现代机械制造课程设计手册样本.doc
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1、机械制造课程设计指南目录1 课程设计目标22 课程设计内容和要求22.1课程设计内容22.2课程设计要求33 课程设计方法和步骤33.1零件分析和毛坯选择43.2工艺路线确实定43.3工序设计及工艺文件填写63.4夹具设计73.5模具设计93.6编写课程设计说明书134 课程设计应交作业及成绩评定144.1应交作业144.2成绩评定细则145 课程设计中所使用关键参考文件151 课程设计目标此次课程设计,是在学完相关专业基础课程后,经过生产实习取得感性知识后一个关键实践性教学步骤。学生经过本课程设计,取得综合利用过去所学课程知识基础能力,为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练和准备。
2、经过此次课程设计,期望达成以下目标:1)经过机械设计训练,培养学生综合利用机械设计基础知识及其它相关先修课程,如机械制图、测量和公差配合、金属材料等相关知识能力。2)经过对某一特定机构分析、设计,和正确处理其工艺步骤等问题,培养学生分析问题和处理问题能力,学习和掌握机械设计通常步骤和方法,最终取得处理实际问题能力3)课程设计过程也是理论联络实际过程,学会使用手册、查询相关材料,对利用设计资料(如手册、图册、技术标准、规范等)和进行经验估算等机械设计方面基础技能进行一次综合训练,提升技能水平。2 课程设计内容和要求2.1课程设计内容学生依据设计任务分组进行设计,根据所给机构进行分析,确定各零部件
3、设计方案、设计出其中关键工序专用夹具或模具,并绘制对应机械设计图。具体内容以下:1)对机构进行结构分析,确定由哪些零件组成,并对各零件进行测绘;2)明确零件在整个机构上作用、零件材质、要求,分析零件结构工艺性,完成总装配图及各零件设计图。3)确定工艺方案,确定毛坯种类及制造方法。4)确定零件模具加工或机械加工工艺过程,设计关键工序中一个专用夹具或模具,绘制装配图或大件零件图。5)撰写设计说明书1份。一份完整说明书通常包含以下部分项目:(1)目录。(2)绪论或序言。(3)对机构整体分析,各零部件分析说明(4)对零件工艺分析,如关键表面技术要求分析等。(5)工艺设计,如毛坯选择和说明,工艺路线确实
4、定,工序次序安排,加工设备和工艺装备选择等;(6)模具或夹具设计,如设计思想,夹具操作动作说明等。(7)设计总结或心得体会。(8)参考文件书目(书现在排列序号,方便于正文引用)。课程设计总时间为三周,表1-1所表示为时间进度安排,供参考。表1-1 课程设计时间进度安排1)准备阶段第一周周112月26日1天2)机构分解,零件测绘草图阶段第一周周2周312月26日12月28日2天3)零件分析,工艺设计阶段第一周周4周512月29日12月30日2天4)零件、装配图,夹具、模具图绘制阶段第二周周1周51月2日1月6日5天5)完善各设计图绘制阶段第三周周11月9日1天6)设计说明书编写阶段第三周周2周3
5、1月104日1月11日2天7)设计总结和答辩第三周周4周51月12日1月13日2天2.2课程设计要求(1)学生应认真对待课程设计,依据设计任务,合理安排时间和进度,认真地、有计划地按时完成设计任务。(2)课程设计是学生应用所学理论知识处理生产实际问题学习过程,应刻苦钻研,独立思索,提出切实可行设计方案。(3)在设计中,查阅参考资料是课程设计一项基础功训练,所以学生应该独立查阅参考资料,并进行设计方案分析比较。3 课程设计方法和步骤机械制造课程设计内容分为机械加工工艺规程设计和模具或机床专用夹具设计两大部分,设计方法和步骤以下。3.1零件分析和毛坯选择 1、零件分析零件分析关键包含:分析零件几何
6、形状、加工精度、技术要求,工艺特点,同时对零件工艺性进行研究。a、抄画零件图。了解零件几何形状、结构特点和技术要求,如有装配图了解零件在所装配产品中作用。确定零件主视图方向,对零件进行测绘。对零件进行分析。通常而言,零件由多个表面组成,现有基础表面,如平面、圆柱面、圆锥面及球面,又有特形表面,如螺旋面、双曲面等。不一样表面对应不一样加工方法,而且各个表面精度、粗糙度不一样,对加工方法要求也不一样。b、确定加工表面。找出零件加工表面及其精度、粗糙度要求,结合生产类型,可查阅工艺手册中经典表面经典加工方案和多种加工方法所能达成经济加工精度,选择该表面对应加工方法及经过几次加工。查多种加工方法余量,
