机械制造工艺及装备课程设计生产实习指导书.doc

机械工艺与装备课程生产实习指导机械工艺与装备是一门以制造技术为基础的专业课程。课程的实践性很强，涉及的知识面较广，与生产实际的联系十分密切。因此课程生产实习是本课程教学的一个重要环节，是学习过程中一个不可缺少的部分。1 生产实习目的1通过生产实习加深学生对所学专业在国民经济中所处地位和作用的认识，巩固、充实课堂教学内容，拓宽学生的专业视野，获得从书本上学不到的专业知识和本专业科技发展现状的信息。2通过生产实习，加深学生对教材的理解，学会如何把书本知识与生产实际结合起来，提高学生分析、解决工程实际问题的能力，为下一步课程设计及后继专业课程的学习、毕业设计打下坚实的基础。3通过生产实习，学生能达到会根据工厂实际情况，编制零件机械加工工艺规程、装配工艺规程，以及设计工艺装备的要求。4通过生产实习，了解先进制造技术、新材料、新工艺、新设备在生产中的应用情况和发展趋势。2 生产实习内容1毛坯车间1) 了解典型零件的毛坯制造过程与方法。2) 了解毛坯制造的主要设备与工艺装备。3) 了解毛坯的结构工艺性，了解分型面、拔模斜度、圆角半径的规定、毛坯的技术要求、存在的铸造缺陷和修补方法。2 机械加工车间1）深入分析典型零件（箱体、轴类、盘类等零件）的结构特点和技术要求，分析其结构工艺性。2）了解典型零件的现场加工工艺路线和典型表面加工方法。深入分析其加工工艺规程，熟悉零件的定位基准，注意粗基准、精基准的选用情况，了解加工顺序的安排原则，关注质量控制点和关键工序的加工方法及工艺保证措施，熟悉机械零件制造的全过程，掌握编制机械制造工艺规程的方法。3）了解重点工序所使用的机床设备及其工作原理，特别注意数控机床和加工中心的加工过程和加工特点。4）研究典型夹具的结构特点，分析零件的定位原理，了解夹紧力的作用点、作用方向和夹紧机构特点，弄清楚其定位元件、夹紧元件、对刀和引导元件、连接元件、夹具体以及其它元件在夹具中的作用，并绘制出结构草图。5）了解先进制造技术（FMS、CIMS）和新材料、新工艺、新刀具、新技术在生产中的应用情况。3 装配车间 1）了解整机或部件的工作原理、结构特点、装配技术要求，组装、部装和总装过程及装配方法。分析零、部件装配的结构工艺性，掌握装配工艺规程的编制方法。2）了解装配前的准备工作、装配方式的确定、装配工序的安排，质量控制点和关键工序的装配方法、装配精度的检验方法及工艺保证措施。3 生产实习要求要让学生树立起“一切真知来源于实践”的思想，让他们懂得课堂上学习的理论知识均是实践知识的升华。因此，必须提倡不怕苦，不怕累，不怕脏的精神，让学生务必深入车间到每台机床、每条生产线旁观摩见习，从零件的第一道工序开始到最后一道工序结束，从每道工序的工件、刀具、量具、夹具、机床到装夹方法、加工部位、加工要求、冷却方法、检测方法等都要认真观察、细心思考、勤学好问。学生应仔细做好实习日记，对主要的技术问题应配以适当的工序简图或结构草图。对典型夹具应画出结构示意图和工作原理图。但是，在参观过程中，绝对不要乱动乱摸生产设备，一定要注意安全，严防事故的发生。在生产实习过程中，学生应满足以下几点要求：1 一切行动听指挥，遵守厂纪厂规，虚心向工人、工程技术人员学习。2要求将每天实习的内容、现场观察情况和分析结果、收集的有关资料等相关内容写成实习日记，在实习日记的基础上，分专题写出实习报告。实习报告内容应包括实习时间和地点，实习目的和方法，实习过程和内容，实习收获和体会等，还要有关于机加工工艺方面的图文实例。生产实习报告图文版幅在4000字以上。3分成若干个小组，选择有关典型零件，根据所在工厂的实际情况，每个小组编制出一套较为完整的机械加工工艺规程。4生产实习地点、时间安排机械制造工艺与装备的生产实习一般应选在具有批量或大批生产能力的汽车发动机或变速箱制造厂进行。在生产实习过程中学生既要了解普通的常规加工方法和手段，又要了解先进的加工方法和手段；既要能看到由通用机床、组合机床组成的普通生产线、流水线，又要能看到由数控机床、加工中心组成的柔性生产线，以满足学生全面了解机械制造加工技术的需要。机械制造工艺与装备的生产实习原则上安排在第六学期暑假，时间为两周。