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工藝工裝設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)
一、設(shè)計(jì)目的
工藝工裝設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的目的是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)了機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)和進(jìn)行了校內(nèi)外的生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后讓學(xué)生獲得綜合運(yùn)用過去所學(xué)過的全部課程進(jìn)行工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本能力。同時(shí)，課程設(shè)計(jì)也是為了畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)的課程設(shè)計(jì)可以使學(xué)生在下述三方面得到鍛煉：
（1）能把機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程中的基本理論和在校內(nèi)外生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)
到的實(shí)踐知識(shí)有機(jī)的相結(jié)合，從而解決零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，從而確保零件的加工質(zhì)量。
（2）提高學(xué)生的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。通過針對(duì)某一典型零件的夾具（或量
具）的設(shè)計(jì)，從而使學(xué)生能夠通過所給出的被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效率、低成本、裝夾簡(jiǎn)單、省力、省時(shí)而能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。
（3）鍛煉學(xué)生使用手冊(cè)及圖表資料的能力。能夠熟練地依據(jù)給定的任務(wù)而
查找相關(guān)的資料、手冊(cè)及圖表并掌握其中的設(shè)計(jì)信息用于設(shè)計(jì)參數(shù)的確定。
二、設(shè)計(jì)的要求
工藝工裝設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)題目定為：設(shè)計(jì)××零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備。
生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批或大批生產(chǎn)。
設(shè)計(jì)的要求包括以下幾個(gè)部分：
零件圖 1張
毛坯圖 1張
機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 1張
工藝裝備設(shè)計(jì) 1～2套
工藝裝備主要零件圖 1張
課程設(shè)計(jì)說明書 1份
課程設(shè)計(jì)題目由指導(dǎo)教師選定，經(jīng)教研室主任審查簽字后發(fā)給學(xué)生。
按教學(xué)計(jì)劃規(guī)定，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)總學(xué)時(shí)數(shù)為3周，其進(jìn)度及時(shí)間大致分配入下：
熟悉零件，畫零件圖 約占一天（8%）
選擇加工方案，確定工藝路線和工藝尺寸，填寫工藝過程綜合卡
約占四天（25%）
工藝裝備設(shè)計(jì)（畫總裝圖及主要零件圖） 約占七天（45%）
編寫設(shè)計(jì)說明書 約占二天（14%）
準(zhǔn)備及答辯 約占一天（8%）
三、設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟
１. 從工藝方法上分析零件，畫零件圖
對(duì)進(jìn)行工藝分析零件包括以下幾個(gè)主要內(nèi)容：
（1）分析零件的作用、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)及技術(shù)要求；
（2）分析零件的形狀位置精度、表面粗糙度以及主要加工表面的尺寸等；
（3）分析零件的機(jī)械加工的工藝性、材質(zhì)、及完成后熱處理的要求。
零件圖按機(jī)械制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)繪制。按１：１比例畫出。
２. 毛坯的制造方式的確定
根據(jù)生產(chǎn)批量的大小、零件的復(fù)雜程度、加工表面及非加工表面的技術(shù)要求
等幾方面綜合考慮毛坯的制造方式。由于選擇不同毛坯的制造方式，會(huì)影響到整個(gè)工藝過程是否經(jīng)濟(jì)合理，所以應(yīng)仔細(xì)考慮認(rèn)真對(duì)待。毛坯的制造方式一般以其生產(chǎn)性質(zhì)來決定。
３. 確定機(jī)械加工工藝路線
制定工藝路線。在完成了對(duì)零件工藝分析只后， 制定零件的工藝路
線和劃分粗、精加工階段。對(duì)于比較復(fù)雜的零件，應(yīng)考慮幾個(gè)加工方案，分析比較，之后確定比較合理的加工方案。
（1）定位基準(zhǔn)的選擇和工序尺寸計(jì)算。各工序的定位基準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)粗、精基
準(zhǔn)選擇原則合理選定。如果某工序的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不一致，就應(yīng)該對(duì)該工序尺寸進(jìn)行換算。
（2）選擇機(jī)床種類及工裝、夾具、量具和所用到刃具。在保證加工質(zhì)量的
基礎(chǔ)上選擇經(jīng)濟(jì)合理的機(jī)床設(shè)備進(jìn)行加工。如果是大批大量生產(chǎn)則選用專用工裝夾具和通用機(jī)床。
（3）確定加工余量及工序間尺寸與公差。各工序各表面的加工余量應(yīng)根據(jù)
工藝路線的安排依次確定。按經(jīng)濟(jì)精度來確定工序間尺寸公差。一個(gè)表面的總加工余量，即為該表面各工序間加工余量之和?！?
