工艺课程设计指导书

课程设计的步骤1．对零件进行工艺分析，在设计工艺规程之前，首先需要对零件进行工艺分析，其主要内容包括：了解零件在产品中的地位和作用；审查图纸上的尺寸、视图和技术要求是否完整、正确、统一；审查零件的结构工艺性；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；分析零件的材料、热处理工艺性。零件图应按机械制图国家标准绘制，除特殊情况经指导教师同意外，均按1：1比例绘制。2．选择毛坯种类并确定制造方法合理选择毛坯的类型，使零件制造工艺简单、生产率高、质量稳定、成本降低。为能合理选择毛坯，需要了解和掌握各种毛坯的特点、适用范围及选用原则等。常用毛坯种类有：铸件、锻件、焊接件、型材、冲压件等。确定毛坯的主要依据是零件在产品中的作用、生产类型以及零件本身的结构，还要考虑企业的实际生产条件。这里假设零件的生产类型为成批生产。3．拟订零件的机械加工工艺路线，完成工艺路线卡在对零件进行分析的基础上，制订零件的工艺路线，划分粗、精加工阶段，这是制定零件机械加工工艺规程的核心。其主要内容包括：选择定位基准、确定加工方法、安排加工顺序以及安排热处理、检验和其它工序等。对于比较复杂的零件，可以先考虑几条加工路线，进行分析与比较，从中选择一个比较合理的加工方案。利用CAPP软件平台将该工艺方案对应的工艺路线填入机械加工工艺路线卡。4．进行工序设计，填写工序卡片利用CAPP软件平台完成工序卡片的填写，在工序卡片的填写过程中需要完成下述几项工作：确定加工设备（机床类型）和工艺装备(刀具、夹具、量具、辅具)。机床设备的选用应当既要保证加工质量又要经济合理；确定各主要工序的技术要求和检验方法；确定各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差。除终加工工序外，其他各工序根据所采用加工方法的加工经济精度查工艺手册确定工序尺寸公差（终加工工序的公差按设计要求确定），一个表面的总加工余量为该表面各工序加工余量之和；确定各工序的切削用量和工时定额。6．撰写设计说明书在完成上述全部工作之后，应针对课程设计的工作撰写一份设计说明书。工艺规程设计的基本要求用工艺文件规定的机械加工工艺过程称为机械加工工艺规程。机械加工工艺规程是指导1生产的重要技术文件，是一切有关的生产人员应严格执行认真贯彻的文件。制订机械加工工艺规程应满足以下基本要求：1.必须可靠地保证零件图纸上所有技术要求的实现，保证零件的加工质量。在设计机械加工工艺规程时，如果发现图纸上某一技术要求规定得不适当，应及时提出建议，不得擅自修改图纸或不按图纸要求去做；2.尽量降低工人的劳动强度，保障生产安全，创造良好、文明的劳动条件；3.在充分利用现有生产条件的基础上，采用国内外先进工艺技术，并尽量提高生产率和降低消耗。在规定的生产纲领和生产批量下，一般要求工艺成本最低；4.工艺规程应正确、完整、统一、清晰；5.工艺规程应规范、标准，其幅面、格式与填写方法以及所用的术语、符号符合相应标准的规定；6.工艺规程中的计量单位应全部使用法定计量单位。2．2工艺规程设计的原始资料在制订机械加工工艺规程时，应具备下列原始资料；1.产品的整套装配图和零件图；2.产品的验收质量标准；3.产品的生产纲领；4.现有的生产条件（设计条件）；5.有关工艺标准、设备和工艺装备资料；有了上述原始资料之后，即可开始拟订工艺规程。2．3工艺规程设计的内容及步骤2．3．1工艺分析首先对零件进行工艺分析，着重了解以下内容：1.零件的性能、作用、工作条件；2.零件的材料和热处理要求；3.零件的形状和结构特点；4.零件的主要加工表面、主要技术要求和关键的技术问题；5.零件的结构工艺性。要从选材是否得当，尺寸标注和技术要求是否合理，加工的难易程度，成本高低，是否便于采用先进的、高效率的工艺方法等方面进行分析，对不合理之处可提出修改意见。2．3．2工艺基本特征确定生产类型不同，零件和产品的制造工艺、工艺装备、对工人的技术要求、采取的技术措2施和达到的技术经济效果也会不同。