《机械加工工艺与工装设计》课程设计指导书.doc

机械加工工艺与工装设计课程设计指导书（适用一周课程设计）温州职业技术学院机械工程系机制教研室二一一年六月机械加工工艺及工装设计课程设计指导书（适用一周课程设计）一、课程设计目的机械加工工艺及工装设计课程设计是机械类专业在修完机械制造工艺学及其它相关专业课程之后的一次重要实践性教学环节。其目的是巩固机械制造工艺学等专业课程的理论和实践知识；培养编制机械加工工艺技术文件的能力；培养发现、分析和解决机械加工技术问题的能力；提高制图、计算和使用各种技术资料的能力；培养正确的设计观念与设计方法以及合作意识和团队精神。二、课程设计任务编制机械零件（毛坯为铸件或锻件和圆钢）的机械加工工艺规程。具体设计任务为：（一）机械加工工艺规程设计1.设计以铸件（锻件）为毛坯的零件机械加工工艺规程绘制零件毛坯图(铸件图或锻件图)1份；机械加工工艺过程卡片1份；各道机械加工工序卡片若干份。2.设计以圆钢为毛坯的轴类零件的机械加工工艺规程编制机械加工工艺过程卡片1份，主要加工工序的机械加工工序卡片1份。（二）课程设计说明书不低于3000字的课程设计说明书1份。三、课程设计内容（一）机械加工工艺规程设计1设计准备获取产品的装配图和零件图，了解产品和零件的生产纲领及生产类型，掌握企业的生产装备和技术条件，备好机械设计手册、机械加工工艺手册及其它相关技术资料。2分析零件图（1）了解零件用途、性能与工作条件；（2）熟悉零件的结构、几何形状和技术要求；（3）了解零件的材料及性能；（4）分析零件的结构工艺性；（5）确定主要加工表面和次要表面，找出机械加工中的关键技术问题。3选择毛坯（1）根据零件的生产类型、材料类别、结构形状、尺寸要求等选择毛坯的种类（铸件、锻件、型材）；（2）确定毛坯的总余量（总余量为各工序余量之和，故总余量的确定应与工序加工余量的确定相协调）；（3）绘制毛坯图。4拟定工艺路线（1）选择定位基准。依据零件毛坯及结构特点、尺寸和精度要求等，按照粗、精基准的选择原则确定粗基准、各工序的精基准。（2）确定各表面的加工方法。根据各表面的精度等级、表面粗糙度及加工要求等，先确定最终的加工方法，并由此前推各工序的加工方法。（3）工序集中与分散的确定。各表面加工方法确定之后，应考虑哪些表面的加工适合在一道工序中完成，哪些则应分散在不同工序进行，以确定工艺过程中的工序数目及内容。要视技术装备、生产类型、技术水平合理地确定工序集中与分散的程度。（4）拟定零件的加工顺序。根据选定的定位基准、各表面加工方法、工序集中与分散程度、热处理工序安排、是否划分加工阶段以及检验、钳工等工序，即可制订出较完整、合理的零件加工顺序。（5）选择加工设备及工艺装备。根据生产类型与加工要求，在保证质量、经济合理的前提下，选择适宜的加工机床和工艺装备。单件小批生产选用通用机床和通用工艺装备；中批生产通常采用通用机床加专用工艺装备；大批大量生产多采用高效专用加工设备和高效工艺装备。5工序设计（1）确定加工余量。一般用查表法逐道工序确定表面的加工余量。同一表面各工序的加工余量之和为该表面的总余量。（2）确定工序尺寸及公差。当定位基准与设计基准重合时可用倒推法依确定的工序余量得出基本工序尺寸，按经济加工精度及入体原则标注工序尺寸公差。当定位基准与设计基准不重合时，应按尺寸链原理计算工序相关尺寸与公差，必要时需校核余量层是否满足切削要求。（3）确定各工序切削用量。首先确定背吃刀量，而后选择进给量，最后确定切削速度。具体数据可查阅手册。（4）制定时间定额。要求确定单件时间定额。可用经验、实测、查表及必要的计算等方法确定单件时间定额值。6编制机械加工工艺规程（1）填写机械加工工艺过程卡片。以工序为单元，将确定的工艺过程内容填入机械加工工艺过程卡片相应的栏目中。在此过程中，可据情对初拟的工艺路线进行修改、完善，以最终编制出一份先进合理的机械加工工艺过程卡片。（2）填写机械加工工序卡片。以工步为单元，将确定的工序内容填入机械加工工序卡片相应的栏目中。工序卡片要有工序简图。工序简图可按比例缩小，视图应尽量少；除加工面、定位面、夹紧面、主要轮廓面外，其余线条均可省略；本工序的被加工表面用粗实线，其余均用细实线；注明本工序的工序尺寸及其它必要相关尺寸及公差，标明本工序加工表面的粗糙度要求；用规定符号表明定位基准与限制的自由度及其夹紧力的方向与作用点。（二）课程设计说明书1要求课程设计说明书是课程设计的总结性文书。应对总体方案、分析论述、设计计算等在内的全部设计内容分清主次作以文字说明。说明书要求字迹工整、语言简练、文字通顺、图例清晰。文内公式、单位、数据等应符合国家标准和相关规定，必要时应注明参考文献的序号。应在充分表达自己见解的基础上，独立完成说明书的撰写工作。