机械制造工艺与装备课程设计指导书文档格式.docx

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1-1机械制造工艺设计要求及工作顺序

一、设计内容

机械制造工艺设计题目一般为：

给出某零件的生产纲领及生产条件，编制某零件的机械加工工艺规程。

具体设计内容要求如下：

!

1、分析并绘制零件工作图。

2、确定毛坯种类、余量、形状，并绘制毛坯——零件综合图。

3、拟定零件的机械加工工艺路线。

4、合理选择各工序的定位基准。

5、确定各工序的夹紧位置和夹紧力作用方向。

6、确定各加工表面的工序余量，工序尺寸及公差．

7、确定各工序加工所用的装备．

8、确定各工序的切削用量。

;

9、计算各工序的时间定额。

10、填写工艺文件。

11、撰写设计说明书．

二、设计要求及工作顺序

在明确题意并进行一定时间的调查研究和资料收集工作后，进行下列工作：

（一）研究分析零件工作图、部装图或总装图

1、抄画零件工作图，弄清楚零件的形状、结构，加工表面和技术要求等，并纠正图样中所存在的问题。

2、通过阅读零件所在部件装配图或总装图，了解零件功用、工作条件等，分析各项技术要求是否合理，找出主要加工表面及关键技术问题。

\

3、对零件结构工艺性，热处理等进行分析。

（二）确定生产类型及工艺安排基本倾向

表1—1按工作地所担负的工序数划分生产类型，表1—2按生产产品的年产量划分生产类型，还可按零件生产纲领及质量划分生产类型。

表1-1按工作所在地所负担的工序数划分表1-2按生产产品的年产量划分

生产类型

年产量/台

单件生产

-

1~10

小批生产

>

10~100

中批生产

150~500

大批生产

500~5000

大量生产

%

5000

工作地每月担负的工序数/个

不做规定

20~40

10~20

1

1、工序集中和工序分散

工序集中和分散各有特点，必须根据生产规模，零件的结构特点和技术要求、机床设备等具体生产条件来综合分析，以便决定按照哪种制定工艺过程。

[

大批大量生产中应广泛采用多刀车床，单轴及多轴自动或半自动车床、多轴龙门铣床、组合机床等高效率机床和专用机床。

但也有许多零件，例如曲轴、活塞等，因为这些零件的加工表面不便于集中加工。

各工序可以广泛采用效率高而结构简单的专用机床和夹具，易于保证加工质量，并使各工序的时间趋于平衡，按一定节拍组织流水生产，故可按照工序分散的原则制定工艺过程。

在成批生产中应尽可能广泛采用多刀半自动车床和六角转塔车床等高效机床，使工序集中。

中小批生产箱体加工用加工中心机床。

在单件小批生产中也应尽可能在一台万能机床上加工零件较多的表面。

2、设备选择

一般情况下单件小批生产选用通用设备、通用装备，成批生产选用通用设备、专用装备，大批大量生产选用专用设备、专用装备。

3、工艺手段

一般的零件加工采用常规工艺，积极采用新工艺，零件硬度高，结构特殊及细微结构采用特种工艺。

（三）确定毛坯种类及形状

1、确定毛坯种类。

2、确定毛坯的精度等级。

；

3、确定各加工表面的总余量．

4、确定毛坯的形状。

5、提出毛坯的技术要求。

6、绘制毛坯——零件综合图。

（四）确定各加工表面的加工方案

将全部加工表面依主次顺序排列，并根据各表面的加工技术要求，参考有关资料确定加工方案。

（五）工艺基准的确定

1、确定精基准。

（

2、确定粗基准。

3、当工序定位基准与工序基准不重合时，需要进行工序尺寸的换算。

4、确定各工序的工件夹紧方式、夹压位置和夹紧力作用方向。

（六）编制工艺路线、选用装备。

1、编制工艺路线：

一般先拟定2—3个可行方案进行比较分析，找出既能保证零件质量又经济效益好的方案。

2、选择机床：

通过调查研究和查阅资料，结合零件加工精度、表面质量要求，零件和夹具总体尺寸等因素综合考虑选择机床。

粗加工时还要考虑机床功率要满足要求。

3、测量方法及器具的选择：

1）测量方法的选择主要根据测量的目的，生产批量，被测零件结构，尺寸及精度，现有仪器设备条件等。

为了对被加工零件的制造误差进行工艺分析，往往采用单项测量，在成批生产和大量生产条件下，为提高检验效率常用相对测量法，对加工完的零件，只为了保证其互换性，用综合测量，对不易直接测量的参数可用间接测量等。

