机械制造工艺学课程设计.ppt

机械制造工艺与夹具,课程设计,课程设计目的,培养同学们运用机械制造工艺学及有关课程的知识，结合实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程和专用机床夹具的能力； 培养同学们熟悉并运用有关手册，规范图表等技术资料的能力； 培养同学们识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。,设计要求与内容：,1、给出生产类型（一般为中批），对零件进行工艺分析； 2、选择毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图； 3、拟订零件的机加工工艺过程，选择各工序加工设备及工艺装备（刀具、夹具、量具、辅具），确定各工序的工序尺寸，确定代表工序的切削用量、工时定额； 4、填写工艺文件：工艺过程卡、工序卡； 5、设计某一工序的机床专用夹具； 6、撰写设计说明书。,设计任务书,题目:设计 零件的机械加工工艺规程 应完成的内容: (1)毛坯图1张； (2)机械加工工艺卡片1套； (3)机床夹具装配图1张，主要零件若干张； (4)设计说明书1份。 原始资料:零件图样、生产纲领 本次课程设计给定产品年产量为2000台，每台该零件1件，设备备品率10%，机加工废品率1%,机械加工工艺规程,设计步骤,一、计算生产纲领，确定生产类型,（一）生产纲领 包括备品和废品在内的年产量。 N=Qn(1+a%)(1+b%) 根据生产纲领确定生产类型,本次课程设计均假定产品年产量为2000台，每台该零件1件，设备备品率10%，机加工废品率1%,二、审查零件图样的工艺性,零件的视图、尺寸、公差和技术要求等是否齐全。 零件图所规定的加工要求是否合理 零件的选材是否恰当 零件的结构工艺性 零件的技术要求分析,1、零件材料及其力学性能 2、零件的结构形状及外形尺寸 3、生产纲领 4、现有生产条件 5、充分考虑利用新工艺、新技术的可能性,三、选择毛坯,查文献1机械制造技术基础课程设计指导教程第二章“加工余量和工序尺寸的确定” 第一、二节，有单面余量、双面余量之分： 单面余量：以一个表面为基准加工另一个表面时相邻两工序的尺寸差； 双面余量：以加工表面的对称平面为基准同时加工两平面时相邻两工序的尺寸差；,四、确定总余量及毛坯尺寸,铸件尺寸公差与加工余量的确定（P22）,铸件尺寸公差（CT）分为16级：116（由高到低），常用413 （表2-1、2-2、表2-3） 铸件加工余量（RMA）分为10级： A、B、C、D、E、F、G、H、J 、K（由小到大） （表2-4、2-5） 一定范围的CT对应着一定的RMA ，如灰铸铁CT1113对应着H（见文献2机械制造工艺设计简明手册P41表2.2-5） 选取CT和RMA. 方法一：按文献2表2.2-5确定铸件CT和MA,按文献2表2.2-1查铸件尺寸公差数值， 按文献2.2-4确定铸件机械加工余量数值。 方法二：按文献2表2.2-5并结合文献1表2-1、表2-5确定铸件CT和RMA,按文献1表2-3查铸件尺寸公差数值，按文献1表2-4确定铸件机械加工余量数值。 铸件尺寸偏差可按对称分布。,怎样选取CT和 MA.,1。基本尺寸应按有加工要求的表面上最大基本尺寸和该表面距它的加工基准间尺寸中较大的尺寸确定。旋转体基本尺寸取其直径或高度（长度）中较大尺寸。 2。砂型铸造的铸件，浇注顶面的加工余量等级比底面、侧面低一级。例：CT10，底、侧面为MA-G级，顶面则为MA-H级； 3。砂型铸造的铸件底、侧面所采用的加工余量等级（MA）为选定的尺寸公差等级所对应的全部加工余量等级中的最粗级时，浇注顶面的加工余量等级则需选用尺寸公差降一级所对应的与底、侧面相同的加工余量等级。例底、侧面为CT10， MA-H级，顶面则为CT11， MA-H级。 4。砂型铸造孔的加工余量等级可选用与顶面相同的等级。,1。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的被加工表面上，即得到毛坯轮廓。 2。