设计材料及加工工艺+答案

设计材料及加工工艺+答案第一篇：设计材料及加工工艺+答案2014设计材料及加工工艺期末总结第一章概论1.产品造型设计的三个要素及相互关系。产品设计的三要素：产品的功能、产品的形态、材料与工艺功能与形态建立在材料与工艺基础上，各种材料的的特性因加工特性不同而体现出不同的材质美，从而影响产品造型设计。2.材料的特性有哪些？固有特性：物理特性：(1)物理性能：密度、硬度(2)(力学)机械性能：强度、弹性和塑性、脆性和韧性、刚度、耐磨性等(3)热性能：导热性、耐热性、热胀性、耐燃性、耐火性(4)电性能：导电性、电绝缘性(5)磁性能：铁磁性、顺磁性、抗磁性(6)光性能：对光的反射、折射、透射化学特性：(1)抗氧化性(2)耐腐蚀性(3)耐候性派生特性：（1）加工特性（2）感觉特性（3）环境特性（4）经济性第二章材料的工艺特性1什么是材料的工艺性？材料适应各种工艺处理要求的能力。材料的工艺性包括成型加工工艺、连接工艺、表面处理工艺材料成型加工工艺的选择。（1）去除成形（减法成形）在坯料成形过程中，将多余部分去除而获得所需形态，如车削、铣削、刨削、磨削等。（2）堆积成形（加法成形）通过原料堆积获得所需形态。如铸造、焙烧、压制、注射成型。（3）塑性成形坯料在成形过程中不发生重量变化，只有形状的变化，如弯曲、压制、压延等。材料表面处理的目的、工艺类型及选择。表面处理的目的:（1）保护产品（2)赋予产品一定的感觉特性工艺类型及选择A表面精加工工艺技术：研磨、抛光、喷砂、蚀刻效果：平滑、光亮、肌理B表面层改质工艺技术：化学处理、阳极氧化效果：特定的色彩、光泽C表面被覆技术：镀层、涂层（PVD、CVD）、珐琅、表面覆贴效果：覆盖产品材料，表面呈现覆贴材料的效果。快速成型的原理及特点，了解几种快速成型技术。快速成型的原理：是基于离散、堆积原理而实现快速加工原型或零件的加工技术。过程：1）利用计算机辅助设计（CAD）技术，建立零件的三维模型；2）对该三维（3D）模型进行分层离散处理，将三维模型数据变成二维(2D)平面数据。把3D模型离散为沿某一方向的多个平面，将3D模型变成2D截面轮廓信息。（相当于把立体切成一层层薄片）。3）将二维平面数据传输给快速成型系统中的工作执行部件。4）该执行部件按特定的成型方法，按截面轮廓形状信息进行逐点扫描，将薄板材料逐层进行加工，逐层堆积形成三维实体。5）后处理成为实体原型/零件。快速成型的特点：实体加工→层片加工，不用刀具、模具，加工难度降低，成型速度提高。（1）实现了设计与制造一体化（2）设计易达性（3）快速性。缩短产品开发周期。（4）产品材料的广泛性。了解几种快速成型技术：（1）光固化成型（又称SLA成型工艺）目前RP领域中最普遍的制作方法，利用液态光敏树脂聚合物进行选择性固化成型，成型机为立体平板印刷机。原理：按特定的路径，数控激光扫描液态光敏树脂，每扫描一层就固化生成零件的一个截面，平台下降一个液面……，3D实体应用：制作塑料件1）中、小型零件2）中空的立体树脂模，可代替蜡膜，作为铸造浇注用模具，制作各种精密合金铸件。（2）选择性激光烧结成型（又称SLS成型工艺）在激光照射下，利用各种固态烧结粉末（金属、陶瓷、树脂）进行选择性烧结成型。成型原理：按特定的路径，数控激光扫描粉末，每扫描一层就烧结固化生成零件的一个截面层，平台下降一层，覆盖一层粉末，……，3D实体应用：1）直接做商品样件2）作为铸造浇注用陶瓷/金属模具和其他模具。（3）熔丝沉积成型（又称FDM成型工艺）原理：利用电加热方式，使用丝状材料（石蜡、金属、塑料、低熔点合金），将丝材在喷头中加热至略高于熔点，使丝材成熔融状态。在数控状态下喷头做X-Y平面扫描，将熔融的材料从喷嘴喷射出来，涂敷在工作台上，冷却后生成零件的一个截面层，平台上移一层，……，3D实体。应用：制作中、小型塑料零件（4）分层实体成型（又称LOM成型工艺）层叠成型法laminatedobjectmanufacturing--LOM原理：以薄片材（纸、塑料薄膜、复合材料，片材背面涂有热熔胶，）为原材料，在数控状态下，激光按实体截面轮廓切割薄片材，切割完一层利用热碾压装置是该层与下层粘合在一起，然后下层切割，……，进层层叠加形成3D实体。应用：制作尺寸较大的零件第三章材料的感觉特性材料的感觉特性包含的内容1）触觉质感2）视觉质感3）自然质感4）人为质感质感设计及其作用材料的质感是设计材料的一个重要特征，质感设计是工业产品造型设计中一个重要的方面，是对工业产品造型设计的技术性和艺术性的先期规划。质感设计的形式美法则：调和与对比法则，主从法则。质感设计的运用原则：合理地使用材料，艺术性地使用材料，创造性地使用材料。作用：1）提高适用性通过触觉质感设计2）增加宜人性通过视觉质感设计3）塑造产品的精神品味产品的精神品味就是产品的意境4）达到产品的多样性和经济性良好的人为质感设计可替代和弥补自然质感5）创造全新的产品风格大胆选择材料，非常规手段加工处理材料，将差异很大的材料组合在一起材料抽象表达的含义面对一种材料，人们往往会产生种种感觉，种种感觉的扩张，种种感觉与感觉的联系，就会产生将材料做这样或那样处理的种种有意或无意的设计行为，这种设计行为就称为材料的抽象表达。材料的抽象表达不仅体现了装饰性，还体现了设计师的设计理念，即表达了设计作品外在质感与内在情感的有机结合，从知觉的角度将材料视做有生命的物，富裕作品新的生命力。材料的抽象表达对设计有直接意义。材料作为设计的表现主体，以其自身的固有特性和感觉特性参与设计构思，其审美特征被充分挖掘，为设计提供了新的思路、新的视觉经验和新的心理感觉。材料的美感有哪些？色彩美感，肌理美感，光泽美感，质地美感，形态美感第四章材料与环境绿色设计的特征、原则及方向绿色设计的特征：1）环境协调性将环境问题、产品的性能与造型设计各因素进行综合考虑，防止产品在满足功能的过程中对环境产生污染破坏，产品报废时避免或尽量减少有害废弃物，实现最低的成本、最高的重复利用和再生利用。2）价值创造性A结构与零部件设计的结构技术的更新B材料与工艺选择的污染防范技术的运用C人与环境整体关系中，进行创新设计，提高产品总体价值。3）功能全程性绿色设计认为产品的的生命周期为：从产品制造、使用、以至使用结束后的处理及回收的整个过程。绿色设计是将产品的功能与价值贯穿到产品开发直至废弃全过程的设计思想与策略。绿色设计的原则：1)研究：产品的环境对策。研究产品全生命周期过程对人和自然的影响，在设计过程中充分考虑环境效益，尽量减少对环境的副作用。2)保护：最大限度保护环境。措施：减少原材料的使用，降低自然资源的消耗，降低各种技术、工艺对环境的破坏。3)减量化：减少物质浪费与环境破坏。措施：设计中减少产品体量，精简产品结构，加工过程中降低能耗，流通环节降低成本，消费过程中减少污染。4)回收：产品废弃物中有利用价值的资源或部件5)再利用：①利用零件的互换性更换零件，重新启用装置②将废弃装置中有用的零件拆卸出来重新利用。6)再生：将废弃物作为资源回收绿色设计的方向：1）绿色产品的设计（1）产品的简约设计目的：降低资源与能源消耗措施：产品体量：轻、薄、短、小。产品结构：结构精简。产品品质：高性能。（2）产品的可拆卸设计2）绿色包装设计目标：降低包装成本，降低包装废弃物对环境的污染.对策：无包装设计、可再利用包装设计3)开发绿色能源绿色能源——耗能低、环保性好、储量丰富及可再生能源。4)创造有生命的材料第五章金属材料及加工工艺1金属材料的分类1）按金属材料构成元素分类构成元素分：黑色金属：生铁(C＞2.11%)，钢(C0.0218%~2.11%)分为碳素钢和合金钢工业纯铁(C＜0.0218%)有色金属：铝及铝合金，铜及铜合金，其他金属基合金特殊金属材料：非晶态金属、形状记忆合金、减震合金、超导合金等2）按材料性能和用途分类金属结构材料、金属功能材料3）按材料加工工艺分类铸造金属材料、变形金属材料、粉末冶金材料4）按材料密度分类轻金属、重金属金属材料的基本特性金属材料具有晶体结构、金属键结合。1）金属特有的色彩、光泽，光反射能力，不透明。