機械制造課程設(shè)計

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1、機械制造課程設(shè)計 機械制造課程設(shè)計指南 目錄 1課程設(shè)計的目的 4 2課程設(shè)計的內(nèi)容和要求 5 2.1 課程設(shè)計的內(nèi)容 5 2.2 課程設(shè)計的要求 工 3課程設(shè)計的方法與步驟 8 3.1 零件的分析與毛坯的選擇 8 3.2 工藝路線的擬定 10 3.3 工序設(shè)計及工藝文件的填寫 14 3.4 夾具設(shè)計 16 3.5 模具設(shè)計 22 3.6 編寫課程設(shè)計說明書 32 4課程設(shè)計應(yīng)交的作業(yè)及成績評岸 33 4.1 應(yīng)交作業(yè) 33 4.2 成績評定細(xì)則 34 5課程設(shè)計中所使用的豐要參考文獻 35 1 課程設(shè)計的目的 本次課程設(shè)計 ,是在學(xué)完相關(guān)

2、專業(yè)基礎(chǔ)課程 后， 經(jīng)過生產(chǎn)實習(xí)取得感性知識后的一個重要的 實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。 學(xué)生通過本課程設(shè)計， 獲得綜 合運用過去所學(xué)課程知識的基本能力， 為以后做 好畢業(yè)設(shè)計、 走上工作崗位進行一次綜合訓(xùn)練和 準(zhǔn)備。通過此次課程設(shè)計，希望達到以下目的： 1）通過機械設(shè)計訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用 機械設(shè)計基礎(chǔ)知識及其它有關(guān)先修課程， 如機械 制圖、 測量與公差配合、 金屬材料等相關(guān)知識的 能力。 2）通過對某一特定機構(gòu)的分析、設(shè)計，以 及正確解決其工藝流程等問題， 培養(yǎng)學(xué)生分析問 題和解決問題的能力， 學(xué)習(xí)和掌握機械設(shè)計的一 般步驟和方法，最終獲得解決實際問題的能力 3）課程設(shè)計

3、過程也是理論聯(lián)系實際的過程， 學(xué)會使用手冊、 查詢相關(guān)材料， 對運用設(shè)計資料 （如手冊、圖冊、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等）以及進行 經(jīng)驗估算等機械設(shè)計方面的基本技能進行一次 綜合訓(xùn)練，提高技能水平。 2 課程設(shè)計的內(nèi)容和要求 2.1 課程設(shè)計的內(nèi)容 學(xué)生根據(jù)設(shè)計任務(wù)分組進行設(shè)計，按照所給 機構(gòu)進行分析， 確定各零部件設(shè)計方案、 設(shè)計出 其中的重要工序的專用夾具或模具， 并繪制相應(yīng) 機械設(shè)計圖。具體內(nèi)容如下： 1）對機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)分析，確定由哪些零件 組成，并對各零件進行測繪； 2）明確零件在整個機構(gòu)上的作用、零件的 材質(zhì)、要求，分析零件結(jié)構(gòu)的工藝性，完成總裝 配圖及各零件

4、的設(shè)計圖。 3）擬定工藝方案，確定毛坯種類及制造方 法。 4）擬定零件的模具加工或機械加工工藝過 程， 設(shè)計重要工序中的一種專用夾具或模具， 繪 制裝配圖或大件零件圖。 5）撰寫設(shè)計說明書 1 份。一份完整的說明 書一般包括以下一些項目： （1） 目錄。 （2）緒論或前言。 (3)對機構(gòu)的整體分析，各零部件分析說明 (4)對零件的工藝分析，如關(guān)鍵表面的技術(shù)要 求分析等。 (5)工藝設(shè)計，如毛坯選擇與說明，工藝路線 的確定，工序順序的安排，加工設(shè)備與工藝裝備 的選擇等； (6)模具或夾具設(shè)計，如設(shè)計思想，夾具操作 動作說明等。 (7)設(shè)計總結(jié)或心得體會。 (8)參

5、考文獻書目(書目前排列序號，以便于 正文引用)。 課程設(shè)計總時間為三周，表1-1所示為時間 進度安排，供參考。 表1-1 課程設(shè)計時間進度安排 12月26日 1) 準(zhǔn)備階段 2) 機構(gòu)分解，零件測繪 草圖階段 周 2?周 3 12 月 26 日?12月 28日 3) 零件分析，工藝設(shè)計第 12月  階段 周 4?周 5 日?12月 30日 4) 零件、裝配圖，夾具、 模具圖繪制階段 第 周 周 1?周 5 1月2日? 1月6日 5天 5) 完善各設(shè)計圖繪制 階段 第 周 周1 1月9日 1天 6) 設(shè)

6、計說明書編寫階 段 第 周 周 2?周 3 1 月 104 日?1月 11日 2天 7) 設(shè)計總結(jié)和答辯 第 周 周 4?周 5 1月12 日?1月 13日 2天 2.2課程設(shè)計的要求 (1)學(xué)生應(yīng)認(rèn)真對待課程設(shè)計，根據(jù)設(shè)計 任務(wù)，合理安排時間和進度，認(rèn)真地、有計劃地 按時完成設(shè)計任務(wù)。 (2)課程設(shè)計是學(xué)生應(yīng)用所學(xué)理論知識解 決生產(chǎn)實際問題的學(xué)習(xí)過程， 應(yīng)刻苦鉆研， 獨立 思考，提出切實可行的設(shè)計方案。 （ 3） 在設(shè)計中， 查閱參考資料是課程設(shè)計 的一項基本功訓(xùn)練， 因而學(xué)生應(yīng)該獨立查閱參考 資料，并進行設(shè)計方案的分析比較。 3

