机械制造技术基础—专业—课程设计指导书(2)

第一篇“机械制造技术基础课程设计”指导书1制造技术基础课程设计的性质、地位1）必修的实践环节。2）使学生综合应用所学到的各门知识，综合解决设计、制造和管理中问题。3）对指定的产品的制造工艺设计、工装设计和机床选择等综合考虑后，进行制造工艺设计。4）要求学生用计算机机进行绘图和编程。2本课程的前置课程金工实习、认识实习等实践教学环节。学完专业基础课、主要专业课画法几何及机械制图、工程力学、机械制造基础、机械设计基础、电工电子学、微机技术等、CAD/CAM课程。相关课程3时间和学时安排学时两周安排四年级上学期进行。4基本要求1选择刀具和确定切削用量的能力；2掌握分析机床的基本知识，具有选择和使用机床的能力；3掌握机械加工和装配的基本知识，具有合理选择零件加工方法和产品装配方法的能力；4掌握制订机械加工工艺规程和产品工艺规程的方法和步骤，具有制订中等复杂程度零件的机械加工工业规程的能力；5具有运用机械制造工艺的基本理论进行综合分析和解决机械加工过程中一般工艺问题的初步能力。5设计的任务6填写工艺文件。填写要求是内容完整，层次清楚，语言精练，字迹清晰。对工艺文件填写作如下规定1机械加工工艺过程卡片中的工时定额可不填。2机械加工工序卡片中的工序图。图中主视图应处于加工位置，用细实线将零件的主要轮廓画出来；用粗实线给出加工表面；用定位符号表示定位基准；用夹紧符号表示出夹紧表面；并标出本工序加工表面位置，注上工序尺寸与公差、表面粗糙度和有关的其他技术要求。3机械加工工序卡片中，工时定额只填写基本时间，工人技术等级此项不填。1分析、了解产品性能、用途；2了解制造规模、方式，生产条件3制订制造方案；4编写工艺（主要任务）；5设计工装（可以在其他课程设计中进行）。6写机械制造技术基础课程设计报告。7所有设计资料文挡拷贝电子版一份上交。6制造技术基础课程设计的重点1掌握产品的加工工艺过程和工艺设备。2产品的工作原理、结构特点、技术要求。3毛坯制造方法、技术要求、加工余量和热处理要求。4编写工艺卡片，基准选择、定位方法、加工阶段的划分、加工顺序的安排、加工余量和工序尺寸和公差的确定、工时定额等。5检测和质量保证体系。6生产效率分析。7考核办法1实物工艺卡、工装图纸、说明书和程序等。2答辩。3评分方法等级制优秀、良好、中等、及格和不及格共五个等级。4考勤。8工艺规程的制订过程1概述生产过程与工艺过程，机械加工工艺过程的组成，生产纲领与生产类型，机械加工工艺规程（内容，作用，格式，制订原则，原始材料及制订步骤）。2零件的工艺分析结构工艺性分析，技术要求分析。3毛坯的选择。毛坯加工余量的确定。4基准及其选择基准及其分类，定位基准选择（粗基准选择，精基准选择）。5工件在夹具中的定位与夹紧。6工艺路线的拟订方法选择，阶段的划分，顺序的安排，工序的集中与分散。7加工余量的确定加工余量的概念，确定加工余量的方法。8工序尺寸及其公差的确定工艺尺寸链，工序尺寸及其公差的确定方法。9机床、工艺装备及切削用量的选择10机械加工的时间定额与技术经济分析时间定额、工艺过程的技术经济分析（工艺成本计算，工艺方案比较），提高劳动生产率的工艺途径。9机械加工精度1概述机械加工精度的概念，影响机械加工精度的因素。2工艺系统的几何误差对加工精度的影响原理误差，机床的几何误差，刀具和夹具的制造和磨损误差，工艺系统的定位和调整误差。3工艺系统的受力变形对加工精度的影响工艺系统的刚度，受力变形引起的加工误差，减少受力变形的主要途径。4工艺系统的热变形对加工精度的影响工艺系统的热变形及其引起的加工误差，减少热变形的主要途径。5工件内应力引起的变形对加工精度的影响内应力产生的原因及其引起的误差，消除内应力的方法。6加工误差的综合分析实例。7加工误差的统计分析。8保证和提高加工精度的途径。10机械加工表面质量1概述表面质量的概念，表面质量对零件使用性能的影响。