2）优良的力学性能高弹性模量、熔点、强度、刚度、韧性3）优良的加工性能铸造成型、塑性成型、切削加工、焊接4）表面工艺性好适于各种表面处理工艺5）电与热的良导体6）可制备金属间化合物，与其他金属或非金属元素形成多元合金7）化学性质活泼，易于氧化。3金属材料的成型加工工艺有哪些？铸造，金属塑性加工，切削加工，焊接加工，粉末冶金（1）铸造的主要工艺、特点及应用主要工艺：（1）砂型铸造（2）熔模铸造（3）金属型铸造（4）压力铸造（5）离心铸造铸造的特点：1）优点：生产成本低，工艺灵活性大，适应性强，可铸出各种复杂形状，适合不同材料，批量生产。2）缺点：晶粒粗大，工艺复杂，易产生缺陷，铸件力学性能比锻件和焊件差。砂型铸造：在砂型中生产铸件的铸造方法，以型砂和芯砂为造型材料制成铸型，液态金属在重力下充填铸型来生产铸件的铸造方法。特点：所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，是铸造生产中的基本工艺。应用：钢铁和大多数有色合金铸件。熔模铸造：又称“失蜡铸造”，通常是在蜡模表面涂上数层耐火材料，待其硬化干燥后，将其中的蜡模熔去而制成型壳，再经过焙烧，然后进行浇注，而获得铸件的一种方法，由于获得的铸件具有较高的尺寸精度和表面光洁度，故又称“熔模精密铸造”。特点：工艺过程较复杂，且不易控制，使用和消耗的材料较贵，故它适用于生产形状复杂、精度要求高、或很难进行其它加工的小型零件，如涡轮发动机的叶片等。应用：可用熔模铸造法生产的合金种类有碳素钢、合金钢、耐热合金、不锈钢、精密合金、永磁合金、轴承合金、铜合金、铝合金、钛合金和球墨铸铁等。金属型铸造：又称硬模铸造，它是将液体金属浇入金属铸型，以获得铸件的一种铸造方法。铸型是用金属制成，可以反复使用多次（几百次到几千次）。金属型铸造目前所能生产的铸件，在重量和形状方面还有一定的限制，如对黑色金属只能是形状简单的铸件；铸件的重量不可太大；壁厚也有限制，较小的铸件壁厚无法铸出。优点：铸件表面光洁度和尺寸精度均优于砂型铸件，铸件的组织结构致密，力学性能较高应用：适用于中小型有色金属铸件和铸铁铸件的生产。压力铸造：实质是在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸型(压铸模具)型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。离心铸造：将液态金属浇入旋转的铸型里，在离心力作用下充型并凝固成铸件的铸造方法。特点：金属液在离心力作用下充型和凝固，金属补缩效果好，铸件外层组织致密，非金属夹杂物少，机械性能好；不用造型、制芯，节省了相关材料及设备投入。铸造空心铸件不需浇冒口，金属利用率可大大提高。因此对某些特定形状的铸件来说，离心铸造是一种节省材料、节省能耗、高效益的工艺，但须特别注意采取有效的安全措施。应用：大批生产管、筒类铸件，如铁管、铜套、缸套、双金属钢背铜套、耐热钢辊道、无缝钢管毛坯等，还可用于轮盘类铸件。（2）塑型加工的主要工艺：1）锻造2）压制3）挤压4）拔制5）冲压（3）切削加工工艺：1）车削2）铣削3）刨削4）磨削5）钻削6）镗削7）钳工金属材料的普通热处理工艺有哪些？退火、正火、淬火、回火金属材料的表面处理技术（一）前（预）处理目的：清除工件表面的污物、锈蚀及氧化皮等，清洁表面。方法：机械处理、化学处理、电化学处理（二）表面装饰技术1）表面着色：化学着色、电解着色、阳极氧化染色、镀覆、珐琅、涂覆、热处理着色2）表面肌理工艺：表面锻打、研磨、抛光、镶嵌、蚀刻第六章高分子材料及加工工艺1高分子材料的特点A可分割性B弹性C可塑性：加热后塑性成性能好D绝缘性：对电、热、声的绝缘性能好高分子材料的三种力学状态及在成型加工中的意义玻璃态高弹态Tg-Tf大（高弹）形变、可逆黏流态>Tf大形变、不可逆Tg与Tf的意义（1）含义Tg---高分子材料使用的温度上限，高于Tg时，变形大或断裂，Tg衡量材料的耐热性。Tf----高分子材料的成型温度，成型加工难易的标志。（2）实际应用常温下呈玻璃态，则该聚合物用作塑料。常温下呈高弹态，则该聚合物用作弹性材料，如橡胶。塑料的性能特点塑料能自由成型并易加工。虽然塑料制品的性能,根据其种类、成型条件及使用环境等变化较大,但与其它材料相比较,塑料具有良好的综合特性。1）多数塑料制品有透明性,并富有光泽,能着鲜艳色彩。2）质轻,耐振动与冲击,比强度高（按单位质量计算的强度）减摩、耐磨和自润滑，减震消音，具有柔韧性和弹性。3）塑料电绝缘性、热物理性能好。4）优良的化学稳定性能，耐腐蚀性好。5）塑料成型容易、加工方便,能大批量生产。塑料的主要成型工艺注射、挤出、吹塑、压制塑料二次加工工艺中的二次热成型热塑性塑料在一定温度下可以软化、熔融流动，冷却后获得一定的形状，再加热又可再软化乃至熔融流动，所以二次成型仅适用于热塑性塑料。将热塑性塑料加热到一定温度T(Tg﹤T﹤Tf),利用模具进行成型。热成型方法有多种,成型过程中对坯件施加的压力,基本上都是以真空、气压或机械压力三种方法为基础加以组合或改进而成的。塑料的表面处理工艺涂饰、镀饰、烫印、压花、彩饰等。按热行为分类，塑料分为哪几种？每种塑料各举几个应用实例。热塑性塑料：1）聚乙烯塑料（PE）薄膜：线型低密度聚乙烯地膜覆盖用薄膜（应用最多）、农用大棚薄膜、包装用薄膜、果品保鲜用薄膜、防化膜、其他吹塑超薄薄膜等。型材，中空制品（水壶）和注射制品。2）聚丙烯塑料（PP）工农业：喷灌管、化工管道、板材、电缆包覆和护套、打包带、包装袋、瓦楞板等。机械零件：法兰、齿轮、手把、接头、汽车水、油箱壳体、电视机壳体等。日用品：水杯、食具、玩具、饮料、药品容器、包装薄膜如玻璃纸透明。纺织品：丙纶纤维、无纺布等。3）聚苯乙烯塑料（PS）用于制作透明或色泽鲜艳的各类制品，如文具、灯具、灯饰、室内外装饰、化妆品装饰、果盘，电子工业、仪表设备外壳、车灯罩、光学零件（三棱镜、透镜），另外用悬浮法制成不同密度的泡沫塑料可做隔音包装、隔音、防震、救生材料等。4）聚氯乙烯塑料（PVC）衣物类工农业：农用薄膜（透气、透紫外线）、雨布耐酸、碱管、绝缘层、电线管、医药卫生器具。国防：结构零件。建材：墙板、天花板、目前大量用于饰条、室内门窗、塑钢门窗等。5）ABS塑料电器部件：电器外壳、电话机外壳、电视机外壳、笔记本电脑外壳、显示器外壳等；汽车部件：台面等用品：旅行箱、安全帽等；板材：电冰箱内衬、建筑门窗、百叶窗管材：ABS管、管件等其它：该材料电镀性能良好，可获得金属质感的电器零件外观、奖牌、饰件等6）聚酰胺塑料（PA）俗称尼龙轴承、滚轮、齿轮、叶片、密封圈、电缆接头，薄膜、管材，假发，棉纶。大型汽车壳体7）聚碳酸酯塑料（PC）机械结构、包装材料，开关，电器，电视机面板，照相机电动工具壳体，薄膜，建筑采光板8）氟塑料热热塑性薄膜、管材、棒料、轴承、垫圈、阀门、各种型材及零件等，适用于高温和环境恶劣条件下使用。热固性塑料：酚醛塑料（PF）应用：电子管插座、开关、灯头及电话机第七章木材及加工工艺1.木材的构造、性能特点木材的构造：木材来自树木，树木由根、干、枝、叶等部分组成，我们所说的木材主要来自树木的树干部分，是由树木砍伐后经初步加工而得的，是由纤维素、半纤维素和木质素等组成。树干是木材的主要部分，由树皮、木质部和髓心三部分组成。性能：1）木材由疏松多孔的纤维素和木质素构成，因树种的不同，密度也不同，一般为0.3-0.8g/cm3，木材的密度直接受含水率变化的影响。2）木材具有天然的色泽和美丽的花纹。3）具有平衡和调节空气的作用4）具有可塑性5）易于加工成型和添饰6）良好的绝缘性能7）易变性，易燃8）各向异性木材的成型加工工艺及连接方法木材加工的基本方法：1）锯割：最常用2）刨削：主要工艺之一。木材经过刨削加工后，可以获得尺寸和形状准确、表面平整光洁的构件。3）凿削：木制品构件间结合的基本形式是框架榫孔结构。4）铣削：木工铣削机床是一种万能设备，既可用来截口、起线、开榫、开槽等直线成型表面加工和平面加工，又可用于曲线外形加工。5）弯曲成型：是用实木软化弯曲或层积木材弯曲成型制作曲木部件的方法。