各种生产类型的工艺特征归纳见表2—1。表2-1各种生产类型的工艺特点特类型点项目单件小批生产中批生产大批生产加工对象经常变换周期性变换固定不变毛坯的制造方法及加工余量木模手工造型；自由锻。毛坯精度低，加工余量大部分铸件用金属模；部分铸件用模锻，毛坯精度中等。加工中等广泛采用金属模机器造型、压铸、精铸、模锻，毛坯精度高，加工余量小机床设备及其布置形式通用机床，按类别和规格大小，采用“机群式”排列布置部分采用通用机床，部分采用专用机床，按工件类别分工段排列设备广泛采用专用机床，按流水线或自动线布置夹具通用夹具或组织夹具，必要时采用专用夹具广泛使用专用夹具，可调夹具广泛使用高效的专用夹具刀具和量具通用刀具和量具按零件产量和精度部分采用通用刀具和量具，部分采用专用刀具和量具广泛使用高效专用刀具和量具工件的装夹方法划线找正装夹，必要时采用通用夹具或专用夹具装夹部分采用划线找正、广泛采用通用或专用夹具装夹具广泛使用高效率专用刀具和量具装配方法广泛采用配刮少量采用配利，多采用互换装配法采用互换装配法操作工人平均技术水平高中等对调整工的技术水平要求高，对操作工的技术水平要求较低生产率低一般高成本高一般低工艺文件有工艺过程卡，关键工序有工序卡有工艺过程卡，关键零件有工序卡有工艺过程卡和工序卡、关键工序要调整卡、操作卡3图2－1毛坯类型2．3．4工艺路线拟定拟定零件机械加工工艺路线的主要内容包括：选择定位基准、确定加工方法、安排加工顺序以及安排热处理、检验和其它工序等。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，再从中选择一个较为合理的加工方案。1．选择定位基准定位基准分为精基准、粗基淮和辅助基准。在最初加工工序中，只能用毛坯上未经加工的表面作为定位基淮（粗基准）。在后续工序中，则使用已加工表面作为定位基准（精基准）。毛坯类型板材棒料圆棒料六角棒料其他特形棒料丝材圆棒料型材（冷拔、热轧）铸件砂型铸件木模砂型手工造型金属模砂型机械造型金属型铸件离心浇注铸件精密铸造压力铸造熔模铸造锻件自由锻模锻精密铸造焊接件压制件冲压件4表2－2各类毛坏的特点及其应用范围毛坯种类制造精度（IT）加工余量原材料工件尺寸工件形状适用生产类型生产成本型材大各种材料小型简单各种类型低型材焊接件一般钢材大、中型较复杂单件低砂型铸件13级以下大铸铁、青铜为主各种尺寸复杂各种类型较低自由锻件13级以下大钢材为主各种尺寸较简单单件小批较低普通模锻11－15级一般钢、锻铝、铜等中、小型一般中、大批一般钢模铸件10－12较小铸铝为主中、小型较复杂中、大批一般精密锻件8－11较小钢材、锻铝等小型较复杂大批较高压力铸件8－11小铸铁、铸钢、青铜中、小型复杂中批、大批较高熔模铸造7－10很小铸铁、铸钢、青铜小型为主复杂中批、大批高在制定工艺规程时，总是先考虑选择怎样的精基准以把各个表面加工出来，然后再考虑选择合适的粗基准把精基准面加工出来用以定位。2．确定各个加工表面的加工方案确定工件各加工表面的加工方案是拟定工艺路线的重要问题。主要根据零件各加工表面的技术要求来确定，同时还要综合考虑到生产类型、零件的结构形状和加工表面的尺寸、现有的设备情况、工件材质和毛坯情况等。在明确了各主要加工表面的技术要求后，就可选择能保证该要求的最终加工方法，然后确定前面准备工序的加工方法和加工顺序，再选定各次要表面的加工方法。在确定各加工表面的加工方法和走刀次数时，可参阅有关工艺设计手册中的资料。同时应考虑下列因素：应选择能提高加工经济精度的加工方法。例如，公差为IT7和表面粗糙度为R0．4的外圆表面，若用车削，采取一定的工艺措施是可以达到精度要求的，但就不如采用磨削经济；所选择的加工方法要能保证加工表面的几何形状和相互位置精度要求。例如，加工圆度公差为0.006mm的外圆表面，这时应采用磨削加工，因为在普通车床上一般只能达到0.02mm的圆度公差；所选加工方法要与工件材料的加工性能相适应。