课程设计的方法与步骤

课程设计的方法与步骤

课程设计内容分为机械加工工艺规程设计和机床专用夹具设计两大部分，设计的方法与步骤如下。

一、分析研究被加工零件，绘制零件图

在得到设计题目之后，应首先对被加工零件进行结构分析和工艺分析。其主要内容有：

（1）弄清零件的结构形状，明白哪些表面需要加工，哪些是主要加工表面，分析各加工表面的形状、尺寸、精度、表面粗糙度以及设计基准等；

（2）明确零件在整个机器上的作用及工作条件；

（3）明确零件的材质、热处理及零件图上的技术要求；

(4) 分析零件结构的工艺性，对各个加工表面制造的难易程度做到心中有数。

画被加工零件图的目的是加深对上述问题的理解，并非机械地抄图，绘图过程应是分析认识零件的过程。零件图上若有遗漏、错误、工艺性差或者不符合国家标准的地方，应提出修改意见，在绘图时加以改正。学生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。

二、明确生产类型，确定工艺的基本特征

（1）根据产品的大小和零件的生产纲领，明确生产类型是单件小批生产、成批生产还是大批大量生产。

（2）根据生产类型和生产条件，确定工艺的基本特征，如：工序是集中还是分散、是否采用专用机床或数控机床、采用常规工艺方法还是新工艺或特种工艺等。

三、选择毛坯的种类及制造方法，确定毛坯尺寸，绘制毛坯图

毛坯分为铸件、锻件、焊接件、型材等，毛坯的选择应该以生产批量的大小、零件的复杂程度、加工表面及非加工表面的技术要求等几方面综合考虑。正确地选择毛坯的制造方式，可以使整个工艺过程更加经济合理，故应慎重对待。其工作步骤为：

（1）根据零件的生产类型、材料和对材料性能的要求、零件形状的复杂程度、尺寸的大小、技术要求和生产中的可能性来确定毛坯的种类及制造方法；

（2）确定各加工表面的总加工余量（毛坯余量）；

（3）计算毛坯尺寸，确定毛坯尺寸公差和技术要求，绘制毛坯图。

毛坯图中要求毛坯轮廓用粗实线绘制，零件的实体尺寸用双点划线绘出，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。

四、选择加工方法，拟订工艺路线

（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，按照基准选择原则，合理选择各工序的定位基准。一般先考虑精基准，然后选择粗基准。当某工序的定位基准与设计基准不重合时，需对它的工序尺寸进行换算。定位基准选择对保证加工精度、确定加工顺序及工序数量的多少、夹具结构都有重要影响。零件上的定位基准、加工表面和夹紧部位三者要互相协调、全面考虑。

（2）选择各表面的加工方法和加工方案。

切削加工方法有车、钻、镗、铣、刨、磨、拉等多种，根据各表面的加工要求，先选定最终的加工方法，再由此向前确定各前续工序的加工方法。决定表面加工方法时还应考虑每种加工方法所能达到的经济加工精度和表面粗糙度。一般集中精力先考虑主要表面、主要技术要求及关键技术问题的加工。

（3）安排加工顺序，划分加工阶段，制订工艺路线

确定各表面的加工顺序，包括切削加工顺序、热处理工序和辅助工序。机械加工顺序的安排一般应：先粗后精，先面后孔，先主后次，先基面后其它，热处理按段穿插，检验按需安排。还需考虑工序的集中与分散等问题。在对零件进行以上分析的基础上，制订工艺路线。对于比较复杂的零件，可以先考虑几个方案，经分析比较后，再从中选择比较合理的加工方案。

五、进行工序设计和工艺计算

（1）确定各工序所用的机床、夹具、刀具、量具和辅助工具。

选择的机床、夹具、刀具和量具的类型、规格、精度，应与被加工零件的尺寸大小、精度高低、生产类型和工厂的具体条件相适应。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。

这时应认真查阅有关手册或实地调查，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、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。为后面填写工艺卡片和夹具设计做好必要准备，免得届时重复查阅。

（2）确定加工余量及工序间尺寸与公差

根据工艺路线的安排，要求逐工序逐表面地确定加工余量。其工序间尺寸公差，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间加工余量之和。

在本设计中，对各加工表面的余量及公差，学生可直接从《机械制造工艺设计简明手册》或其它相关资料中查得。

（3）确定各工序切削用量

在单件小批生产中，常不具体规定切削用量，而是由操作工人根据具体情况自已确定，以简化工艺文件。在成批大量生产中，则应科学地、严格地选择切削用量，以充分发挥高效率设备的潜力和作用。

对于本设计，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1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》或其它相关资料中查得。

（4）计算时间定额

课程设计作为一种对时间定额确定方法的了解，可只确定1道工序的单件时间定额，可采用查表法或计算法确定。

六、填写工艺文件

上述零件工艺规程设计的结果需以图表、卡片和文字材料表达出来，以便贯彻执行，这些图表、卡片和文字材料统称为工艺文件。在生产中使用的工艺文件很多，常用的有机械加工工艺过程卡片、机械加工工序卡片等，格式详见机械行业标准《工艺规程格式JB/T9165。2--1998》。如果将前述各项内容以及各工序加工简图填入机械加工艺过程卡片、机械加工工序卡片，这样做符合工厂实际要求，但篇幅较大。

为减少篇幅，采用课程设计专用的机械加工艺过程卡片、机械加工序卡片，分别填入课程设计专用的机械加工艺过程卡片、机械加工工序卡片，也可以一并填入机械加工艺过程综合卡片。

机械加工序卡片中的工序简图可按比例缩小，用尽量少的投影视图绘出。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。

简图中的加工表面用粗实线表示，其余均用细实线。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。对定位、夹紧表面应以规定符号标明，详见《机械加工定位、夹紧符号JB/T5061--1991》

七、设计专用夹具

在完成零件机械加工工艺规程设计的基础上，设计某道工序的专用夹具，显然该零件的生产纲领、零件图和工序图是夹具设计的依据。生产纲领决定了夹具的复杂程度和自动化程度；零件图给出了工件的尺寸、形状和位置精度、表面粗糙度等具体要求；工序图则给出了夹具所在工序的零件的工序基准、工序尺寸、已加工表面、待加工表面，以及本工序的定位、夹紧原理方案，这是夹具设计的直接依据。

（1）制订总体方案，绘制结构草图

专用夹具总体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，草率从事。

绘制草图可以徒手画，也可以按尺寸和比例画，直接在绘图纸上边画边算边修改。只画主要部位，不必画同细部结构。草图的绘制过程如下。