2影响零件表面粗糙度的因素及其改善的工艺措施。3影响零件表层物理机械性能的因素及其改善的工艺措施。4机械加工中的振动及其对加工表面质量的影响。11典型加工工艺111轴类零件的加工工艺1概述掌握轴类零件的功用、结构特点、技术要求和轴类零件的材料及毛坯。掌握轴类零件的预加工。2轴类零件外圆面的车削、磨削及精密加工和花键及螺纹加工1）车削的工艺范围、加工阶段的划分及特点，重点为细长轴。2）掌握外圆磨削的特点、工艺范围及磨削方式，掌握顶尖孔的作用、技术要求及对加工质量的影响。了解顶尖孔的加工及修研。3）了解外圆表面精密加工的方法细车、超精加工、高光洁度磨削、研磨滚压。4）了解花键及螺纹加工。3典型轴类零件工艺分析定位基准的选择，热处理工序的安排，加工阶段的划分，工序顺序的安排。了解丝杠加工工艺分析。典型轴类加工工艺装载机输出轴工艺表1装载机输出轴加工工艺过程工艺卡产品型号ZL40/50零（部）件图号403309D共3页机械加工工艺过程卡片产品名称装载机零（部）件名称输出轴第1页材料牌号42CRMO毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数备注工时序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备准终单件1正火HB170207,校直综2粗车见工艺附图金车B4中心钻3精车见工艺附图金车41銑矩形花键盘1672B1262DQ6D12,键宽铣至6025020,键底铣至6202001563，有效长度加4MM金花键铣16726264B铣刀2铣两端渐开线花键，M53450005，花键节跳004金5去刺金钳M25/12530P花键铣刀6油淬，硬度HRC4550，（在66外圆检查），淬火时加保护套，保护螺纹及42面热7校直两端花键跳动005，（66外圆检查）热8两端螺纹磁力探伤检9研磨两端中心孔金10两端上顶尖，磨矩形花键，键宽至6009015，键底至62013017金花研磨11两端上顶尖，磨两端60M6和42H8，磨32端面至图要求金外磨12过牙金13总检入库编制日期标记处记更改文件号签字日期112套筒类零件加工1概述掌握套筒零件的功用、结构特点、技术要求，套筒零件的材料和毛坯。掌握套筒零件加工的主要工艺问题。2套筒类零件的内孔加工的一般加工方法和内孔的精密加工1）掌握内孔表面常用的加工方法，掌握钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、磨孔、拉孔、深孔加工的工艺特点。2）了解内孔表面精密加工的加工方法，了解精细镗、珩磨、研磨、滚压的工艺特点。3套筒零件加工工艺分析掌握短套筒类零件加工工艺分析；保证套筒表面位置精度的方法，防止分简变形的工艺措施。了解长套简零件加工工艺特点。113箱体类零件的加工工艺1概述掌握箱体零件的功用、结构特点、主要技术要求、毛坯、材料及结构工艺性，掌握箱体零件加工的主要工艺问题。2箱体零件的平面加工方法掌握机体平面常用的加工方法，掌握平面刨削、铣削、磨削、刮研的工艺特点。3箱体的孔系加工掌握孔系的概念、分类及孔系加工应解决的工艺问题，掌握平行孔系加工常用的加工方法及它们的特点，掌握同轴孔系的加工常用的加工方法。4箱体零件加工工艺分析掌握车床主轴箱加工艺过程分析主要表面加工方法的选择，拟定工艺过程的原则，定位基准的选择。掌握分离式齿轮箱箱体的工艺特征加工路线的拟定，定位基准的选择。114圆柱齿轮的加工工艺要求注意齿轮的功用、结构特点、技术要求及齿轮的材料和毛坯，拿握齿轮加工的主要工艺问题和一般工艺路线，掌握圆柱齿轮加工工艺过程分析定位基准的选择，齿轮的热处理，齿形加工方案的选择，精基准的修正。了解齿坯加工的各种工艺方案及齿端加工，掌握展成法加工齿轮齿形的常用方法，了解滚齿、插齿、剃齿、挤齿、珩齿、磨齿的工艺特点。