7、 課程設(shè)計的方法與步驟 機械制造課程設(shè)計內(nèi)容分為機械加工工藝 規(guī)程設(shè)計和模具或機床專用夾具設(shè)計兩大部分， 設(shè)計的方法與步驟如下。 3.1 零件的分析與毛坯的選擇 1、零件分析 零件分析主要包括：分析零件的幾何 形狀、加工精度、技術(shù)要求，工藝特點，同時對 零件的工藝性進行研究。 a、抄畫零件圖。 了解零件的幾何形狀、結(jié)構(gòu)特點以及 技術(shù)要求， 如有裝配圖了解零件在所裝配產(chǎn)品中 的作用。 確定零件的主視圖方向， 對零件進行測 繪。對零件進行分析。一般而言，零件由多個表 面構(gòu)成，既有基本表面，如平面、圓柱面、圓錐 面及球面， 又有特形表面， 如螺旋面、 雙曲面等。 不同

8、的表面對應(yīng)不同的加工方法， 并且各個表面 的精度、 粗糙度不同， 對加工方法的要求也不同。 b、確定加工表面。 找出零件的加工表面及其精度、粗糙 度要求， 結(jié)合生產(chǎn)類型， 可查閱工藝手冊中典型 表面的典型加工方案和各種加工方法所能達到 的經(jīng)濟加工精度， 選取該表面對應(yīng)的加工方法及 經(jīng)過幾次加工。 查各種加工方法的余量， 確定表 面每次加工的余量， 并可計算得到該表面總加工 余量。 c、確定主要表面。 按照組成零件各表面所起的作用， 確定起主要作 用的表面。 通常主要表面的精度和粗糙度要求都 比較嚴(yán)， 在設(shè)計工藝規(guī)程是應(yīng)首先保證。 零件分 析時，著重抓住主要加工面的尺

9、寸、形狀精度、 表面粗糙度以及主要表面的相互位置精度要求， 做到心中有數(shù)。 2、確定毛坯 a、選擇毛坯制造方法 毛坯的種類有：鑄件、鍛件、型材、 焊接件及沖壓件。確定毛坯種類和制造方法時， 在考慮零件的結(jié)構(gòu)形狀、性能、材料的同時，應(yīng) 考慮與規(guī)定的生產(chǎn)類型（批量）相適應(yīng)。對應(yīng)鍛 件， 應(yīng)合理確定其分模面的位置， 對應(yīng)鑄件應(yīng)合 理確定其分型面及澆冒口的位置， 以便在粗基準(zhǔn) 選擇及確定定位和夾緊點時有所依據(jù)。 b、確定毛坯余量。 查毛坯余量表，確定各加工表面的總 余量、毛坯的尺寸及公差。余量修正。將查得的 毛坯總余量與零件分析中得到的加工總余量對 比，若毛坯總余 量比

10、加工總余量小，則需調(diào)整 毛坯余量， 以保證有足夠的加工余量； 若毛坯總 余量比加工總余量大， 怎考慮增加走刀次數(shù)， 或 是減小毛坯總余量。 3.2 工藝路線的擬定 零件機械加工工藝過程是工藝規(guī)程設(shè)計的 中心問題。其內(nèi)容主要包括：選擇定位基準(zhǔn)、安 排加工順序、 確定各工序所用機床設(shè)備和工藝裝 備等。 零件的結(jié)構(gòu)、 技術(shù)特點和生產(chǎn)批量將直接 影響到所制定的工藝規(guī)程的具體內(nèi)容和詳細(xì)程 度， 這在制定工藝路線的各項內(nèi)容時必須隨時考 慮到。 以上各方面與零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和 經(jīng)濟性有著密切的關(guān)系。 因此， 設(shè)計時應(yīng)同時考 慮幾個方案， 經(jīng)過分析比較， 選擇出比較合理的

11、方案。 1、定位基準(zhǔn)的選擇 正確地選擇定位基準(zhǔn)是設(shè)計工藝過程的一 項重要內(nèi)容．也是保證零件加工精度的關(guān)鍵。 選擇定位基準(zhǔn)時，既要考慮零件的整個加 工工藝過程， 又要考慮零件的特征、 設(shè)計基準(zhǔn)及 加工方法，根據(jù)粗、精基準(zhǔn)的選擇原則，合理選 定零件加工過程中的定位基準(zhǔn)。 通常在制定工藝 規(guī)程時， 總是先考慮選擇怎樣的精基準(zhǔn)以保證達 到精度要求并把各個表面加工出來， 即先選擇零 件表面最終加工所用精基準(zhǔn)和中間工序所用的 精基準(zhǔn)， 然后再考慮選擇合適的最初工序的粗基 準(zhǔn)把精基準(zhǔn)面加工出來。 2、擬定零件加工工藝路線 在零件分析中確定了各個表面的加工方法 以后， 安排加工順

12、序就成了工藝路線擬定的一個 重要環(huán)節(jié)。 通常機加工順序安排的原則可概括為十六 個字：先粗后精、先主后次，先面后孔、基面先 行。按照這個原則安排加工順序時可以考慮先主 后次，將零件分析主要表面的加工次序作為工藝 路線的主干進行排序，即零件的主要表面先粗加 工，再半精加工，最后是精加工，如果還有光整 加工，可以放在工藝路線的末尾，次要表面穿插 在主要表面加工順序之間；多個次要表面排序 時，按照與主要表面位置關(guān)系確定先后； 平面加 工安排在孔加工前；最前面的是粗基準(zhǔn)面的加 工，最后面工序的可安排清洗、去毛刺及最終檢 驗。 對熱處理工序、中間檢驗等輔助工序，以 及一些次要工序等，在工藝方案中安