7、确定表面每次加工余量,并可计算得到该表面总加工余量。c、确定关键表面。根据组成零件各表面所起作用,确定起关键作用表面。通常关键表面精度和粗糙度要求全部比较严,在设计工艺规程是应首先确保。零件分析时,着重抓住关键加工面尺寸、形状精度、表面粗糙度和关键表面相互位置精度要求,做到心中有数。2、确定毛坯a、选择毛坯制造方法毛坯种类有:铸件、锻件、型材、焊接件及冲压件。确定毛坯种类和制造方法时,在考虑零件结构形状、性能、材料同时,应考虑和要求生产类型(批量)相适应。对应锻件,应合理确定其分模面位置,对应铸件应合理确定其分型面及浇冒口位置,方便在粗基准选择及确定定位和夹紧点时有所依据。 b、确定毛坯余量。
8、查毛坯余量表,确定各加工表面总余量、毛坯尺寸及公差。余量修正。将查得毛坯总余量和零件分析中得到加工总余量对比,若毛坯总余 量比加工总余量小,则需调整毛坯余量,以确保有足够加工余量;若毛坯总余量比加工总余量大,怎考虑增加走刀次数,或是减小毛坯总余量。3.2工艺路线确实定零件机械加工工艺过程是工艺规程设计中心问题。其内容关键包含:选择定位基准、安排加工次序、确定各工序所用机床设备和工艺装备等。零件结构、技术特点和生产批量将直接影响到所制订工艺规程具体内容和具体程度,这在制订工艺路线各项内容时必需随时考虑到。以上各方面和零件加工质量、生产率和经济性有着亲密关系。所以,设计时应同时考虑多个方案,经过分
9、析比较,选择出比较合理方案。1、定位基准选择正确地选择定位基准是设计工艺过程一项关键内容也是确保零件加工精度关键。选择定位基按时,既要考虑零件整个加工工艺过程,又要考虑零件特征、设计基准及加工方法,依据粗、精基准选择标准,合理选定零件加工过程中定位基准。通常在制订工艺规程时,总是先考虑选择怎样精基准以确保达成精度要求并把各个表面加工出来,即先选择零件表面最终加工所用精基准和中间工序所用精基准,然后再考虑选择适宜最初工序粗基准把精基准面加工出来。2、确定零件加工工艺路线在零件分析中确定了各个表面加工方法以后,安排加工次序就成了工艺路线确定一个关键步骤。通常机加工次序安排标准可概括为十六个字:先粗
10、后精、先主后次,先面后孔、基面先行。根据这个标准安排加工次序时能够考虑先主后次,将零件分析关键表面加工次序作为工艺路线主干进行排序,即零件关键表面先粗加工,再半精加工,最终是精加工,假如还有光整加工,能够放在工艺路线末尾,次要表面穿插在关键表面加工次序之间;多个次要表面排序时,根据和关键表面位置关系确定前后;平面加工安排在孔加工前;最前面是粗基准面加工,最终面工序可安排清洗、去毛刺及最终检验。对热处理工序、中间检验等辅助工序,和部分次要工序等,在工艺方案中安排合适位置,预防遗漏。对于工序集中和分散、加工阶段划分选择,关键表面粗、精加工阶段要划分开,假如关键表面和次要表面相互位置精度要求不高时,
11、关键表面加工尽可能采取工序分散标准,这么有利于确保关键表面加工质量。依据零件加工次序安排通常标准及零件特征,在确定零件加工工艺路线时,多种工艺资料中介绍多种经典零件在不一样产量下工艺路线(其中已经包含了工艺次序、工序集中和分散和加工阶段划分等内容),和在生产实习和工厂参观时所了解到现场工艺方案,皆可供设计时参考。3、选择设备及工艺装备设备(即机床)及工艺装备(即刀具、夹具、量具、辅具)类型选择应考虑下列原因:零件生产类型、零件材料、零件外形尺寸和加工表面尺寸、零件结构特点等,该工序加工质量要求和生产率和经济性等相适应。选择时还应充足考虑工厂现有生产条件,尽可能采取标准设备和工具。设备及工艺装备
12、选择可参阅相关工艺、机床和刀具、夹具、量具和辅具手册。4、工艺方案和内容论证依据设计零件不一样特点,可有选择地进行以下几方面工艺论证:a)对比较复杂零件,可考虑两个甚至更多工艺方案进行分析比较,择优而定,并在说明书中论证其合理性。b)当零件关键技术要求是经过两个甚至更多个工序综合加以确保时,应对相关工序惊醒分析,并用工艺尺寸链方法加以计算,从而有依据地确定该关键技术要求得以确保。c)对于影响零件关键技术要求且误差原因较复杂关键工序,需要分析论证怎样确保该工序技术要求,从而明确提出对定位精度、夹具设计精度、工艺调整精度、机床和加工方法精度甚至刀具精度(若有影响)等方面要求。d)其它在设计中需要应
13、加以论证分析内容。3.3工序设计及工艺文件填写1、工序设计对于工艺路线中工序,根据要求进行工序设计,其关键内容包含:a)划分工步。依据工序内容及加工次序安排通常标准,合理划分工步。b)确定加工余量。用查表法确定各关键加工面工序(工步)余量。因毛坯总余量已由毛坯(图)在设计阶段定出,故粗加工工序(工步)余量应由总余量减去精加工、半精加工余量之和而得出。若某一表面仅需一次粗加工即成活,则该表面粗加工余量就等于已确定出毛坯总余量。c)确定工序尺寸及公差。对简单加工情况,工序尺寸可由后续加工工序尺寸加上名义工序余量简单求得,工序公差可用查表法按加工经济精度确定。对加工时有基准转换较复杂情况,需用工艺尺
