机械制造技术基础课程设计指导教程

本书供高等工科院校机械设计制造及其自动化、机械勤务员及自动化、工业工程、汽车工程、热能与动力工程、农业机构化工程等专业师生使用；也可供工厂企业、科研院所从事机械制造、机械设计工作的工程技术人员和高等职业技术教育院校、夜大、函授大学相近专业的师生参考。

前言

第一篇 机械加工工艺规程的制订

第一章 制订机械加工工艺规程的步骤和内容

第一节 零件的工艺分析

一、了解零件的用途

二、分析零件的技术要求

表1-1 x x零件技术要求表

三、审查零件的工艺性

第二节 确定零件的生产类型

表1-2 汽车制造厂机械加工车间生产类型的划分

表1-3 不同机械产品的零件质量型别表

表1-4 机械加工零件生产类型的划分

第三节 确定毛坯的种类和制造方法

一、确定毛坯的种类

二、毛坯制造方法考虑因素

第四节 拟定工艺路线

一、选择定位基准

表1-5 机械加工定位、夹紧符号

(摘自JB/T 5061—1991)

二、表面加工方法的选择

表1-6 外圆表面加工方案的经济精度

和表面粗糙度

表1-7 孔加工方案的经济精度和表面粗糙度

表1-8 平面加工方案的经济精度和表面粗糙度

表1-9 圆锥形孔加工的经济精度

表1—10 米制螺纹加工的经济精度和表面粗糙度

表1-11 齿轮齿面各种加工方案的经济

精度和表面粗糙度

表1-12 平面度和直线度的经济精度

表1-13 圆柱度的经济精度

表1-14 平行度的经济精度

表1-15 端面跳动和垂直度的经济精度

表1-16 同轴度的经济精度

表1-17 车床加工的经济精度

表1-18 钻床加工的经济精度

表1-19 铣床加工的经济精度

表1-20 各种加工方法的加工经济精度

三、加工阶段的划分

四、工序集中与分散

五、工序顺序的安排

六、绘制工序简图

第五节 编制工艺文件

一、机械加工工艺过程卡片

二、机械加工工序卡片

三、检验卡片

表1-21 机械加工工艺过程卡片格式

(JB/T 9165．2—1998)

表1-22 机械加工工序卡片格式

(JB/T 9165—1998)

表1—23 检验卡片格式

(JB/T 9165．2—1998)

第二章 加工余量和工序尺寸的确定

第一节 概述

一、加工余量的概念

二、加工余量的分类

三、确定加工余量的方法

第二节 确定毛坯尺寸公差与加工余量

一、铸件尺寸公差与机械加工余量

(摘自GB/T 6414--1999)

表2-1 大批量生产的毛坯铸件的公差

等级

表2-2 小批量生产或单件生产的毛坯

铸件的公差等级

表2-3铸件尺寸公差

表2-4要求的铸件机械加工余量(RMA)

表2-5 毛坯铸件典型的机械加工余量等级

二、锤上钢质自由锻件机械加工余量与

公差(摘自GB/T 15826—1995)

表2-6 盘、柱类自由锻件机械加工余量与公差

表2-7 带孔圆盘类自由锻件机械加工余量与公差

表2-8最小冲孔直径表

表2-9 光轴类锻件机械加工余量与公差

三、钢质模锻件公差及机械加工余量

(摘自GB/T 12362—1990)