13、排適當(dāng)?shù)奈?置，防止遺漏。 對于工序集中與分散、加工階段劃分的選 擇，主要表面粗、精加工階段要劃分開，如果主 要表面和次要表面相互位置精度要求不高時，主 要表面的加工盡量采取工序分散的原則，這樣有 利于保證主要表面的加工質(zhì)量。 根據(jù)零件加工順序安排的一般原則及零件 的特征，在擬定零件加工工藝路線時，各種工藝 資料中介紹的各種典型零件在不同產(chǎn)量下的工 藝路線 （其中已經(jīng)包括了工藝順序、 工序集中與 分散和加工階段的劃分等內(nèi)容） ，以及在生產(chǎn)實 習(xí)和工廠參觀時所了解到的現(xiàn)場工藝方案， 皆可 供設(shè)計時參考。 3、選擇設(shè)備及工藝裝備 設(shè)備（即機床）及工藝裝備（即刀具、夾 具、量具、輔

14、具）類型的選擇應(yīng)考慮下列因素： 零件的生產(chǎn)類型、 零件的材料、 零件的外形尺寸 和加工表面尺寸、 零件的結(jié)構(gòu)特點等， 該工序的 加工質(zhì)量要求以及生產(chǎn)率和經(jīng)濟性等相適應(yīng)。 選擇時還應(yīng)充分考慮工廠的現(xiàn)有生產(chǎn)條 件， 盡量采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備和工具。 設(shè)備及工藝裝備 的選擇可參閱有關(guān)的工藝、機床和刀具、夾具、 量具和輔具手冊。 4、工藝方案和內(nèi)容的論證 根據(jù)設(shè)計零件的不同的特點，可有選擇地 進行以下幾方面的工藝論證： a） 對比較復(fù)雜的零件， 可考慮兩個甚至更 多的工藝方案進行分析比較， 擇優(yōu)而定， 并在說 明書中論證其合理性。 b） 當(dāng)零件的主要技術(shù)要求是通過兩個甚至 更多個

15、工序綜合加以保證時， 應(yīng)對有關(guān)工序驚醒 分析， 并用工藝尺寸鏈方法加以計算， 從而有根 據(jù)地確定該主要技術(shù)要求得以保證。 c） 對于影響零件主要技術(shù)要求且誤差因素 較復(fù)雜的重要工序， 需要分析論證如何保證該工 序技術(shù)要求， 從而明確提出對定位精度、 夾具設(shè) 計精度、 工藝調(diào)整精度、 機床和加工方法精度甚 至刀具精度（若有影響）等方面的要求。 d） 其它的在設(shè)計中需要應(yīng)加以論證分析的 內(nèi)容。 3.3 工序設(shè)計及工藝文件的填寫 1、工序設(shè)計 對于工藝路線中的工序，按照要求進行工 序設(shè)計，其主要內(nèi)容包括： a） 劃分工步。 根據(jù)工序內(nèi)容及加工順序安 排的一般原則，合理劃

16、分工步。 b） 確定加工余量。 用查表法確定各主要加 工面的工序（工步）余量。因毛坯總余量已由毛 坯（圖） 在設(shè)計階段定出， 故粗加工工序 （工步） 余量應(yīng)由總余量減去精加工、 半精加工余量之和 而得出。 若某一表面僅需一次粗加工即成活， 則 該表面的粗加工余量就等于已確定出的毛坯總 余量。 c） 確定工序尺寸及公差。 對簡單加工的情 況， 工序尺寸可由后續(xù)加工的工序尺寸加上名義 工序余量簡單求得， 工序公差可用查表法按加工 經(jīng)濟精度確定。 對加工時有基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的較復(fù)雜的 情況，需用工藝尺寸鏈來求算工序尺寸及公差。 d） 選擇切削用量。 切削用量可用查表法或 訪問數(shù)據(jù)

17、庫方法初步確定， 再參照所用機床實際 轉(zhuǎn)速、走刀量的檔數(shù)最后確定。 2、填寫工藝文件 a)填寫機械加工工藝過程綜合卡 工藝過程綜合卡包含上面內(nèi)容所述的有關(guān) 選擇、 確定及計算的結(jié)果。 機械加工以前的工序 如鑄造、 人工時效等在工藝過程綜合卡中可以有 所記載， 但不編工序號， 工藝過程綜合卡在課程 設(shè)計中只填寫本次課程設(shè)計所涉及到的內(nèi)容。 b)填寫所設(shè)計工序的機械加工工序卡 工序卡除包含上面內(nèi)容所述的有關(guān)選擇、 確定及計算的結(jié)果之外， 在工序卡上要求繪制出 工序簡圖。 工序簡圖按照縮小的比例畫出， 不一 定很嚴(yán)格。如零件復(fù)雜不能在工序卡片中表示 時， 可用另頁單獨繪出

18、。 工序簡圖盡量選用一個 視圖，圖中工件是處在加工位置、夾緊狀態(tài)，用 細(xì)實線畫出工件的主要特征輪廓。 3.4 夾具設(shè)計 夾具設(shè)計質(zhì)量的高低， 應(yīng)以能否穩(wěn)定的保證工 件的加工質(zhì)量， 生產(chǎn)效率高， 成本低， 排屑方便， 操作安全， 省力和制造、 維護容易等為其衡量指 標(biāo)。 一般情況下，夾具設(shè)計大致可分為四個步驟， 即收集和研究有關(guān)資料，確定夾具的結(jié)構(gòu)方案、 繪制夾具總圖和確定并標(biāo)注有關(guān)尺寸、 公差及技 術(shù)條件。 1、收集和研究有關(guān)資料 為了使所設(shè)計的夾具能夠滿足上述基本要求， 設(shè)計前要認(rèn)真收集和研究如下有關(guān)資料： 生產(chǎn)批量 被加工零件的生產(chǎn)批量對工藝過程的制定和

