机械制造工程学课程设计.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,机械制造工程学,课程设计,一,.,课程设计的目的,本课程设计是在学完了机械制造工程学和部分专业课，在生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。,要求综合运用机械制造工程学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决机械零件制造的工艺问题。从而提高机械结构设计、制造等方面的能力，为今后从事相关工作打下基础。,培养熟悉并运用有关手册、标准、规范、图表等技术资料的能力。,培养识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。,二,.,课程设计的要求,设计题目：,XXX,零件的工艺规程设计,原始资料：,1)XXX,的零件图样；,2),材料：按图纸中标注的材料，批量,600,件，备品率,5%,，废品率,1%,；,3),机械制造工艺设计简明手册,等参考资料。,根据设计任务，合理安排时间和进度，应像在企业实际接受设计任务一样，认真、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做的技术决定、数据和计算结果。注意理论与实践的结合，力求做到整个设计在技术上是先进的、经济上是合理的、生产上是可行的。,设计内容,1),对,XXX,零件图进行工艺分析；,2),计算生产纲领；,3),绘制毛坯图，确定毛坯尺寸及公差；,4),拟订机械加工工艺路线（,每个零件拟订两条工艺路线，填写一种机械加工工艺路线,）；,5),确定零件的工序内容及工艺装备（机床、夹具、量具），计算该工序加工余量、工序尺寸及公差，确定切削用量，计算加工工时；,6),填写,机械加工工艺过程卡片,和,机械加工工序卡片,。,设计成果形式及要求：,1,）编写设计说明书一份；,2,）绘制零件图、毛坯图；,3,）机械加工工艺过程卡片；,4,）机械加工工序卡片。,三,.,课程设计的步骤,一）分析研究被加工零件，画零件图,弄清零件的结构形状,了解零件在整个机器上的作用和工作条件,明确零件的材质、热处理及零件图上的技术要求,分析零件结构的工艺性，对各加工表面制造的难易程度心中有数,二）确定生产类型和工艺特征,根据产品大小和零件的生产纲领，明确生产类型,根据生产类型和生产条件，确定工艺的基本特征,三,.,课程设计的步骤,三）选择毛坯种类及制造方法，确定毛坯尺寸，绘制毛坯图,毛坯分为铸件、锻件、焊接件、型材等,根据生产类型、零件结构、形状、尺寸、材料等选择毛坯种类和制造方式,确定毛坯余量（各加工表面的总余量）及毛坯尺寸公差,绘制毛坯图,三,.,课程设计的步骤,四）选择加工方法，拟定工艺路线,要求针对,XXX,零件，考虑,2,个加工方案，分析比较后，从中选出比较合理的加工方案，完成以下工作：,选择定位基准,按照粗、精基准的选择原则，分别确定各工序合理的定位基准；零件上的定位基准、夹紧部位和加工面三者要相互协调、全面考虑。,选择表面加工方法,根据各加工表面的要求，先选定最终的加工方法，再由此向前确定各前续工序的加工方法。,安排加工顺序，划分加工阶段，制订工艺路线,基准先行、先面后孔、先主后次、先粗后精；热处理按段穿插、检验按需进行。,三,.,课程设计的步骤,五）进行工序设计和工艺计算,选择机床及工艺装备,机床是加工装备，工艺装备包括刀具、夹具、量具等。要求既能保证加工质量又经济合理。,确定加工余量和工序尺寸,根据工艺路线的安排，要求逐道工序、逐个表面地确定加工余量，其工序间的尺寸公差按经济精度确定。一个表面的总加工余量，则为各工序间加工余量之和。