典型壳体类加工工艺表2装载机差速器右壳加工工艺过程工艺卡产品型号502340A零部件图号504322B共2页华侨大学机电学院机械加工工艺过程卡片产品名称装载机零部件名称差速器右壳第1页材料牌号QT45010毛坯种类球铁毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数2备注工时工序号工序名称工序内容工段车间设备工艺装备准终单件01铸造铸造毛坯热02时效热03清洗检查铸件内外非加工表面彻底清洗干净，涂耐油漆同时检查铸件是否有缺陷04粗车见工艺附图金转塔六角车床三爪自定心卡盘、球面加工辅具05粗车见工艺附图金数控车床专用夹具06半精车精车见工艺附图金数控车床三爪自定心卡盘07半精车精车见工艺附图金数控车床止口定位螺栓压板08钻孔锪孔见工艺附图（12165、8145）见工艺附图（1233、833）金摇臂钻床钻模板、专用夹具编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处记更改文件号签字日期XXX040708差速器右壳毛坯图产品型号502340A零部件图号504322B共2页华侨大学机电学院机械加工工艺过程卡片产品名称装载机零部件名称差速器右壳第2页材料牌号QT45010毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数备注工时工序号工序名称工序内容工段车间设备工艺装备准终单件09钻孔见工艺附图（18盲孔）孔口去刺金摇臂钻床钻模板、专用夹具10去刺金钳11磨削见工艺附图装配图（75M6金外圆磨床心轴、专用夹具12钻孔扩孔镗孔见工艺附图428H7金卧式镗床专用夹具13去刺钳14喷丸热15总检入库各工序必须检验编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处记更改文件号签字日期XXX040708差速器右壳部分工序图典型轴类加工工艺倒顺轴齿轮工艺1说明1零件的工艺分析从倒顺轴齿轮的零件图上可以看出，齿轮轴两个支承轴颈的精度和同轴度要求较高，所以必须正确选择定位基准；工序按粗、精加工分开；合理安排工序。选择毛坯零件的材料是合金钢18CRMNTI，生产类型为大批生产，采用在锻锤上合模模锻毛坯。工艺过程设计定位基准的选择在轴类零件加工中，为保证各主要表面的相互位置精度，选择定位基准时，应尽可能使其与装配基准重合并使各工序的基准统一，而且要考虑在一次安装中尽可能加工出较多的面。精基准的选择为保证支承轴颈与主轴内锥面的同轴度要求，当选择精基准时，要根据互为基准的原则。先加工好前、后锥孔，以便安装锥堵，为半精加工、精加工外圆准备定位基准。当加工齿轮圆周面时，以外圆50及齿轮两端面为定位基准。粗基准的选择工艺过程一开始就选择以外圆柱作粗基准车端面，打中心孔，为粗车外圆准备了基准。而车外圆又为深孔加工准备了基准。加工方法的选择84齿轮的加工方法为粗滚、精滚。50H7、50K6外圆的终加工为互为基准进行精磨，其前面的工序可为粗车和精车。0250182加工工艺过程的分析由于主轴精度要求高，且在加工过程中要切除大量金属，因此必须将其工艺过程划分为几个阶段，将粗加工和精加工安排在不同的阶段粗加工阶段毛坯处理备料、锻造和正火（工序）。粗加工锯去多余部分、铣端面，打顶尖和粗车外圆等（工序8）。这阶段的主要目的是用大的切削用量切除大部分余量，把毛坯加工到接近工件的最终形状和尺寸，只留下少量的加工余量。该阶段还可及时发现锻件裂缝等缺陷，以采取相应的措施。半精加工阶段半精加工前热处理对合金钢采用渗碳处理。半精加工车工艺锥孔（定位锥孔），半精车外圆端面等，该阶段的主要目的是为精加工做好准备，尤其是为精加工做好定位基准的准备。精加工阶段精加工前热处理淬火处理（工序）。精加工前各种加工精车与粗磨外圆，铣花键以及车螺纹等。