19、夾具設(shè)計都有著十分重要的影響。 夾具結(jié)構(gòu)的合 理性及經(jīng)濟性與生產(chǎn)批量有著密切的關(guān)系。 大批 大量生產(chǎn)多采用氣動、 液動或其他機動夾具， 其 自動化程度高， 同時夾緊的工作數(shù)量多， 結(jié)構(gòu)也 比較復(fù)雜。中小批生產(chǎn)，易采用結(jié)構(gòu)簡單，成本 低廉的手動夾具，以及萬能通用夾具或組合夾 具。 零件圖及工序圖 零件圖是夾具設(shè)計的重要資料之一，它給出了 工件在尺寸，位置等方面精度的總要求。零件圖 是零件加工的唯一依據(jù)，圖中應(yīng)標(biāo)注全部的尺 寸、公差、表面粗糙度、材料及熱處理。技術(shù)要 求等。工序圖則給出了所用夾具加工工件的工序 尺寸，工序基準(zhǔn)，已加工表面，待加工表面，工 序加工精度要求等等，它是設(shè)計

20、夾具的主要依 據(jù)。 零件工藝規(guī)程 零件的工藝規(guī)程表明了該工序所用的機床， 刀 具，加工余量，切削用量，工步安排，工時定額 及同時加工的工件數(shù)目等等，這些都是確定夾具 的尺寸，形式，加緊裝置以及夾具與機床連接部 分的結(jié)構(gòu)尺寸的主要依據(jù)。 夾具典型結(jié)構(gòu)及其有關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計夾具還要收集典型夾具結(jié)構(gòu)圖冊和有關(guān) 夾具零部件標(biāo)準(zhǔn)等資料。了解本廠制造，使用夾 具情況以及國內(nèi)外同類型夾具的資料，以便使所 設(shè)計的夾具能夠適合本廠實際，吸取先進經(jīng)驗， 并盡量采用國家標(biāo)準(zhǔn)。 2、確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 在廣泛收集和研究有關(guān)資料的基礎(chǔ)上， 著手?jǐn)M 定夾具的結(jié)構(gòu)方案，主要包括： a）工件的定位原理，確定工件

21、的定位方式， 選擇定位元件； b）確定工件的夾緊方式，選擇適宜的夾緊裝 置； ； c）確定刀具的對準(zhǔn)及導(dǎo)引方式，選取刀具的 對刀及導(dǎo)引元件； d）確定其他元件或裝置的結(jié)構(gòu)型式，如定向 元件，分度裝置等； e）協(xié)調(diào)各元件，裝置的布局，確定夾具的總 體結(jié)構(gòu)和尺寸。 在確定夾具結(jié)構(gòu)方案的過程中， 工件定位， 夾 緊， 對刀和夾具在機床定位等各部分的結(jié)構(gòu)以及 總體布局都會有幾種不同的方案可供選擇，因 而，都應(yīng)畫出草圖，并通過必要的計算（如定位 誤差及夾緊力計算等） 和分析比較， 從中選取較 為合理的方案。 3、繪制夾具總圖 繪制夾具總圖應(yīng)遵循國家制圖標(biāo)準(zhǔn)， 繪圖比例

22、 應(yīng)盡量取 1： 1，以便使圖形有良好的直觀性。 如被加工工件的尺寸過大，夾具總圖可按 1： 2 或 1： 5 的比例繪制；如被加工工件尺寸過小， 總圖也可按 2： 1 或 5： 1 的比例繪制；夾具總圖 中視圖的布置也應(yīng)符合國家制圖標(biāo)準(zhǔn)， 在能清楚 表達夾具內(nèi)部結(jié)構(gòu)和各元件內(nèi)部結(jié)構(gòu)和各元件， 裝置位置關(guān)系的情況下，視圖的數(shù)目應(yīng)盡量少。 總圖的主視圖應(yīng)取操作者實際工作時的位置， 以便于夾具裝配及使用時參考。 被加工工件在夾 具中被看作為透明體， 所畫的工件輪廓線于夾具 上的任何線彼此獨立， 不相干涉， 其外廓以黑色 雙點劃線表示。 繪制總圖的順序是先用雙點劃線 匯出工

23、件輪廓外形和主要表面的幾個視圖， 并用 網(wǎng)紋線表示出加工余量。 圍繞工件的幾個視圖依 次繪出定位元件， 夾緊機構(gòu)， 對刀及夾具定位元 件以及其他元件， 位置， 最后繪制出夾具體及連 接元件，把夾具的各組成元件和裝置連成一體。 夾具總圖上， 還應(yīng)劃出零件明細(xì)表和標(biāo)題欄， 寫 明夾具名稱及零件明細(xì)表上所規(guī)定的內(nèi)容。 5、確定并標(biāo)注有關(guān)尺寸及技術(shù)條件 a）應(yīng)標(biāo)注的尺寸及公差 在夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的尺寸，公差有下列五 類： 工件與定位元件的聯(lián)系尺寸： 常指工件以孔為 心軸或定位銷上 （或工件以外圓在內(nèi)孔中） 定位 時， 工件定位表面與夾具上定位元件間的配合尺 寸。 夾具與刀

24、具的聯(lián)系尺寸：用來確定夾具上對 刀，導(dǎo)引元件位置的尺寸。對于銑，刨床夾具， 是指對刀元件與定位元件的位置尺寸；對于鉆， 鏜床夾具，則是指鉆（鏜）套與定位元件間位置 尺寸， 鉆（鏜） 套之間的位置尺寸， 以及鉆 （鏜） 套與刀具導(dǎo)向部分的配合尺寸等。 夾具與機床的聯(lián)系尺寸： 用于確定夾具在機床 上正確位置的尺寸。對于車，磨床夾具，主要是 指夾具與主軸端的配合尺寸； 對于銑， 刨床夾具， 則是指夾具上的定位鍵與機床工作臺上的 T 型 槽的配合尺寸。 夾具內(nèi)部的配合尺寸： 它們與工件， 機床， 刀 具無關(guān)， 主要是為了保證夾具裝配后能滿足規(guī)定 的使用要求。 夾具的外廓尺寸