,选择各工序的切削用量,切削用量的确定，在单件小批生产中，一般由操作工人根据具体情况自己确定，以简化工艺文件；在成批大量生产中，要科学、严格地选择切削用量。一般查,切削用量手册,等确定，也可在机床、刀具、加工余量等已确定的基础上，由相应的公式计算得到。,计算时间定额,采用查表或计算的方法，确定,12,道工序的单件时间定额。,工艺文件的格式、内容、要求及工序简图的画法，见相关参考。,六）画工序简图，填写工艺文件,七）编写课程设计说明书,设计说明书用,A4,纸打印，装订成册。,封皮,目录,序言,对零件的工艺分析,零件的作用、结构特点、结构工艺性、主要表面的技术要求等分析。,工艺设计及计算,参考文献,机械加工工艺规程设计,第一节 零件的分析与毛坯的设计,一、生产类型的确定,1.,生产纲领,某种零件的年产量称为该零件的年生产纲领。,N,=,Qn,(1+,)(1+,),Q,：产品的年产量（台,/,年）,n,：每台产品中该零件的数量（件,/,台）,：备品百分率,：废品百分率,2.,生产类型的确定,1.,审查零件图纸,零件的视图、尺寸、公差和技术要求是否齐全和正确；,零件图所规定的加工要求是否合理；,零件图所规定的材料是否恰当。,二、零件的工艺分析,1.,零件的结构工艺性分析,零件的结构工艺性是指在保证使用性能的前提下，制造的可行性和经济性。,包括零件在各个生产阶段：毛坯制造、机械加工、热处理、装配等的结构工艺性。,毛坯的选择包括毛坯类型和毛坯的制造方法两方面。,三、毛坯的选择与设计,1.,毛坯的种类,铸件：适于形状较复杂、生产批量较大的零件。,砂型铸造、金属型铸造、离心铸造、,压力铸造。,锻件：对处于固体状态下的材料进行锤击、锻打,而改变尺寸、形状的一种加工方法。适用,于强度要求较高、形状比较简单的零件毛坯。,冲压件：适于中小尺寸的板料零件，或形状复杂的,零件，一般可不经过切削加工。,型材：是指钢铁厂生产的成型材料作为零件的毛坯。按截面形状：圆钢、方钢、六角钢、异形钢管型材；按轧制方法：冷拔与热轧型材，热轧的精度低、尺寸大。,工程塑料：各种不同的塑料，重量轻、化学稳定性好、绝缘性好、有良好的耐磨性和自润滑性。,2.,毛坯的结构工艺性,毛坯的结构形状应尽可能简单，壁厚不能太薄，要有利于金属的流动，减少不必要的分型面，使模具设计简单。,毛坯的结构形状应有一定的起模斜度和圆角，避免不必要的凸台，有利于起模。,毛坯的形状应尽可能对称，壁厚均匀，尽可能减少收缩变形。,3.,毛坯选择的依据,生产纲领的大小：当生产纲领大时，应选择精度与生产率都比较高的毛坯制造方法，以减少材料消耗和机械加工费用；当零件产量较小时，应选用精度和生产率都比较低的毛坯制造方法，如自由锻件或手工造型铸造。,零件材料及对材料的要求：材料为铸铁与青铜的零件，一般应选择铸件毛坯；重要的钢质零件，为保证良好的力学性能，不宜直接选取轧制型材，而应选锻件毛坯。,材料的工艺特性是指材料的可铸性、可塑性及可焊性。,零件的结构形状及外形尺寸：直接选用棒料、板材；大件选自由锻造或砂型铸造，中小件选模锻、精锻、熔模铸造、压力铸造等。,4.,毛坯尺寸公差与机械加工余量的确定,最常用的铸件和锻件毛坯的尺寸公差与机械加工余量查,相关国家标准,。,4.,毛坯图的绘制,1,）毛坯图的表示,实线表示毛坯表面轮廓，以双点划线表示经切削加工后的表面，在剖视图上可用交叉线表示加工余量。,毛坯图上的尺寸值包括加工余量在内。可在毛坯图上注明成品尺寸（基本尺寸），但应当加括号。,毛坯图上可以用符号表示出机械加工工序的基准；,在毛坯图上注出零件检验的主要尺寸及其公差，次要尺寸可不标注公差；,在毛坯图上注出材料规格及必要的技术要求。如材料及规格、毛坯精度、热处理及硬度、圆角半径、分模面、起模斜度、内部质量要求（气孔、缩孔、夹砂）等；,2,）毛坯图的绘制,用粗实线表示毛坯表面形状，以双点划线表示经切削加工后的表面。,为表达清楚，可画出必要的剖视图、剖面图。