机械制造课程设计讲解.ppt

机械制造技术课程设计指导, 课程设计的目的 课程设计的要求 课程设计的方法与步骤 课程设计的安排 课程设计资料,课程设计的目的,机械加工工艺课程设计是机械类学生在学完了机械制造技术，进行了生产实习之后的一项重要的实践性教学环节。 本课程设计主要培养学生综合运用所学的知识来分析处理生产工艺问题的能力，使学生进一步巩固有关理论知识，掌握机械加工工艺规程设计的方法，提高独立工作的能力，为将来从事专业技术工作打好基础。 另外，这次课程设计也为以后的毕业设计进行了一次综合训练和准备。,通过本次课程设计，应使学生在下述各方面得到锻炼： （1）熟练的运用机械制造基础、机械制造技术和其他有关先修课程中的基本理论，以及在生产实习中所学到的实践知识，正确的分析和解决某一个零件在加工中基准的选择、工艺路线的拟订以及工件的定位、夹紧，工艺尺寸确定等问题，从而保证零件制造的质量、生产率和经济性。 （2）通过夹具设计的训练，进一步提高结构设计(包括设计计算、工程制图等方面)的能力。 （3）能比较熟练的查阅和使用各种技术资料，如有关国家标准、手册、图册、规范等。 （4）在设计过程中培养学生严谨的工作作风和独立工作的能力。,本次设计要求每个学生编制一个中等复杂程度零件的机械加工工艺规程，同时进行夹具设计，并撰写设计说明书。学生应在教师指导下，按本指导任务书的规定，认真的、有计划的按时完成设计任务。必须以负责的态度对待自己所作的技术决定、数据和计算结果。注意理论与实践的结合，以期使整个设计在技术上是先进的，在经济上是合理的，在生产上是可行的。,课程设计的要求,具体内容如下： （1）确定生产类型（一般为中批或大批生产，零件数量5000 件），对零件进行工艺分析。 （2）选择零件毛坯的种类及制造方法，绘制毛坯图（零件毛坯合图）。 （3）拟订零件的机械加工工艺过程，选择各工序加工设备及工艺装备（机床、刀具、量具等），确定各工序切削用量及工序尺寸，计算某主要工序的工时定额。 （4）设计对应工序的专用夹具（装配图）。 （5）填写工艺文件:工艺过程卡片、工序卡片（23 道）。 （6）撰写设计说明书。,具体工作量为： 零件图 1张 零件毛坯合图 1张 机械加工工艺过程卡片 1张 2 3 道工序的工序卡片 1套 对应工序的专用夹具设计(总装图) 1张 课程设计说明书（包括定位误差、夹紧力的分析计算；工序尺寸计算；工时定额计算等；） 1份,一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： 分析零件的作用及零件图上的技术要求； 分析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； 分析零件的材质、热处理及机械加工的工艺性； 零件图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。,课程设计的方法与步骤,零件图的标题栏如下图所示：,二选择毛坯的制造方式，绘毛坯零件合图 毛坯的选择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综合考虑。正确地选择毛坯的制造方式，可以使整个工艺过程更加经济合理，故应慎重对待。 具体工作如下： 根据生产类型、零件结构、形状、尺寸、材料等选择毛坯制造方式，确定毛坯精度。 查阅有关的机械加工工艺手册，用查表法确定个表面的总余量及余量公差。 绘毛坯图（即：毛坯零件合图）,零件毛坯合图的绘制方法： 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被加工表面上，即得到毛坯轮廓，可用粗实线表示。比例：1:1。毛坯轮廓应以粗实线表示，对一些小尺寸、孔、槽、凹坑等应按尺寸画出，应标出其位置大小，以便在毛坯制造时提醒工人注意，在这些部位不得有气孔夹砂等。 2）标注尺寸：毛坯图上，其不加工表面的尺寸应按照零件图上相应的尺寸进行标注。加工表面应标注加上总余量以后的表面尺寸，相应的零件尺寸加括号标注在毛坯尺寸之下（只标注基本尺寸，如200）。 3）标注技术要求：在毛坯图上应标注材料及必要的技术条件，毛坯制造的分型（模）面，圆角半径和拔模斜度、表面质量要求（气孔、缩孔、夹砂）等。,轴的毛坯零件合图（自由锻件）,凸缘零件的毛坯零件合图（铸件）,三拟定工艺路线具体步骤 (1) 制订工艺路线。在对零件进行分析的基础上，制订零件的工艺路线和划分粗、精加工阶段。对于比较复杂的零件，可以先考虑几个加工方案，分析比较后，再从中选择比较合理的加工方案。（机械加工顺序的安排一般应：先粗后精，先面后孔，先主后次，基面先行，热处理按段穿插，检验按需安排。）(2) 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，需对它的工序尺寸进行换算。(3) 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量，又要经济合理。在成批生产条件下，一般应采用通用机床和专用工装夹具。,(4) 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，要求逐工序逐表面地确定加工余量。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，则为该表面各工序间加工余量之和。在本设计中，对各加工表面的余量及公差，学生可根据指导教师的决定，直接从机械制造工艺设计简明手册中查得。(5) 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12道工序的切削用量,其余各工序的切削用量可由切削用量手册中查得。(6) 确定毛坯。在加工余量已确定的基础上画毛坯图，要求毛坯轮廓用粗实线绘制，零件的实体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、圆角半径和起模斜度等。,(7) 填写机械加工工艺过程卡片。将前述各项内容以及各工序的加工简图,一并填入机械加工工艺过程卡片。 