机械制造课程设计指南(张家港)

机械制造课程设计指南目录1课程设计的目的............................................................................22课程设计的内容和要求................................................................22.1课程设计的内容......................................................................22.2课程设计的要求......................................................................33课程设计的方法与步骤..................................................................33.1零件的分析与毛坯的选择......................................................43.2工艺路线的拟定......................................................................43.3工序设计及工艺文件的填写..................................................63.4夹具设计..................................................................................73.5模具设计..................................................................................93.6编写课程设计说明书............................................................134课程设计应交的作业及成绩评定................................................144.1应交作业................................................................................144.2成绩评定细则........................................................................145课程设计中所使用的主要参考文献............................................151课程设计的目的本次课程设计,是在学完相关专业基础课程后，经过生产实习取得感性知识后的一个重要的实践性教学环节。学生通过本课程设计，获得综合运用过去所学课程知识的基本能力，为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练和准备。通过此次课程设计，希望达到以下目的：1）通过机械设计训练，培养学生综合运用机械设计基础知识及其它有关先修课程，如机械制图、测量与公差配合、金属材料等相关知识的能力。2）通过对某一特定机构的分析、设计，以及正确解决其工艺流程等问题，培养学生分析问题和解决问题的能力，学习和掌握机械设计的一般步骤和方法，最终获得解决实际问题的能力3）课程设计过程也是理论联系实际的过程，学会使用手册、查询相关材料，对运用设计资料（如手册、图册、技术标准、规范等）以及进行经验估算等机械设计方面的基本技能进行一次综合训练，提高技能水平。2课程设计的内容和要求2.1课程设计的内容学生根据设计任务分组进行设计，按照所给机构进行分析，确定各零部件设计方案、设计出其中的重要工序的专用夹具或模具，并绘制相应机械设计图。具体内容如下：1）对机构进行结构分析，确定由哪些零件组成，并对各零件进行测绘；2）明确零件在整个机构上的作用、零件的材质、要求，分析零件结构的工艺性，完成总装配图及各零件的设计图。3）拟定工艺方案，确定毛坯种类及制造方法。4）拟定零件的模具加工或机械加工工艺过程，设计重要工序中的一种专用夹具或模具，绘制装配图或大件零件图。5）撰写设计说明书1份。一份完整的说明书一般包括以下一些项目：(1)目录。(2)绪论或前言。(3)对机构的整体分析，各零部件分析说明(4)对零件的工艺分析，如关键表面的技术要求分析等。(5)工艺设计，如毛坯选择与说明，工艺路线的确定，工序顺序的安排，加工设备与工艺装备的选择等；(6)模具或夹具设计，如设计思想，夹具操作动作说明等。(7)设计总结或心得体会。(8)参考文献书目(书目前排列序号，以便于正文引用)。课程设计总时间为三周，表1-1所示为时间进度安排，供参考。表1-1课程设计时间进度安排1)准备阶段第一周周112月26日1天2)机构分解，零件测绘草图阶段第一周周2～周312月26日～12月28日2天3)零件分析，工艺设计阶段第一周周4～周512月29日～12月30日2天4)零件、装配图，夹具、模具图绘制阶段第二周周1～周51月2日～1月6日5天5)完善各设计图绘制阶段第三周周11月9日1天6)设计说明书编写阶段第三周周2～周31月104日～1月11日2天7)设计总结和答辩第三周周4～周51月12日～1月13日2天2.2课程设计的要求（1）学生应认真对待课程设计，根据设计任务，合理安排时间和进度，认真地、有计划地按时完成设计任务。（2）课程设计是学生应用所学理论知识解决生产实际问题的学习过程，应刻苦钻研，独立思考，提出切实可行的设计方案。（3）在设计中，查阅参考资料是课程设计的一项基本功训练，因而学生应该独立查阅参考资料，并进行设计方案的分析比较。3课程设计的方法与步骤机械制造课程设计内容分为机械加工工艺规程设计和模具或机床专用夹具设计两大部分，设计的方法与步骤如下。