具体安排如下：1）第一天，厂况介绍、安全教育、全厂参观。2）典型零件工艺过程实习3天，上午上课，下午车间生产实习。3）装配工艺实习一天，上午上课，下午车间生产实习；4）夹具设计一天，上午上课，下午车间生产实习；5）机械加工工艺作业34天。分组完成一个零件的加工工艺规程的编制。6）机动一天。5生产实习参考书1）机械制造工艺学（教材）2）机械工艺学生产实习、课程设计指导书3）金属机械加工工艺人员手册6 生产实习成绩的考核机械制造工艺与装备生产实习是一个很重要的实践教学环节，每个学生必须参加，不可缺席。如有特殊情况不能参加生产实习，必须先向指导老师说明原因，再向工业学院报告，写出书面申请，由主管教学的副院长批准方可。生产实习学分是必修学分，不能由别的学分替代。重修该学分，必须由教学秘书安排跟随下一年级生产实习补上。在生产实习期间学生要严肃认真，遵守工厂作息时间和厂规厂纪，服从指导老师和工厂管理人员的安排，不能迟到、早退和缺课，更不能随意外出和违法乱纪。指导老师要严格管理，认真记录出勤情况。虽然生产实习非常辛苦，但同学们要发扬一不怕苦，二不怕死的革命精神，克服娇气思想，处处严格要求自己，抓住生产实习这一难得的机会，多学知识，圆满完成各项生产实习任务。机械制造工艺与装备生产实习成绩根据实习期间表现，实习认真程度、实习报告质量和工艺规程作业质量等综合衡量，由实习指导老师集体讨论评定。生产实习成绩定为五个等级：优秀、良好、中等、及格和不及格。不及格者应重修。7 生产实习资料附录7.1 机械制造工艺与装备生产实习讲课提要：1连杆工艺课内容建议：（1）柴油发动机连杆的作用、要求和结构特点（略讲）； （2）柴油发动机连杆工艺流程讲解（详讲）； （3）连杆工艺过程中典型工序、刀、夹、量具解释（略讲）； （4）常用金属热处理的作用和方法简介（老师自便）； （5）讲讲机械零件工艺设计的基本程序和要求（老师自便）； （6）最好有一个连杆实物。讲课3小时左右，答疑半小时。2箱体工艺课内容建议：（1）柴油发动机机体的作用、要求和结构特点（略讲）； （2）柴油发动机曲轴机体工艺流程讲解（详讲）； （3）机体工艺过程中典型工序、刀、夹、量具解释（略讲）； （4）常用金属热处理的作用和方法简介（老师自便）； （5）如何填写工艺文件、工艺文件的种类、格式、用途、内容、要求、加工余量如何确定（老师自便）； （6）最好有一个箱体实物。讲课3小时左右，答疑半小时。3曲轴工艺课内容建议：（1）柴油发动机曲轴的作用和结构特点（略讲）； （2）柴油发动机曲轴工艺流程讲解（详讲）； （3）曲轴工艺过程的典型工序、刀、夹、量具如何解释（略讲）； （4）简介零件结构的工艺性，以及工艺员如何进行工艺审查（老师自便）； （5）最好有一个曲轴实物。讲课3小时左右，答疑半小时。4夹具工艺课内容建议：（1）专用机床夹具设计的基本步骤（略讲）； （2）专用机床夹具设计过程讲解（详讲）； （3）夹具设计中定位原理、夹紧方案（老师自便）； （4）夹具设计中要特别注意的问题（老师自便）； （5）最好有一个夹具实物。讲课3小时左右，答疑问半小时。学生基本情况：机械设计制造及自动化专业，大学本科3年级，机械制造工艺与装备、金属切削原理与刀具设计、金属材料及热处理等课程已学习完毕。7.2 柴油发动机连杆加工1 连杆的结构特点及主要技术条件分析连杆是柴油发动机的主要零件之一。它在柴油发动机中把作用于活塞顶面的膨胀气体的压力传给曲轴，又受曲轴的驱动而带动活塞压缩气缸中的气体，连杆在工作中承受着急剧变化的动载荷。连杆由连杆体及连杆盖两部分组成。连杆体与连杆盖上的大头孔用螺栓和螺母与曲轴装配在一起。175型柴油发动机连杆的大头孔内装有薄壁金属轴瓦，轴瓦有钢质的底，底的内表面浇有一层耐磨金属。在连杆体大头和连杆盖之间有一组垫片，可以用来补偿轴瓦的磨损。连杆小头用活塞销与活塞连接。小头孔内压入衬套，以减少小头孔与活塞销的磨损，同时便于在磨损后进行修理和更换。各类连杆主要技术条件基本类似，仅在数值上有差别，下面介绍175型柴油发动机连杆的主要加工工艺过程。