连接方法：1）榫结合2）胶结合3）钉结合4）板材拼接方式第八章无机非金属材料及加工工艺1玻璃的性能特点1）强度：抗压强度较高，抗拉强度较低2）硬度：脆性材料，硬度较大，比一般金属硬，不能用普通刀具进行切割3）光学性能：高度透明的物质，具有一定的光学常数、光谱特性，可吸收或透过紫外线和红外线、感光、光变色、光存储和显示等重要光学性能。4）电学性能：常温下是电的不良导体，具有较高电阻率，可做绝缘材料。温度升高，导电性迅速提高，熔融状态变为良导体。5）热性质：导热性很差，制品越厚，承受温度急剧变化的性能越差。6）化学稳定性：较稳定。耐酸腐蚀性较好，耐碱腐蚀性较差。玻璃的主要成型方法1）压制成型：在模具中加入玻璃熔料加压成型。多用于玻璃盘碟、玻璃砖的制作。2）吹制成型：最常见，将玻璃黏料压制成雏形型块，再将压缩气体吹入处于热熔态的玻璃型块中，使之吹胀成为中空制品。主要用以制造空心产品，水杯、灯泡等。3）压延成型：用金属辊将玻璃熔体压成板状制品。用于生产压花玻璃、夹丝玻璃。4）拉制成型：利用机械拉引力将玻璃熔体制成制品，分为垂直拉制和水平拉制。用于生产平板玻璃、玻璃管、玻璃纤维。5）浮法成型：是生产平板玻璃的主要工艺方法。质量较高。玻璃的二次成型加工及表面处理玻璃制品的二次加工：冷加工：1）研磨2）抛光3）切割4）磨边5）喷砂6）钻孔7）车刻又称刻花热加工：1）火焰切割2）火抛光3）锋利边缘的烧口表面处理：包括表面着色、表面涂层、玻璃表面光滑面与散光面的形成。1）玻璃彩饰：描绘、喷花、贴花、印花2）玻璃蚀刻：利用氢氟酸的腐蚀作用，使玻璃获得不透明毛面的方法。第九章复合材料及加工工艺1复合材料的性能特点1）比强度（强度/密度）、比模量（弹性模量/密度）高2）良好的抗疲劳性能3）良好的减摩、耐磨性能4）减振能力强5）高温性能好6）化学稳定性好7）成型工艺简单灵活2常用复合材料的特点及应用（1）玻璃纤维增强塑料特点：质轻，坚硬，比强度高，耐腐蚀性、绝热性和电绝缘性良好应用：用于制作化工设备、汽车车身、船体等大型结构件，广泛用于化工、机械、建筑、运输等方面（2）碳纤维增强材料特点：强度比钢大、比重比铝小的新颖材料，与玻璃纤维比，碳纤维具有高强度、高模量的特点。在隔绝空气的条件下、经高温碳化，都可制成碳纤维或石墨纤维。在2000℃以下烧成的称为碳纤维。应用：可用来增强塑料、金属和陶瓷。了解复合材料的几种成型加工工艺1）手糊成型：以手工业为主2）纤维缠绕成型3）模压成型4）喷射成型5）其他成型：连续成型、离心成型、树脂注射成型、回转成型、裱衬成型第十章产品设计中材料的选择与开发产品设计用材料的选择：1.实用性原则：1）材料的外观：主要考虑材料的感觉特性2）材料的使用性能：主要由材料的固有特性决定2.工艺性原则：材料应具有良好的工艺性能，符号和造型设计中成型工艺、加工工艺和表面处理的要求，应与加工设备及生产技术相适应。3.经济性原则：在满足设计要求的基础上，尽量降低成本，优先选用资源丰富、价格低廉的材料，使产品具有较强的竞争力，以获得最大的经济效益。4.环境性原则：材料选用要从环保的角度考虑，符合绿色设计要求，选用有利于生态环境保护的材料。5.创新性原则：新材料的出现为产品设计提供更广阔的前景，满足产品设计的要求。第二篇：零件加工工艺设计目录1.零件的加工工艺设计-----------------------11.1零件的工艺性审查1.2基准的选择2.拟定机械加工工艺路线--------------------32.1确定各加工表面的加工方法及路线3.选择机床设备及工艺设备-----------------74.小结-------------85.参考文献-------91.零件的加工工艺设计1.1零件的工艺性审查1.1.1零件的结构特点该零件是用三孔形成，中间孔为支力点，常常靠两头的小孔来传递动力作用，其中作为支力点的大孔为Φ90H6，小孔及耳部分别为Φ35H6和Φ25H6。1.1.2主要技术要求零件的主要技术要求为：连杆不得有裂纹、夹渣等缺陷。热处理后226～271HBS。1.2基准的选择1.2.1毛坯的类型及制造方法零件材料为45钢，考虑零件形状，应用模锻毛坯。由于零件是中批量生产，所以设备要充分利用，以减少投资、降低成本。故确定工艺的基本特征：毛坯采用效率高和质量较好的制造方法：拟定成的工艺过程卡和机械加工工序卡片。1.2.2确定毛坯的制造方法和技术要求。由于该零件的尺寸不大，而且工件上有许多表面不切削加工，故模锻。毛坯的技术要求：1.不得有裂纹、夹渣等缺陷/2.锻造拔模斜度不大于7·3.正火处理226～271HBS4.喷砂，去毛刺1.2.3绘制毛坯图270±0.11.2.4基准选择由于该零件多数尺寸及形位公差以Φ90H6孔及端面为设计基准，因此首先将Φ60H6端面加工好，为后续加工基准。根据粗、精基准选择的原则，确定各加工表面的基准。（1）Φ90H6孔端面：零件外轮廓（粗基准）（2）Φ35H6孔及Φ90H6孔端面（粗加工）：Φ90H6孔端面（3）Φ35H6孔及Φ90H6孔端面（精加工）：Φ90H6孔端面（4）Φ25H6孔端面：Φ90H6孔端面（5）三孔：Φ90H6孔端面2.拟定接写加工工艺路线该三孔连杆零件加工表面：大头孔、小头孔及耳部端面。根据各加工表面的精度要求和粗糙度要求。Φ90H6孔加工路线为：粗镗—精镗。加工方法为镗。Φ35H6孔加工路线为：钻—粗镗—精镗，加工方法为钻。Φ25H6孔：钻—粗镗—精镗，加工方法为钻。2.2拟定加工工艺路线方案（一）工序一模锻毛坯工序二正火处理工序三喷砂，去毛刺工序四铣大头孔端面工序五以大头孔端面位基准铣小头孔端面工序六以大头孔端面位基准铣耳部孔端面工序七钻小头孔至Φ29mm，耳部至Φ19mm.工序八粗镗三孔，大头孔Φ88mm，小头孔Φ33mm，耳部孔Φ24mm.工序九精镗三孔，大头孔Φ90mm，小头孔Φ35mm，耳部孔Φ25mm.工序十修钝各处突棱，去毛刺工序十一检验各部尺寸及精度工序十二探伤检查无损探伤检查，零件有无裂纹及夹渣等工序十三油封入库方案（二）工序一模锻毛坯工序二正火处理工序三喷砂，去毛刺工序四铣大头孔端面工序五以大头孔端面位基准铣小头孔端面工序六以大头孔端面位基准铣耳部孔端面工序七粗镗三孔，大头孔Φ88mm，小头孔Φ33mm，耳部孔Φ24mm.工序八精镗三孔，大头孔Φ90mm，小头孔Φ35mm，耳部孔Φ25mm.工序九修钝各处突棱，去毛刺工序十检验各部尺寸及精度，探伤检查无损探伤检查。零件有无裂纹及夹渣等工序十一油封入库方案（三）工序一模锻毛坯工序二正火处理工序三喷砂，去毛刺工序四铣大头孔端面工序五钻小头孔至Φ29mm，耳部至Φ19mm.工序六粗镗三孔，大头孔Φ88mm，小头孔Φ33mm，耳部孔Φ24mm.精镗三孔，大头孔Φ90mm，小头孔Φ35mm，耳部孔Φ25mm.工序七以大头孔端面位基准铣小头孔端面工序八以大头孔端面位基准铣耳部孔端面工序九修钝各处突棱，去毛刺工序十检验各部尺寸及精度，探伤检查无损探伤检查，零件有无裂纹及夹渣等工序十一油封入库工艺方案（一）是按工序分散原则组织工序，铣大头孔面可在普通机床上用V型块夹紧，装夹加工，Φ35H6孔与Φ25H6孔可在普通钻床上钻模加工，其精度可在镗床上达到。优点是可以采用通用机床和通用夹具及专用夹具。缺点是工艺路线长，增加了工件的装夹次数。由与零件的形状不规则，加工面分散，而且生产纲领已确定。中批量生产，可以尽量工序集中来提高生产效率。工艺方案（二）是按工序集中组织原则，其优点是工艺路线短，减少工件装夹次数，易与保证加工面的相互位置精度，需要机床数量少，减少工件在工序间的运输，减少辅助时间和准备时间。工艺方案（三）也按工序集中原则组织工序其优点是路线短，所用机床数量少，但起先空后面加工，不易保证位置精度。综上说述三方案的优点，选择第一方案。1.选择机床设备及工艺装备工序一模锻压力机钢尺工序四立式铣床，高速钢三面刃铣刀，组合夹具，0—200/0.02mm游标卡尺工序五立式铣床，高速钢三面刃铣刀，组合夹具，0—200/0.02mm游标卡尺工序六卧式铣床，高速钢三面刃铣刀，组合夹具，0—200/0.02mm游标卡尺工序七Z33S—1钻床，Φ29mm和Φ19mm.