3.1零件的分析与毛坯的选择1、零件分析零件分析主要包括：分析零件的几何形状、加工精度、技术要求，工艺特点，同时对零件的工艺性进行研究。a、抄画零件图。了解零件的几何形状、结构特点以及技术要求，如有装配图了解零件在所装配产品中的作用。确定零件的主视图方向，对零件进行测绘。对零件进行分析。一般而言，零件由多个表面构成，既有基本表面，如平面、圆柱面、圆锥面及球面，又有特形表面，如螺旋面、双曲面等。不同的表面对应不同的加工方法，并且各个表面的精度、粗糙度不同，对加工方法的要求也不同。b、确定加工表面。找出零件的加工表面及其精度、粗糙度要求，结合生产类型，可查阅工艺手册中典型表面的典型加工方案和各种加工方法所能达到的经济加工精度，选取该表面对应的加工方法及经过几次加工。查各种加工方法的余量，确定表面每次加工的余量，并可计算得到该表面总加工余量。c、确定主要表面。按照组成零件各表面所起的作用，确定起主要作用的表面。通常主要表面的精度和粗糙度要求都比较严，在设计工艺规程是应首先保证。零件分析时，着重抓住主要加工面的尺寸、形状精度、表面粗糙度以及主要表面的相互位置精度要求，做到心中有数。2、确定毛坯a、选择毛坯制造方法毛坯的种类有：铸件、锻件、型材、焊接件及冲压件。确定毛坯种类和制造方法时，在考虑零件的结构形状、性能、材料的同时，应考虑与规定的生产类型（批量）相适应。对应锻件，应合理确定其分模面的位置，对应铸件应合理确定其分型面及浇冒口的位置，以便在粗基准选择及确定定位和夹紧点时有所依据。b、确定毛坯余量。查毛坯余量表，确定各加工表面的总余量、毛坯的尺寸及公差。余量修正。将查得的毛坯总余量与零件分析中得到的加工总余量对比，若毛坯总余量比加工总余量小，则需调整毛坯余量，以保证有足够的加工余量；若毛坯总余量比加工总余量大，怎考虑增加走刀次数，或是减小毛坯总余量。3.2工艺路线的拟定零件机械加工工艺过程是工艺规程设计的中心问题。其内容主要包括：选择定位基准、安排加工顺序、确定各工序所用机床设备和工艺装备等。零件的结构、技术特点和生产批量将直接影响到所制定的工艺规程的具体内容和详细程度，这在制定工艺路线的各项内容时必须随时考虑到。以上各方面与零件的加工质量、生产率和经济性有着密切的关系。因此，设计时应同时考虑几个方案，经过分析比较，选择出比较合理的方案。1、定位基准的选择正确地选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容．也是保证零件加工精度的关键。选择定位基准时，既要考虑零件的整个加工工艺过程，又要考虑零件的特征、设计基准及加工方法，根据粗、精基准的选择原则，合理选定零件加工过程中的定位基准。通常在制定工艺规程时，总是先考虑选择怎样的精基准以保证达到精度要求并把各个表面加工出来，即先选择零件表面最终加工所用精基准和中间工序所用的精基准，然后再考虑选择合适的最初工序的粗基准把精基准面加工出来。2、拟定零件加工工艺路线在零件分析中确定了各个表面的加工方法以后，安排加工顺序就成了工艺路线拟定的一个重要环节。通常机加工顺序安排的原则可概括为十六个字：先粗后精、先主后次，先面后孔、基面先行。按照这个原则安排加工顺序时可以考虑先主后次，将零件分析主要表面的加工次序作为工艺路线的主干进行排序，即零件的主要表面先粗加工，再半精加工，最后是精加工，如果还有光整加工，可以放在工艺路线的末尾，次要表面穿插在主要表面加工顺序之间；多个次要表面排序时，按照与主要表面位置关系确定先后；平面加工安排在孔加工前；最前面的是粗基准面的加工，最后面工序的可安排清洗、去毛刺及最终检验。对热处理工序、中间检验等辅助工序，以及一些次要工序等，在工艺方案中安排适当的位置，防止遗漏。对于工序集中与分散、加工阶段划分的选择，主要表面粗、精加工阶段要划分开，如果主要表面和次要表面相互位置精度要求不高时，主要表面的加工尽量采取工序分散的原则，这样有利于保证主要表面的加工质量。根据零件加工顺序安排的一般原则及零件的特征，在拟定零件加工工艺路线时，各种工艺资料中介绍的各种典型零件在不同产量下的工艺路线（其中已经包括了工艺顺序、工序集中与分散和加工阶段的划分等内容），以及在生产实习和工厂参观时所了解到的现场工艺方案，皆可供设计时参考。3、选择设备及工艺装备设备（即机床）及工艺装备（即刀具、夹具、量具、辅具）类型的选择应考虑下列因素：零件的生产类型、零件的材料、零件的外形尺寸和加工表面尺寸、零件的结构特点等，该工序的加工质量要求以及生产率和经济性等相适应。选择时还应充分考虑工厂的现有生产条件，尽量采用标准设备和工具。设备及工艺装备的选择可参阅有关的工艺、机床和刀具、夹具、量具和辅具手册。4、工艺方案和内容的论证根据设计零件的不同的特点，可有选择地进行以下几方面的工艺论证：a）对比较复杂的零件，可考虑两个甚至更多的工艺方案进行分析比较，择优而定，并在说明书中论证其合理性。b）当零件的主要技术要求是通过两个甚至更多个工序综合加以保证时，应对有关工序惊醒分析，并用工艺尺寸链方法加以计算，从而有根据地确定该主要技术要求得以保证。c）对于影响零件主要技术要求且误差因素较复杂的重要工序，需要分析论证如何保证该工序技术要求，从而明确提出对定位精度、夹具设计精度、工艺调整精度、机床和加工方法精度甚至刀具精度（若有影响）等方面的要求。d）其它的在设计中需要应加以论证分析的内容。3.3工序设计及工艺文件的填写1、工序设计对于工艺路线中的工序，按照要求进行工序设计，其主要内容包括：a）划分工步。根据工序内容及加工顺序安排的一般原则，合理划分工步。b）确定加工余量。用查表法确定各主要加工面的工序（工步）余量。因毛坯总余量已由毛坯（图）在设计阶段定出，故粗加工工序（工步）余量应由总余量减去精加工、半精加工余量之和而得出。若某一表面仅需一次粗加工即成活，则该表面的粗加工余量就等于已确定出的毛坯总余量。c）确定工序尺寸及公差。对简单加工的情况，工序尺寸可由后续加工的工序尺寸加上名义工序余量简单求得，工序公差可用查表法按