精加工精磨外圆以保证主轴最重要表面的精度（工序），该阶段的目的是把各表面最终加工到图纸规定的要求。制订工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。表3倒顺齿轮轴加工路线其中图1141倒顺齿轮轴的毛坯件粗车外圆的具体工艺夹左端外圆车右端面打一中心孔上尾顶尖，车右端各部，留余量至548120夹右端外圆车左端面打一中心孔上尾顶尖，车左端各部，留余量至548120车削齿轮部分外圆，留余量至103864填写工艺文件（附件）表4倒顺州齿轮加工工艺过程卡。YZ14B463零部件图号YZ14B463共1页福建三明齿轮机械加工工艺过程卡片倒顺轴齿轮零部件名称倒顺轴齿轮第1页材料18CRMNTI毛坯种类模锻件毛坯尺寸610MM105MM毛坯件数大批生产备注工时序号工序名称工序内容设备工艺基准准终单件1备料2锻造模锻3热处理正火划线平台4车端面龙门铣床毛坯外圆5粗车外圆夹左端外圆车右端面打一中心孔；上尾顶尖，车右端各部，留余量至548；120夹右端外圆车左端面打一中心孔；上尾顶尖，车左端各部，留余量至548；0同时车齿轮部分外圆，留余量至10386；14划线平台顶尖孔6精车外圆两端上顶尖，车两端外圆，留余量至523；60齿轮部分外圆加工至10136；054龙门铣床锥堵顶尖孔7粗精滚齿轮齿轮公法线按上差加工K333230105、M7、Z12龙门铣床外圆50及齿轮两端面8钳工修毛刺锐角卧式镗铣床9热处理渗碳处理划线平台10精车外圆淬火前精车，留余量至50503龙门铣床锥堵顶尖孔11热处理淬火处理卧式镗床12车两端面车两端面至要求、修中心孔摇臂钻床50外圆13粗磨端面粗磨齿轮两端面至要求摇臂钻床锥堵顶尖孔14精磨外圆精磨齿轮两侧50H7、50K6外圆锥堵顶尖孔15粗精铣花键铣两端50F7花键清洗机锥堵顶尖孔16钻攻螺纹钻螺纹孔并攻牙M1650外圆17钳工修毛刺锐角18检验按图纸要求全部检验审核日期合签（日期）标记处记更改文件号签字日期标记处记更改文件号签字下图为倒顺轴齿轮工作图。115装配工艺1概述了解装配的概念、基本内容及组织形式。2机械产品的装配精度了解装配精度的概念及装配精度与零件精度间的关系，了解装配尺寸链的概念及建立。3装配方法及其选择1）掌握保证产品装配精度的装配方法。2）掌握互换法的概念、特点及实质，掌握完全互换法、大数互换法和分组互换法的概念、特点、实质及应用范围。3）掌握修配法的概念及特点，了解修配法的型式及各种修配法的特点，掌握修配环的选择原则。4）掌握调整法的概念、特点，了解调整法的形式，掌握可动调整法和固定调整法。5）掌握装配方法的选择原则。12课程设计选题与实践121选题所选零件的结构应具有工艺方案及加工方法选择上的多样性，零件的复杂程度要适中，加工工序数以810道为宜。122具体要求1总概念1）分析机械加工工艺过程的组成、工序的概念、划分及构成工序的四个要素，掌握工步的概念及其划分。了解走刀、安装、工位的概念及划分掌握生产纲领的概念、计算、生产类型的划分，本握各生产类型的特点及应用。2）了解机械加工工艺规程的作用和制订工艺规程的基本原则。原始资料及步骤，掌握常见工艺文件的类型及各类型的特点及应用。2零件的工艺分析掌握零点件结构工艺性。3毛坯选择注意毛坯的种类、特点、选择原则、毛坯形状和尺寸确定。4工件的定位及定位基准的选择1）了解基准的分类，掌握获得表面尺寸精度的试切法和调整法的概念及特点，掌握工件在机床上定位的三种方法的概念、特点及应用。2）掌握粗、精基准的概念和总的要求，掌握粗、精基准选择的原则及特点，能对简单零件的各加工工序选择合理的粗、精基准。5工艺路线的拟定1掌握表面加工方法和加工方案的选择，能对简单零件的外圆、内孔和平面等加工表面选择适宜的加工方法和加工方案。2掌握加工工艺过程阶段划分及各加工阶段的特点，了解划分加工阶段的目的。