直柄麻花钻，组合夹具，0—200/0.02mm游标卡尺工序八卧式镗床，硬质合金车刀，组合夹具，0—200/0.02mm游标卡尺工序九卧式镗床，硬质合金车刀，组合夹具，0—200/0.02mm游标卡尺工序十二磁力探伤仪小结机械制造工艺课程设计是培养学生独立思考和协同工作能力的重方法。理论知识固然重要，但实践才是检验真理的唯一标准。作为学生，我们不只是学。学以致用才是最终目标，也是老师对我们的期望。通过三个礼拜的摸索，我们加强了对CAD绘图软件的学习和巩固，以及增加了在查手册、找资料、解决问题的方法等方面的能力。此外，也在潜移默化中加强了对课本上理论知识的正确认识。当然在此过程中少不了指导老师柴京富的领导，师傅领进门，修行在个人，期间我们深深感受到了您作为老师的职责。您始终让我们独立思考，让我们在方法上得到了锻炼。在此，我非常感谢柴老师您对我们的悉心教导和孜孜教诲。我定不辜负您对我们的期望。相信我们以后还能在您的领导下搞课程设计！第三篇：底座加工工艺及其夹具设计目录目录................................................................................................................................................1第1章引言.....................................................................................................................................2第2章零件分析.............................................................................................................................32.1零件的作用.......................................................................................................................32.2零件的工艺分析...............................................................................................................3第3章工艺规程设计.....................................................................................................................43.1确定毛坯的制造形式.......................................................................................................43.2毛坯的设计.......................................................................................................................43.3选择定位基准...................................................................................................................53.3.1精基准的选择.......................................................................................................53.3.2粗基准的选择.......................................................................................................63.4制定工艺路线...................................................................................................................73.4.1工艺路线...............................................................................................................7第4章确定切削用量及基本工时.................................................................................................9第5章夹具设计...........................................................................................................................175.1设计夹具的目的.............................................................................................................175.2本课题夹具设计.............................................................................................................175.3问题的提出.....................................................................................................................175.4定位基准的选择.............................................................................................................175.5切削力及夹紧力计算.....................................................................................................185.6定位误差分析.................................................................................................................195.7夹具设计及操作简要说明.............................................................................................19设计小结.........................................................................................................................................20参考文献.........................................................................................................................................21第1章引言随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。