机械制造技术基础课程设计-讲义

机械制造技术基础课程设计工艺课程设计第一讲§1 任务和零件——毛坯综合图1.1 任务同学们经过了《机械制造技术基础》、《精度设计》等课程的学习，掌握了机械设计和制造的基础理论知识，又经过了生产实习的实践，了解了工厂生产状况和实践知识，这次课程设计是将你们所了解、掌握的知识，用于解决生产实际问题的综合性、实践性的教学环节，培养同学们分析问题，解决问题的能力，学习解决问题的方法。

所以同学们应在思想上重视这次教学、锻炼的机会，努力、认真地完成这次综合训练，以达到学习、提高的目的。

题目：年产XXX件XXX零件工艺规程和装备设计本次课程设计应完成的工作内容有：1）零件——毛坯综合图1张2）工艺规程设计、工艺卡1~2张3）某一工序的专用夹具设计：装配图1张、夹具体零件图1张4）工艺课程设计说明书1份5）答辩1.2 进度安排时间安排如上，每项工作开始时指导教师会安排时间进行集中讲课，讲解该项工作的具体内容、要求，其它指导时间为个别答疑时间，希望同学按时按要求完成各阶段工作。

1.3 课程设计所用主要参考资料学院教务办史岩老师处借阅资料，班级统一办理：1）机械加工工艺人员手册2）机床夹具设计手册3）机床夹具图册4）定位、夹紧符号5）切削用量手册图书馆借阅教材，个人自行借阅：6）工艺课程设计简明手册7）机械制造技术基础1.4 零件——毛坯综合图是指在设计零件的正确、完整的图纸基础上，对于需要加工的表面，加上所需的加工总余量。

其工作内容如下：1）对发给同学的设计零件图，网上下载的零件图进行读图：零件名称、材料，由各视图表达构思三维立体图，了解零件的年生产钢领，零件各表面尺寸，加工精度，表面粗糙度要求，各表面的形状位置要求等，以及零件结构和工艺上的特点。

一一了解清楚。

2）审图：原图纸上述各方面是否表达清楚，是否完整，零件的结构工艺性是否合理，尺寸、形状、位置要求是否完整、正确。

一一审查，逐一改进。

原图中形、位精度标注为旧标准文字说明的应改为新标准。

（用形位误差符号来表达）3）在此基础上，参照原图纸画出表述清楚，标注完整正确的零件图。

（比例1：1）这课程设计全部为手工制图。

对于年产2000件零件，为提高生产效率和制造方便，若零件有可能成对制造，画零件图时，应以中心对称（即从某中心，零件旋转180º，构成成对零件）画出成对零件。

4）根据零件材料，由年生产钢领（批量大小）毛坯制造方法和制造精度，由毛坯制造时的尺寸和位置状态等查工艺人员手册确定零件各个加工面的加工总余量。

并在所画的零件图上相应表面处画出总余量，并标注该表面总余量的大小。

5）各加工表面、定位、夹紧表面命名（用英文字母命名）至此，审查无误后即完成了零件——毛坯综合图的工作。

同学们应考虑自己的该零件的工艺方案，以便进行下一步工作，即工艺规程设计。

在指导教师集中讲工艺规程设计工作后，与指导教师进行细致讨论。

工艺课程设计第二讲§2 工艺规程设计零件——毛坯综合图完成后，对于零件图上在工艺规程设计中所要用到的加工表面，定位表面、夹紧表面应命名，A、B、C、……，或A1、A2等图纸中已有名称的表面（如设计基准面）采用该名称，凡要用到而又没有名称的表面均需命名，不允许有重名出现。