3掌握工序集中和分散的含义及特点。4掌握机械加工工序的安排原则，掌握预备热处理、最终热处理的目的及安排，掌握预备热处理常用的热处理方法（退火、正火、调质、时效）和最终热处理方法（淬火回火、渗碳淬火、氮化）的作用及在工艺过程中的安排。了解辅助工序包括的内容及安排。6加工余量的确定注意加工余量的概念、影响加工余量大小的因素及确定加工余量的方法。7工序尺寸及其公差的确定L）注意工艺尺寸链的概念、主要特征和建立，掌握封闭环、组成环、增环、减环的概念和判断，掌握极值法解尺寸链的基本计算公式（封闭环的基本尺寸、封闭环的上、下偏差、封闭环的公差）。2）掌握工序尺寸及其公差的确定工艺基准与设计基准重合时工序尺寸及公差的确定、工艺基准与设计基准不重合时工序尺寸及公差的确定，中间工序的工序尺寸及公差的计算、保证渗氮、渗碳层深度的工序尺寸及公差的计算。8了解机床、工艺装备等的选择。9分析和制订中等复杂零件的工艺过程，填写工艺文件。13参考文献1）黄鹤汀、吴善元主编，机械制造技术，机械工业出版社。2孟少农，机械加工工艺手册，北京，机械工业出版社，1991。3王树兜等，机械制造工艺学，福建科技出版社出版，1985。福州。4张才芳等，机械制造工艺学，哈尔滨船舶工程学院出版社1990，哈尔滨。59李华，机械制造技术，机械工业出版社，1996，北京。第二篇“专业综合课程设计”指导书一、目的要求通过设计实践进一步树立正确的设计思想。在整个设计过程中，坚持实践是检验真理的唯一标准，坚持理论联系实际，坚持与机械制造生产情况相符合，使设计尽可能做到技术先进、经济合理、生产可行、操作方便、安全可靠。通过本次设计实践，培养学生分析和解决生产技术问题的能力，使学生初步掌握工装（机床夹具、刀具、检验夹具等）的基本方法，并巩固、深化已学得的理论知识，进一步培养学生熟悉和运用有关图册、图表等技术资料的能力，训练学生识图、制图、运算及编制技术文件的基本技能。二、设计对象面向机械制造行业，面向中、小型制造厂，生产规模为中、大批生产。因此，在设计夹具时，应结合制造厂的实际情况，采用较先进的、经济合理的夹具方案。三、设计步骤及内容机床夹具设计的一般步骤根据工艺规程，由指导教师指定其中一道主要工序的专用夹具设计任务。夹具结构的设计根据工艺设计，进行夹具结构方案的选择。1本工序所定的原则和要求所设计夹具的工序内容。所设计夹具的工序技术要求。所设计夹具的工序所用机床和刀具。前后工序的关系。工艺设计所选用的工艺基准。同时加工的零件数。2夹具设计应满足保证零件机械加工精度。保证生产率。尽力做到结构简单，操作方便，安全可靠，经济合理。尽可能采用标准的元件。3绘制结构草图。在绘制草图时，应注意夹具与机床的联接尺寸、装卸工件的活动空间及操作位置的布置。结构方案的审定绘制结构装配草图后，应带着问题到有关工厂听取操作者的意见。如在生产现场有类似的夹具，应收集加工情况和操作者的意见。初步方案形成后，应与指导教师和学生们讨论，听取各方面的意见，然后修改定案。确定定位元件和夹紧方式提出定位件布置和夹紧机构的多种方案并进行分析比较，择其最佳方案，选用标准定位件、夹紧件或参考技术要求自行设计。工件定位和夹具方案确定后，应与指导教师讨论，得到指导教师许可后，方能继续设计。确定夹具和刀具的正确关系，导向、对刀件的布置确定夹具和机床的正确联系，定向件的布置，确定夹具在机床上的正确安装方法。夹具总体设计1绘制总图的顺序选用双点画线画好工件的轮廓外形及主要表面，必要时可用剖视。剖面图表示内部结构，被加工表面的加工余量用粗实线或网纹线表示，把工件视为透明体，然后按照工件形状及位置依次面出夹具的定位件、对刀件、导向件、夹紧机构、定向件等，最后给出夹具体，使之成为一个有机的整体夹具。2总图上的视图配置和选择，应能完整地表达整个夹具的各部分结构。3总体设计好后，还应考虑根据夹具的大小、轻重，考虑夹具的搬运、起吊是否方便，必要时应设计专用搬运、起吊方便的装置。