表2-10 锻件的长度、宽度、高度公差

表2-11 锻件的厚度公差

表2-12 锻件的中心距公差

表2-13 锻件内外表面加工余量

表2-14 锻件内孔直径的单面机械加工余量

第三节 确定工序间的加工余量

一、工序间加工余量的选用原则

二、轴的加工余量

表2-15 轴的折算长度

表2-16 粗车外圆余量

表2-17 粗车外圆后精车外圆余量

表2-18 外圆磨削余量

表2-19 粗磨后精磨外圆余量

表2-20 外圆研磨余量

表2-21 外圆抛光余量

表2-22 端面车削余量

表2-23 粗车端面后，正火调质的端面精加工余量

表2-24 精车端面后，经淬火的端面磨削余量

表2-25 磨端面余量

表2-26 精车(铣、刨)槽余量

表2-27 精车(铣、刨)后，磨槽余量

三、孔的加工余量

表2-28 基孔制7、8、9级(H7、H8、

H9)孔的加工余量

表2-29 按照7级或8级、9级精度加工

预先铸出或冲出的孔

表2-30 拉圆孔余量

表2-31 磨圆孔余量

表2-32 磨锥孔余量

表2-33 珩孔余量

表2-34 研孔余量

四、平面加工余量

表2-35 平面粗加工余量

表2-36 平面精加工余量

表2-37 平面研磨余量

表2-38 平面抛光余量

五、螺纹加工余量

表2-39 攻螺纹前钻孔用麻花钻直径

第四节 工序尺寸及其公差的确定

表2-40标准公差数值(摘自GB/T

1800．3—1998)

表2-41 工序尺寸及公差计算表

第三章 金属切削刀具和量具的确定

第一节 常用金属切削刀具

一、钻头

表3-1 不同结构形式麻花钻的应用范围

表3-2 直柄短麻花钻(摘自GB/T6135．2—1996)

表3-3 直柄麻花钻(摘自GB/T6135．3—1996)

表3-4 莫氏锥柄麻花钻(摘自GB/T

1438．1—1996)

表3-5 硬质合金锥柄麻花钻(摘自

GB/T 10946--1989)

表3-6 莫氏锥柄阶梯麻花钻(摘自

GB/T 6138．2—1997)

表3-7锥柄扩孔钻(摘自GB/T

1141—1984)

表3-8直柄扩孔钻(摘自GB/T

4256--1984)

表3-9套式扩孔钻(摘自GB/T

1142—1984)

表3-10 60°、90°、120°锥柄锥面锪钻

(摘自GB/T 1143—1984)

表3—11 60°、90°、120°直柄锥面锪钻

(摘自GB/T 4258—1984)

表3—12 带导柱直柄平底锪钻(摘自

GB/T 4260---1984)

表3—13 中心钻(摘自GB/T 6078．1—1998)

二、铣刀

表3-14铣刀直径选择

表3-15 直柄立铣刀(摘自GB/T

6117．1—1996)

表3-16 莫氏锥柄立铣刀(摘自

GB/T 6117．2——1996)

表3—17 直柄粗加工立铣刀(摘自

GB/T 14328．1—1993)

表3—18 整体硬质合金直柄立铣刀(摘自

GB/T 16770．1—1997)

表3—19 高钴钢立铣刀

表3-20 套式立铣刀(摘自GB/T

1114--1985)

表3-21 高速钢粗铣刀

表3-22 圆柱形铣刀(摘自GB/T

1115—1985)

表3-23 镶齿套式面铣刀(摘自

JB/T 7954—1999)

表3-24 粗切削球形面铣刀

表3-25 圆刃面铣刀

表3-26直柄键槽铣刀(摘自GB/T

1112．1—1997)

表3-27 半圆键槽铣刀(摘自GB/T

1127—1997)

表3-28 镶齿三面刃铣刀(摘自JB/T

7953—1999)

表3-29锯片铣刀(摘自GB/T 6120

—1996)

表3-30超速型钻铣刀

三、铰刀

表3-31 手用铰刀(摘自GB/T 1131—

1984)

表3-32 直柄机用铰刀(摘自GB/T 1132

—1984)

表3-33 锥柄机用铰刀(摘自GB/T 1133

—1984)

表3-34 高速钢整体套式机用铰刀(摘自

GB/T 1135—1984)

表3-35 硬质合金直柄机用铰刀(摘自

GB/T 4251—1984)

表3-36 硬质合金锥柄机用铰刀(摘自

GB/T4252—1984)

四、丝锥

表3-37 粗柄机用和手用丝锥(摘自

GB/T 3464．1—1994)

表3-38 细柄机用和手用丝锥(摘自

GB/T 3464．1—1994)

第二节 常用量具

一、量具

二、计量仪器(计量仪表)