“工欲善其事，必先利其器。”工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。底座的加工工艺规程及其铣侧面的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。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，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。第2章零件分析2.1零件的作用图2.1零件图底座是一种基础零件，是整个机械装置的主体，起密封、定位的作用，因此，对于关键联接部位要求加工精度比较高。2.2零件的工艺分析底座零件的材料为HT150，灰铸铁属于脆性材料，故不能锻造和冲压。但灰铸铁的铸造性能和切削加工性能优良。零件有2组加工面他们有位置度要求。以下是本零件需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：(1)一组是以底面为基准的加工面，这组面主要是下底面，U形槽及其凸台，尺寸90所对应的两侧面，尺寸50所对应的两侧面。(2)以Φ13孔为基准的加工面，这组加工面主要是弧形槽，R2槽。第3章工艺规程设计3.1确定毛坯的制造形式零件材料为HT150，由于零件为10000件/年，属于中批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为2级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。3.2毛坯的设计底座零件材料为HT150，毛坯重约5Kg。生产类型为成批生产，采用砂型铸造，机械翻砂造型，2级精度组。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，对毛坯初步设计如下：1.底座的下端面该底座的下端面粗糙度都是6.3，只要进行铣加工就能满足光洁度要求。根据资料可知，选取加工余量等级为G，选取尺寸公差等级为9级。所以根据相关资料和经验可知，底座的下端面的单边余量为2mm，符合要求。2.U形槽及其凸台U形槽凸台表面粗糙度为12.5，只要粗铣即可满足要求，其加工余量为2mm,U形槽表面粗糙度为12.5，只要粗铣即可满足要求，其加工余量为2mm,3.尺寸90所对应的两侧面，尺寸50所对应的两侧面尺寸90所对应的两侧面表面粗糙度为6.3，经过粗铣加工即可以，选用单边余量为2mm。尺寸50所对应的两侧面表面粗糙度为1.6，需经过精加工，选用单边余量为2mm。根据上述原始资料及加工工艺，确定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，这样毛坯的尺寸就可以定下来了，毛坯的具体形状和尺寸见图3.1“底座”零件毛坯简图。图3.1“底座”零件毛坯图3.3选择定位基准正确地选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容，也是保证零件加工精度的关键。定位基准分为精基准、粗基准和辅助基准。在最初加工工序中，只能用毛坯上未经加工的表面作为定位基准(粗基准)。在后续工序中，则使用已加工表面作为定位基准(精基准)。在制定工艺规程时，总是先考虑选择怎样的精基准以保证达到精度要求并把各个表面加工出来，然后再考虑选择合适的粗基准把精基准面加工出来。另外，为了使工件便于装夹和易于获得所需加工精度，可在工件上某部位作一辅助基准，用以定位。应从零件的整个加工工艺过程的全局出发，在分析零件的结构特点、设计基准和技术要求的基础上，根据粗、精基准的选择原则，合理选择定位基准。3.3.1精基准的选择①“基准重合”原则应尽量选用被加工表面的设计基准作为精基准，即“基准重合”的原则。这样可以避免因基准不重合而引起的误差。②“基准统一”原则应选择多个表面加工时都能使用的定位基准作为精基准，即“基准统一”的原则。这样便于保证各加工表面间的相互位置精度，避免基准变换所产生的误差，并简化夹具的设计制造工作。③“互为基准”原则当两个表面的相互位置精度及其自身的尺寸与形状精度都要求很高时，可采用这两个表面互为基准，反复多次进行精加工。④“自为基准”原则在某些要求加工余量尽量小而均匀的精加工工序中，应尽量选择加工表面本身作为定位基准。此外，精基准的选择还应便于工件的装夹与加工，减少工件变形及简化夹具结构。需要指出的是，上述四条选择精基准的原则，有时是相互矛盾的。例如，保证了基准统一就不一定符合基准重合等等。在使用这些原则时，要具体情况具体分析，以保证主要技术要求为出发点，合理选用这些原则。对于精基准而言，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，进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。3.3.2粗基准的选择①若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应选该表面为粗基准。②在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件上每个表面都要加工，则应以加工余量最小的表面作为粗基准。这样可使这个表面在加工中不致因加工余量不足，造成加工后仍留有部分毛面，致使工件报废。③在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件有的表面不需要加工时，则应以不加工表面中与加工表面的位置精度要求较高的表面为粗基准。若既需保证某重要表面加工余量均匀，又要求保证不加工表面与加工表面的位置精度，则仍按本原则处理。④选作粗基准的表面，应尽可能平整和光洁，不能有飞边、浇口、冒口及其他缺陷，以便定位准确，装夹可靠。⑤粗基准在同一尺寸方向上通常只允许使用一次，否则定位误差太大。但是，当毛坯是精密铸件或精密锻件，毛坯质量高，而工件加工精度要求又不高时，可以重复使用某一粗基准。粗基准的选择：对于零件的加工而言，粗基准的选择对后面的精加工至关重要。从零件图上可以看出，底座零件还算比较规则，所以粗基准容易选择。为了保证底面及其它加工表面的位置精度的要求，选择底座底面作为粗基准，加工出U形槽凸台面，再以U形槽凸台面精加工出底面，然后以此为精基准，加工其它表面。3.4制定工艺路线3.4.1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成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。方案一工序Ⅰ：铸造工序Ⅱ：时效处理工序Ⅲ：以底面为粗基准，铣U形槽凸台面。工序Ⅳ：铣底面工序Ⅴ：铣U形槽工序Ⅵ：铣尺寸90两端面工序Ⅶ：粗铣尺寸50工序Ⅷ：钻孔Φ13工序Ⅸ：铣弧形槽工序X：铣R2槽工序XI：检验方案二0.0250两端面，精铣尺寸500.0250两端面工序Ⅰ：铸造工序Ⅱ：时效处理工序Ⅲ：粗铣底面工序Ⅳ：铣U形槽凸台面工序Ⅴ：精铣底面工序Ⅵ：铣U形槽，工序Ⅶ：铣尺寸90两端面，工序Ⅷ：钻孔Φ13工序Ⅸ：粗铣尺寸50工序X：铣弧形槽工序XI：铣R2槽工序XII：检验工艺方案一和方案二的区别在于方案一工序比较集中，方案二工序比较分散，工序集中比较利于中小批量生产，工序分散适合大批量工业化生产，在本设计中，选用工序集中，并配以较多的专用夹具，比较合适，因此，本工艺设计选用方案一。0.0250两端面，精铣尺寸500.0250两端面第4章确定切削用量及基本工时工序Ⅲ：以底面为粗基准，铣U形槽凸台面1.