2 175型柴油发动机连杆机械加工工艺过程工序0 锻造 锻床 磨具工序5 铣二平面 双面铣专用机床 铣夹具工序10 粗磨二平面 M7475型转盘磨床 磁力吸盘工序15 退磁退磁机工序20 钻，扩小头孔 Z535型立式钻床 滑柱式钻模工序25 锪小头孔 Z535型立式钻床工序30 拉小头孔 L55型立式拉床 拉刀工序35 粗镗大头孔 镗孔专用机床 镗夹具工序40 车大头外圆直径至75.5-0.06 C618K型车床 车夹具工序45 打成套编号工序50 粗铣螺栓孔平面 X62W型卧式铣床 三面刃铣刀工序55 精铣螺栓孔平面 X62W型卧式铣床 铣夹具工序60 钻扩铰两螺栓孔 Z535型立式钻床 钻模工序65 中间检验 平板 通用量具工序70 半精镗大头孔 镗孔专用机床 镗夹具工序75 精磨二平面 M7475型平面磨床 磁力吸盘工序80 退磁 退磁机工序85 精镗大小头孔 T760型金刚镗床 镗夹具工序90 中间检验 检验台 通用量具工序95 钻螺栓孔 台钻 钻模工序100 去毛刺 工序105 压入衬套 油压机 工序110 精镗衬套孔 T760型金刚镗床 镗夹具工序115 中间检验 检验台 检具通用量具工序120 车小头二端面及孔口倒角 车床 活心轴工序125 铣刃 X62W型卧式铣床 铣夹具工序130 去毛刺 工序135 锪螺栓孔口的倒角 台钻 钻夹具工序140 钻连杆盖定位销孔 台钻 钻夹具工序145 钻连杆体定位销孔 台钻 钻夹具工序150 去全部毛刺工序155 清洗工序160 最后检验各主要表面的工序安排如下：（1） 两端面：粗铣、粗磨、精磨。（2） 小头孔：钻孔、扩孔、拉孔、精镗、压入衬套再精镗。（3） 大头孔：粗镗、半精镗、精镗。（4） 螺栓孔：钻孔、扩孔、铰孔。7.3 铝活塞加工1.活塞的工作条件及结构特点在发动机气缸内，在一部分工作循环中活塞压缩气体，在另一部分工作循环中，气缸内的混合气体燃烧膨胀，使活塞承受高温气体的压力，并把压力经过活塞销、连杆传给曲轴。因此活塞是在高温高压下作长时间连续变负荷的往复运动。活塞的结构就要适应这样的工作条件。2. 解放牌活塞机械加工工艺过程工序0 铸造工序5 浇冒口工序10 时效处理工序15 粗车止口 C618型车床 长三爪卡盘、车刀工序20 粗镗销孔 普通车床 YG8专用镗刀工序25粗车外圆顶面，环槽 C72Q型多刀半自动车床 YG8环槽切刀工序30 铣直横槽 专用铣槽机 止口座、拉紧工具工序35 钻油孔 Z12型台钻 钻油孔夹具、3.5钻头工序40 精车止口，打中心孔 普通车床 普通车刀，2.5-3反中心钻工序45 精切环槽 C620型车床 YG8光环槽切刀工序50 精车外圆 C111D型车床 YG8普通车刀、千分尺工序55 精镗销孔 专用镗床 止口座、压紧工具、镗刀杆、YG8专用镗刀工序60 切锁环槽 普通车床 专用切槽刀、槽宽塞规工序65 精磨外圆 椭圆磨床 碳化硅砂轮、外径千分尺工序70 精车顶面及倒角 普通车床 YG8普通车刀、专用测量仪工序75 打字工序80成品检查工序85分组包装7.4 圆柱齿轮的加工1. 齿轮传动广泛应用于机床、汽车、飞机、船舶及精密仪器等行业中。因此，在生产上所用齿轮数量极大，品种也繁多。在机械制造中，齿轮生产占有极重要的地位。近年来，在提高齿轮生产率方面得到极大的发展。例如：采用精密铸造、精密锻造、粉末冶金、热扎冷挤及冷打成形新工艺，减少了切削加工量，大大地节约了材料，提高了劳动生产率，降低了生产成本，在制造出4级或3级精度齿轮，甚至已经制造出达到西德DIN3962标准中的1级精度超精密齿轮。2. 圆柱齿轮机械加工工艺过程工序0 锻造工序5 正火工序10 钻、扩孔及倒角 立钻床、钻夹具 钻、扩、倒角复合刀具工序15 拉花键孔 拉床、球面导向套 花键拉刀工序20 粗车外圆及端面 多刀半自动车床花键心轴工序25 精车外圆端面及倒角 多刀半自动车床花键心轴工序30 滚齿、留剃齿余量 Y38滚齿机 滚齿花键心轴 、A级剃前滚刀工序35 倒角 倒角机花键心轴工序40 剃齿 Y5174剃齿机剃齿花键心轴、A级剃齿刀工序45 打印、去毛刺工序50 检查工序55 渗碳淬火，齿部HRC5663工序60 校正花键孔 压床 花键推刀工序65 珩齿 珩齿机 珩齿花键中心轴、珩轮工序70 噪声测检 噪声机工序75 终结检查7.5大量生产汽车主动锥齿轮的工艺过程。