25、： 一般是指夾具最大外形輪廓 尺寸。 若夾具上有可動部分， 應(yīng)包括可動部分處 于極限位置所占的尺寸空間。 上述諸尺寸公差的確定可分為兩種情況處理： 一是夾具上定位元件之間， 對刀， 導(dǎo)引元件之間 的尺寸公差， 直接對工件上相應(yīng)的加工尺寸發(fā)生 影響， 因此可根據(jù)工件的加工尺寸公差確定， 一 般可取工件加工尺寸公差的 1/3— 1/5。二是定位 元件與夾具體的配合尺寸， 夾緊裝置各組成零件 間的配合尺寸公差等， 則應(yīng)根據(jù)其功用和裝配要 求，按一般公差與配合原則決定。 b）應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)條件 在夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)條件 （位置精度要 求）有如下幾個方面： （ 1）定位元件

26、之間或定位元件與夾具體底面 間的位置要求， 其作用是保證工件加工面與工件 定位基準(zhǔn)面間的位置精度。 （ 2）定位元件與連接元件（或找正基面）間 的位置要求。如圖 2-6 中，為保證鍵槽與工件軸 心線平行，定位元件 V 型塊的中心線必須與夾 具定向鍵側(cè)面平行。 （ 3）對刀元件與連接元件（或找正基面）間 的位置要求。 如對刀塊的側(cè)對刀面向?qū)τ趦啥ㄏ? 鍵側(cè)面的平行度要求， 是為了保證所銑鍵槽與工 件軸心線的平行度 （ 4）定位元件與導(dǎo)引元件的位置要求。若要 求所鉆孔的軸心線與定位基準(zhǔn)面垂直， 必須以夾 具上鉆套軸線與定位元件工作表面垂直及定位 元件工作表面與夾具體底面平

27、行為前提。 3.5模具設(shè)計 一、設(shè)計按以下幾個步驟進行。 （ 1 ）分析沖壓件的工藝性（結(jié)構(gòu)、尺寸、 精度、材料等方面） ； （ 2 ）擬定沖壓工序安排方案、畫出沖壓工 序圖、畫出待設(shè)計模具的排樣圖； （ 3 ）計算沖壓力（包括沖裁力、卸料力、 推件力等） 、確定模具壓力中心、確定凸凹模間 隙， 計算刃口尺寸、 確定待設(shè)計模具的有關(guān)結(jié)構(gòu) 要素 （各個模板的外形尺寸、 卸料彈簧或橡膠的 自由高度等） 、選用模具典型組合等，初選壓力 機（主要考慮公稱壓力、裝模高度、滑塊行程、 工作臺面尺寸等因素） ； （ 4）設(shè)計及繪制模具裝配圖； （ 5）設(shè)計及繪制模具零件圖；

28、（ 6）按規(guī)定格式編制設(shè)計說明書； 二、沖裁模結(jié)構(gòu)設(shè)計要點 2.1 排樣論證 排樣論證的目的是為了畫出正確的模具排 樣圖。 一個較佳的排樣方案必須兼顧沖壓件的公 差等級、 沖壓件的生產(chǎn)批量、 模具結(jié)構(gòu)和材料利 用率等方面的因素。 2.2 選擇壓力機及確定壓力中心 計算壓力中心的方法教材上已有詳盡的介 紹。 2.3 冷沖模國家標(biāo)準(zhǔn)的使用 a. 確定模具的主要結(jié)構(gòu)要素 根據(jù)排樣方案論證結(jié)果，確定應(yīng)采用的模具 結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，尚須確定如下結(jié)構(gòu)要素。 (1) 確定送料方式 模具相對于模架是采用從前往后的縱向送 料方式， 還是采用從右往左的橫向送料方式， 這 主要取決于

29、凹模的周界尺寸。 (2) 確定卸料形式 模具是采用彈壓卸料板，還是采用固定卸料 板， 取決于卸料力的大小， 其中材料料厚是主要 考慮因素。 (3) 模架形式 如采用縱向送料方式，適宜采用中間導(dǎo)柱導(dǎo) 套模架（對角導(dǎo)柱導(dǎo)套模架也可） ；橫向送料適 宜采用對角導(dǎo)柱導(dǎo)套模架： 而后側(cè)導(dǎo)柱導(dǎo)套模架 有利于送料（縱橫向均可且送料較順暢） ，但工 作時受力均衡性和對稱性比中間導(dǎo)柱導(dǎo)套模架 及對角導(dǎo)柱導(dǎo)套模架差一些； 四角導(dǎo)柱導(dǎo)套模架 則常用于大型模具； 而精密模具還須采用滾珠導(dǎo) 柱導(dǎo)套。 b. 典型組合選擇 可從《冷沖模國家標(biāo)準(zhǔn)》查到模具典型組合 （ GB2873.3-81）

30、 。 有了模具結(jié)構(gòu)的典型圖， 模具 設(shè)計就大為簡化。 只要根據(jù)排樣圖中凸模或凸凹 模的位置， 分別把各個凸?；蛲拱寄．嬋氲湫徒M 合可， 并相應(yīng)地在凹模板或凸凹模上開制相應(yīng)的 凹模洞口及在其它零件上畫出漏料孔、 打料系統(tǒng) 等，就可得到一張完整又正確的裝配圖。 c. 非標(biāo)準(zhǔn)模具的對照設(shè)計 有些矩形凹模板根據(jù)計算結(jié)果會很難選到 一個合適的標(biāo)準(zhǔn)凹模板。 解決的辦法是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 模板找到模具的典型組合， 同樣根據(jù)該典型組合 構(gòu)畫裝配圖， 只是把模具內(nèi)的所有模板的 L 尺寸 全部換成非標(biāo)準(zhǔn)尺寸， 進行必要的有限非標(biāo)準(zhǔn)設(shè) 計。 2.4 繪制模具裝配圖 一般應(yīng)根據(jù)模具結(jié)構(gòu)典型組合圖繪

