工装课程设计(08机电)b

机电专业课程设计（机械制造工艺装备课程设计）,华中科技大学武昌分校机电与自动化学院2011-12-25,一.机械制造工艺装备课程设计导论,1.教学计划,时间：1719周 星期一五 18节。19周周四周五答辩。学分： 3学分 课程设计教室 : 0801班:11-201(辅导老师刘业武), 0802班:11-212(辅导老师胡正前), 0803班:11-301(辅导老师吴修玉), 0804班:11-517(辅导老师李 平), 0805班:11-615(辅导老师梅 伶), 0806班:11-515(辅导老师刘华英),(单独讲解),2.课程设计参考资料,机械制造技术基础 （教材） 机械制造装备设计课程设计(教材) 机械制造工艺及专用夹具设计指导 （主编:孙丽媛） 金属加工工艺及工装设计（主编:黄如林） 机床夹具设计手册 金属切削手册 机械制图国家标准,3.课程设计目的,提高综合能力 综合利用:机械制造技术基础、机械制图、工程材料、互换性与技术测量 等学科。 提高工作能力 机械制图能力、工艺设计能力、夹具设计能力、查阅资料能力 等。,学习是基础，思考是关键， 实践是根本。 学习很多理论，不去做， 是空的。所以我认为“做”是 最根本的。 杨叔子,4.希 望,课程设计为主 , 考研、应聘活动为辅 ，善安排两不误 ; 确保19周周五完满完成机械工艺装备课程设计,二.机械制造工艺装备课程设计要求,1. 课程设计题目,每班同学分成若干组，每组可多人,每组一个课程设计对象零件。 同组同学零件相同但题目不相同,同组同学设计的工艺过程可能相同，但是设计的相关工序卡片内容和工艺装备必须不同 。 课程设计的题目是:设计X X 零件的机械加工工艺规程及XXXXX 床夹具。 具体各人课程设计的题目由各班辅导老师确定.,2.工艺与装备课程设计已给条件:,零件图： 1张 。 复杂程度： 中等 。 生产类型： 4000件/年 , (中大批量),允许讨论交流 , 必须手工绘图 和手工填写工艺表格严禁夹具设计雷同，严禁全盘抄袭 !,3.课程设计要求,零件图 （1:1重画） 1张 A4-A3毛坯图 1张 A4-A3 机械加工工艺过程卡片及 1套 相关机械加工工序卡片 专用夹具总装图 1张 A1 夹具主要零件图 2张 A4-A2 (含夹具体零件图及定位零件图各1张) 课程设计说明书 1份 A4幅面 (不少于3000字),三.设计内容及6个步骤,参考:1.机械制造装备设计课程设计(教材) 2.金属加工工艺及工装设计 （主编:黄如林） 3.机械制造工艺及专用夹具设计指导 （主编:孙丽媛） 4.机械制造技术基础课程设计指南 （主编:崇凯）,1. 对零件进行工艺分析,确定生产类型: 中批或大批生产。阅读、审查、零件图纸。对零件进行工艺审查。重画零件图。,2.选择零件毛坯,(1).选择零件毛坯应考虑: 材料、力学性能、结构、外形尺寸、批量、生产条件(2).毛坯的制造方法与工艺特点(参考教材金属加工工艺及工装设计P76)(3).确定毛坯的形状、尺寸.(4).画毛坯图。画毛坯图要求及步骤如下:,画毛坯图要求及步骤,用双点画线1:1画出简化了的零件图的主要视图,将已确定的加工余量叠加到各相应的被加工表面上,即得到毛坯轮廓. 用粗实线画出毛坯形状,比例为1:1. 标注毛坯的主要尺寸和公差. 标明毛坯的技术要求,如热处理及硬度、起模斜度等. 为表达毛坯的内部结构,可画剖面图等. 注明一些特殊的余块,如工艺夹头等.,3. 拟订零件机械加工工艺规程方案,工艺规程是工厂的主要技术法规。设计工艺规程的基本要求(参考孙编机械制造工艺及专用夹具设计指导 P39 2.1.1 (1) (6) )设计工艺规程的原始资料(参考孙编设计指导P39 2.1.2 (1) (6)。)选择机床型号;选择工艺装备:夹具、刀具、量具 等;计算工时定额(省略),4.拟订零件机械加工工艺路线的步骤(参考教材金属加工工艺及工装设计P77-P85),(1).定位基准的选择(2).零件加工方法的选择(3).零件各表面加工顺序的选择(4).工序的组合(工序集中或分散)(5).初拟加工工艺路线,初拟加工工艺路线,加工顺序:按“先粗后精、先面后孔、先主后次、基准先行”的原则;热处理工序应分段穿插进行,检验工序则按需安排;初拟23个该零件的加工工艺路线,经技术经济分析后,取其中的最佳方案并实施之.,(5)工艺装备的选择,选择工艺装备的总原则是根据生产类型与加工要求,既保证加工质量,又经济合理.工艺装备的选择应与工序精度要求相适应、与生产纲领、与现有设备条件相适应.