例如，淬火钢应采用磨削加工，而有色金属磨削一般不采用磨削加工，而采用高速精密车削的方法进行精加工；所选加工方法应与生产类型相适应；所选加工方法要与本厂现有生产条件相适应。3．划分加工阶段，安排加工顺序对于精度和表面质量要求较高的零件，应将粗精加工分开进行。一般将整个工艺过程划分为粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段和光整加工阶段。安排加工顺序，应包括切削加工、热处理工序，以及检验、表面处理、去毛刺等辅助工序的安排。5机械加工顺序安排的原则为：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。4．确定工序集中和工序分散安排完加工顺序之后，就可将各加工表面的每一次加工，按不同的加工阶段和先后顺序组合成若干个工序。组合时可采用工序分散或工序集中的原则。工序集中和分散各有适用场合，应根据生产纲领、技术要求、生产条件来综合考虑，机加工一般宜按工序集中原则来考虑。5．初拟加工工艺路线根据前面已分析和确定的各方面问题，可初步拟订出该零件的加工工艺路线。2．3．6工序设计1．确定加工余量、工序尺寸与公差。合理选择加工余量对零件的加工质量和整个工艺过程的经济性都有很大影响。余量过大，则浪费材料及工时，增加机床和刀具的消耗；余量过小，则不能去掉前道工序的加工误差和缺陷层，影响加工质量，造成废品。故应在保证加工质量的前提下尽量减少加工余量。工序余量一般用计算法、查表法或经验估计法三种方式来确定。可参阅有关机械加工工艺手册用查表法确定工序余量。在基准重合（工序基准和设计基准重合）的情况下，从终加工工序开始，即从设计尺寸开始到第一道加工工序，逐次加上每道工序的工序余量，可分别得到各工序基本尺寸（包括毛坯尺寸），根据各工序的加工经济精度查公差表，将查得的公差数值按“入体原则”标注在工序基本尺寸上。在工序基准无法同设计基准重合的情况下，确定了工序余量后，需通过工艺尺寸链的进行工序尺寸的换算。2．确定切削用量。在单件小批量生产中，常不具体规定切削用量，而是由操作工人根据具体情况自己确定，以简化工艺文件。在大批量生产中，则应科学地、严格地选择切削用量．以充分发挥高效率设备的作用。2．4工艺规程卡片的填写工艺规程通过上述步骤确定后，要以表格或卡片的形式固定下来。机械加工工艺规程卡片的种类很多，如机械加工工艺过程卡片、机械加工工序卡片等。在单件小批量生产中，一般只填写简单的工艺过程卡片；在大批量生产中，每个零件的每个工序还都要有工序卡片；成批生产中只要求主要零件的每个工序有工序卡片，而一般零件仅是关键工序有工序卡片。在课程设计中要求学生填写工艺路线卡片、工序卡片（包括工序简图，在工序简图中用规定符号表示出工件的定位表面，限制自由度的数量以及夹紧力的施力方向）。6附录一课程设计实例附图4-1为某一动力涡轮导向器零件图，附表4-1为工艺路线卡，附表4-2至附表4-12为每道工序的工序卡片，附图4-2至附图4-5为相应工序的夹具图。0～0.2142±0.08+0,3+0,12+0,12ⅤⅢⅠA80.5078760017个叶片上共3个大叶片17个叶片上共14个小叶片CNO.17叶片后缘(注意不得碰伤)NO.122°06'±30'B向旋转13处R5±1.0R10±2.0(刀具保证)(刀具保证)R10±2.0±30'48°28°±30'0°(刀具保证)R10±2.0(刀具保证)R10±2.0±30'24°80±0.2C向BA向(4)0.85±0.2Ⅱ1±0.120.5±0.062.06±0.06ⅣR1±0.3R1.6+0,5090°45°2±0.122minR1±0.3L（在L≧10上保证）2min±30'5:113处26处24±0.2613个槽均布0.1613处R1±0.3130.50.1～0.520°R0.31810+0.350-0.25Ⅳ放大R0.3不得车到叶片边缘26±30'78Ⅰ3:1±30'8°4°+0.300-0.50-0.28+0.20R1R1.6Ⅴ处放大7.2±0.18±30'R161.2130.5-0.40-0.250+0.8-0.30-0.0