在本設(shè)計(jì)中，學(xué)生可直接從《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》中查得各加工表面的余量及公差。
（4）確定切削用量。在機(jī)床、刀具、加工余量等已確定的基礎(chǔ)上，要求學(xué)
生用公式計(jì)算1～2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冊(cè)中查得。
（5）工序的切削用量可由切削用量手冊(cè)中查得，但是要求學(xué)生用公式計(jì)算
2 道工序的切削用量。
（6）畫出零件的毛坯圖。在加工余量已確定的基礎(chǔ)上，要求毛坯輪廓用粗
實(shí)線繪制，零件的實(shí)體尺寸用雙點(diǎn)畫線繪出，比例取1：1。同時(shí)應(yīng)在圖上標(biāo)出毛坯的尺寸、公差、技術(shù)要求、毛坯制造的分模面、圓角半徑和起模斜度等。
（7）填寫機(jī)械加工工藝過程綜合卡片。將前述各項(xiàng)內(nèi)容以及各工序加工簡(jiǎn)
圖，一并填入機(jī)械加工工藝過程綜合卡片。。
1)工序簡(jiǎn)圖可按比例縮小，并盡量用較少的投影繪出。簡(jiǎn)圖中的
加工表面用粗實(shí)線表示。對(duì)定位、夾緊表面應(yīng)以規(guī)定符號(hào)表明。最后，應(yīng)標(biāo)明各加工表面在本工序加工后的尺寸、公差及表面粗糙度。
2)工序簡(jiǎn)圖中的定位、夾緊符號(hào)應(yīng)符合機(jī)械工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)JB/Z174-82 的規(guī)定。
4.工藝裝備設(shè)計(jì)
要求學(xué)生設(shè)計(jì)為加工給定零件所必需的夾具1～2套。具體的設(shè)計(jì)項(xiàng)目可根據(jù)加工需要由學(xué)生本人提出并經(jīng)指導(dǎo)教師同意后確定。所設(shè)計(jì)的夾具其零件數(shù)以20～40件為宜，即應(yīng)具有中等以上的復(fù)雜程度。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體步驟如下：
（1）確定設(shè)計(jì)方案，繪制結(jié)構(gòu)原理示意圖。設(shè)計(jì)方案的確定是一項(xiàng)之分重要的設(shè)計(jì)程序，方案的優(yōu)劣往往決定了夾具設(shè)計(jì)的成功與失敗，因此必須充分地進(jìn)行研究和討論，以確定最佳方案，而不應(yīng)急于繪圖，草率從事。
學(xué)生在確定夾具設(shè)計(jì)方案時(shí)應(yīng)當(dāng)遵循的原則是：確保加工質(zhì)量，結(jié)構(gòu)盡量
簡(jiǎn)單，操作省力高效，制造成本低廉。這四條原則如果單獨(dú)拿出來分析，有些是互相矛盾的。而設(shè)計(jì)者的任務(wù)，就是要在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，綜合上述四條，通盤考慮，靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，結(jié)合實(shí)際情況，注意分析研究，考慮互相制約的各種因素，確定最合理的設(shè)計(jì)方案。
（2）選擇定位元件，計(jì)算定位誤差。在確定設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上，應(yīng)按照加工精度的高低，需要消除自由度的數(shù)目以及粗、精加工的需要，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)正確地選擇元件。
選擇好定位元件之后，還應(yīng)對(duì)定位誤差進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算如果超差時(shí)，需要
改變定位方法或提高定位元件、定位表面的制造精度 ，以減少定位誤差，提高加工精度。有時(shí)甚至要從根本上那個(gè)改變工藝路線的安排，以保證零件的加工順利進(jìn)行。