对于由实体上加工出来的槽和孔，不必专门剖切，毛坯图只要求表达清楚毛坯的结构。,第二节 工艺路线的拟定,对工艺路线的拟定即是对零件加工的总体方案设计，是制定工艺规程的关键性工作。,一,.,定位基准的选择,定位基准的选择在工艺规程中直接影响工序数目、各表面加工顺序、夹具结构及零件的精度。,在制定工艺规程时，先进行精基准的选择，保证各加工表面按图纸要求加工出来，再考虑用什么样的粗基准来加工精基准。,1.,粗基准的选择原则,选则与加工表面位置精度要求较高的不加工表面为粗基准；,为保证重要表面的余量均匀，选重要表面为粗基准；,选光滑、无缺陷的表面为粗基准；,粗基准一般只在头道工序中使用，尽量避免重复使用。,2.,精基准的选择原则,基准重合；基准统一；自为基准；互为基准。,二,.,表面加工方法和加工方案的选择,1.,选择表面加工方法的依据,依据每个表面的加工技术要求，确定加工方法及分几次加工。一般先确定出表面的最终加工方法，然后依次向前选定前道工序的加工方法；,要考虑工件材料的性质。淬火钢必须用磨削、有色金属一般采用金刚镗或高速精车；,要考虑生产类型，即考虑生产率与经济性。大批大量生产可采用高效专用设备或专用工艺装备；单件小批生产采用一般的加工方法，使用通用机床、万能机床和通用工艺装备；,结合现有条件,2.,典型表面加工方案及其加工精度和表面粗糙度,详见相关参考,三,.,零件各表面加工顺序的确定,1.,加工顺序的确定原则,基准先行；先面后孔；先主后次；先粗后精。,2.,加工阶段的划分,一般可划分为：,粗加工、半精加工、精加工和光整加工四个阶段；,划分原因：,保证加工质量，粗精分开，有利于减少刀和热对精加工的影响；及早发现毛坯缺陷；便于安排热处理工序；合理使用机床。,不划分加工阶段的情况：,加工精度要求不高、加工余量不大、装夹不便、机床刚性足够等。,3.,工序的集中与分散,考虑：生产类型、零件的结构形状、零件的技术要求及现场条件,三,.,零件各表面加工顺序的确定,4.,热处理及表面处理工序的安排,零件常用的热处理工艺有：退火、正火、调质、时效、渗氮等。,热处理的方法、次数和在工艺过程中的位置，应根据材料和热处理的目的而定。,1.,机床选择的基本原则,机床的加工尺寸范围应与零件的外廓尺寸相适应；,机床的精度应与工序要求的精度相适应；,机床的功率应与工序要求的功率相适应；,机床的生产率应与工件的生产类型相适应；,现有设备条件,四,.,机床及工艺装备的选择,2.,夹具的选择,单件小批生产应尽量选择通用夹具；大批大量生产应考虑高效的气动、液动专用夹具。夹具的精度与加工精度相适应。,四,.,机床及工艺装备的选择,3.,刀具的选择,刀具的选择主要依据工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、所要求的精度及表面粗糙度、生产率及经济性。,4.,量具的选择,量具主要依据生产类型和所检的精度来选择，单件小批生产采用通用量具（卡尺、千分尺、百分表等）；大批量生产采用各种量规和专用检具。,第三节 工艺计算,一,.,机械加工余量的计算与确定,二,.,工序尺寸与公差的计算,三,.,切削用量的选择,四,.,工时定额的确定,第四节 工艺文件的编制,零件工艺规程设计的结果需要以文字资料、图表、卡片的形式表达出来，以便贯彻执行，这些材料称为,工艺文件。,本设计需要将前述各项内容以及各工序加工简图填入,机械加工工艺工程卡片、机械加工工序卡片。,工艺文件中,工序简图,的画法要求：,简图可按比例缩小，用尽量少的投影视图表达。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。,被加工面以粗实线（或红线）表示，其余均用细实线；,标明各加工表面在本工序加工后的尺寸、公差及表面粗糙度；,定位、夹紧表面应以规定的符号注明（机械加工定位、夹紧符号,JB/T5061-1991,）,