2.1 年生产纲领图纸上已经给出500件或2000件。

年生产纲领对工艺规程设计有重大影响，不同规模的生产，在工艺设计的指导思想上有很大的区别。

500件属单件小批量生产，2000件属中批量生产。

毛坯：木模、精度低、余量大，适合小批量生产；金属模、精度中等、余量中等，适合中批量生产。

机床：通用机床、刀具，适合小批量生产；通用机床（专用机床）数控机床、加工中心，通用+专用刀具、要考虑生产率多件，多刀加工等，适合中批量生产。

夹具：通用夹具+部分专用夹具，允许划线，适合小批量生产；广泛采用专用夹具，不允许划线，适合中批量生产。

工艺规程：不划分加工阶段，工序集中，适合小批量生产；划分加工阶段，工序分散，适合中批量生产。

2.2 工艺精基准、粗基准的选择（零件整个工艺规程中的精、粗基准）（1）先选工艺精基准，其原则有5条，尽可能精基准与设计基准重合；基准统一。

后选工艺粗基准，其原则有4条，参考教材相关章节。

因此对图纸上的设计基准必须准确地明确下来。

（2）工序基准：指本工序所采用的基准。

2.3 各加工表面的加工方法和路线（步骤）的确定参考教材相关章节：根据加工表面的类型（平面、外圆、内孔），该表面的尺寸精度、表面粗糙度要求，查表或手册来确定。

2.4 合理安排加工工序的顺序机加工各加工表面的加工方法、路线确定后，还要确定各加工表面的顺序，原则有：1）先基准后其它2）先主要表面后次要表面3）先平面后孔4）先粗后精热处理，根据热处理的目的要求插到工艺中适当部位。

辅助工序：去毛刺、清洗、检查。

工艺方案应做两个方案的要考虑经济效益，最后征得指导教师同意，再确定最后设计的方案。

2.5 机床机床类型已由加工方法所决定，关键是确定这类机床的型号、规格、功率、加工精度。

2.6 工序尺寸和工序余量1）工序余量的确定：根据该加工表面的加工路线（步骤），查工艺人员手册确定精加工该表面的余量。

再查该表面半精加工的余量，最后求得粗加工余量=该表面的总余量-精加工余量-半精加工余量。

2）工序尺寸的计算；当工艺基准与设计基准重合时，工序尺寸可以根据图纸要求或余量分配直接计算出来。

当基准不重合时，则必须通过工艺尺寸链来计算该工序尺寸。

工序尺寸的公差：精加工工序的工序尺寸及公差即为图纸设计要求，从中也可查出该尺寸及公差的精度等级（IT=？，如Φ20H7，精度为IT7级）半精加工工序尺寸的精度应低于此精度，如IT8级粗加工工序尺寸精度更低，如IT10级。

例Φ20H7的加工：钻 扩 精铰 精铰Φ18 Φ19.8 Φ19.94 Φ20H7（H12） （H10） （H8）例Φ72H7+0.02304/mm 孔加工，采用镗孔方法，其路线（步骤）为： 粗镗——半精镗——精镗——孔。

余量 工序尺寸 精度 公差 工序尺寸及公差毛坯孔总余量 9mm φ63 H14 0 +1 -21263+−φ 粗镗 4.5 φ67.5 H12 12.5 +0.3 03.005.67+φ 半精镗 2.5 φ70 H10 3.2 +0.12 012.0070+φ 精镗 1.3 φ71.3 H8 1.6 +0.046 0046.003.71+φ 痦孔 0.7 φ72 H7 0.4 +0.023 0023.0072+φ 2.7工艺卡的填写1）工序、工位（安装）、工步、走刀的概念要清楚。

2）加工内容：语言要明确加工方法、加工表面、加工后达到的尺寸和公差，达到的表面粗糙度。

如：粗铣A 面，保证尺寸，Ra 12.52.025−3）工序简图：（1）按加工时实际状况画零件简图：外形、所用的定位表面、夹紧表面要画出，加工表面用粗实线画出，凡与本工序加工、定位、夹紧无关的表面可省略不画。

简图可按适当比例缩小。

（2）画出定位方案（用定位符号表示），要符合六点定位原理和加工技术要求。

（3）画出夹紧方案，用夹紧符号表示。

（4）画出本工序完成后应达到的尺寸和粗糙度要求以便于工序质量检查（检测）（5）画出工件与刀具的相对位置和相对运动关系：刀尖应画在加工面上或其延长线上，孔加工刀具中心线应在孔中心线上。