在图上标出毛坯主要尺寸及公差，标出加工余时的名义尺寸。 3。标出毛坯技术要求。如毛坯精度、铸造斜度及圆角、分型面、热处理及硬度要求、表面质量要求（气孔、缩孔、夹砂）等。铸造孔最小尺寸、最小壁厚、铸造斜度、圆角半径等查表2.2-6、7、8、9；圆角、拔模角、分模位置参照表2.2-22、23确定,五、零件-毛坯合图,模锻件尺寸公差与加工余量的确定,模锻件尺寸公差与加工余量P3036 模锻件尺寸公差分普通级和精密级；加工余量只采用一级。 模锻件尺寸公差:根据锻件重量、形状复杂系数、材质系数等查表2-10 2- 11 2-12 加工余量:根据锻件重量、表面粗糙度、形状复杂系数等查表 2-13及表2-14 锻造毛坯图：如P126 轧制件尺寸查文献2表2.2-2736 毛坯尺寸=零件尺寸+总余量,上面查得的加工余量适用于Ra1.6u的情况, Ra1.6u的表面余量要适当增大,利用文献1,模锻件尺寸公差与加工余量的确定,模锻件尺寸公差与加工余量P37 模锻件尺寸公差:表2.2-13 2.2- 14 2.2- 152.2-16 加工余量:根据锻件质量、加工精度、形状复杂系数查表 2.2-25及表2.2-24 锻造毛坯图简图：如文献1P126 轧制件尺寸查表2.2-2736 毛坯尺寸=零件尺寸+总余量,上面查得的加工余量适用于Ra1.6u的情况, Ra1.6u的表面余量要适当增大,利用文献2,六、工艺过程设计,定位基准选择：精、粗基准选择 拟订工艺路线： 加工方法选择：P914 加工顺序的安排： 机加工顺序的安排：三先三后 热处理工序的安排：预备、最终热处理 辅助工序的安排：检验及其它 工序数目的确定：工序集中与分散,工序设计（一）,选择加工设备与工艺装备（机床、夹具、刀具、量具，其尺寸、精度、生产率应与加工工件相适应） 机床技术参数：第四章 刀具：第三章 量具：第三章及文献2第五章，两种选择方法（按计量器具的不确定度，按计量器具的测量方法极限误差），,确定工序尺寸及偏差 最终工序尺寸的确定 工序基准和设计基准重合：即设计尺寸 工序基准和设计基准不重合：通过尺寸链计算 中间工序尺寸的确定 参与保证设计尺寸的中间工序尺寸：通过尺寸链计算 不参与保证设计尺寸的中间工序尺寸（即无基准转换时同一表面多次加工）：前道工序的基本尺寸等于后道工序的基本尺寸与工序余量之和（对于外圆）或差（对于内孔）。按经济精度确定公差，偏差标注孔轴类尺寸“单向入体”，长度距离尺寸“双向对称”,工序设计（二）,绘制要求： （1）用粗实线表示本工序的各加工表面，其它部位用细实线表示。 （2）加工表面上应标注表面粗糙度符号。 （3）工序图应标出本工序结束时应达到的尺寸、偏差及形状、位置公差。与本工序加工无关的技术要求一律不写。 （4）工序图上应标明定位、夹紧符号。 （5）工序图以适当的比例，最少的视图，表示出工件加工时所处的位置状态，与本工序加工无关的部位不应表示。 参照文献1P135137和文献2P241248,工序图,定位与夹紧符号,文献1 P68表1-5 文献2 P1119表1.4-5,确定切削用量与时间定额,切削用量：第五章 时间定额：第五章 分为基本时间Tj、辅助时间Tf 、布置工作地时间Tfw 、休息与生理需要时间Tx 、准备与终结时间Tz,进度与时间安排,星期一 1、布置设计任务、要求； 2、绘制工件图； 3、明确生产类型，熟悉零件及各种资料，对零件进行工艺分析。 星期二： 4、选择毛坯种类及制造方法，确定加工余量和毛坯公差，绘制毛坯简图。 5、拟订零件的机加工工艺过程，选择各工序加工设备及工装。 星期三星期四： 6、绘制工序图，确定各工序的工序尺寸。 星期五上午： 7、确定代表工序的切削用量、工时定额。 星期五下午： 8、填写过程卡，撰写设计说明书。,专用机床夹具,设计方法步骤,工艺人员提出夹具设计任务书，内容主要包含： 工序加工尺寸、位置精度要求； 定位基准；夹紧力作用点、方向； 机床、刀具、辅具；,已知条件,一、设计方法步骤,1.准备阶段：明确设计要求、掌握第一手资料 收集各种图纸和技术资料 了解生产批量和夹具需要量 收集有关机床的资料 收集有关刀具方面的资料 收集有关夹具零部件标准 了解有关本单位制造和使用夹具的情况 收集国内外同类夹具的资料,1.