表3-39常用量具一览表

第四章 金属切削机床的选择

第一节 金属切削机床的选择原则

第二节 常用金属切削机床的主要技术参数

一、车床主要技术参数

表4-1 卧式车床的型号与主要技术参数

表4-2 卧式车床刀架进给量

表4-3 卧式车床车削螺纹螺距

表4-4 数控车床主要技术参数

二、钻床主要技术参数

表4-5 摇臂钻床型号与主要技术参数

表4-6 摇臂钻床主轴转速

表4-7 摇臂钻床主轴进给量

表4-8 立式钻床型号与主要技术参数

表4-9 立式钻床主轴转速

表4-10 立式钻床进给量

表4-11 立式钻床工作台尺寸

表4-12 台式钻床型号与主要技术参数

表4-13 台式钻床主轴转速

三、铣床主要技术参数

表4-14 立式铣床型号与主要技术参数

表4-15 立式铣床主轴转速

表4-16 立式铣床工作台进给量

表4-17 卧式(万能)铣床型号与主要技术参数

表4-18 卧式(万能)铣床主轴转速

表4-19 卧式(万能)铣床工作台进给量

表4-20 卧式(万能)铣床工作台尺寸

表4-21 数控铣床型号与主要技术参数

第五章 切削用量和时间定额的确定

第一节 切削用量的选择

一、切削用量的选择原则

二、切削用量选择

表5—1 高速钢车刀常用切削用量

表5-2 硬质合金车刀常用切削速度

表5-3 硬质合金车刀精车薄壁工件切削用量

表5-4 粗车孔的进给量

表5-5 切断及车槽的进给量

表5-6 切断及车槽的切削速度

表5-7 高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量

表5-8 高速钢套式面铣刀精铣平面进给量

表5-9 高速钢(W18Cr4V)套式面铣刀铣削速度

表5—10 硬质合金圆柱铣刀铣削进给量

表5-11 高速钢立铣刀铣平面的铣削进给量

表5—12 硬质合金(YT15)圆柱铣刀的铣削速度

表5-13 高速钢立铣刀铣平面的铣削速度

表5—14 高速钢立铣刀铣槽进给量

表5—15 高速钢立铣刀铣槽的铣削速度

表5—16 高速钢键槽铣刀铣槽的切削用量

表5-17 高速钢切断铣刀切断速度

表5-18 高速钢切断铣刀切断进给量

表5—19 硬质合金三面刃圆盘铣刀铣槽进给量

表5-20 硬质合金(YT15)三面刃圆盘

铣刀铣槽切削速度

表5-21 高速钢麻花钻钻削碳钢及合金钢

的切削用量

表5-22 在组合机床上用高速钢刀具钻孔

时的切削用量

表5-23 硬质合金扩孔钻扩孔的进给量

表5-24 硬质合金扩孔钻扩孔的切削速度

表5-25 高速钢铰刀铰削碳钢、合金钢及

铝合金的切削速度

表5-26 高速钢铰刀精铰灰铸铁(195HBS)

的切削速度

表5-27 高速钢铰刀粗铰灰铸铁(195HBS)

的切削速度

表5-28 硬质合金铰刀的切削用量

表5-29 高速钢镗刀镗孔的切削用量

表5-30 硬质合金镗刀镗孔的切削用量

表5-31 在组合机床上用高速钢铰刀铰孔

的切削用量

表5-32 用高速钢锪钻锪端面的切削用量

表5-33 拉削的进给量(单面齿升量)