工序0 铣端面、钻中心孔 、双面铣端面打中心孔 钻床工序5 车外圆、端面、切槽 多刀半自动车床工序10 车锥面 多刀半自动车床工序15 铣花键 花键铣床工序20 粗磨轴颈外圆及端面 端面外圆磨床工序25 粗磨另一轴颈外圆及端面 端面外圆磨床工序30 粗磨花键外圆 端面及外圆磨床工序35 钻十字孔5mm 台钻工序40 锪螺纹 螺纹铣床工序45 中间检验工序50 粗切齿 弧齿锥齿轮切齿机工序55 精切齿凸面 弧齿锥齿轮切齿机工序60 精切凹面 弧齿锥齿轮切齿机工序65 倒角 钻床工序70 中间检验工序75 热处理渗碳、淬火并修复中心孔工序80 精磨轴颈外圆及端面 端面外圆磨床工序85 精磨另一轴颈外圆及端面 端面的外圆磨床工序90 精磨花键外圆 端面外圆磨床工序95 校正螺纹 用板牙校正工序100 最终检验7.6 大量生产汽车第一速及倒车齿轮的工艺过程。工序0 扩孔 立式钻床工序5 车轮毂端面 车床工序10 拉花键孔 拉床工序15 精车另一端面 车床工序20 车齿坯 八轴立式车床工序25 去毛刺工序30 滚齿 双轴滚齿机工序35 倒齿端圆角 倒角机工序40 清洗 清洗机工序45 中间检验工序50 剃齿或冷挤齿 剃齿机或挤齿机工序55 修花键槽宽 压床工序60 清洗 清洗机工序65 热处理工序70 对滚 专用对滚机工序75 磨内孔 内圆磨床工序80 珩磨 蜗杆式珩齿机工序85 清洗 清洗机工序90 修理齿面 工序95 最终检验7.7 6Q1曲轴加工工序流程图毛坯转来划线铣端面打中心孔车工艺位置粗车法兰及中主轴颈粗磨第四主轴颈粗车各主轴颈及两头粗磨各主轴颈铣定位面粗车一六连杆颈粗车二、五连杆颈粗车三、四连杆颈粗磨各连杆颈轴检验工序钻斜油孔钻直油孔车大、小头中心架位置平法兰端面，车52孔平小头端面修中心孔攻丝精车法兰外圆半精磨主轴颈精磨大头外圆端面精磨小头外圆精加工52孔钻，铰法兰孔横油孔倒角铣键槽钻法兰加油孔动平衡去毛刺精磨各连杆轴颈精磨主轴颈曲轴压形抛光终检按产品图终检退伤退磁清洗入库注：有为关键工序 有为质量控制点机械制造工艺与装备课程设计指导1 设计目的机械制造工艺与装备课程设计是在学完了机械制造工艺与装备、进行了生产实习之后的下一个教学环节。它一方面要求学生通过设计获得综合运用所学过的课程知识进行工艺及结构设计的基本能力，另外也为以后毕业设计进行一次综合训练和准备。学生通过机械制造工艺与装备课程设计，应在下述各方面得到锻炼。1.能熟练运用机械制造工艺与装备课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。2.提高结构设计的能力。学生通过设计夹具（或量具）的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。3.学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处，能够做到熟练运用。2 设计要求 机械制造工艺与装备课程设计题目一律定为：设计零件的机械加工工艺规程及工艺装备。 生产纲领为中批或大批生产。 设计的要求包括以下几个部分： 零件图 1张 毛坯图 1张 机械加工工艺过程综合卡片 1张 工艺装备设计 12套 工艺装备主要零件图 1张 课程设计说明书 1份 课程实际题目由指导教师选定，经教研室主任审查签字后发给学生。 按教学计划规定，机械制造工艺与装备课程设计总学时数一般为2周，其进度及时间大致分配如下： 熟悉零件，画零件图 约占8% 选择加工方案，确定工艺路线和工艺尺寸，填写工艺过程综合卡片 约占25% 工艺装备设计（画总装图及主要零件图） 约占45% 编写设计说明书 约占14% 准备及答辩 约占8%3 设计内容步骤3.1 零件进行工艺分析，画零件图学生在得到设计题目之后，应首先对零件进行工艺分析。其主要内容包括：1.分析零件的作用及零件图上的技术要求；2.分析零件主要加工表面的尺寸、形状以及位置精度、表面粗糙度以及设计基准等；3.分析零件的材质，热处理及机械加工的工艺性。零件图应按机械制图国家标准仔细绘制。