准备阶段：明确设计要求、掌握第一手资料 2.设计阶段对比设计、画出草图 3.绘图阶段 比例尽量11； 主视图尽量选与操作者正对的位置； 被加工工件用双点划线画出外形轮廓和主要表面(定位面、夹紧面、加工面)，视为透明体，可对其剖视表示； 4.标注尺寸、技术条件 5.编写零件明细表 6.绘制非标准夹具零件图,二、夹具结构总体设计主要过程,1同时铣大小端面 X5025 2同时铣大小另一端面 X5025 3钻铰12H9孔并倒角 Z5125 4钻铰8H9孔并倒角 Z5125 5钻7孔和螺纹底孔5 Z5125 6铣2 mm槽 X6026 7攻螺纹M6 Z5125,1.根据零件图和工艺过程确定工件定位夹紧方案,2.根据定位夹紧方案设计夹具总体结构,布置定位元件,布置导引元件,布置夹紧装置,设计夹具体，完成夹具总图,三、夹具总图上尺寸、公差配合、技术条件标注,1夹具总图上应标注的尺寸,（1）应标注五类尺寸, 外形轮廓尺寸(A类尺寸)； 工件与定位元件的联系尺寸(B类尺寸) ； 夹具与刀具的联系尺寸(C类尺寸) ； 夹具与机床的联系尺寸(D类尺寸)； 其它装配尺寸(E类尺寸), 外形轮廓尺寸(A类尺寸),长、宽、高(不包含被加工工件、定位键)，当夹具结构中有可动部分时，应包括可动部分处于极限位置时在空间所占的尺寸。,工件与定位元件的联系尺寸(B类尺寸),把工件顺利装入夹具所涉及到的尺寸，与工件尺寸相关。 1)工件与定位元件的配合尺寸：配合标注或只标定位元件的尺寸； 2)定位元件之间的位置尺寸。, 夹具与刀具的联系尺寸(C类尺寸) ：,指定位元件与对刀元件之间的位置尺寸，与工件尺寸相关。,钻夹具： 定位元件(对刀基准)钻套 镗夹具： 定位元件(对刀基准)镗套 铣夹具 定位元件(对刀基准)对刀块及塞尺厚度 车床夹具无此类尺寸, 夹具与机床的联系尺寸(D类尺寸),把夹具顺利装入机床所涉及到的尺寸，与机床尺寸相关。 车夹具：夹具与主轴端部圆柱配合的配合尺寸。 铣夹具：定位键与T型槽的配合尺寸。 钻、镗夹具无此类尺寸。, 其它装配尺寸(E类尺寸)：不在上述几类尺寸之外的：,1) 夹具内部的配合尺寸；2) 有相互位置要求的装配尺寸。,钻床夹具尺寸标注示例,铣床夹具尺寸标注示例,2夹具总图上公差配合的制订, 夹具标准件与相关零件的配合参照夹具设计手册选取 与工件加工尺寸公差无关的夹具公差：一般参照下表选择, 与工件加工尺寸公差H有关的夹具公差HJ，参照下表3选取,3夹具总图上技术条件的制订, 夹具总图上的技术条件包括：装配过程中的注意事项；装配后应满足的位置精度要求；操作要求等。 装配后应满足的位置精度要求主要归纳为如下框图： 框与框之间有连线，表明有相互位置要求，箭头指向框为相互位置的基准。,H1：多件装夹时，相同定位元件之间的位置要求； 组合定位时，多个定位元件之间，次要定位元件对主要定位元件的位置要求。,H2：铣夹具：定位元件夹具体底面； 定位元件定位键侧面 钻夹具：定位元件夹具体底面。 车夹具：定位元件夹具定位面 (圆柱面、圆锥面、端面) 镗夹具：定位元件夹具体底面。,H3：铣夹具：对刀块的水平面夹具体底面； 对刀块的侧平面定位键侧面。 H4：钻夹具：钻套中心线 夹具体底面 镗夹具：镗套中心线 夹具体底面 H5：钻夹具：钻套中心线定位元件 镗夹具：镗套中心线定位元件 H6：钻夹具：多个钻套之间的位置要求。 镗夹具：多个镗套之间的位置要求。,夹具总图上技术条件大小的确定：,与工件上技术条件H相关， 则HJ = (1/ 21/ 5) H 与工件无关，参照下表确定,H2：轴对夹具体底面的平行度误差0.02：100 mmH4：钻套中心线对夹具体底面的垂直度误差 0.05:100mmH5：钻套中心线对心轴中心线的对称度 0.081/3mm,示例：钻床夹具,例2 下图铣床夹具H2：心轴中心线对夹具体底面的平行度误差0.02：100 mm心轴中心线对定位键侧面的平行度误差0.02：100 mm 或取（1/21/5）0.2mmH3：对刀块水平面对夹具体底面的平行度误差0.03：100 mm；对刀块侧面对定位键侧面平行度误差0.03：100 mm。,