表5-34 拉削速度

表5-35 在圆台平面磨床上用砂轮端面

粗磨平面的切削用量

表5-36 在圆台平面磨床上用砂轮端面

精磨平面的切削用量

表5-37 在组合机床上加工螺纹的切削

速度

表5-38 攻螺纹的切削用量

第二节 时间定额的确定

一、时间定额及其组成

二、基本时间的计算

表5-39 车外圆和镗孔基本时间的计算

表5-40 试切附加长度l3

表5-41 钻削基本时间的计算

表5-42 铰孔的切人及切出行程

表5-43 铣削基本时间的计算

表5-44 圆柱铣刀铣平面时的切人和切出行程

表5-45 面铣刀铣平面时的切人和切出行程

表5-46 用丝锥攻螺纹基本时间的计算

第六章 机械加工工艺规程设计实例

第一节 拨叉的工艺分析及生产类型的确定

一、拨叉的用途

二、拨叉的技术要求

表6—1 拨叉零件技术要求表

三、审查拨叉的工艺性

四、确定拨叉的生产类型

第二节 确定毛坯、绘制毛坯简图

一、选择毛坯

二、确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量

表6-2 拨叉锻造毛坯尺寸公差及机械加工余量

三、绘制拨叉锻造毛坯简图

第三节 拟定拨叉工艺路线

一、定位基准的选择

二、表面加工方法的确定

表6—3 拨叉零件各表面加工方案

三、加工阶段的划分

四、工序的集中与分散

五、工序顺序的安排

六、确定工艺路线

表6-4拨叉工艺路线及设备、工装的选用

第四节 机床设备及工艺装备的选用

一、机床设备的选用

二、工艺装备的选用

第五节 加工余量、工序尺寸和公差的确定

一、工序1和工序2——加工拨叉头两端面至

设计尺寸的加工余量、工序尺寸和

公差的确定

二、工序9——钻-粗铰-精铰∮8mm

孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定

第六节 切削用量、时间定额的计算

一、切削用量的计算

二、时间定额的计算

表6-5 机械加工工艺过程卡片

表6-6 机械加工工序卡片

表6-7 机械加工工序卡片

表6-8 机械加工工序卡片

第二篇 机床夹具设计

第七章 机床夹具概述

第一节 机床夹具的分类与组成

一、机床夹具的分类

二、专用机床夹具的组成

第二节 机床夹具设计方法

一、机床夹具设计要求

二、专用机床夹具设计的步骤

第八章 定位方案设计

第一节 工件在夹具中的定位

一、工件的定位基准及定位基面

二、工件的六点定位规则

三、定位元件选用

表8-1 常见定位元件限制自由度情况

表8-2 支承钉(摘自JB/T 8029．2—1999)

表8-3 支承板(摘自JB/T 8029．1—1999)

表8-4 六角头支承(摘自JB/T 8026．1—1999)

表8-5 调节支承(摘自JB/T 8026. 4—1999)

表8-6 调节支承螺钉

表8-7 固定式定位销(摘自JB/T 8014．2—1999)

表8-8 可换式定位销(摘自JB/T 8014．3—1999)

表8-9 定位衬套(摘自JB/T 8013．1—1999)

表8-10 V形块(摘自JB/T 8018．1—1999)

表8—11 固定V形块(摘自JB/T 8018．2—1999)

表8-12 活动V形块(摘自JB/T 8018．4—1999)

第二节 定位误差分析与计算

表8—13 常见定位方式的定位误差计算

第九章 对刀及导向装置设计

第一节 对刀装置设计

一、对刀装置

表9-1 圆形对刀块(摘自JB/T 8031．1—1999)

表9-2 方形对刀块(摘自JB/T 8031．2--1999)

表9-3 直角对刀块(摘自JB/T 8031．3—1999)

表9-4 侧装对刀块(摘自JB/T 8031．4—1999)

表9-5 对刀平塞尺(摘自JB/T 8032．1—1999)

表9-6 对刀圆柱塞尺(摘自JB/T 8032．2—1999)

二、确定对刀块位置尺寸和公差

第二节 导向元件设计

一、钻套基本类型

二、钻套高度和排屑间隙

三、确定钻套位置尺寸和公差

表9-7 钻套的基本类型

表9-8 固定钻套(摘自JB/T 8045．1—1999)

表9-9 可换钻套(摘自JB/T 8045．2—1999)

表9-10 快换钻套(摘自JB/T 8045．3—1999)

表9—11 钻套用衬套(摘自JB/T 8045．4—1999)

表9—12 钻套螺钉(摘自JB"para" label-module="para">

表9—13 钻套高度和排屑间隙

第十章 夹紧装置设计

第一节 夹紧装置的组成和基本要求

一、夹紧装置的组成

二、夹紧装置的基本要求

第二节 确定夹紧力的基本原则

一、夹紧力作用点

二、夹紧力的方向

三、夹紧力的大小

表10-1 常见的夹紧形式所需夹紧力

表10-2 各种不同接触表面之间的摩擦系数

第三节 常用典型夹紧机构

一、斜楔夹紧机构

二、螺旋夹紧机构

三、偏心夹紧机构

四、定心夹紧机构

五、铰链夹紧机构

六、常用典型夹紧机构图例

表10-3 常用典型夹紧机构

第四节 常用夹具元件

一、夹紧件

表10-4带肩六角螺母(摘自JB/T 8004．1

—1999)