除特殊情况经指导教师同意外，均按1：1比例画出。零件图标题栏如图1所示。3.2 选择毛坯的制造方式毛坯的选择应该以生产批量的大小、零件的复杂程度、加工表面以及非加工表面的技术要求等几方面综合考虑。正确地选择的毛坯的制造方式，可以使整个工艺过程更加经济合理，故应慎重对待。在通常情况下，主要应以生产性质来决定。3.3 制定零件的机械加工工艺路线3.3.1 制订工艺路线。在对零件进行分析的基础上，制订零件的工艺路线和划分粗、精加工阶段。对于比较复杂的零件，可以先考虑几个加工方案，分析比较后，再从中选择比较合理的方案。3.3.2 选择定位基准，进行必要的工序尺寸计算。根据粗、精基准选择原则选定各工序的定位基准。当某工序的定位基准与设计基准不相符时，需对它的工序尺寸进行换算。3.3.3 选择机床及工、夹、量、刃具。机床设备的选用应当既要保证加工质量，又要经济合理。在成批生产条件下，一般应采用通用机床和专用工夹具。3.3.4 加工余量及工序间尺寸公差，按经济精度确定。一个表面的总加工余量，则为该表面各工序余量之和。在本设计中，对各种加工表面的余量及公差，学生可根据指导教师的决定，直接从机械制造工艺设计简明手册中查得。3.3.5 切削用量的确定。在机床、刀具、加工余量等已确定的基础上，要求学生用公式计算12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册中查得。3.3.6 画毛坯图。在加工余量已确定的基础上画毛坯图，要求毛坯轮廓用粗实线绘制，零件的实体尺寸用双点线绘出，比例取1：1。同时应在图上标出毛坯的尺寸、公差、技术要求、毛坯制造的分模面、圆角半径和起模斜度等。3.3.7 填写机械加工工艺过程综合卡片。将前述各项内容以及各工序加工简图，一并填入机械加工工艺过程综合卡片，卡片的尺寸规格见图2。1.工序简图可按比例缩小，并尽量用较少的投影绘出。简图中的加工表面用粗实线表示。对定位、夹紧表面应以规定符号表明。最后，应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。2.工序简图中的定位、夹紧符号应符合机械工业部标准JB/ZI74-82的规定，摘要如表1及表2所示。3.4 工艺装备设计要求学生设计为加工给定零件所必须的夹具12套。具体的设计项目可根据加工需要由学生本人提出并经指导教师同意后确定。所设计的夹具其零件数以2040件为宜，即应具有中等以上的复杂程度。结构设计的具体步骤如下：3.4.1 确定设计方案，绘制结构原理示意图。设计方案的确定是一项十分重要的设计程序，方案的优劣往往决定了夹具设计的成功与失败，因此必须充分地进行研究和讨论，以确定最佳方案，而不应急于绘图，草率行事。学生在确定夹具设计的方案时应当遵循的原则是：确保加工质量，结构尽量简单，操作省力高效，制造成本低廉。这四条原则如果单独拿出来分析，有些是互相矛盾的。而设计者的任务，就是要在设计实践中，综合上述四条，通盘考虑，灵活运用所学的知识，结合实际情况，注意分析研究，考虑互相制约的各种因素，确定最合理的设计方案。3.4.2 选择定位元件，计算定位误差。在确定设计方案的基础上，应按照加工精度的高低，需要消除自由度的数目及粗、精加工的需要，按有关标准正确地选择定位元件。选择好定位元件之后，还应对定位误差进行计算。计算结果如超差时，需要改变定位方法或提高定位元件、定位表面的制造精度，以减少定位误差，提高加工精度。有时甚至要从根本上改变工艺路线的安排，以保证零件的加工能顺利的进行。3.4.3 计算所需要的夹紧力，设计夹紧机构。设计时所进行的夹紧力计算，实际上是经过简化了的计算。因为此时计算所得，仅为零件在切削力、夹紧力的作用下按照静力平衡条件而求得的理论夹紧力。为保证零件装夹的安全可靠，实际所需的夹紧力要比理论的夹紧力大，即应对理论夹紧力乘以安全系数k。k的大小可由有关手册中查得，一般k=1.52.5。应该指出，由于加工方法、切削刀具以及装夹方式千差万别，夹紧力的计算在有些情况下是没有现成公式可以套用的，所以需要同学根据过去所学的理论进行分析研究，以决定合理的计算方法。夹紧机构的功用就是将动力源的力正确、有效地施加到工件上去。