4）基面号一栏中，定位表面用定位表面的名称来表示，且按限制自由度数目的多少由多到少顺序填写。

5）夹具：通用夹具，专用夹具机床：类别、型号、规格、代码刀具：名称、规格要填6）工艺方案各细节与指导教师商定后，工艺书先完成左半工作，经教师审查后，再进右半的工作。

右半的工作要求完成三道不同工序全部工作：如加工面尺寸、切削用量、切削功率核算，工时定额等。

基本时间计算 单位时间j t x fw f j d t t t t t +++=辅助时间单件核算时间j f t t %)20~15(N t t t z d h /+= 准备终结时间单件小批中批z T j t %10j t %5自然需要时间%5x t 《机械制造装备设计》 工艺课程设计第三讲§3 机床夹具设计步骤完成一道工序所用的专用夹具设计，同学之间不允许有重复（即设计同一个夹具）3.1机床专用夹具的设计的步骤（一）设计前的准备工作1）明确工件的年生产纲领。

它是夹具总体方案确定的依据之一，它决定了夹具的复杂程度和自动化程度。

如大批量生产时，一般选择机动、多工件，自动化程度的方案，结构也随之复杂，成本也提高较多。

2）熟习工件零件图和工序图。

零件图给出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等精度的总体要求，工序图则给出所在工序的零件的工序基准、工序尺寸、已加工表面、待加工表面，以及本工序的定位、夹紧原理方案，这是夹具设计的直接依据。

3）了解工艺规程中本工序的加工内容，机床、刀具、切削用量、工步安排、工时定额，同时加工零件数。

这些是在考虑夹具总体方案、操作、估算夹紧力等方面必不可少的。

（二）总体方案的确定总体方案包括下述三个方面：1．定位方案工序图只是给出了原理方案，此时应仔细分析本工序的工序内容及加工精度要求，按照六点定位原理和本工序的加工精度要求，确定具体的定位方案和定位元件。

要拟定几种具体方案进行分析比较，选择或组合成最佳方案。

2．夹紧方案确定夹紧力的方向、作用点，以及夹紧元件或夹紧机构，估算夹紧力大小，要选择和设计动力源。

夹紧方案也需反复分析比较，确定后，正式设计时也可能在具体结构上作一些修改。

3．夹具的总体形式例如钻床夹具，有固定式钻模、翻转式钻模、回转式钻模、滑柱式钻模、盖板式钻模等不同的总体形式，一般应根据工件的形状、大小、加工内容及选用机床等因素来确定。

（三）绘制夹具装配图和总装配图应按国家标准尽可能1：1地绘制，这样图样有良好的直观性。

主视图应按操作实际位置布置，三视图要能完整清楚表示出夹具的工作原理和结构。

夹具装配图可按如下顺序进行：把工件视为透明体，用双点划线画出轮廓，画出定位面、夹紧面和加工表面，无关表面可以省略；画出定位元件和导向元件；按夹紧状态画出夹紧元件和夹紧机构，必要时可用双点划线画出松开位置时夹紧元件的轮廓；画出夹具体，其它元件或机构，以及上述各元件与夹具体的联接，使夹具形成一体；标注必要的尺寸，配合和技术条件；对零件编号，填写标题栏和零件明细表。

其中还要在定位，导向完成后进行定位精度验算，在夹紧机构完成后进行夹紧力的验算，以及重要的受力元件或机构的强度、刚度验算。

夹具与机床的连接（对定）。

3.2夹具精度的验算夹具的主要功能是用来保证工件加工表面的位置精度。

影响位置精度的主要有因素有三个方面：1）工件在夹具中的安装误差，它包括定位误差和夹紧误差。

关于定位误差在本章第三节中已有描述，夹紧误差是工件在夹具中夹紧后，工件和夹具变形所产生的误差。