语言简练，文字通顺。课程设计说明书格式详见附录 1。27第二章 课程设计实例本章提供一个机械制造技术基础课程设计的实例，以期给学生提供一个符合设计要求的格式，其中包括设计说明书、工艺文件和设计图样。该零件是一个典型的盘套类零件，虽然简单，但其结构、技术要求、基准选择、 工艺尺寸确定、加工顺序安排、定
26、位夹紧方法等诸方面既有其代表性，又颇具特色，几乎包含了机械制造技术基础课程的大部分内容。当然，希望学生不要拘泥于一种固定的格式，而应根据指导老师的要求，结合自己的题目做出有特色的设计。28机械制造技术基础课 程 设 计说明书设计题目： 拨叉 零件机械加工工艺规程及加工20H8 孔 工艺装备设 计 者： 班级学号： 指导教师： 29辽宁工程技术大学年 月 日辽宁工程技术大学机械制造技术基础课程设计任务书设计题目：设计“离合齿轮”零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计“万向节活动叉”零件的机械加工工艺规程及工艺装备内容：1零件图 1 张2毛坯图 1 张3机械加工工艺过程卡片 1 张4零件的机械加工工
27、艺卡片（仅编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工艺卡片） 1 张5夹具装配图 1 张6夹具体零件图 1 张7课程设计说明书 1 份原始资料：1被加工零件的零件图 1 张2零件的生产纲领:4000 件/年30学 生 ： 班 级 学 号： 指 导 教 师： 系（教研室）主任： 目 录（略）序 言机械制造技术基础课程设计是我们在学完了机械制造技术基础和大学的全部基础课，技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕亚设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教。第一节 零件的工艺分析及生产类型的确定一、零件的作用题目所给定的零件是 CA6140 车床主轴箱中运动输人轴 I 轴上的一个离合