同学们可以根据具体情况，选择并设计杠杆、螺旋、偏心、铰链等不同的夹紧机构，并配以手动、气动或液动的动力源，将夹具的设计工作逐步完善起来。3.4.4 画夹具装配图。画夹具装配图是夹具设计工作中重要的一环。画夹具图时，应当注意和遵循以下几点：1.本设计中，要求按1：1的比例画夹具总装图。被加工零件在夹具上的位置，要用双点划线表示，夹紧机构应处于“夹紧”的位置上。2.注意投影的选择。应当用最少的投影将夹具的结构完全清楚的表达出来。因此，在画图之前，应当仔细考虑各视图的配置与安排。3.所设计的夹具，不但机构要合理，结构也应当合理，否则都不能正常工作。图3a所示为机构不合理的例子：一个圆形零件用V形块定位并用二个压板夹紧。由于这个夹具是用双向正反螺杆带动两个压板作自动定心夹紧的，因此这个零件存在有重复定位。图3b是经过修改后的设计，零件仍由V形块定位，双头螺杆压板系统可以沿横向移动而只起压紧作用，从而解决了重复定位的问题。图4所示为一个铰链夹紧机构的例子。该例从机构学的角度考虑是合理的。但铰链机构中的滚子、销轴磨损或出现制造、装配误差时，滚子的移动就会超过死点而最终导致机构的失效，因此这个夹具还有不合理之处。如果在拉杆上增加一个调整环节，那么这套夹具不但在机构上是合理的，在结构上也是合理的了（图5）。4.要保证夹具与机床的相对位置及刀具与夹具的相对位置的正确性，即夹具上应具备定位键及对刀装置。这可在本手册附录中查得。5.运动部件的运动要灵活，不能出现干涉和卡死的现象。回转工作台或回转定位部件应有锁紧装置，不能在工作中松动。6.夹具的装配工艺性和夹具零件（尤其是夹具体）的可加工性要好。7.夹具中的运动零部件要有润滑措施，夹具的排屑要方便。8.零件的选材、尺寸公差的标注以及总装技术要求要合理。为便于审查零件的加工工艺性及夹具的装配工艺性，从教学要求出发，各零部件尽量不采用简化法绘制。装配图的标题栏规格、形式如图6所示。9.对夹具装配图上尺寸标注要求。在夹具装配图上，一般只要求标注四种尺寸，即轮廓尺寸、配合尺寸、与加工有关联的尺寸及与机床有关联的尺寸。(1)轮廓尺寸。即夹具的长、宽、高尺寸。如果夹具有活动部件，则应将活动部件的移动极限用双点划线画出，并标出尺寸。(2)配合尺寸。夹具总装图上的所有配合表面均应标出其尺寸与配合公差。(3)与加工有关联的尺寸。例如，对刀块到被加工零件定位基面的尺寸、钻套中心线到被加工零件定位基面的距离等。(4)与机床有关联的尺寸。例如，铣床夹具上定位键的宽度尺寸要专门标出，夹具与机床连接时放置螺栓的槽宽与槽距也要标出。车床卡盘与主轴的定位锥面的锥度与直径或定位圆柱面的尺寸、配合及联结螺纹的尺寸、规格等。此外，夹具装配图上还应标出形位公差要求。如刀具的导向件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夹具安装基面的平行度或垂直度要求等。3.5编写设计说明书学生完成上述全部工作之后，应将前述工作依先后顺序编写设计说明书一份。说明书要求语言简练，文字通顺，并用计算机按A4纸的规格打印出来。并装订成册。4 设计成绩的考核课程设计的全部图样及说明书应有设计者及指导教师的签字。未经指导教师签字的设计，不能参加答辩。由教研室教师组成答辩小组，设计者本人应首先对自己的设计进行1015min的讲解，然后进行答辩。每个学生的答辩总时间，一般不超过3045min。课程设计成绩根据平时的工作情况、工艺分析的深入程度、工艺装备的设计水平、图样的质与量、独立工作能力以及答辩情况综合衡量,由答辩小组讨论评定。答辩成绩定为五级：优秀、良好、中等、及格和不及格。机械制造工艺与装备课 程 设 计 说 明 书设计题目 汽车零件“万向节滑动叉”机械加工工艺 规程及工艺装备设计（年产量为8000件）设 计 者 指导教师 大学教研室年 月 日 大 学机械制造工艺与装备课程设计任务书题目：汽车“万向节滑动叉”机械加工工艺规程及工艺装备设计（年产量50000）内容：1. 零件图 1张 2. 毛坯图 1张3. 机械加工工艺过程综合卡片 1张 4. 结构设计装配图 1张 5. 结构设计零件图 1张 6. 