选择刀具及机床刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用YG8，机床采用X5028立式铣床ap=2mm，d0=30mm，v=42.5m/min，z=3。2.决定铣削用量。1）决定铣削深度因为加工余量不大，一次加工完成ap=2mm2）决定每次进给量及切削速度根据X5028型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出fZ=0.2mm/齿，则ns1000v100042.5451r/mind30按机床标准选取nw＝475r/minv当nw＝475r/min时dnw100030475100044.75m/minfm=fZznW=0.2×3×475=285mm/min3）计算工时切削工时：l47mm，l19mm，l23mm，则机动工时为tmll1l247930.18min.nwf285两个凸台，2tm20.180.36min工序Ⅳ：铣底面1.选择刀具及机床刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用YG8，机床采用X5028立式铣床ap=2mm，d0=130mm，v=42.5m/min，z=8。2.决定铣削用量。1）决定铣削深度因为加工余量不大，一次加工完成ap=2mm2）决定每次进给量及切削速度根据X5028型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出fZ=0.2mm/齿，则ns1000v100042.5104r/mind130按机床标准选取nw＝118r/minv当nw＝104r/min时dnw1000130118100048.17m/minfm=fZznW=0.2×8×104=166mm/min3）计算工时切削工时：l152mm，l19mm，l265mm，则机动工时为tm工序Ⅴ：铣U形槽1.选择刀具及机床ll1l21529651.36min.nwf166刀具选取不重磨损硬质合金圆周铣刀，刀片采用YG8，机床采用X61W万能铣床ap=1mm，d0=120mm，v=42.5m/min，z=20。2.决定铣削用量。1）决定铣削深度因为加工余量不大，一次加工完成ap=1mm2）决定每次进给量及切削速度根据X5028型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出fZ=0.1mm/齿，则ns1000v100042.5112.8r/mind120按机床标准选取nw＝125r/minv当nw＝125r/min时dnw1000120125100051m/minfm=fZznW=0.1×20×125=250mm/min3）计算工时切削工时：l37mm，l110mm，则机动工时为tmll1l237100.188min.nwf250两个U形槽，2tm20.1880.376min工序Ⅵ：铣尺寸90两端面1.选择刀具及机床刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用YG8，机床采用X5028立式铣床ap=2mm，d0=60mm，v=42.5m/min，z=6。2.决定铣削用量。1）决定铣削深度因为加工余量不大，一次加工完成ap=2mm2）决定每次进给量及切削速度根据X5028型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出fZ=0.2mm/齿，则ns1000v100042.5225r/mind60按机床标准选取nw＝235r/minv当nw＝235r/min时dnw100060235100044.3m/minfm=fZznW=0.2×6×235=282mm/min3）计算工时切削工时：l98mm，l19mm，l230mm，则机动工时为tm铣两个面，ll1l2989300.486min.nwf2822tm20.4860.972min.0.0250工序Ⅶ：粗铣尺寸50粗铣尺寸500.0250两端面，精铣尺寸500.0250两端面两端面1.选择刀具及机床刀具选取不重磨损硬质合金圆周铣刀，刀片采用YG8，机床采用X5028立式铣床ap=1.5mm，d0=49mm，v=42.5m/min，z=6。2.决定铣削用量。1）决定铣削深度因为加工余量不大，一次加工完成ap=1.5mm2）决定每次进给量及切削速度根据X5028型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出fZ=0.2mm/齿，则ns1000v100042.5276r/mind49按机床标准选取nw＝300r/minv当nw＝300r/min时dnw100049300100046.16m/minfm=fZznW=0.2×6×300=360mm/min3）计算工时切削工时：l98mm，l19mm，l230mm，则机动工时为tm精铣尺寸500.0250ll1l2989300.38min.nwf360两端面1.选择刀具及机床刀具选取不重磨损硬质合金圆周铣刀，刀片采用YG8，机床采用X5028立式铣床ap=0.5mm，d0=50mm，v=42.5m/min，z=6。2.决定铣削用量。1）决定铣削深度因为加工余量不大，一次加工完成ap=0.5mm2）决定每次进给量及切削速度根据X5028型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出fZ=0.2mm/齿，则ns1000v100042.5276r/mind4913按机床标准选取nw＝300r/minv当nw＝300r/min时dnw100050300100047m/minfm=fZznW=0.2×6×300=360mm/min3）计算工时切削工时：l98mm，l19mm，l230mm，则机动工时为tm工序Ⅷ：钻孔Φ13ll1l2989300.38min.nwf360机床：Z550立式钻床刀具：根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻Φ131)进给量取f=0.13mm/r2)切削速度V=24~34m/min.取V=30m/min3)确定机床主轴转速ns=1000vc100030735r/min=13dw与735r/min相近的机床转速为735r/min。现选取nw=735r/min。所以实际切削速度vc=dn5137351000=10001.34m/min5)切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。tmll1l2;其中l20mm;l1=4mm;l2=3mm;nWftm=2×（ll1l22043）=2×（）=0.282(min)nwf7350.13工序Ⅸ：铣弧形槽1.选择刀具及机床刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用YG8，机床采用X5028立式铣床ap=2mm，d0=13mm，v=42.5m/min，z=2。2.决定铣削用量。1）决定铣削深度因为加工余量不大，10次加工完成ap=2mm2）决定每次进给量及切削速度根据X5028型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出fZ=0.2mm/齿，则ns1000v100042.51041r/mind13按机床标准选取nw＝950r/minv当nw＝950r/min时dnw100013950100038.779m/minfm=fZznW=0.2×2×950=380mm/min3）计算工时切削工时：l30.37mm则机动工时为，十次走刀tmlnwf1030.37103.2min.380加工两个2tm23.26.4min工序X：铣R2槽1.选择刀具及机床刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用YG8，机床采用X5028立式铣床ap=2mm，d0=4mm，v=42.5m/min，z=2。