分析夹具及其主要零件的结构工艺性夹具制造属于单件生产性质，其主要件的制造精度比较高，在生产技术准备工作中工作量相当大，所以在设计时应注意尽量选用标准件、通用件，使非标准件所占比例最小，并注意夹具结构简单，维修方便，专用件易于制造、装配和调试。标注夹具总图上的尺寸、公差，制定夹具制造和装配的技术要求。1总图上应标注的尺寸夹具外形轮廓尺寸（含机件运动极限位置尺寸）。工件定位面与定位件间的配合尺寸。夹具和刀具的联系尺寸。夹具和机床连接部件的联系尺寸。其他装配尺寸。2夹具的公差直接与工件的加工尺寸公差有关的尺寸公差。夹具上定位元件之间一面双孔定位，两定位销之间的中心距的尺寸公差；导向件之间孔系加工时钻套之间的中心距的尺寸公差；对刀件与定位件之间对刀块工作表面与定位件间的距离的尺寸公差。这类公差多根据工厂实践经验，取工件上相对应公差的1/2到1/5，在具体选取时，必须结合工件的加工精度高低、批量大小、工厂制造的技术水平而定。与工件加工尺寸无关的夹具公差，这属于夹具内部的结构配合尺寸公差。定位件和夹具体的配合尺寸公差；可换钻套与衬套的配合尺寸公差；镗套和镗杆的配合尺寸公差；铰链联接的轴和孔的配合尺寸公差；导向件和刀具的配合尺寸公差。一般是按其在夹具中的功用和装配技术要求选用国家标准规定的公差。3技术条件的制定，在夹具设计时，一般技术条件包括以下三个方面定位元件之间，定位件与夹具体底平面之间的位置精度要求。定位件与导向件或夹具安装在机床上的找正基准之间的相互位置精度要求。对刀件与定向件或夹县安装在机床上的找正基准之间的相互位置精度要求。这三类技术条件，凡与工件技术条件直接有关者，则其位置精度要求同样可按工件技术条件所规定的精度数值的1/2到1/5选取；凡与工件技术条件无关者，则可参考“设计资料”选取。绘制零件图夹县中的非标准零件都必须绘制零件图，图上的尺寸、公差及技术条件都应符合夹具总图的要求。但由于学生是做基本练习，不一定绘制全部的零件图，我们选取具有代表性的夹具体等两个零件进行绘制。9编写设计说明书设计说明书是设计的总结性文件，它应能概括设计的全貌。在设计说明书中对设计各部分的主要问题应有重点说明、分析论证和必要的计算，对设计的成果应有结论。自课程设计开始之日起，学员应逐日将设计内容的分析、考虑计算的主要数据及结论记入草稿中。在各个设计阶段结束时，应及时补充和整理，最后编写成正式的设计计算说明书。设计计算说明书中一般应包括以下内容（1）封面（2）前言（3）目录（4）设计任务介绍包括零件的功用、结构和技术要求的分析；生产纲领，加工工艺介绍等等。（5）夹具设计包括结构的分析；定位、夹紧方案分析比较；误差分析计算；尺寸链的换算；公差配合的选用；夹具使用的价值和优缺点；制造和使用要求等。（6）设计中的专题论述和收获体会。（7）主要参考资料和技术文件。（8）附件工序卡片、零件图，夹具总图一张、夹具体等零件图两张。四、时间进度安排一般时间为4周。分为以下阶段一调查阶段调查研究，收集资料。二设计阶段夹具设计草案。课程设计期间完成1绘制夹具总图和零件图。2整理设计计算说明书。（3）所有设计资料文挡拷贝电子版一份。三考核阶段阶段考核每阶段结束后，指导教师对其阶段设计内容进行检查，学生对其错误进行修改，准备最终答辩。最终答辩在阶段检查答辩的基础上，进行最终答辩，确定设计成绩。时间安排在课程设计的最后两天。参考文献1黄鹤汀、吴善元主编，机械制造技术，机械工业出版社。2孟少农，机械加工工艺手册，北京，机械工业出版社，1991。3许光绪，非标准刀具设计手册，北京，机械工业出版社，1992。4叶伟昌等，金属切削刀具，北京，机械工业出版社，1991。5权月华，机床夹具设计教学之我见，机械职业教育，1998（11）23，28。