课程设计说明书 1份班 级 学 生 指 导教 师 教研室主任 年 月序 言机械制造工艺与装备课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。1 零件的分析1.1 零件的作用题目所给定的零件是解放牌汽车底盘传动轴上的万向节滑动叉（见附图1），它位于传动轴的端部。主要作用一是传递扭矩，使汽车获得前进的动力；二是当汽车后桥钢板弹簧处在不同的状态时，由本零件可以调整传动轴的长短及其位置。零件的两个叉头部位上有两个39+0.027 -0.010mm的孔，用以安装滚针轴承并与十字轴相连，起万向联轴节的作用。零件上65mm的外圆内为50mm花键孔与传动轴端部的花键轴相配合，用于传递动力之用。1.2 零件的工艺分析万向节滑动叉共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下：1.2.1 以39mm孔为加工中心的加工表面这一组加工表面包括：两个39+0.027 -0.010mm的孔及其倒角， 尺寸为1180 -0.07mm与两个孔39+0.027 -0.010相垂直的平面，还有在平面上的四个M8螺孔。其中，主要加工表面为39+0.027 -0.010mm的两个孔。1.2.2 以50mm花键孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：50+0.039 0mm十六齿方齿花键孔，55mm阶梯孔，以及65mm的外圆表面和M601mm的外螺纹表面。这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：1. 50mm花键孔与39+0.027 -0.010mm二孔中心连线的垂直度公差为100：0.2；2. 39mm二孔外端面对39mm孔垂直度公差为0.1mm；3. 50+0.039 0mm花键槽宽中心线与39mm中心线偏转角度公差为2。由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的位置精度要求。2 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为45钢。考虑到汽车在运行中要经常加速及正、反向行驶，零件在工作过程中则经常承受交变载荷及冲击性载荷，因此应该选择锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。由于零件产量为8000件，已达大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用模锻成型。这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。2.2 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。2.2.1 粗基准的选择。对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。但对本零件来说，如果以65mm外圆（或62mm外圆）表面作为基准（四点定位），则可能造成这一组内外圆柱表面与零件的叉部外形不对称。按照有关粗基准的选择原则 （即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准）， 现选取叉部两个 39+0.027 -0.010mm孔的不加工外轮廓表面作为粗基准， 利用一组共两个短V形块支承这两个39+0.027 -0.010的外轮廓作主要定位面，以消除 四个自由度，再用一对自动定心的窄口卡爪，夹持在65mm外圆柱面上，用以消除 两个自由度，实现完全定位。2.2.2 精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。2.3 制订工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。2.3.1 工艺路线方案一工序1 车外圆62mm，60mm，车螺纹M601mm。