说明：工序卡中工序简图的要求如下 1）简图可按比例缩小，用尽量少的投影试图表达。简图也可只画出与加工部位有关的局部视图，除加工面、定位面、夹紧面、主要轮廓面外，其余线条均可省略，以必需、明了为度。 2）被加工表面用粗实线（或红线）表示，其余均用细实线。 3）应标明本工序的工序尺寸、公差及粗糙度要求。 4）定位、夹紧表面应以规定的符号标明（JB/Z17482）。 本次设计可以只完成指定零件的几道工序的工序尺寸和公差的计算及余量校核，并写入说明书，而且附以必要的工序简图。,四夹具设计（要求学生设计为加工给定零件所必需的夹具一套。具体的设计项目可根据加工需要由学生本人提出并经指导教师同意后确定。） 注意：夹具结构设计的具体步骤如下：(1) 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。 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。这四条原则如果单独拿出来分析，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，通盘考虑，灵活运用所学知识，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。,(2) 选择定位元件，计算定位误差。在确定设计方案酌基础上，应按照加工精度的高低，需要消除自由度的数目以及粗、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。 (3) 计算所需的夹紧力，设计夹紧机构。设计时所进行的夹紧力计算，实际上是经过简化了的计算。因为此时计算所得，仅为零件在切削力、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央紧力大，即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K1. 52. 6。,夹紧机构的功用就是将动力源的力正确、有效地施加到工件上去。同学可以根据具体情况，选择并设计杠杆、螺旋、偏心、铰链等不同的夹紧机构，并配合以手动、气动或液动的动力源，将夹具的设计工作逐步完善起来。 (4) 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。画夹具图时，注意和遵循以下各点： 1) 本设计中，尽量按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。 2) 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。 3) 所设计的夹具，不但机构要合理，结构也应当合理，否则就不能正常工作。,图a 所示为机构不合理的例子：一个圆形零件用形块定位并用二 个压板夹紧。由于这个夹具是用双向正反螺杆带动两个压板作自动定心 夹紧的，因此这个零件存在有重复定位。图b 是经过修改后的设计，零 件仍由形块定位，双头螺杆一压板系统可以沿横向移动而只起压紧作 用，从而解决了重复定位问题。,如果在拉杆上增加 一个调整环节，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，如图b。,图a 所示为一个铰链 夹紧机构的例子。该例从 机构学的角度考虑是合理 的。但当铰链机构中的滚 子、销轴磨损或出现制造、 装配误差时，滚子的移动 就会超过死点而最终导致 机构的失效，因此这个夹 具还有不合理之处。,五编写说明书,说明书是课程设计总结性文件。通过编写说明书，可以进一步培养学生分析、表达和总结问题的能力，巩固、深化在设计过程中所获得的知识，是课程设计工作的一个重要组成部分。 说明书应概括的介绍设计全貌，对设计中的各部分内容应作重点说明、分析论证及必要的计算。要求系统性好，条理清楚，图文并茂，充分表达自己的见解，力求避免抄书。文内公式、图表、数据等出处，应以“ ”注明参考文献的序号。 说明书要求字迹工整，语言简练，文字通顺，图例清晰。,说明书包括的内容有： （1）目录。 （2）设计任务书。 （3）总论或前言。 （4）对零件的工艺分析（零件的作用、结构特点、结构工艺性、关键表面的技术要求分析等）。 （5）工艺设计(具体内容有以下五点)。 1）确定生产类型。采用流水线、自动线生产时还应计算生产节拍； 2）毛坯选择与毛坯图说明； 3）工艺路线的确定（粗、精基准的选择，各表面加工方法的确定，工序集中与分散的考虑，工序顺序安排的原则，加工设备与工艺装备的选择，不同方案的分析比较等）；,4）加工余量、切削用量、工时定额的确定（说明数据来源，计算教师指定工序的时间定额）； 5）工序尺寸与公差的确定（只进行教师指定的几道工序尺寸尺寸的计算，其余只简要说明或直接写入工序卡片的工序简图上）。 （6）设计心得体会。 （7）参考文献资料 注意：学生从设计一开始就应随时逐项记录设计内容、计算结果、分析意见和资料来源，以及教师的合理意见、自己的见解与结论等。每一设计阶段以后，随即可整理、编写出有关部分的说明书，待全部设计结束后，只要稍加整理，便可装订成册。,课程设计的安排,按照教学计划，本课程设计时间为2周（共10天），其进度及时间安排分配如下： （1）研究图纸、熟悉零件、查阅资料、确定方案 约1天 （2）工艺过程设计（绘制毛坯图，拟订工艺路线，选 择工装设备，填写工艺过程卡片） 约2天 （3）工序设计（加工余量、切削用量、工序尺寸、时间定额，工序简图，填写工序卡片） 约2天 （4）机床专用夹具装配图设计 约3天 （5）编写课程设计说明书 约2天 （6）提交设计资料及准备答辩 约1天,设计成绩评定 在完成全部设计任务以后，图样和说明书经指导教师审查签字以后，在规定日期进行答辩。 根据设计的工艺文件、图样和说明书的质量及答辩情况，以及平时的工作态度、独立工作能力等诸方面表现，综合评定课程设计成绩。 成绩分优、良、中、及格和不及格五级。,设计资料及主要参考书,参考书： 机械制造工艺学课程设计指导书 张龙勋 主编 机械工业出版社 设计资料： 实用机械加工工艺手册 机床夹具设计原理 等资料,