2.决定铣削用量。1）决定铣削深度因为加工余量不大，2次加工完成ap=2mm2）决定每次进给量及切削速度根据X5028型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出fZ=0.2mm/齿，则ns1000v100042.53383r/mind4按机床标准选取nw＝1180r/minv当nw＝1180r/min时dnw100041180100014.82m/minfm=fZznW=0.2×2×1180=472mm/min3）计算工时切削工时：l10mm则机动工时为，2次走刀tmlnwf21020.04min.47216第5章夹具设计5.1设计夹具的目的在机械制造的机械加工、检验、装配、焊接和热处理等冷、热工艺过程中，使用着大量的夹具。所谓夹具就是一切用来固定加工对象，使之占有正确位置，接受施工或者检测的装置。在机械制造中采用大量的夹具，机床夹具就是夹具中的一种。它装在机床上，使工件相对刀具与机床保持正确的相对位置，并能承受切削力的作用。机床夹具的作用主要有以下几个方面：较容易、较稳定地保证加工精度，因为用夹具装夹工件时，工件相对机床（刀具）的位置由夹具来保证，基本不受工人技术水平的影响，因而能较容易、较稳定地保证工件的加工精度；提高劳动生产率，因为采用夹具后，工件不需要划线找正，装夹也方便迅速，显著地减少了辅助时间，提高了劳动生产率；扩大机床的使用范围，因为使用专用夹具可以改变机床的用途、扩大机床的使用范围，例如，在在车床或摇臂转床上安装镗模夹具后，就可以对箱体孔系进行镗削加工；改善劳动条件、保证生产安全，因为使用专用机床夹具可以减轻工人的劳动强度、改善劳动条件，降低对工人操作技术水平的要求，保证安全。5.2本课题夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。由指导老师的分配，决定设计第工序Ⅵ：铣尺寸90两端面。5.3问题的提出本夹具主要用于铣尺寸90两端面，铣面之前，底面与U形槽已加工出来，本道工序加工精度要求不是很高，为此，本夹具主要考虑如何提高生产效率。5.4定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此道工序没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。我们采用已加工的底面、和U形槽为定位基准，用底面、定位销和一定位挡销限制工件六个自由度，为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺母压板作为夹紧机构。5.5切削力及夹紧力计算刀具：高速钢端铣刀φ60mmz=6机床：x5028型立式铣床由[3]所列公式得FCFapXFqfzzaeFzyud0VnwF查表9.4—8得其中：修正系数kv1.0CF30qF0.83XF1.0yF0.65uF0.83aP2z=6wF0代入上式，可得F=1889.4N因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数K=K1K2K3K4其中：K1为基本安全系数1.5K2为加工性质系数1.1K3为刀具钝化系数1.1K4为断续切削系数1.1所以FKF3772N（2）夹紧力的计算选用夹紧螺钉夹紧机由Nf1f2KF其中f为夹紧面上的摩擦系数，取f1f20.25F=Pz+GG为工件自重NF7544Nf1f2由于7544N不是很大，经校核：满足强度要求，夹具安全可靠，5.6定位误差分析本工序对面加工精度要求不高，采用本夹具能满足加工要求。5.7夹具设计及操作简要说明在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择了压板夹紧方式。本工序为切削力较大，手动夹紧就能达到本工序的要求，但是要注意拧到位。本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。设计小结课程设计是培养学生综合运用所学知识、发现、提出、分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。通过本次课程设计，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。对我来说，收获最大的是那些分析和解决问题的方法与能力。在整个设计过程中，我发现像我们这些学生最缺少的是经验，没有感性的认识，空有理论知识，有些东西很可能与实际脱节。此次设计需要我们将学过的相关知识都系统地联系起来，从中暴露出自身的不足，以待改进。通过此次设计，我懂得了只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重。在设计的过程中也发现了自己的不足之处：对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说不懂公差的确定、工时定额怎么计算、夹紧机构的具体应该怎么设计等等。通过此次设计，又把以前所学过的知识重温了一次。这次课程设计使我受益匪浅，为我今后的学习和工作打下了一个坚实而良好的基础。在此衷心感谢老师和同学的帮助和指导。参考文献[1]艾兴、肖诗纲.切削用量简明手册.机械工业出版社，1994年.[2]李益民.机械制造工艺设计简明手册.机械工业出版社，1994年.[3]哈尔滨工业大学、上海工业大学.机床夹具设计.上海科学技术出版社，1983年.[4]东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学.机床夹具设计手册.上海科学技术出版社，1990年.[5]郭宗连、秦宝荣.机械制造工艺学.中国建材工业出版社，1997年.[6]冯道.机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册.安徽文化音像出版社，2003．[7]马贤智.机械加工余量与公差手册.中国标准出版社，1994．12．[8]王光斗.机床夹具设计手册.上海科学技术出版社，2002．8．第四篇：数控加工工艺作业1-3答案第1章数控加工的切削基础作业一、单项选择题1、切削脆性金属材料时，材料的塑性很小，在刀具前角较小、切削厚度较大的情况下，容易产生（C）。（A）带状切屑（B）挤裂切屑（C）单元切屑(D)崩碎切屑2、切削用量是指（D）。（A）切削速度（B）进给量（C）切削深度（D）三者都是3、粗加工切削用量选择的一般顺序是（A）。（A）ap-f-vc（B）ap-vc-f（C）vc-f-ap（D）f-ap-vc4、确定外圆车刀主后刀面的空间位置的角度有（B）。（A）go和ao（B）ao和Kr′（C）Kr和ao（D）λs和Kr′5、分析切削层变形规律时，通常把切削刃作用部位的金属划分为（C）变形区。（A）二个（B）四个（C）三个（D）五个6、在切削平面内测量的车刀角度是（D）。（A）前角（B）后角（C）楔角（D）刃倾角7、车削用量的选择原则是：粗车时，一般（A），最后确定一个合适的切削速度v。（A）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f；（B）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f；（C）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f；（D）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f。8、车削时的切削热大部分由（C）传散出去。（A）刀具（B）工件（C）切屑（D）空气9、切削用量三要素对刀具耐用度的影响程度为（C）（A）背吃刀量最大，进给量次之，切削速度最小；（B）进给量最大，背吃刀量次之，切削速度最小；（C）切削速度最大，进给量次之，背吃刀量最小；（D）切削速度最大，背吃刀量次之，进给量最小；10、粗车细长轴外圆时，刀尖的安装位置应（C），目的是增加阻尼作用。