工序2 两次钻孔并扩钻花键底孔43mm，锪沉头孔55mm。工序3 倒角530。工序4 钻Rc1/8底孔。工序5 拉花键孔。工序6 粗铣39mm二孔端面。工序7 精铣39mm二孔端面。工序8 钻、扩、粗铰、精铰两个39mm孔至图样尺寸并锪倒角245。工序9 钻M8mm底孔6.7mm，倒角120。工序10 攻螺纹M8mm，Rc1/8。工序11 冲箭头。工序12 检查。2.3.2 工艺路线方案二工序1 粗铣39mm二孔端面。工序2 精铣39mm二孔端面。工序3 钻39mm二孔（不到尺寸）。工序4 镗39mm二孔（不到尺寸）。工序5 精镗39mm二孔，倒角245。工序6 车外圆62mm，60mm，车螺纹M601mm。工序7 钻、镗孔43mm，并锪沉头55mm。工序8 倒角530。工序9 钻Rc1/8底孔。工序10 拉花键孔。工序11 钻M8mm螺纹的底孔6.7mm孔，倒角120。工序12 攻螺纹M8mm，Rc1/8。工序13 冲箭头。工序14 检查。2.3.3 工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工以花键孔为中心的一组表面，然后以此为基准面加工39mm二孔；而方案二则与此相反，先是加工39mm孔，然后再以此二孔为基准加工花键孔及其外表面。两相比较可以看出，先加工花键孔后再以花键孔定位加工39mm二孔，这时的位置精度较易保证，并且定位及装夹等都比较方便。但方案一中的工序8虽然代替了方案二中的工序3、4、5，减少了装夹次数，但在一道工序中要完成这么多工作，除了选用专门设计的组合机床（但在成批生产时，在能保证加工精度的情况下，应尽量不选用专用组合机床）外，只能选用转塔车床，利用转头进行加工。而转塔车床目前大多适用于粗加工，用来在此处加工39mm二孔是不合适的，因此决定将方案二中的工序3、4、5移入方案一，改为两道工序加工。具体工艺过程如下：工序1 车外圆62mm，60mm，车螺纹M601mm。粗基准的选择如前所述。工序2 两次钻孔并扩钻花键底孔43mm，锪沉头孔55mm，以62mm外圆为定位基准。工序3 倒角530工序4 钻Rc1/8锥螺纹底孔。工序5 拉花键孔。工序6 粗铣39mm二孔端面，以花键孔及其端面为基准。工序7 精铣39mm二孔。工序8 钻孔两次并扩孔39mm。工序9 精镗并细镗39mm二孔，倒角245。工序7、8、9的定位基准与工序6相同。工序10 钻M8mm螺纹底孔，倒角120。工序11 攻螺纹M8mm，Rc1/8。工序12 冲箭头。工序13 检查。以上加工方案大致看来还是合理的。但通过仔细考虑零件的技术要求以及可以采取的加工手段之后，就会发现仍有问题，主要表现在39mm两个孔及其端面加工要求上。图样规定：39mm二孔中心线应与55mm花键孔垂直，垂直公差为100：0.2；39mm二孔与其外端面应垂直，垂直度公差为0.1mm。由此可以看出：因为39mm二孔的中心线要求与55mm花键孔中心线相垂直，因此，加工及测量39mm孔时应以花键孔为基准。这样做，能保证设计基准与工艺基准相重合。在上述工艺路线制订中也是这样做了的。同理，39mm二孔与其外端面的垂直度（0.1mm）的技术要求在加工与测量时也应遵循上述原则。但在已制订的工艺路线中却没有这样做：39mm孔加工时，以55mm花键孔定位（这是正确的）；而39mm孔的外端面加工时，也是以55mm花键孔定位。这样做，从装夹上看似乎比较方便，但却违反了基准重合的原则，造成了不必要的基准不重合误差。具体来说，当39mm二孔的外端面以花键孔为基准加工时，如果两个端面与花键孔中心线已保证绝对平行的话（这是很难的），那么由于39mm二孔中心线与花键孔仍有100:0.2的垂直度公差，则39mm孔与其外端面的垂直度误差就会很大，甚至会造成超差而报废。这就是由于基准不重合而造成的恶果。为了解决这个问题，原有的加工路线可仍大致保持不变，只是在39mm二孔加工完了之后，再增加一道工序：以39mm孔为基准， 磨39mm二孔外端面。这样做，可以修正由于基准不重合造成的加工误差，同时也照顾了原有的加工路线中装夹较方便的特点。因此，最后的加工路线确定如下：工序1 车端面及外圆62mm，60mm