31、制模具 結(jié)構(gòu)草圖。 a. 圖面布置規(guī)范 為了繪制一張美觀、正確的模具裝配圖，必 須掌握模具裝配圖面的布置規(guī)范。 1－檔案編號。如果這份圖紙將來要歸檔， 就在檔案編號處編上檔案號（且檔案號是倒寫 的） ， 以便存檔。 不能隨意在此處填寫其它內(nèi)容。 2－布置模具結(jié)構(gòu)主視圖。在畫主視圖前， 應(yīng)先估算整個主視圖大致的長與寬， 然后選用合 適的比例作圖。 主視圖畫好后其四周一般與其它 圖或外框線之間應(yīng)保持有約 50?60mm的空白， 不要畫得 “頂天立地” ， 也不要畫得 “縮成一團” ， 這就需要選擇一合適的比例。推薦盡量采用 1:1 的比例，如不合適，再考慮選用其它《機械

32、制圖 國家標(biāo)準(zhǔn)》上推薦的比例。 3－布置模具結(jié)構(gòu)俯視圖。應(yīng)畫拿走上模部 分后的結(jié)構(gòu)形狀， 其重點是為了反映下模部分所 安裝的工作零件的情況。 俯視圖與邊框、 主視圖、 標(biāo)題欄或明細(xì)表之間也應(yīng)保持約 50?60mm的 空白。 4－布置沖壓產(chǎn)品圖。并在沖壓產(chǎn)品圖的右 方或下方標(biāo)注沖壓件的名稱、材料及料厚等參 數(shù)。 對于不能在一道工序內(nèi)完成的產(chǎn)品， 裝配圖 上應(yīng)將該道工序圖畫出， 并且還要標(biāo)注本道工序 有關(guān)的尺寸。沖壓產(chǎn)品圖的方向應(yīng)與沖壓方向 （即工件在模具中的位置） 一致。 特殊情況下不 一致時必須用箭頭注明沖壓方向。 5－布置排樣圖。排樣圖上的送料方向與模 具結(jié)構(gòu)圖上

33、的送料方向必須一致， 排樣圖中應(yīng)標(biāo) 明料寬（帶公差） 、搭邊值和步距、斜排時工件 的旋轉(zhuǎn)角度。 6－寫技術(shù)要求。簡要注明對該模具的要求 和注意事項，技術(shù)條件。技術(shù)條件主要包括：模 具的閉合高度、 沖裁模具的間隙、 標(biāo)準(zhǔn)模架及代 號及裝配要求和所用的沖壓設(shè)備型號等。 （可參 考國家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求） 7－布置明細(xì)表及標(biāo)題欄。標(biāo)題欄及明細(xì)表 填寫格式可參照國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T10609.1-89,GB/T10609.2-89， 應(yīng)注意的要點 如下。 （ 1 ）明細(xì)表至少應(yīng)有序號、圖號、零件名 稱、數(shù)量、材料、標(biāo)準(zhǔn)代號和備注等欄目； （ 2 ）在填寫零件名稱一欄時，應(yīng)使名稱的

34、 首尾兩字對齊，中間的字則均勻插入； （ 3 ）在填寫圖號一欄時，應(yīng)給出所有零件 圖的圖號。 數(shù)字序號一般應(yīng)與序號一樣以主視圖 畫面為中心依順時針旋轉(zhuǎn)的方向為序依次編定。 由于模具裝配圖一般算作圖號 00，因此明細(xì)表 中的零件圖號應(yīng)從 01 開始計數(shù)。沒有零件圖的 零件則沒有圖號。 （ 4）備注一欄主要標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格、熱處理、 外購或外加工等說明。一般不另注其它內(nèi)容。 b. 裝配圖的繪制要求 在繪制模具裝配圖時，初學(xué)者的主要問題是 圖面紊亂無條理、 結(jié)構(gòu)表達不清、 剖面選擇不合 理等，還有作圖質(zhì)量差如引出線”重疊交叉” 、 螺銷釘作圖比例失真， 漏線條等錯誤。 繪制模具

35、 裝配圖最主要的是要反映模具的基本構(gòu)造， 表達 零件之間的相互裝配關(guān)系。 從這個目的出發(fā)， 一 張模具裝配圖所必須達到的最起碼要求一是模 具裝配圖中各個零件（或部件）不能遺漏。不論 哪個模具零件， 裝配圖中均應(yīng)有所表達； 二是模 具裝配圖中各個零件位置及與其它零件間的裝 配關(guān)系應(yīng)明確。 （ 1）裝配圖的作圖狀態(tài) 沖裁模裝配圖主視圖一般應(yīng)按模具閉合狀 態(tài)畫出 （也可一半處于閉合狀態(tài)一半處于非工作 狀態(tài)） ，比例最好為 1： 1，直觀性好，有助于校 核各模具零件之間的相對關(guān)系。 繪圖順序為： 先 里后外， 先上后下。 即先畫產(chǎn)品， 然后繪制凸模、 凹?！？刹捎萌驶?/p>

36、階梯剖視，剖切到凸模 和頂件塊等旋轉(zhuǎn)體時其剖面不畫剖面線， 有時候 為了圖面清晰，非旋轉(zhuǎn)體的凸模也不畫剖面線。 （ 2）剖面的選擇 上模部分剖面的選擇應(yīng)重點所映凸模的固 定， 凹模洞口的形狀、 各模板之間的裝配關(guān)系 （即 螺釘、銷釘?shù)陌惭b情況） ，模柄與上模座間的安 裝關(guān)系及由打桿、 打板、 頂桿和推塊等組成的打 料系統(tǒng)的裝配關(guān)系等。 上述需重點突出的地方應(yīng) 盡可能地采用全剖或半剖， 而除此之外的一些裝 配關(guān)系則可不剖而用虛線畫出或省去不畫， 在其 它圖上（如俯視圖）另作表達即可。模具下模部 分剖面的選擇應(yīng)重點反映凸凹模的安裝關(guān)系、 凸 凹模的洞口形狀、 各模板間的安