（3）計(jì)算所需的夾緊力，設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)時(shí)所進(jìn)行的夾緊力計(jì)算，實(shí)際上是經(jīng)過簡(jiǎn)化了的計(jì)算。因此此時(shí)計(jì)算所得，僅為零件在切削力、夾緊力的作用下按照靜力平衡條件而求得的理論夾緊力。為了保證零件裝夾的安全可靠，實(shí)際所需的夾緊力應(yīng)比夾緊力大，即應(yīng)對(duì)理論夾緊力乘以安全系數(shù)K。K的大小可由有關(guān)手冊(cè)中查得，一般K=1.5～2.5。
應(yīng)該指出，由于加工方法、切削刀具以及裝夾方式千差萬別，夾緊力的計(jì)
算在有些情況下是沒有現(xiàn)成公式可以套用的，所以需要同學(xué)們根據(jù)過去所學(xué)的理論進(jìn)行分析研究，以決定合理的計(jì)算方法。
夾緊機(jī)構(gòu)的功用就是將動(dòng)力源的力正確、有效地施加到工件上去。同學(xué)可
以根據(jù)具體情況，選擇并設(shè)計(jì)杠桿、螺旋、偏心、鉸鏈等不同的夾緊機(jī)構(gòu)，并配合以手動(dòng)、氣動(dòng)或液動(dòng)地動(dòng)力源，將夾具的設(shè)計(jì)工作逐步完善起來。
（4）畫夾具裝配圖。畫夾具裝配圖是夾具設(shè)計(jì)工作中重要的一環(huán)。畫夾具圖時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意和遵循以下各點(diǎn)：
1)本設(shè)計(jì)中，要求按１：１的比例畫夾具總裝圖。被加工零件載夾具上的位置，要用雙點(diǎn)畫線表示，夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)處于“夾緊”的位置上。
2)注意投影的選擇。應(yīng)當(dāng)用最少的投影將夾具的結(jié)構(gòu)完全清楚地表達(dá)出來。因此，在畫圖之前，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)考慮各視圖的配置與安排。
3)所設(shè)計(jì)的夾具，不但機(jī)構(gòu)要合理，結(jié)構(gòu)也應(yīng)當(dāng)合理，否則都不能正常工作。
4)要保證夾具與機(jī)床的相對(duì)位置及刀具與夾具的相對(duì)位置的正確性，即夾具上應(yīng)具備定位鍵及對(duì)刀裝置。
5)運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)要靈活，不能出現(xiàn)干涉和卡死的現(xiàn)象?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)或回轉(zhuǎn)定位部件應(yīng)有鎖緊裝置，不能在工作中松動(dòng)。
6)夾具的裝配工藝性和夾具零件（尤其是夾具體）的可加工性要好。
7)夾具體中的運(yùn)動(dòng)零部件要有潤(rùn)滑措施，夾具的排屑要方便。
8)零件的選材、尺寸公差的標(biāo)注以及總裝技術(shù)要求要合理。為便于審查零件的加工工藝性及夾具的裝配工藝性，從教學(xué)要求出發(fā)，各零部件盡量不采用簡(jiǎn)化法繪制。
裝配圖的標(biāo)題欄規(guī)格、形式如圖６所以。
9)對(duì)夾具裝配圖上尺寸標(biāo)注要求。在夾具裝配圖上，一般只要 求標(biāo)注四種尺寸，即輪廓尺寸、配合尺寸、與加工有關(guān)聯(lián)的尺寸與機(jī)床有關(guān)聯(lián)的尺寸。
ａ．輪廓尺寸。即夾具的長(zhǎng)、寬、高尺寸。如果夾具有活動(dòng)部件，則應(yīng)將活動(dòng)部件的移動(dòng)極限用雙點(diǎn)劃線劃出，并標(biāo)出尺寸。
ｂ．配合尺寸。夾具總裝圖上的所有配合表面均應(yīng)標(biāo)出其尺寸與配合。
ｃ．與加工有關(guān)聯(lián)的尺寸。例如，對(duì)刀塊到被加工零件定位基面的尺寸、鉆套中心線到被加工零件定為基面的距離等。