批量生产条件下,通常采用通用机床加专用工、夹具.大量生产条件下,多采用高效专用机床、组合机床流水线、自动线与随行夹具. 本次课程设计零件按批量生产条件选择工艺装备,6.填写工艺文件,工艺过程卡 工艺规程 工序卡机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡应按照JB/T9165.2-1998中规定的格式及原则填写.,工艺过程卡示例,注 意,填写工序卡片时,要绘制工序简图,仅标注本道工序所加工的尺寸及偏差。定位、夹紧装置采用简化标准符号: JB/T5601-2006详见机械制造工艺及专用夹具设计指导（主编:孙丽媛） P85,工序简图参照下图按如下要求制作,(1)简图应按比例缩小,用尽量少的视图表达,除加工面、定位面、夹紧面、主要轮廓面外，其它线条均可省略.(2)被加工表面用粗线条,其余均用细线条.(3)应标明本工序的工序尺寸、公差及粗糙度要求(4)定位夹紧表面应以规定符号标明,机械加工工序卡示例,6.设计指定工序的专用夹具,绘制装配总图 1张 A1 绘制主要零件图 2张 A4-A2(含夹具体零件图及定位件零件图各1张),7.撰写设计说明书, 具体撰写方法详见后续 :五 设计说明书 ,四. 设计实例,万向节滑动叉 铣床专用夹具（孙编设计指导P8P38）,P 34,1. 零件的分析,分析要点： 看清零件的确切形状、结构 和功能。 分清零件表面的加工要求 (表面粗糙度)。 该零件有两组需要加工的表面: 以39孔为中心的一组加工表面 以50花键孔为中心的一组加工表面 两组表面之间有一定的位置公差要求 设计基准: A B C D,39 和50是2个最主要的设计基准 应与夹具的工艺定位基准重合关键两种工艺路线方案： A、 先加工39孔为中心的一组表面， 以此为夹具定位精基准， 然后加工另一组表面。B、先加工50花键孔为中心的一组表面， 以此为夹具定位精基准， 然后加工另一组表面。 经过比较，方案 B比较好，原因是： 位置精度较易保证，定位和装夹稳固方便。,2.确定毛坯类型和制造方法及毛坯尺寸,材料: 45钢。载荷: 交变+冲击。锻件: 金属纤维连续化。(下图示)生产类型: 4000 件/年。轮廓尺寸: 较小,故适合于模锻成型画毛坯图 ,P35万向节滑动叉毛坯图,3.定位基准的选择,粗基准的选择 最初机加工时,只能采用毛坯上未加工表面作为定位基准粗基准。 若有几个未加工的表面，则应以位置精度较高的面作为粗基准。 对于轴类零件，一般以外圆为粗基准。但是若选择62外圆，则可能造成与叉部外形不对称。因此：叉部外轮廓2个V形块 65外圆卡爪,精基准的选择在后续加工中，采用已加工表面为定位基准精基准 设计基准应与定位基准重合。否则应进行尺寸换算。,4. 制订工艺路线,阅读:孙编机械制造工艺及专用夹具设计指导P9 11。,5. 机械加工余量、工序尺寸 确定,主要根据查表、经验加以确定。参考:教材金属加工工艺及工装设计P85-90 孙编机械制造工艺及专用夹具设计指导 P1113。,6. 确定切削用量,根据查表、经验加以确定。阅读:教材金属加工工艺及工装设计 P95-125 孙编机械制造工艺及专用夹具设计指导 P1323 。,7. 填写机械加工工艺过程卡片及工序卡片(孙编机械制造工艺及专用夹具设计指导 P130 附表1、附表2),工艺过程卡片填写零件的机械加工工艺路线。工序卡片填写该工序加工的参数及机床、刀具选择等。本次课程设计只要求填写设计夹具的工序的工序卡片,8. 专用夹具设计(P23)八个步骤,（1）设计目的: 提高生产效率,保证加工质量,降低劳动强度.（2）选择第道“粗铣加工工序”, 设计铣床专用夹具。,复习：机械制造技术基础 机床夹具 六点定理 两大概念： “定位” 与“夹紧” 阅读：P4851,（3） 选择设计基准定位基准： 花键孔50+0.039 它在第5道工序已经完成。 采用花键式心轴作为定位元件。 （4） 为提高工作效率， 选择气动夹紧装置。 (机械、液压、电磁、真空),（5）切削力及夹紧力的计算 计算公式查有关切削手册。（6）绘制夹具总装配图 制图符合国家标准。 标准配合夹具元件（参考孙编机械制造工艺及专用夹具设计指导 P63 表3-5）。 避免出错（参考机械制造工艺及专用夹具设计指导 P55 表2-3）。,P36 附图3 铣床夹具装备图存在问题：缺少标题栏、零件明细表。密封盖缺少垫圈及紧固件。 所以画完后，应反复检查修改。 （7） 手工绘制夹具主要零件图 P38 附图4,该图也缺少标题栏。