（A）比轴中心稍高一些（B）与轴中心线等高（C）比轴中心略低一些（D）与轴中心线高度无关11、数控编程时，通常用F指令表示刀具与工件的相对运动速度，其大小为（AC）。（A）每转进给量f（B）每齿进给量fz（C）进给速度vf（D）线速度vc12、刀具几何角度中，影响切屑流向的角度是（B）。（A）前角；（B）刃倾角；（C）后角；（D）主偏角。13、切断、车端面时，刀尖的安装位置应（B），否则容易打刀。（A）比轴中心略低一些；（B）与轴中心线等高；（C）比轴中心稍高一些；（D）与轴中心线高度无关。14、（A）切削过程平稳，切削力波动小。（A）带状切屑（B）节状切屑（C）粒状切屑（D）崩碎切屑15、为提高切削刃强度和耐冲击能力，脆性刀具材料通常选用（B）。（A）正前角；（B）负前角；（C）0°前角；（D）任意前角。二、判断题（正确的打√，错误的打×）1、用中等切削速度切削塑性金属时最容易产生积屑瘤。(√)2、在金属切削过程中，高速加工塑性材料时易产生积屑瘤，它将对切削过程带来一定的影响。(×)3、刀具前角越大，切屑越不易流出、切削力也越大，但刀具的强度越高。（×）4、主偏角增大，刀具刀尖部分强度与散热条件变差。（√）5、精加工时首先应该选取尽可能大的背吃刀量。（×）6、外圆车刀装得低于工件中心时，车刀的工作前角减小，工作后角增大。（√）7、进给速度由F指令决定，其单位为m/min。（×）8、前角增加，切削力减小，因此前角越大越好。（×）9、背吃刀量是根据工件加工余量进行选择的，因而与机床功率和刚度无关。（X）10、选择合理的刀具几何角度以及适当的切削用量都能大大提高刀具的使用寿命。（√）三、简答题1、将根据加工要求规定的主后刀面中间部分的平均磨损量VB允许达到的最大值作为磨钝标准。刀具从刃磨后开始切削，一直到磨损量到达磨钝标准为止所经过的总切削时间T，称为刀具的耐用度。影响刀具耐用度的因素有：（1）切削用量（2）刀具几何参数（3）刀具材料（4）工件材料2、前角的作用和选择原则是什么？前角的作用：①影响切削区域的变形程度②影响切削刃与刀头的强度、受力性质和散热条件③影响切屑形态和断屑效果④影响已加工表面质量合理前角的选择原则：①加工塑性材料取较大的前角；加工脆性材料取较小的前角②当工件材料的强度、硬度低，可以取较大的前角；当工件材料强度、硬度高，应取较小的前角。③刀具材料的抗弯强度和冲击韧性较低时，应取较小的前角。④粗加工应取较小前角甚至负前角；精加工应取较大前角。⑤工艺系统刚性差和机床功率小时，应选取较大的前角，以减小切削力和振动。⑥数控机床和自动线用刀具，为使刀具工作的稳定性，宜取较小的前角。3、主偏角的作用和选择原则是什么？主偏角的作用主要影响刀具耐用度，已加工表面粗糙度及切削力的大小。主偏角的选择原则：（1）粗加工和半精加工，硬质合金车刀一般选用较大的主偏角，以利于减少振动，提高刀具耐用度和断屑。（2）加工很硬的材料，如冷硬铸铁和淬硬钢，为减轻单位长度切削刃上的负荷，改善刀头导热和容热条件，提高刀具耐用度，宜取较小的主偏角（10°-30°）。（3）工艺系统刚性低时，应取大主偏角，甚至主偏角κr≥90°,以减小背向力，从而降低工艺系统的弹性变形和振动。（4）单件小批生产，希望一两把刀具加工出工件上所有的表面，则选取通用性较好的45°车刀或90°车刀。（5）需要从工件中间切入的车刀，以及仿形加工的车刀，应适当增大主偏角和副偏角。4、切削液的作用有哪些？（1）冷却作用（2）润滑作用（3）清洗作用（4）防锈作用5、什么是积屑瘤？如何抑制积屑瘤的产生切削塑性金属材料时,常在切削刃口附近黏结一个硬度很高的楔状金属块,它包围着切削刃且覆盖部分前面,这种楔状金属块称为积屑瘤.积屑瘤的防止:（1）控制切削速度从而控制切削温度。（2）适当降低进给量，减少刀与屑的接触长度。(3）增大前角，减小前刀面上的摩擦。(4）采用润滑性能良好的切削液。（5）提高工件材料的硬度、降低塑性。第2章数控机床刀具的选择作业一、单项选择题1、切削刃形状复杂的刀具宜采用（D）材料制造较合适。（A）硬质合金（B）人造金刚石（C）陶瓷（D）高速钢2、用硬质合金铰刀铰削塑性金属材料时，由于工件弹性变形的影响，容易出现（C）现象。（A）孔径收缩（B）孔径不变（C）孔径扩张3、刀具切削部分材料的硬度要高于被加工材料的硬度，其常温硬度应在（C）。（A）HRC45－50间（B）HRC50－60间（C）HRC60以上4、数控机床一般采用机夹可转位刀具，与普通刀具相比机夹可转位刀具有很多特点，但（A）不是机夹可转位刀具的特点。（A）刀具要经常进行重新刃磨（B）刀片和刀具几何参数和切削参数的规范化、典型化（C）刀片及刀柄高度的通用化、规则化、系列化（D）刀片或刀具的耐用度及其经济寿命指标的合理化5、YG类硬质合金主要用于加工（A）材料（A）铸铁和有色金属（B）合金钢（C）不锈钢和高硬度钢（D）工具钢和淬火钢6、下列那种刀具材料硬度最高（A）（A）金刚石（B）硬质合金（C）高速钢（D）陶瓷7、刀具材料在高温下能够保持较高硬度的性能称为（B）。（A）硬度（B）红硬性（C）耐磨性（D）韧性和硬度8、HRC表示（D）。（A）布氏硬度（B）硬度（C）维氏硬度（D）洛氏硬度9、JT/BT/ST刀柄柄部锥度为（A）。（A）7：24；（B）1：10；（C）1：5；（D）1：1210、HSK刀柄柄部锥度为（B）。（A）7：24；（B）1：10；（C）1：5；（D）1：1211、车削阶梯轴时，主偏角Kr的大小应满足（A）。（A）Kr≥90°（B）Kr≥75°（C）Kr≤90°（D）Kr=0°12、金刚石刀具与铁元素的亲和力强，通常不能用于加工（B）。（A）有色金属；（B）黑色金属；（C）非金属；（D）陶瓷制品13、机夹可转位刀片的ISO代码是由（C）位字符串组成的。（A）8（B）9（C）10（D）1314、高速钢刀具的合理前角（B）硬质合金刀具的合理前角。（A）小于（B）大于（C）等于（D）与刀具材料无关15、下列哪种刀柄适用于高速加工（D）（A）JT（B）BT（C）ST（D）HSK二、判断题（正确的打√，错误的打×）1、YT类硬质合金中，含钴量多，承受冲击性能好，适合粗加工。（√）2、可转位式车刀用钝后，只需要将刀片转过一个位置，即可使新的刀刃投入切削。当几个刀刃都用钝后，更换新刀片。（√）3、在高温下，刀具切削部分必须具有足够的硬度，这种在高温下仍具有较高硬度的性质称为红硬性。（√）4、YG类硬质合金主要用于加工铸铁、有色金属及非金属材料。（√）5、由于硬质合金的抗弯强度较低，抗冲击韧性差，其合理前角应小于高速钢刀具的合理前角。（√）6、金刚石刀具主要用于加工各种有色金属、非金属及黑色金属。（×）7、高速钢与硬质合金相比，具有硬度较高，红硬性和耐磨性较好等优点。（×）8、硬质合金按其化学成分和使用特性可分为钨钴类（YG）、钨钛钴类（YT）、钨钛钽钴类（YW）、碳化钛基类（YN）四类。（√）9、高速钢车刀的韧性虽然比硬质合金高，但不能用于高速切削。（√）10、JT/BT/ST刀柄的定心精度比HSK刀柄高。（×）三、简答题1.优点:(1)刀具寿命长.由于刀具避免了由焊接和刃磨高温引起的缺陷,切削性能稳定,从而提高了刀具寿命.(2)生产效率高.减少了停机换刀等辅助时间.(3)有利于推广新技术,新工艺2.镗铣类工具系统的结构形式分为整体式结构和模块式结构.整体式结构的工具系统的特点是:将锥柄和接杆连成一体，不同品种和规格的工作部分都必须带有与机床相连的柄部.其优点是结构简单,使用反方便,可靠,更换迅速等,其缺点是锥柄的品种和数量较多.模块式工具系统克服了整体式工具系统的缺点，把工具柄部和工作部分分割开来，制成各种系列化的模块，然后经过不同规格的中间模块，组成一套套不同规格的模块式工具。其优点是方便制造,使用和保管,减少工具的规格,品种和数量的储备,对加工中心较多的企业有很高的实用价值.3.优点(1)定位精度高(2)静态,动态刚度高(3)适合高速加工(4)质量轻,尺寸小,结构紧凑(5)清除污垢方便6、HSK刀柄与7：