《机械制造工程学课程设计》指导
课 程 设 计 的 目 的
机械制造工程学课程设计是在学完了机械制造工程学等课程，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节，它要求学生全面地综合运用本课程及其有关先修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计和机床夹具的设计。其目的在于：
(1)培养学生运用机械制造工程学及相关课程(工程材料与热处理、机械设计、公差与技术测量等)的知识，结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决零件机械加工工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。（第一阶段：完成一个零件的机械加工工艺规程的设计）
(2)能根据被加工零件的技术要求，运用机床夹具设计的基本原理和方法，学会拟订机床夹具设计方案，完成夹具结构设计，提高结构设计能力。（第二阶段：完成一套专用机床夹具的设计）
(3)培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。
(4)进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。
零件的机械加工工艺规程设计
课程设计任务书
题 目：设计 零件的机械加工工艺规程
内 容：1、绘制零件图 （按1︰1的比例） 1张
2、绘制毛坯图 （按1︰1的比例） 1张
3、填写零件机械加工工艺规程卡片 1套
（包括：机械加工工艺过程卡片1套，机械加工工序卡片1套）
4、编写零件课程设计说明书 1份
原始资料：零件图样1张；零件生产纲领为10000件/年；每日1班。
课程设计的内容及要求
1．课程设计的具体内容：
(1) 明确本次课程设计的任务。
(2) 绘制零件工作图一张（按1︰1的比例）。
(3) 对零件进行结构工艺性分析。
(4) 拟订零件机械加工工艺路线。
(5) 绘制零件的毛坯图一张（按1︰1的比例）。
(6) 填写零件机械加工工艺卡一份
(7) 编写零件机械加工工艺设计说明书一份。
零件机械加工工艺设计工作分为三个阶段：
(1) 课程设计准备阶段：明确本课程设计的任务，收集原始资料，有关手册、绘制零件工作图，对零件进行结构工艺性分析。
(2) 课程设计进行阶段：选择定位基准、确定各加工表面的加工方法及其加工方案、加工顺序的安排、工艺路线的确定。各工序内容的确定（包括设备及工艺装备的确定、加工余量的确定、工序尺寸的确定、切削用量的确定、工时定额的确定和设备负荷率的确定）。
(3) 课程设计整理答辩阶段：填写零件机械加工工艺卡，编写零件机械加工工艺规程设计说明书。课程设计答辩，成绩评定。
2．设计方法和步骤
根据零件图样、生产纲领、每日班次等原始资料。在确定了生产类型和生产组织形式之后，即可开始拟订机械加工工艺规程。
2.1绘制、分析零件图，进行工艺审查
(1) 熟悉零件图，了解零件材料及其力学性能，以便合理选择毛坯种类和制造方法，以及确定切削用量、加工方法。
(2) 分析零件图上各项技术要求制订的依据，确定主要加工表面和次要表面，找出关键技术问题。
(3) 分析零件结构的工艺性。要从选材是否得当，尺寸标注和技术要求是否合理，加工的难易程度，成本高低，是否便于采用先进的、高效率的工艺方法等方面进行分析，不合理处可提出修改意见。
2.2选择毛坯制造方式，画毛坯图
(1) 根据生产类型、零件结构、形状、尺寸、材料等选择毛坯制造方式，确定毛坯精度。此时，若零件毛坯选用型材，则应确定其名称、规格；如为铸件，则应确定分型面、浇冒口系统的位置；若为锻件，则应确定锻造方式及分模面等。
(2) 查阅有关的机械加工工艺手册，用查表法确定各表面的总余量及余量公差。
(3) 画毛坯图，步骤如下：
1) 用双点划线画出经简化了次要细节的零件图的主要视图，将确定的加工余量叠加在各相应被加工表面上，即得到毛坯轮廓．可用粗实线表示。比例1：1。
2) 和一般零件图一样，为表达清楚某些内部结构，可画出必要的剖视、剖面。对于由实体上加工出来的槽和孔，可不必这样表达。
3) 在图上标出毛坯主要尺寸及公差，标出加工余量的名义尺寸。
4) 标明毛坯技术要求。如毛坯精度、热处理及硬度、园角尺寸、拔模斜度、表面质量要求(气孔、缩孔、夹砂)等。
2.3拟订工艺路线
此时，对于比较复杂的零件，可以考虑几个加工方案，分析比较后，从中选出比较合理的加工方案。