,（8）夹具设计及操作的简要说明 阅读： 孙编机械制造工艺及专用夹具设计指导 P 25,五.机床夹具的设计要点,1. 钻床夹具的设计要点主要是钻模板和钻套的选择和设计(1).钻套作用是引导刀具以保证加工的孔的位置,提高刀具的刚度和防止其在加工中的振动钻套的类型 特殊钻套 标准钻套-固定式、可换式、快换式,标准钻套示例,标准钻套示例,钻套的结构和材料a.钻套内孔长度和钻套端面与工件间距离,b.钻套的材料 T10A或20、20Cr钢渗碳(2)钻模板钻模板上安装钻套的孔之间及孔与定位元件的位置应有足够的精度； 钻模板应具有足够的刚度，以保证钻套位置的准确性 (3)钻模的支脚钻模夹具体四周设置支脚四个支脚断面宽度机床工作台T形槽宽度,钻模的支脚,2.铣床专用夹具设计要点,(1)总体结构 由于铣削过程不是连续切削，且加工余量较大，切削力较大而方向随时都在变化。所以夹具应有足够的刚性和强度，夹具的重心应尽量低，夹具的高度与宽度之比应为1：1. 25，并应有足够的排屑空间。并设置与铣床工作台连接的耳座.,（2）对刀装置,为了调整和确定夹具与铣刀的相对位置，应正确选用对刀装置，对刀装置主要有对刀块和塞尺，对刀装置在使用塞尺方便和易于观察的位置，并应在铣刀开始切人工件的一端。,（3）定位键,为了调整和确定夹具与机床工作台轴线的相对位置，在夹具体的底面应具有两个定位键，定位键与工作台上中间T形槽相配，保证进给运动方向与工件加工表面间的正确位置。 由于刨床、平面磨床专用夹具的结构和动作原理与铣床专用夹具相近，故其设计要点可参照上述内容。,定位键与工作台中间T形槽和夹具体的连接,3.车床专用夹具设计要点,对于一些非回转体工件，要在车床上加工回转表面时，如钻孔、镗孔、车端面等，需设计车床专用夹具。车床专用夹具设计要点：（1）夹具与机床主轴连接方式要合适,（2）设计车床专用夹具应注意的问题,夹具的结构应力求紧凑、轻便、悬臂尺寸短，使重心尽可能靠近主轴； 夹具应有平衡措施，消除回转的不平衡现象，以减少振动及振动对加工质量和刀具寿命的影响，平衡重的位置应可以调节；夹紧装置除应使夹紧迅速、可靠外，还应注意夹具旋转的惯性力不应使夹紧力有小的趋势，以防回转过程中夹紧元件松脱；,车床夹具与主轴连接精度对夹具的回转精度有决定性的影响，因此回转轴线与车主轴轴线要有尽可能高的同轴度； 当主轴有高速转动、急刹车等情况时，夹具与主轴之间的连接应该有防松装置 在加工过程中，工件在夹具上应能用量具测量，切屑能顺利排出或清理。 车床专用夹具的设计要点也适用于内、外圆磨床专用夹具。,4.绘制夹具装配图的注意事项,绘图比例尽可能采用1：l，使图形具有良好的直观性。根据视图大小，也可采用其他绘图比例.用双点划线绘制工件外形轮廓、定位基准面、夹紧表面和加工表面。被加工工件在图中作透明体处理，不影响夹具元件的投影。 尽可能以操作者正面相对位置的视图为主视图，视图多少以能完整、清晰地表达夹具的工作原理、结构和各种元件间的装配关系为准。一般情况下，最好画出三视图，必要时可画出局部视图或剖面图。,装配图按工件处于夹紧状态下绘制。对某些在使用中位置可能变化且范围较大的夹具，例如夹紧手柄或其他移动或转动元件，必要时以双点划线局部地表示出其极限位。 工件在夹具上的支承定位，必须使用定位元件的定位表面，而不能以铸件夹具体上的表面与工件直接接触定位，因为铸件夹具体耐磨性差，磨损后难以修复而影响定位精度，参见下图 为减少加工表面面积和加工行程次数，夹具体上与其他夹具元件相接触的结合面一般应设计成等高的凸台。凸台高度一般高出非加工铸造表面35mm，如下图,对于标准部件或标准机构如标准液压油缸、汽缸等，可不必将结构剖示出来。 装配图绘制完后，按一定顺序引出各元件和零件的件号。一般从夹具体为件号1开始，顺时针引出各个件号。如果夹具元件在工作中需要更换(如钻、扩、铰的快换钻套)，应在一条引出线端引出三个件号。 合理标注尺寸、公差和技术要求。 夹具装配图上应画出标题栏和零件明细表，写明零件名称、数量、材料牌号等内容。 合理选择专用零件的材料和热处理。,五. 工艺装备课程设计说明书,1.说明书格式,说明书封面和设计任务书的撰写格式等按校教201171号文件撰写有关规则执行。 参考格式见校教201171号文件,2.封面内容 校教201171号文件）, 机械制造工艺装备 课程设计报告 题 目： 院 （系）： 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指