6苏沛群，一种外圆磨床内孔自动定位夹具，机械制造，2001，39VOL,442137）姚广鹰、朱海，卧式车床自动定心夹具，制造技术与机床，2000（12）23。附专业综合课程设计说明书样本一份机机电电及自及自动动化学院化学院专业课程综合设计设计题目“制动器外钳”加工夹具设计专业02机械电子工程届别学号姓名XXX指导老师XXX年月“制动器外钳”加工夹具设计说明书前言本说明书是编者根据制动器外钳的加工过程所需夹具的设计原理编写的。主要包括任务介绍、方案选择、定位误差分析等内容。专业课程综合设计课程设计安排在大四上学期，是在我们学完了机械制造工艺学、金属工艺学、机械设计、公差与配合等主要专业基础课，参加了金工实习、认知实习、生产实习，经过了机械设计、机械制造技术基础课程设计之后进行的又一次实践性环节，是对所学理论知识的又一次更系统更全面的应用、巩固与深化。马上就要步入社会，接触真正的生产加工，所以这次设计是个很好的锻炼机会。限于编者的水平有限，书中难免有缺点、错误，欢迎读者批评指正。目录1任务介绍XX2夹具设计XX21方案选择XX22定位误差分析XX23公差配合的选用XX24夹具优缺点XX3小结XX4参考文献XX5附件XX“制动器外钳”加工夹具设计1任务介绍图1外钳工序图零件介绍外钳是制动器的一部分，它主要在机器运转过程中起制动保护作用。当制动器需要工作时，外钳和内钳汽缸中的活塞通过与之相连的连杆相互运动，将转盘抱死，从而限制机器继续工作，起制动作用。如图1所示，本道工序的加工任务是加工面C，并满足尺寸要求加工的回转中心距离工件的对称中心1974毫米处，圆弧面C的回转半径为254毫米，同时还要满足车削长度为1302毫米，车削表面粗糙度为25。综合上述，选择用立式车床C512A。孔G孔HC1320B零件材料为QT45010，硬度为HB160210，毛坯铸造。生产纲领NQN1A1B10000X2X125102525062件/年故生产类型大批生产，由于生产类型是大批生产，故采用流水线布置配以专用夹具，为保证定位基准与设计基准的统一，定位面选B面，又孔G和H已经经过精加工，所以采用“一面两销”定位。2夹具设计21方案选择方案一以外钳的底面为定位面，以孔G和H为两定位孔，采用“一面两销”定位，设计专用夹具。方案分析这种机床夹具设计方案不太合理，因为夹具的设计其中一条重要的原则就是要保证加工基准与设计基准重合。在这道工序中，设计基准是面B和回转中心，若采用底面作为夹具的设计基准，即加工基准，将由于尺寸链的关系使误差增大。方案二以外钳的B面为定位面，以孔E和F为两定位孔，采用“一面两销”定位，设计专用夹具。方案分析这种机床夹具设计方案也不合理，因为虽然保证了车削长度上的加工基准与设计基准的统一，但孔E和F仍然是毛坯孔，没有经过精加工，无法满足误差的要求。方案三以外钳的B面为定位面，以孔G和H为两定位孔，采用“一面两销”定位，设计专用夹具。方案分析这种机床夹具设计方案是合理的，因为一方面它保证了加工基准与设计基准的统一，另一方面孔G和H是已经经过精加工的两个孔，误差较小，采用“一面两销”能够满足要求。综合上述分析，采用方案三。22定位误差分析考察工件上与使用夹具有关的工序尺寸及工序要求（即工序位置尺寸和位置要求）有1、工件的对称中心线与两销孔中心连线夹角的定位误差；2、夹具体下板与车床连接时造成的回转中心不重合误差；3、在夹具体下板与上板连接时起定位作用的锥形销的中心相对机床中心的位置度误差导致中心不重合误差；4、夹具体上板上的四个定位销所在的圆弧中心与车床工作台中心的重合度误差。对于第一项要求，工序基准为两孔中心连线，与定位基准一致，不存在基准不重合误差。下面计算其基准位置误差。如图所示，画出了工件两孔中心线O102与机床夹具上两销孔中心连线0102偏移的情况（图中画出了一个极限位置，另一个极限位置只画出了孔心连线）。