`

2）测量器具的选择往往是与选择测量方法同时考虑的，在选择时可从规格指标与精度指标两方面考虑。

从规格指标考虑就是所选测量工具和仪器的测量范围、示值范围、刻度值、测量力等应满足被测件的要求。

从精度指标来考虑就是所选测量工具和仪器的精度应该与被测零件的公差大小相适应。

（七）确定各加工表面工序余量、工序尺寸及公差

1、确定各加工表面工序余量各工序间的余量可查阅手册确定，也可按经验估计确定。

各工序余量确定后可计算出总余量。

也可先确定毛坯精度等级及总余量后，除粗加工工序余量以外其余各工序余量均查表选取，然后再求出粗加工工序余量。

2、确定工序尺寸及公差当工序尺寸本身是独立与其它尺寸无关联，可由前道工序尺寸与本道工序余量求得本道工序基本尺寸，公差值按加工经济精度确定，公差带位置按“单向入体方向给定”，当工序尺寸不是独立的而与其他尺寸有关联的可应用尺寸链原理进行计算本工序基本尺寸及上下偏差。

（八）计算单件工时定额

（九）填写工艺文件

填写工艺过程卡片及工序卡片时，要做到字迹功整，语言表达清楚，使用各工种术语，避免使用习惯用语。

工序或工步示意图正确易懂。

（十）撰写设计说明书

！

撰写设计说明书是设计工作的一个重要组成部分，是设计成果的文字表达形式，也是对学生写技术性总结和文件能力的一次具体锻炼。

说明书是设计者将自己的设计成果，设计意图，理论根据，用文字、图样和表格方式加以系统的阐述。

说明书要求论点鲜明、论证严密、计算准确，文理通顺、字迹工整。

说明书一般应包括以下内容：

<

1）目录；

（2）设计任务书；

（3）分析研究零件工作图；

（4）有关设计条件的说明（生产类型及相应的工艺特征，已知或已给出的生产条件）；

（5）确定毛坯种类及余量；

（6）确定各加工表面的加工方案；

（7）选择定位基准；

（8）编制机械加工工艺路线；

（9）加工余量的确定；

（10）确定装备；

（11）时间定额的确定；

（12）确定各工序的技术要求和检验方法

（13）填写工艺文件；

（14）参考书及资料目录；

（15）设计体会；

以上所列内容仅供参考，设计者需要结合自己设计内容增减，并自行编制目录。

1—2确定毛坯种类及形状

在已知零件工作图和生产纲领的情况下可进行下列工作。

一、确定毛坯种类

根据零件的材料，零件对材料组织和性能的要求，零件的结构和外形尺寸，零件的生产纲领和现有的生产条件等可确定毛坯种类。

表1-3、表1—4供确定毛坯种类参考。

表1-3各种类毛坯的特点

序号

毛坯

类别

—

毛坯制造方法

材料

形状复杂性

公差等级（IT）

适应生产类型

1

铸件

木模手工造型

铸铁、铸铜和有色金属

复杂

12~14

单件小批生产

2

木模机器造型

~12

成批生产

3

金属模机器造型

大批大量生产

4

离心铸造

有色金属和部分黑色金属

回转体

成批和大批大量生产

5

压铸

有色金属

取决于模具制造

9~10

6

熔模铸造

铸钢、铸铁

：

10~11

7

失腊铸造

铸铁和有色金属

]

8

锻件

自由锻造

钢

简单

9

模锻

较复杂

11~12

10

精密模锻

11

热轧（型材板材）

【

12

冷轧（拉）（型材板材）

13

冲压件

板材冲压

8~9

14

粉末

|

冶金件

粉末冶金

铁基

铜基

铅基

/

7~8

15

粉末冶金热模锻

同上

6~7

"