(1) 选择定位基准。根据零件结构特点、技术要求及毛坯的具体情况，按照粗、精基准的选择原则确定各工序合理的定位基准。它对保证加工精度、确定加工顺序及工序数量的多少、夹具的结构都有重要影响。零件上的定位基准、夹紧部位和加工面三者要互相协调、全面考虑。
(2) 决定各表面加工方法，划分加工阶段。根据各表面的加工要求，先选定最终的加工方法，再由此向前确定各准备工序的加工方法。决定表面加工方法时应对照每种加工方法所能达到的经济加工精度和表面粗糙度，先主要表面，后次要表面。再根据零件的工艺分析、毛坯状态和如今选定的加工方法，看一看应采用哪些热处理；是否需划分成粗加工、半精加工、精加工几个阶段。
(3) 工序集中与分散。各表面加工方法确定之后，应考虑哪些表面的加工适合在一道工序中完成，哪些则应分散在不同工序进行为好，从而可初步确定零件加工工艺过程中的工序总数及内容。从发展角度来看，当前一般宜按工序集中原则来考虑。
(4) 初拟加工工艺路线。根据前面巳考虑和确定了的问题(如基准、各表面加工方法、工序集中与分散、热处理方式、加工阶段划分等)，结合考虑检验、钳工工序．即可初步制订出较完整、合理的该零件加工工艺路线。机械加工顺序的安装一般应：先粗后精．先面后孔，先主后次，基面先行，热处理按段穿插，检验按需安排。
(5) 选择加工设备及刀、夹、量具。总原则是根据生产类型与加工要求，使所选择的机床及工艺装备既能保证加工质量，又经济合理。中批生产条件下，通常采用通用机床加专用工艺装备；大批大量生产条件下，多采用高效专用机床、组合机床流水线、自动线与随行夹具。这时应认真查阅有关手册，应将选定的机床或工装的有关参数记录下来，如机床型号、规格、工作台宽度T形槽尺寸；刀具形式、规格、与机床连接关系；夹具、专用刀具设计要求．与机床连接方式等等，为后面填写工艺卡片和夹具(刀具、量具)设计作好必要准备，免得届时重复查阅。
(6) 填写工艺过程卡片。选定机床与工艺装备后，看是否要对先前初拟的工艺路线进行修改。确定后，可填写机械加工工艺过程卡片。
2.4机械加工工序设计
(1) 确定加工余量。毛坯余量(总余量)已在画毛坯图时确定，这里主要是确定工序余量。工序余量一般可用计算法、查表法或经验估计法三种方式来确定。本次设计可参阅有关机械加工工艺手册用查表法按工艺路线的安排，逐工序、逐表面地加以确定。
(2) 确定工序尺寸及公差。计算工序尺寸和标注公差是制订工艺规程的主要工作之一。工序尺寸公差一般按经济加工精度确定(可查阅有关的机械加工工艺手册)。
(3) 当定位基准(或工序基准)与设计基准重合时(如单纯孔与外圆表面的加工；单一平面加工等)，可采取“层层剥皮”的方法，即将余量层一层层叠加在被加工表面上，可以清楚地看出每道工序的工序尺寸，再按每种加工方法的经济加工精度公差按“入体原则”标注在对应的工序尺寸上，以工序间尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸表表示。（参见附表1）
(4) 当定位基准(或工序基准)与设计基准不重合时，即加工中基准多次变换时，此时应按尺寸链原理来计算确定工序尺寸与公差，并校核余量层是否够切。本次课程设计以指定的一、二道工序的工序尺寸和公差的计算及余量校核，应写入课程设计说明书，并要附以必要的简图。（参考有关工艺尺寸链计算的示例）
(5) 确定各工序切削用量。选择切削用量的一般原则是保证加工质量，在规定的刀具耐用度条件下，使机动时间少、生产率高。为此，应合理选择刀具(材料、几何角度、耐用度等)。在选择切削用量时，首先确定切削深度(现标准称为背吃刀量。粗加工时尽可能等于工序余量)；然后根据表面粗糙度要求选择较大的进给量；最后，根据切削速度与耐用度或机床功率之间的关系，用计算或查表方法求出相应的切削速度(精加工则主要依据表面质量的要求)。本次设计可参阅有关的机械加工工艺手册采用查表法。
(6) 组合机床的切削用量选择，主要参照现场情况，根据多年积累的经验数据进行，具体数据可查阅有关参考文献。一般多轴加工组合机床要比通用机床单刀加工的切削用量约低30％左右。
(7) 制订时间定额。本次设计作为一种对时间定额确定方法的了解，可只确定一个工序的单件时间定额。可采用查表法或计算法(参阅有关的机械加工工艺手册)。
(8) 填写机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。将以上已确定的内容，按工艺过程卡和工序卡所要求的项目一一填入（机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片的格式参见附表）。工艺文件是指导生产的纪律性文件，填写时字迹应端正，表达要清楚。
工序卡中工序简图的要求如下：