表10-5 球面带肩螺母(摘自JB/T 8004．2

—1999)

表10-6菱形螺母(摘自JB/T 8004．6-

1999)

表10-7 固定手柄压紧螺钉(摘自JB/T

8006．3—1999)

表10-8阶形螺钉

表10-9 内六角圆柱头螺钉(摘自GB/T 70．1

—2000)

表10-10转动垫圈(摘自JB/T 8008．4

—1999)

表10-11 球面垫圈(摘自GB/T 849—

1988)

表10-12锥面垫圈(摘自GB/T 850---

1988)

表10-13 快换垫圈(摘自JB/T 8008．5

—1999)

表10—14 光面压块(摘自JB/T 8009．1—

1999)

表10-15 移动压板(摘自JB/T 8010．1—

1999)

表10-16 转动压板(摘自JB/T 8010：2

—1999)

表10-17 偏心轮用压板(摘自JB/T 8010．7

—1999)

表10-18平压板(摘自JB/T 8010.9--

1999)

表10—19 直压板(摘自JB/T 8010.13—

1999)

表10-20铰链压板(摘自JB/T 8010．14

—1999)

表10-21 回转压板(摘自JB/T 8010．15

—1999)

表10-22钩形压板(摘自JB/T 8012．1

—1999)

表10-23 钩形压板(组合)(摘自JB/T

8012．2—1999)

表10-24 圆偏心轮(摘自JB/T 8011. 1

—1999)

表10-25 偏心轮用垫板(摘自JB/T

8011．5—1999)

表10-26铰链支座(摘自JB/T 8034—1999)

表10-27快速夹紧装置

表10-28滚花把手(摘自JB/T 8023. 1—1999)

表10-29星形把手(摘自JB/T 8023．2—1999)

表10-30导板(摘自JB/T 8019—1999)

表10-31 铰链轴(摘自JB/T 8033—1999)

表10-32 圆柱螺旋压缩弹簧(摘自GB/T

2089—1994)

表10-33法兰式气缸

表10-34膜片式气缸

第十一章 夹具体的设计

第一节 概述

一、夹具体设计的基本要求

二、夹具体材料及制造方法

三、夹具体外形尺寸

表11—1 夹具体结构尺寸的经验数据

表1l—2 夹具体座耳结构尺寸

第二节 夹具体结构

一、夹具体找正基面

二、夹具体排屑措施

第三节 铸造夹具体的技术要求

表11—3 夹具体零件的尺寸公差参考表

第十二章 专用机床夹具总装配图绘制

第一节 专用机床夹具装配草图绘制

一、绘制草图要求

二、绘制草图的顺序

三、绘制装配草图时应注意的若干问题

第二节 确定机床夹具与机床间的

正确位置

一、确定钻床夹具与机床间的正确位置

二、确定铣床夹具与机床间的正确位置

表12-1定位键(摘自JB/T 8016—1999)