从设计之始就应随时记录拟定的方案、设计的内容、计算的过程、资料的来源等素材。在整个设计期间，应随时积累和整理设计素材，以待全部设计结束后，经稍加润色便可成形定稿。2格式和内容(依此顺序装订成册，正文部分所列目录供参考)封面目录正文1 前言2 机械加工工艺规程设计2.1 零件工艺分析2.2 工艺过程设计2.2.1 毛坯的选择2.2.2 工艺路线的确定2.2.3 加工设备和工艺装备的确定2.3 工序设计2.3.1 加工余量的确定2.3.2 工序尺寸的确定2.3.3 切削用量的确定2.3.4 时间定额的确定2.3.5 其它工序内容的确定2.4 机械加工工艺规程卡片2.4.1 机械加工工艺过程卡片2.4.2 机械加工工序卡片参考文献四、课程设计成绩评定完成课程设计任务之后，工艺规程卡片和设计说明书等设计材料交由指导教师审阅同意之后，方可进入答辩程序。根据设计材料质量、答辩表现、出勤率、学习态度、独立工作能力等诸方面，按优秀、良好、中等、及格、不及格五级分制评定课程设计成绩。五、课程设计进度安排本课程设计时间为一周，其进度安排如下： 布置课程设计任务，发放相关设计资料； 编制以铸件（锻件）为毛坯的零件机械加工工艺过程卡片1份；编制各道机械加工工序卡片。 继续编制各道机械加工工序卡片。 编制以圆钢为毛坯的轴类零件机械加工工艺过程卡片1份；主要加工工序的机械加工工序卡片1份。 编写设计说明书。学生在完成上述全部工作内容后，应将前述全部工作按先后顺序编写成设计说明书一份，要求字迹工整，语言简练，文字通顺。说明书四周留有边框，并装订成册。 课程设计答辩。六、课程设计示例【案例】编制如图所示的拨叉零件的机械加工工艺规程。 材料：KTH350-10技术要求：1 未注明铸造圆角为R3-5；2 未注明倒角为C1；3 14H13槽底部允许有R3的圆角；4 涂漆要求：非加工面TTQ5-D；NJ226-81。 图1：拨叉零件图（一）拨叉类零件的加工工艺性分析该拨叉零件是I倒挡拨叉，在东风-12运输车的变速箱中，与操纵机构的其它零件结合，用它拨动滑动齿轮，实现倒车。14H9为配合面有较高精度。槽14H13为滑块拨动的配合表面。T、T为与滑动齿轮接触之表面。 该零件形状不规则，尺寸精度、形位精度要求均较高，零件的主要技术要求分析如下：(参阅图1) (1) T、T两表面对14H9孔轴线垂直度摆差不大于01mm，主要是保证拨叉面能正确地安装在变速箱的倒挡轴上，拨叉利用弹簧、滚珠在轴上进行定位，因此必须保证8.7mm。孔及拨又槽的尺寸精度。 T、T面与不加工腹板5mm的平均尺寸为05mm，应注意保持有一定的台面。 拨又在操纵时轴向移动灵活，T、T表面受力均匀。 (2)铸件要求不能有砂眼、疏松等缺陷，以保证零件的强度、硬度及刚度，在外力的作用下，不致于发生意外事故。(3)由于零件的壁薄而且悬伸长，因此刚性较差，在设计夹具时应充分注意这一点。 (4) 14H9孔是一个比较重要的孔，也是以后机械加工各工序中的主要定位基准。因此加工此孔的工序是比较重要的。要在夹具设计中考虑保证达到此孔之精度及粗糙度的要求。（二）确定毛坯制造形式 由于零件的结构比较复杂，又是薄壁件，所以采用金属型铸造。工件材料为KTH350-10，毛坯的尺寸精度要求为IT1112级。（三）定位基准的选择 根据零件图纸及零件的使用情况分析，知14H9孔，槽宽，叉子面厚，叉子面与腹板的距离等均应通过正确的定位才能保证，故对基准的选择应予以分析。 （1）粗基准的选择 按照粗基准的选择原则，为保证不加工表面和加工表面的位置要求，应选择不加工表面为粗基准，故此处选择5mm厚的腹板右侧为第一粗基准；在加工14H9孔时，为保证孔壁均匀，选择24mm的外圆表面为第二毛基准。 （2）精基准的选择 在14H9孔加工以后，各工序则以该孔为定位精基准，从靠近叉脚的24mm端面为轴向尺寸的定位精基准。这样就满足了基准重合的原则和互为基准的原则。在加工某些表面时，可能会出现基准不重合，这时需要进行尺寸链的换算。如图1所示的拨叉零件，该零件的机械加工工艺过程如下：（1）钻声135孔刮24mm端面。（2）拉14H9孔。（3）车端面，倒角。（4）车端面，倒角。（5）整形。（6）粗铣脚面。（7）铣开挡。（8）铣槽。（9）铣面。（10）钻8.7mm孔。（11）去毛刺。（12）精铣脚面。（13）倒角，去毛刺。（14）检验。根据此工序的安排，编写出机械加工工艺过程卡（表2）及工序卡片（表3-16表）。表2 机械加工工艺过程卡表3 机械加工工序卡表4 机械加工工序卡表5 机械加工工序卡表6 机械加工工序卡 表7 机械加工工序卡表8 机械加工工序卡表9 机械加工工序卡表10 机械加工工序卡表11 机械加工工序卡表12 机械加工工序卡表13 机械加工工序卡表14 机械加工工序卡表15 机械