1) 简图可按比例缩小，用尽量少的投影视图表达。简图也可以只画出与加工部位有关的局部视图，除加工面、定位面、夹紧面、主要轮廓面外，其余线条均可省略，以必需、明了为度。
2) 被加工表面用粗实线(或红线)表示，其余均用细实线表示。
3) 应标明本工序的工序尺寸、公差及粗糙度要求。
4) 定位、夹紧表面应以规定的符号标明。几种常见的定位、夹紧符号可参考机械制造工艺学课程设计指导书。
3．课程设计说明书的编写要求
说明书是课程设计总结性文件。通过编写说明书，进一步培养学生分析、总结和表达的能力，巩固、深化在设计过程中所获得的知识，是本次设计工作的一个重要组成部分。
说明书应概括地介绍设计全貌，对设计中的各部分内容应作重点说明、分析论证及必要的计算。要求系统性好，条理清楚，图文并茂，充分表达自己的见解，力求避免抄书。文内公式、图表、数据等出处，应以“[1]”注明参考文献的序号。说明书要求字迹工整，语言简练，文字通顺，图例清晰。
学生从设计一开始就应随时逐项记录设计内容、计算结果、分析意见和资料来源，以及指导教师的合理意见、自己的见解与结论等。每一设计阶段后，随即可整理、编写出有关部分的说明书，待全部设计结束后，只要稍加整理，便可装订成册。
说明书包括的内容有：
(1) 目录。
(2) 设计任务书。
(3) 前言。
(4) 对零件的工艺分析(零件的作用、结构特点、结构工艺性、关键表面的技术要求分析等)。
(5) 工艺设计。
1) 确定生产类型。采用流水线、自动线生产时还应计算生产节拍；
2) 毛坯选择与毛坯图说明；
3) 工艺路线的确定(粗、精基准的选择，各表面加工方法的确定，工序集中与分散的考虑，工序顺序安排的原则，加工设备与工艺装备的选择，不同方案的分析比较等)；
4) 加工余量、切削用量、工时定额的确定(说明数据来源，计算教师指定工序的时间定额)；
5) 工序尺寸与公差的确定(只进行教师指定的一二个工序尺寸的计算，其余只简要说明或直接写入工序卡片的工序简图上)。
6) 设计心得体会。
7) 参考文献(书目前排列序号，以便于正文引用)。编排顺序为：序号，编著者，书名（版本），出版地，出版社，出版年月。
附表1：
机械制造工程学课程设计资料
题 目： 汽车转向节 零件的机械加工工艺规程及其机床夹具设计
1、汽车转向节零件图 1张
2、汽车转向节毛坯图 1张
3、汽车转向节机械加工工艺规程卡片 1套
（包括：机械加工工艺过程卡片1套，机械加工工序卡片1套）
4、汽车转向节机械加工工艺规程设计说明书 1份
专业机械设计制造及自动化 班级 YT213
姓名 学号 组号 成绩
指导教师 教研室 机械制造
2004～20##学年 第1学期
20##年9月6日 ～ 20##年 月 日
《机械制造工程学》课程设计说明书
零件的机械加工工艺规程设计
专业 机械设计制造及自动化 班级 YT213
姓名 学号 组号 成绩
指导教师 教研室 机械制造
2004～20##学年 第1学期
20##年9月6日～20##年 月 日
第二篇：《机械制造工程学》课程设计指导书
《机械制造工程学》课程设计指导书
一、目的
通过对典型零件进行工艺分析，编制工艺路线，并设计某道工序的工艺装备（工、夹具），完成编制机械加工工艺规程及夹具设计的一次综合性工程训练。
二、要求
1、通过对典型零件加工工艺的拟定，使学生熟悉和初步掌握零件机械加工工艺规程编制的过程及方法；
2、通过对夹具的设计，熟悉机械制造相关手册和典型机构，掌握设计计算方法与常用的标准，学会装配图计算机绘制，提高工艺装备的设计能力；
三、设计步骤
1、阅读待加工的零件图，了解加工要求，进行工艺分析；
2、计算零件的生产纲领，确定生产类型；
3、确定毛坯的种类及制造方法；
4、确定毛坯的尺寸、形状及精度要求；
5、选择影响零件加工质量的关键表面的最终加工方法；
6、拟定工艺路线；
7、确定工序间的加工余量；
8、选择各加工工序的机床、刀具及量具；
9、确定各工序的切削用量和时间定额；
10、编制工艺文件；
11、绘制夹具装配图草图；
12、计算机绘制夹具装配图。
四、完成任务
1、机械加工工艺规程（一份）； 2、零件毛坯图（一张）；
3、关键工序的工序卡（2~3张）； 4、夹具装配图（一张）；
5、课程设计计算说明书（一份）。
五、审图、答辩与评分（按五级分判）
六、参考资料
1、邹青．机械制造技术基础课程设计指导教程．北京：机械工业出版社，2004
2、唐宗军．机械制造基础．北京：机械工业出版社，
3、崇凯．机械制造技术基础课程设计指南．北京：化学工业出版社，2006
4、王光斗．机床夹具设计手册（第三版）上海：上海科技出版社2000
《机械制造工程学》课程
设计指导书
东南大学成贤学院机械工程系
2010-12