37、裝關(guān)系 （即螺釘、 銷釘如何安裝） 、漏料孔的形狀等，這些地方應(yīng) 盡可能考慮全剖， 其它一些非重點之處則盡量簡 化。 （ 3）序號引出線的畫法 在畫序號引出線前應(yīng)先數(shù)出模具中零件的 個數(shù)，然后再作統(tǒng)籌安排。按照“數(shù)出零件數(shù)目 一布置序號位置-畫短橫線一引畫序號引出線” 的作圖步驟， 可使所有序號引出線布置整齊、 間 距相等。 （ 4）尺寸標(biāo)注 注明輪廓尺寸、安裝尺寸、配合尺寸 注明閉合高度尺寸 帶斜楔的模具應(yīng)標(biāo)出滑塊行程尺寸 三、 沖裁模零件設(shè)計一般方法 3.1 圖形的繪制方法 按照模具的總裝配圖拆畫模具零件圖。模具 零件圖既要反映出設(shè)計意圖， 又要考慮到制造的

38、 可能性及合理性。 零件圖設(shè)計的質(zhì)量直接影響模 具的設(shè)計周期和造價。 零件圖是零件加工的唯一 依據(jù)，圖中應(yīng)標(biāo)注全部的尺寸、公差、表面粗糙 度、 材料及熱處理。 技術(shù)要求等。 一切非標(biāo)準(zhǔn)件、 或雖是標(biāo)準(zhǔn)件但仍需進一步加工的零件均需繪 制零件圖。 零件圖的視圖布置 為保證繪制零件圖正確，建議按裝配位置畫 零件圖，不要任意旋轉(zhuǎn)和顛倒！ （但軸類零件按 加工位置，即一般軸心線為水平布置） 。 零件圖的繪制步驟 繪制模具裝配圖后，應(yīng)對照裝配圖來拆畫零 件圖。推薦如下步驟。 繪制所有零件圖的圖形，尺寸線可先引出， 相關(guān)尺寸后標(biāo)注。 在畫上半部分的零件圖時， 繪 制的順序一般

39、采用“自下往上，相關(guān)零件優(yōu)先” 的步驟進行。 在畫下模部分的零件圖時， 一般采 用“自上往下，相關(guān)零件優(yōu)先”的步驟進行。 3.2 尺寸標(biāo)注方法 基本要求： ?所有的配合尺寸和精度要求較高的尺寸都 應(yīng)該標(biāo)注公差（包括形位公差） 。未注公差按照 IT14 級制造。模具刃口尺寸按照計算值標(biāo)注。 模具零件在裝配過程中的加工尺寸應(yīng)注明 “配作” 、 “裝配后加工” 等字樣或者在技術(shù)要求 中說明。 ?所有的加工表面都應(yīng)該注明表面粗糙度等 級。 可根據(jù)各個表面的工作要求和精度等級來決 定，具體可參考相關(guān)設(shè)計資料。 a. 尺寸標(biāo)注的思路 (1)標(biāo)注工作零件的刃口尺寸 (2)標(biāo)注

40、相關(guān)零件的相關(guān)尺寸 (3)補全其它尺寸及技術(shù)要求 這個階段可逐張零件進行，先補全其它尺 寸，例如輪廓大小尺寸、位置尺寸等；再標(biāo)注各 加工面的粗糙度要求及倒角、圓角的加工情況， 最后是選材及熱處理，并對本零件進行命名等。 3.3 未注公差尺寸的標(biāo)注 沖壓件未注公差配合尺寸極限偏差一般為 IT12?IT14,常用IT14。若該沖壓件使用時與 其它工件并無裝配關(guān)系， 則未注公差尺寸的偏差 方向及極限偏差可按國際 GB/T15055-94 圓角半 徑等的極限偏差分為f(fine精密級卜mn (medium 中等級)、c(coarse粗糙級)、v(very coarse最粗 級)四

41、個公差等級。一般可選用 c 級。 3.4 技術(shù)條件 技術(shù)條件主要內(nèi)容： ? 對材質(zhì)的要求。如熱處理方法和熱處理應(yīng) 達到的硬度 ? 表面處理。表面涂層及表面修飾(如銳邊 倒鈍、清砂) ? 未注圓角半徑的說明 ? 其他特殊要求 3.6編寫課程設(shè)計說明書 說明書是課程設(shè)計的總結(jié)性文件。 在完成課程 設(shè)計全部工作之后， 學(xué)生應(yīng)將全部設(shè)計工作依照 先后順序編寫成設(shè)計說明書。 要求語言簡練， 文 字通順， 圖例清晰。 說明書應(yīng)概括地介紹設(shè)計全 貌． 對設(shè)計中的各部分內(nèi)容應(yīng)作重點說明、 分析 論證及必要的計算。要求系統(tǒng)性好，條理清楚， 圖文并茂， 充分表達自己的見解， 力求避

42、免抄書。 文內(nèi)公式、圖表、數(shù)據(jù)等出處，應(yīng)以“ [ ] ”注 明參考文獻的序號。 學(xué)生從設(shè)計一開始就應(yīng)隨時逐項記錄設(shè)計 內(nèi)容、計算結(jié)果、分析意見和資料來源，以及教 師的合理意見、 自己的見解與結(jié)論等。 每一設(shè)計 階段后， 隨即可整理、 編寫出有關(guān)部分的說明書， 待全部設(shè)計結(jié)束后， 只要稍加整理， 便可裝訂成 冊。 一份完整的說明書一般包括以下一些項目： (1)封面。 (2)目錄。 (3)設(shè)計任務(wù)書。 (4)緒論或前言。 (5)對零件的工藝分析，包括零件的作用、結(jié)構(gòu)特點、結(jié)構(gòu)工藝性、關(guān)鍵表 面的技術(shù)要求分析等。 (6)工藝設(shè)計與計算。 ①毛坯選擇與說明； ②工藝