ｄ．與機(jī)床有關(guān)的尺寸。例如，銑床夾具上定位鍵的寬度尺寸要專門標(biāo)出，夾具與機(jī)床聯(lián)結(jié)時(shí)放置螺栓的槽寬與槽距也要標(biāo)出，車床卡盤與主軸的定位錐面的錐度與直徑或定位圓柱面的尺寸、配合及聯(lián)結(jié)螺紋的尺寸、規(guī)格等。
此外，夾具裝配圖上還應(yīng)標(biāo)出形位公差要求。如刀具的導(dǎo)向件到被加工零件定位基面的平行度或垂直度，被加工零件定位基面到夾具安裝基面的平行度或垂直度要求等。
5. 編寫設(shè)計(jì)說明書
學(xué)生在完成上述全部工作之后，應(yīng)將前述工作依先后順序編寫設(shè)計(jì)說明書一份。要求字跡工整，語(yǔ)言簡(jiǎn)煉，文字通順。說明書應(yīng)答印輸出并裝訂成冊(cè)。
四、設(shè)計(jì)成績(jī)的考核
課程設(shè)計(jì)的全部圖樣及說明書應(yīng)有設(shè)計(jì)者及指導(dǎo)教師的簽字。未經(jīng)指導(dǎo)教師
簽字的設(shè)計(jì)，不能參加答辯。
由教研室教師組成答辯小組，設(shè)計(jì)者本人應(yīng)首先對(duì)自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行10～15
分鐘的講解，然后進(jìn)行答辯。每個(gè)學(xué)生的答辯時(shí)間，一般不超過30～45分鐘。
課程設(shè)計(jì)成績(jī)根據(jù)平時(shí)的工作情況，工藝分析的深入程度、工藝裝備的設(shè)計(jì)
水平、圖樣的質(zhì)與量、獨(dú)立工作能力以及答辯情況綜合衡量，由答辯小組討論評(píng)定。
答辯成績(jī)定為五級(jí)：優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格。
附：
工藝工裝設(shè)計(jì)
課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書
設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)“********”零件的機(jī)械加工
工藝規(guī)程及工藝裝備（年產(chǎn)量為***件）
學(xué) 院
專 業(yè)
班 級(jí)
設(shè) 計(jì)
指導(dǎo)教師
年 月 日
工藝工裝設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
題目：設(shè)計(jì)“********”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程
及工藝裝備（年產(chǎn)量為***件）
內(nèi)容：
1. 零件圖 1張
2. 毛坯圖 1張
3. 機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 1張
4. 夾具裝配圖 1張
5. 夾具零件圖 1張
6. 課程設(shè)計(jì)說明書 1份
專 業(yè)
班 級(jí)
學(xué) 生
指導(dǎo)教師
年 月 日
徐州工程學(xué)院
機(jī)械加工工藝過程卡
第 頁(yè)
零件號(hào)
共 頁(yè)
零件名稱
制造
路線
裝配單位
零件材料
毛坯種類
毛坯硬度
毛坯質(zhì)量
零件質(zhì)量（kg）
每臺(tái)數(shù)量
工序號(hào)
工 序 名 稱
設(shè) 備
工時(shí)
定額
備注
工序號(hào)
工 序 名 稱
設(shè) 備
工時(shí)
定額
備注
班 級(jí)
制 定
審 核
指 導(dǎo)
日期
徐州工程學(xué)院
機(jī)械加工工序卡
零件號(hào)
零件名稱：
共 頁(yè)
第 頁(yè)
工序號(hào)
工序名稱
冷卻液
材料
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備名稱
工步
號(hào)
工 步 內(nèi) 容
夾 具
刀 具
量 具
ap
(mm)
f
(mm/min)
n
(轉(zhuǎn)/分)
v
(m/min)
T機(jī)(min)
T單
(min)
班 級(jí)
制 定
審 核
指 導(dǎo)
日 期
附：課程設(shè)計(jì)題目選編