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,）,