14、寸链来求算工序尺寸及公差。d)选择切削用量。切削用量可用查表法或访问数据库方法初步确定,再参考所用机床实际转速、走刀量档数最终确定。2、填写工艺文件a)填写机械加工工艺过程综合卡工艺过程综合卡包含上面内容所述相关选择、确定及计算结果。机械加工以前工序如铸造、人工时效等在工艺过程综合卡中能够有所记载,但不编工序号,工艺过程综合卡在课程设计中只填写此次课程设计所包含到内容。b)填写所设计工序机械加工工序卡工序卡除包含上面内容所述相关选择、确定及计算结果之外,在工序卡上要求绘制出工序简图。工序简图根据缩小百分比画出,不一定很严格。如零件复杂不能在工序卡片中表示时,可用另页单独绘出。工序简图尽可能选择
15、一个视图,图中工件是处于加工位置、夹紧状态,用细实线画出工件关键特征轮廓。3.4夹具设计夹具设计质量高低,应以能否稳定确保工件加工质量,生产效率高,成本低,排屑方便,操作安全,省力和制造、维护轻易等为其衡量指标。通常情况下,夹具设计大致可分为四个步骤,即搜集和研究相关资料,确定夹具结构方案、绘制夹具总图和确定并标注相关尺寸、公差及技术条件。1、搜集和研究相关资料为了使所设计夹具能够满足上述基础要求,设计前要认真搜集和研究以下相关资料:生产批量被加工零件生产批量对工艺过程制订和夹具设计全部有着十分关键影响。夹具结构合理性及经济性和生产批量有着亲密关系。大批大量生产多采取气动、液动或其它机动夹具,
16、其自动化程度高,同时夹紧工作数量多,结构也比较复杂。中小批生产,易采取结构简单,成本低廉手动夹具,和万能通用夹具或组合夹具。零件图及工序图零件图是夹具设计关键资料之一,它给出了工件在尺寸,位置等方面精度总要求。零件图是零件加工唯一依据,图中应标注全部尺寸、公差、表面粗糙度、材料及热处理。技术要求等。工序图则给出了所用夹具加工工件工序尺寸,工序基准,已加工表面,待加工表面,工序加工精度要求等等,它是设计夹具关键依据。零件工艺规程零件工艺规程表明了该工序所用机床,刀具,加工余量,切削用量,工步安排,工时定额及同时加工工件数目等等,这些全部是确定夹具尺寸,形式,加紧装置和夹具和机床连接部分结构尺寸关
17、键依据。夹具经典结构及其相关标准设计夹具还要搜集经典夹具结构图册和相关夹具零部件标准等资料。了解本厂制造,使用夹具情况和中国外同类型夹具资料,方便使所设计夹具能够适合本厂实际,吸收优异经验,并尽可能采取国家标准。2、确定夹具结构方案在广泛搜集和研究相关资料基础上,着手确定夹具结构方案,关键包含:a)工件定位原理,确定工件定位方法,选择定位元件;b)确定工件夹紧方法,选择适宜夹紧装置;c)确定刀具对准及导引方法,选择刀具对刀及导引元件;d)确定其它元件或装置结构型式,如定向元件,分度装置等;e)协调各元件,装置布局,确定夹具总体结构和尺寸。在确定夹具结构方案过程中,工件定位,夹紧,对刀和夹具在机
18、床定位等各部分结构和总体布局全部会有多个不一样方案可供选择,所以,全部应画出草图,并经过必需计算(如定位误差及夹紧力计算等)和分析比较,从中选择较为合理方案。3、绘制夹具总图绘制夹具总图应遵照国家制图标准,绘图百分比应尽可能取1:1,方便使图形有良好直观性。如被加工工件尺寸过大,夹具总图可按1:2或1:5百分比绘制;如被加工工件尺寸过小,总图也可按2:1或5:1百分比绘制;夹具总图中视图部署也应符合国家制图标准,在能清楚表示夹具内部结构和各元件内部结构和各元件,装置位置关系情况下,视图数目应尽可能少。总图主视图应取操作者实际工作时位置,方便于夹具装配及使用时参考。被加工工件在夹具中被看作为透明
19、体,所画工件轮廓线于夹具上任何线相互独立,不相干涉,其外廓以黑色双点划线表示。绘制总图次序是先用双点划线汇出工件轮廓外形和关键表面多个视图,并用网纹线表示出加工余量。围绕工件多个视图依次绘出定位元件,夹紧机构,对刀及夹具定位元件和其它元件,位置,最终绘制出夹具体及连接元件,把夹具各组成元件和装置连成一体。夹具总图上,还应划出零件明细表和标题栏,写明夹具名称及零件明细表上所要求内容。5、确定并标注相关尺寸及技术条件a)应标注尺寸及公差在夹具总图上应标注尺寸,公差有下列五类:工件和定位元件联络尺寸:常指工件以孔为心轴或定位销上(或工件以外圆在内孔中)定位时,工件定位表面和夹具上定位元件间配合尺寸。
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