表12-2 部分通用铣床工作台T形槽

尺寸与定位键选择

第三节 专用机床夹具装配图绘制

表12-3 专用机床夹具非标准零件推荐

材料及热处理

第四节 专用机床夹具装配图样上

应标注的尺寸和位置公差

一、装配图上应标注的尺寸

表12-4 夹具上常用配合的选择

表12-5 常用夹具元件的配合

表12-6 固定式导套的配合

二、装配图上应标注的位置公差

表12-7 钻套中心对夹具安装基面的

相互位置要求

表12-8 钻套中心距或导套中心到定位

基面的制造公差

表12-9 钻床夹具技术条件示例

表12-10 按工件公差确定夹具对刀块

到定位表面制造公差

表12-11 对刀块工作面、定位表面和

定位键侧面间的技术要求

表12-12铣床夹具技术条件示例

表12-13 夹具技术条件参考数值

第五节 专用机床夹具装配图样技术要求

第六节 专用机床夹具设计示例

一、专用钻床夹具设计

二、专用铣床夹具设计

表12-14 铣十字交叉槽专用铣床夹具

各部分结构方案

第十三章 用CATIA软件进行机床夹具设计的实用技巧

第一节 用CATIA进行专用机床夹具设计的目的和意义

第二节 如何创建和引用CATIA标准件库中的标准零件

一、引用标准件的方法

二、创建标准件库的方法

第三节 螺纹联接零件孔的设计

第四节 装配工作环境中阵列的应用技巧

第五节 钻模板组件的设计、装配与工程图创建

一、机械零件设计

二、装配设计

三、工程绘图

第六节 在CATIA环境实现剖中剖或局部剖的方法

第七节 更改剖切符号

第八节 在CATIA环境标注尺寸与公差配合的方法

一、轮廓尺寸的标注

二、标注公差配合

三、尺寸公差的标注

第九节 在CATIA环境标注位置公差的方法

一、怎样标注基准要素

二、形位公差的创建

三、形位公差框格方向

四、形位公差框格的调整

第十节 在CATIA环境标注装配图零件序号的方法

第十一节 在工程图中插入标题栏

一、创建空白的二维工程图纸

二、插入图框和标题栏的实用技巧

第十二节 将CATIA创建的工程图转化为dwg文件格式

附录

附录A标题栏

附录B明细栏

附录C结构工艺性

附录C表1 零件尺寸的合理标注图例

附录C表2 零件结构的机械加工工艺性图例

附录C表3 产品结构的装配工艺性图例

参考文献

本书提供了机械工程类专业进行机构制造技术基础课程设计（工艺规程设计与机床夹具设计）的一般指导原则、设计方法和设计示例；提供了以先进的三维设计软件“CATIA”为平台的机床夹具设计实用技巧与工程制图示例。

为便于教学和学生课程设计，编者研制开发了与本教材配套的“机械制造技术基础课程设计网络教学系统”。

本书为吉林大学“十五”规划重点项目立项教材。此教材是根据机械工程类专业教学指导委员会推荐的指导性教学计划，并结合这几年高校“机械制造技术基础课程设计”（机械加工工艺规程设计与机床夹具设计）教学的实际情况和吉林大学课程设计教学改革的实际情况编写的。

全书分设两篇共十三章，内容包括“机械加工工艺规程设计”和“机床夹具设计”。

于大国编著的《机械制造技术基础与工艺学课程设计教程(附光盘普通高等教育本科机电类十二五规划教材)》是机械类或工业工程类专业学生学习“机械制造技术基础”、“机械制造工艺学”、“机械制造工程学”等课程后，进行课程设计的教程。全书包括五篇。第一篇“机械制造工艺设计指导”，第二篇“简明机械制造工艺设计手册”，第三篇“*机械制造装备介绍”，第四篇“机械制造录像”，第五篇“课程设计教学课件”。第一篇为纸介图书部分，其余四篇在本书光盘内。

第一篇包括7章：课程设计概述，典型零件工艺指导，典型零件工艺提示，机械制造厂工艺卡内容摘要，各种加工方法的经济精度及表面粗糙度，工艺课程设计示例，课程设计题目选编。前6章，用于指导学生进行课程设计，第7章供教师选题时参考。

第二篇第8章一第ll章分别介绍了机床、刀具、夹具、量具检具的技术参数，第12章提供了毛坯尺寸公差与机械加工余量的设计方法，第13章～第16章阐述工序间加工余量、切削用量、工时定额的计算方法与图表。

第三篇介绍目前机电市场*机械制造装备产品。

第四篇是机械制造的录像，包括加工、检验、找正等多方面。

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于大国编著的《机械制造技术基础与工艺学课程设计教程(附光盘普通高等教育本科机电类十二五规划教材)》可作为高等院校机械、工业工程等专业课程设计教学用书或机械类课程配套教材。也是学生完成课外作业、毕业设计的重要参考资料。还可供机械制造工程技术人员参考。

本书为《机械制造技术基础》配套教材。

全书共分3章,第1章为机械制造技术基础课程设计概论,第2章为机械加工工艺规程的设计案例,第3章为机械制造技术基础课程设计题目选编。

本书可作为高等职业技术学院、高等专科学校、成人教育学院等机械类专业的教学辅导书,也可作为工程技术人员的参考书。