当两孔直径均为最大，而两销直径均为最小时，可能出现的最大偏转角为这就是所要求的基准位置误差，并由此可得到一面两孔定位时转角误差的计算公式如下式中D1MAX工件上与圆柱销配合的孔的最大直径；D2MAX工件上与菱形销配合的孔的最大直径；D1MIN夹具上圆柱销最小直径；D2MIN夹具上菱形销最小直径；L两孔（两销）中心距。图2一面两孔定位误差的计算由所选的配合公差可推知，两销的中心距为3560021MM；取圆柱销直径为D122G6220020007MM。查表可选取菱形销宽度B5MM。按照计算公式可计算菱形销与孔的最小配合间隙为02175TLKXMINB/D2MIN3按H6确定菱形销直径公差，可得到D22200020013MM；定位销所在孔的直径为220040MM；则将有关数据代入计算公式得001对于第二项要求，由于夹夹具体与车床是以锥面定位的，而且锥面加工精度很高，可忽略中心不重合误差，又夹具体下板与车床工作台用四个螺钉紧固，而螺钉所在中心与车床中心重合误差为003MM,所以这项误差为003MM；对于第三项要求，由于两个圆锥形小定位销的位置度误差，必将导致夹具体与车床回转中心不重合，因为位置度为001，所以可能造成的最大的中心不重合误差为001MM；对于第四项要求，工序基准为四个销，计算基准位置误差，因此该项误差等于销孔所在圆弧中心与机床中心的同轴度误差003MM。上述误差分析可用下图表达车床工作台夹具体L1234上板图3误差分析示意图其中L1车床工作台中心,1夹具体与工作台中心不重合误差,L2夹具体回转中心,2上板与夹具体中心不重合误差,L3夹具上板回转中心3定位销对称中心与上板回转中,L4上板上两定位销对称中心重合度误差,综合以上各项可得总的夹具定位误差为总123003001003007MM另外，两定位销的中心连线的转角误差为00123公差配合的选用24夹具优缺点3小结如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生长率，但这套夹具的加紧方式采用的是手动而不是机动，这在一定程度上阻碍了生长率的提高，应进一步进行改进。但这套夹具也有其自身的优点这套夹具可同时加工多个零件，这样可大大提高生产效率；夹具有粗定位装置和导向装置，在夹具体下板上的销钉就在工件装到夹具上时在径向起到粗定位的作用，便于工件径向位置的确定；在夹具体上板面上有两对筋板，这在工件从下往上加紧的过程中起到导向的作用。如果没有导向装置，工件在加紧时可能不便于正好跟两销孔对齐，不便于工人操作。有了这两对筋板之后，工件就能教准确的定位了；另外，这套专用夹具的夹具体在与车床工作台安装时有一段锥面自定心结构，这样可保证机床回转中心与夹具中心重合，减小误差。4参考文献机械制造工艺学课程设计指导书主编赵家齐机械工业出版社机械制造工艺学主编王先逵机械工业出版社机床夹具设计指导书机械工业出版社机械加工工艺设计手册主编张耀宸航空工业出版社5附件附件1工序卡附件2夹具总图附件3夹具零件图1附件4夹具零件图2薃肀莂蒃袂肀肂虿袈聿芄薂螄肈莇螇蚀肇葿薀罿肆腿莃袅肅芁薈螁膄莃莁蚇膄肃薇薃膃芅荿羁膂莈蚅袇膁蒀蒈螃膀膀蚃虿腿节蒆羈芈莄蚁袄芈蒆蒄螀芇膆蚀蚆袃莈蒃蚂袂蒁螈羀袁膀薁袆袁芃螆螂袀莅蕿蚈衿蒇莂羇羈膇薇袃羇艿莀蝿羆蒂薆螅羅膁蒈蚁羅芄蚄罿羄莆蒇袅羃蒈蚂螁羂膈蒅蚇肁芀蚁薃肀莂蒃袂肀肂虿袈聿芄薂螄肈莇螇蚀肇葿薀罿肆腿莃袅肅芁薈螁膄莃莁蚇膄肃薇薃膃芅荿羁膂莈蚅袇膁蒀蒈螃膀膀蚃虿腿节蒆羈芈莄蚁袄芈蒆蒄螀芇膆蚀蚆袃莈蒃蚂袂蒁螈羀袁膀薁袆袁芃螆螂袀莅蕿蚈衿蒇莂羇羈膇薇袃羇艿莀蝿羆蒂薆螅羅膁蒈蚁羅芄蚄罿羄莆蒇袅羃蒈蚂螁羂膈蒅蚇肁芀蚁薃肀莂蒃袂肀肂虿袈聿芄薂螄肈莇螇蚀肇葿薀罿肆腿莃袅肅芁薈螁膄莃莁蚇膄肃薇薃膃芅荿螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈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