16

焊接件

普通焊接

12~13

17

<

精密焊接

单件小批和成批生产

18

工程

注射成型

吹塑成型

精密磨压

》

工程材料

表1-4常用铸件的特点

铸件精度级

造型方法

应用

Ⅰ

精密铸造

Ⅱ

金属模、塑料模（熔模）、机器造型、壳型、金属型造型

Ⅲ

普通木模手工造型和机器造型

要求较低的单件和小批生产

能提供形状较为复杂或精度较高的毛坯用于大批大量生产重要的零件毛坯

自由锻

二、确定毛坯的形状

从减少机械加工工作量和节约金属材料出发，毛坯应尽可能接近零件形状，但是由于毛坯制造工艺本身的限制等原因，这一要求在多数情况下无法实现。

在确定毛坯精度及总余量后，一般情况下在确定毛坯的形状时还应考虑下列因素；

工艺搭子（工艺脐子）；

一个零件制成一个毛坯或多个零件制成一个毛坯，哪些表面不要求制出（如孔、槽、凹坑等），哪些表面要求制出，铸件分型面、拔模斜度及铸造圆角；

锻件敷料、分模面，模锻斜度及圆角半径等。

表1—5是在确定铸件上孔是否铸出时作为参考。

而槽、凹坑等几何形状可借用方、矩形孔尺寸

表面类别

单件产生

通圆孔

30~50

13~30

12~15

不通圆孔

36~60

20~36

15~18

通方孔或矩形孔

不通方孔或矩形孔

40~70

·

铸件最小铸孔的直径

1—3工序或工步示意图

一，对工序或工步示意图的要求

在填写机械加工工序卡片时对一些难以用文字说明的工序或工步内容，应绘制工序或工步示意图。

绘制工序或工步示意图的要求：

根据零件加工情况可画视图，剖视和剖面图，允许不按规定比例绘制，加工面用粗实线绘制，非加工面用细实线绘制。

应标注定位夹紧符号，加工面的精度要求和表面粗糙度等。

定位夹紧符号按JB《机械加工工艺定位与夹紧符号》的规定选用。

二、定位与夹紧符号

原第一机械工业部指导性技术文件JB《机械加工工艺定位与夹紧符号》适用于机械制造企业，在编写专用工艺装备设计任务书及为产品零部件编制机械加工工艺规程时使用

定位夹紧符号

~

定位夹紧元件及装置符号

符号

名称

固定顶尖

三爪卡盘

内顶尖

四爪卡盘

回转顶尖

。

中心架

外扒顶尖

&

跟刀架

内扒顶尖

止口盘

浮动顶尖

拨杆

伞形顶尖

19

垫铁

圆柱心轴

20

压板

锥度心轴

21

角铁

螺纹心轴

22

平口钳

弹性心轴

23

V形萜

弹簧夹头

24

铁爪

第二节工时定额

根据工艺工作管理办法的规定，工艺部门只负责一次性时间定额。

即在新产品投产前，工时定额由工艺部门负责计算编制填入工艺规程中交车间执行。

新产品正式投产后，即由企业的劳动工资部门负责接管。

劳动定额有两种形式：

一是时间定额，是最基础的资料；

另一个是产量定额，它是在时间定额的基础上制定出来的。

前者指在一定的技术、组织条件下制定出来的完成单件产品（例如一个零件）或某项工作（例如一个工序）所需要的时间。

后者指在一定生产技术条件下，单位时间内应完成的产品数量。

工时定额的制定方法归纳起来有四种：

经验估工法、统计分析法、类推比较法和技术定额法。

技术定额法又可分为分析研究法和时间计算法两种。

时间计算法是目前成批生产和大量生产中广泛采用的科学方法，后面将介绍这种方法的计算等问题。

正确制定工时定额，是提高企业的科学管理，提高劳动生产率，取得更大经济效益的重要手段。

制定的工时定额防止过高或过低，应具有平均先进水平，一般工厂平均定额完成率不得高于130％。

第三节工艺过程的技术经济分析

设计某一零件的工艺规程时，一般可以拟定出几种方案。

它们都能达到零件图上规定的各种技术要求，但其生产成本却不相同。

对工艺方案进行经济分析，就是比较不问的生产成本，以便在给定的生产条件下选择最经济的方案。

生产成本是制造一个零件或一台产品时所必须耗费的一切费用的总和。

由于在生产成本中，70～75％的费用与工艺过程有关，所以在比较工艺过程的经济性时，必须分析与工艺过程有关的生产费用，即工艺成本。

在进行工艺方案的经济分析时，还必须全面考虑改善劳动条件，提高劳动生产率，促进生产技术发展等问题。

原始资料

一、原材料及毛坯

材料：

40Cr

毛坯：

Φ55圆钢

二、生产纲领

年产量：

4000台；

备品率10%，废品率5%。

三、生产条件

1设备。

圆盘锯床：

G75；

车床：

CA6140、CA6150；

液压仿形车床：

CE7112；

铣端面钻中心孔机床：

XZ224；

钻床：

Z4015A；

2、工艺设备。

中心钻：

B5/18B、

500游标卡尺

模轴：

—611---7

钻头：

Φ

丝锥：

M6

通规、止规：

布氏硬度计

圆弧样板

花键滚刀

25—50外径尺。