43、路線的確定，包括粗、精基準(zhǔn)的選擇，各表面加工方法的確定， 工序集中與分散的考慮，工序順序安排的原則，加工設(shè)備與工藝裝備的選擇， 不同方案的分析比較等； ③加工余量、切削用量、工時定額的確定(說明數(shù)據(jù)來源，計算教師指定 工序的時間定額 )； ④工序尺寸與公差的確定 ( 只進行教師指定的工序尺寸的計算， 其余只需 簡要說明 )。 (7)夾具或模具設(shè)計。 ①設(shè)計思想與不同方案對比； ②定位分析與定位誤差計算； ③對刀及導(dǎo)引裝置設(shè)計； ④夾緊機構(gòu)設(shè)計與夾緊力計算； ⑤夾具操作動作說明 (也可和第①項合并進行 ) 。 (8)設(shè)計總結(jié)或心得體會。 (9)參考文獻書目 (書目前排

44、列序號，以便于正文引用 ) 。 4 課程設(shè)計應(yīng)交的作業(yè)及成績評定 4.1 應(yīng)交作業(yè) 1 ．每個組交測繪部件(若是零件則交零件 圖) 1 張 2．加工工藝及工序過程卡 3 ． 每位學(xué)生選擇一個工序設(shè)計夾具或模具， 提交模具或夾具裝配圖及其非標(biāo)零件圖 4．設(shè)計說明書一份，格式內(nèi)容符合要求 4.2 成績評定細(xì)則 課程設(shè)計的成績定為五級：優(yōu)秀、良好、中 等、及格和不及格。各等級評定標(biāo)準(zhǔn)如下： A.優(yōu)秀 （ 1 ）全面完成設(shè)計任務(wù)，設(shè)計內(nèi)容正確， 設(shè)計圖紙質(zhì)量高； （ 2）設(shè)計說明書內(nèi)容正確，文 字精煉、流暢、工整； （ 3）答辯時，能準(zhǔn)確回答 與設(shè)計內(nèi)容有關(guān)的問題； （

45、 4）工作態(tài)度認(rèn)真、嚴(yán) 謹(jǐn)，獨立工作能力強，模范遵守紀(jì)律。 B.良好 （ 1 ）全面完成設(shè)計任務(wù)，設(shè)計內(nèi)容和設(shè)計 圖紙正確； （ 2） 設(shè)計說明書內(nèi)容正確， 表達清楚， 書寫認(rèn)真或打印格式規(guī)范； （ 3 ）答辯時，能較好 地回答與設(shè)計內(nèi)容有關(guān)的問題； （ 4） 工作態(tài)度認(rèn) 真，獨立完成設(shè)計任務(wù)，遵守紀(jì)律。 C.中等 （ 1 ）全面完成設(shè)計任務(wù)，設(shè)計內(nèi)容正確、 設(shè)計圖紙基本正確； （ 2） 設(shè)計說明書內(nèi)容基本正 確，表達清楚，書寫認(rèn)真或打印格式規(guī)范； （ 3） 答辯時， 經(jīng)提示能基本準(zhǔn)確地回答與設(shè)計內(nèi)容有 關(guān)的問題； 4 ．工作態(tài)度認(rèn)真，具有一定的獨立 工作能力，遵守

46、紀(jì)律。 D ．及格 （ 1 ）能完成主要設(shè)計任務(wù)，質(zhì)量較差或有 較大錯誤，經(jīng)啟發(fā)能予以糾正； （ 2）設(shè)計說明書 內(nèi)容有個別錯誤，書寫較草或打印格式不規(guī)范； （ 3）答辯時，對有些問題的回答出現(xiàn)概念性錯 誤； （ 4）工作態(tài)度一般或獨立工作能力較差，基 本能遵守紀(jì)律。 E ．不及格 （ 1 ）未完成設(shè)計任務(wù)，或設(shè)計質(zhì)量差并不 加以改正； （ 2）設(shè)計說明書內(nèi)容有較大錯誤，或 書寫非常不認(rèn)真或抄襲； （ 3）答辯時，回答問題 出現(xiàn)嚴(yán)重的概念性錯誤， 或?qū)χ饕獑栴}回答不出 來； （ 4）工作態(tài)度不認(rèn)真，或獨立工作能力差， 或不遵守紀(jì)律。 5 課程設(shè)計中所使用的主要參考

47、文獻 1 ．趙家齊編．機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書 第 2 版 . 北京：機械工業(yè)出版社， 2002 2 .徐圣群主編.簡明機械加工工藝手冊.上海.上 ?？茖W(xué)技術(shù)出版社1991 3 .龔定安，蔡建國，機床夾具設(shè)計原理，陜西 科技出版社，1987 4.顧崇銜編機械制造工藝學(xué)西安：陜西科 學(xué)技術(shù)出版社，1990 5馬賢智主編.實用機械加工手冊.沈陽：遼 寧科學(xué)技術(shù)出版社，2002 6李益民主編.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊.北 京：機械工業(yè)出版社，2002 7大連理工大學(xué) 王小華主編.機床夾具圖 冊.北京：機械工業(yè)出版社，1991 8許發(fā)檄實用模具設(shè)計與制造手冊北京：機 械工業(yè)出版社2005 9薛啟翔沖壓模具設(shè)計結(jié)構(gòu)圖冊北京：化學(xué) 工業(yè)出版社2010