14-15-2汽车制造工艺学课程设计指导书

《汽车制造工艺学》课程设计指导书

淮阴工学院交通工程学院

2015年05月

一、汽车制造工艺课程设计总则

汽车制造工艺课程设计的综合性、实践性强，是汽车制造工艺学课程的必修实践课程。汽车制造工艺课程设计是以金属切削等基本理论为基础，以机械制造工艺及工艺装备知识为主线，培养汽车零件机械制造技术的基本设计能力的实践课程，是对学生运用所掌握的汽车制造工艺等相关知识的一次全面综合的应用训练。

汽车制造工艺课程设计是以给定的一个中等复杂程度的中小型机械零件为对象，在确定其毛坯制造工艺的基础上，编制其机械加工工艺规程，并对其中某一工序进行机床专用夹具的设计，撰写完成课程设计说明书。

汽车制造工艺课程设计，是进一步培养和提高学生独立分析、解决实际工艺问题和独立处理技术工作不可缺少的实践教学环节，是学校“卓越工程师”培养计划中必不可少的培养学生应职应岗能力的重要实践性教学环节。

二、课程设计的目的

课程设计要求编制一个中等复杂程度零件的机械加工工艺规程，由教师指定，设计其中一道工序的专用夹具（相关计算），并撰写设计说明书。

通过课程设计，进一步加深学生对汽车制造工艺学理论知识的理解，培养学生综合应用汽车机械制造工艺和其他多门课程的理论知识（工程材料与热处理、机械设计、互换性与测量技术、金属切削机床和金属切削原理与刀具等）解决实际问题的能力；培养学生独立分析和解决工艺问题的实践能力、提升学生的全面素质，使学生的汽车制造知识和能力得到深化和升华；通过查阅相关手册，掌握获取工程数据的方法，提高学生收集信息、对信息进行价值判断、信息整理和信息加工的能力；培养学生了解并掌握机械加工工艺规程的原则、步骤和方法；培养学生掌握机床夹具设计的基本原理、方法和步骤，进一步提高学生的工程设计能力；培养学生编写技术文件的能力等。

1．培养工程意识

通过课程设计，结合生产实际，贴近就业岗位，培养学生独立分析和解决汽车零件制造工程的实际问题的工作能力，培养工程意识，做到学以致用，为从事相关技术工作打下良好的基础。

2．训练基本技能

通过课程设计，使学生掌握工艺规程和工艺装备设计的方法和步骤，初步具备设计工艺规程和工艺装备的能力，进一步培养学生识图、绘图、综合分析计算和编写技术文件等基本技能。

3．培养质量意识

工艺设计是根据产品质量的要求而进行的，应在保证质量的前提下，充分考虑生产率和经济性。通过课程设计，可以强化学生的保质、低耗、高效、省力、经济合理等综合质量意识，使学生学会协调技术性和经济性的矛盾。

4．培养规范意识

通过课程设计，使学生养成遵守国家标准、行业、企业标准的习惯，学会熟练使用与设计有关的工程手册、图册、标准和规范等有关资料文献的能力。

三、课程设计的题目、内容及要求

学生应在教师的指导下，通过企业生产实习，按要求和规定，认真地、有计划地按时完成设计任务。下面将介绍课程设计的具体内容。

1、课程设计的题目

课程设计题目为：××零件的机械加工工艺规程编制及其某工序专用夹具设计。

2、课程设计的内容及要求

课程设计包括三部分内容：首先要编制一份较为合理、完善的工艺规程；其次是设计某一工序的夹具；最后要完成课程设计说明书。

1）设计一个中等复杂零件的加工工艺规程并编制机械加工工艺规程卡片一套

设计工艺规程是课程设计的基础。要求合理地制订零件机械加工工艺路线，决定加工表面的加工方法及其工艺过程，工序的组成、数目及工序顺序；正确选择定位基准和设备及其型号、刀具、夹具和量检具等。按给定的图纸，基本步骤如下：

（1）零件工艺分析。抄画零件图，熟悉零件的技术要求，找出加工表面的成形方法。

（2）确定毛坯。选择毛坯制造方法，确定毛坯余量，画出毛坯图。

（3）拟订工艺路线（两套），分析选定一套合理的方案。确定加工方法，选择加工基准，安排加工顺序，划分加工阶段，选取加工设备及工艺装备。

（4）进行工艺计算，填写工艺文件。

计算加工余量、工序尺寸，选择、计算切削用量，合理选择定位基准、确定工序的工时定额，填写机械加工工艺过程综合卡及机械加工工序卡。

设计的工艺规程应满足如下基本要求：

（1）应保证零件的加工质量，达到设计图纸上提出的各项技术要求。在保证质量的前提下，应尽量提高生产率并降低消耗，同时要尽量减轻工人的劳动强度。

（2）在充分利用现有生产条件的基础上，尽可能采用国内外先进工艺技术。工艺先进要兼顾经济性和质量稳定性，表达准确、标准可行。

（3）工艺规程的内容应正确、完整、统一、清晰。工艺规程的编写应规范化、标准化。工艺规程的格式与填写方法以及所用的术语、符号、代号等应符合相应标准规定。

（4）工序简图应标注四个部分：定位符号及定位点数，夹紧符号及指向的夹紧面。

用粗实线画出加工表面，并标上加工符号，其中该工序的加工表面为最终工序的表面时，加工符号上应标注表面粗糙度数值。其他工序不标表面粗糙度数值，工序尺寸及公差。

2）设计一套指定工序的专用机床夹具并绘制毛坯零件图(选择性做)

课程设计中的难点是夹具设计，要求学生掌握根据零件的加工要求，设计出能保证加工质量、一定生产率及经济性好的专用机床夹具的方法，并初步学会正确制订专用机床夹具装配图的技术要求，提高结构设计能力。

夹具设计的一般步骤应有以下几个方面。

（1）制订设计方案，绘制结构草图设计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败。因此，宁可在这里多花一点时间充分地进行研究、讨论，也不要急于绘图、草率从事。最好制订两种以上的结构方案，进行分析比较，确定一个最佳方案。

a)确定定位方法，选择定位元件。定位应符合“六点定位原则”。定位元件应尽可能选用

标准件，必要时可在标准元件结构基础上作一些修改，以满足具体设计的需要。

b)确定夹紧方式，设计夹紧机构。夹紧可以用手动、气动、液压或其他力源形式。重点应考虑夹紧力的大小、方向、作用点，以及作用力的传递方式，看是否会破坏定位，是否会造成工件过量变形，是否能满足生产率的要求。对于气动、液压夹具，应考虑气（液压）缸的形式、安装位置和活塞杆长短等。

c)确定夹具整体结构方案。定位、夹紧确定之后，还要确定其他机构，如对刀装置、导引元件、分度机构和顶出装置等。最后设计夹具体，将各种元件、机构有机地连接在一起。

d)夹具精度分折。在绘制的夹具结构草图上，标注出初步确定的定位元件的公差配合关系及相互位置精度，然后计算定位误差，根据误差计算检验所规定的精度是否满足本工序加工技术要求，是否合理。否则应采取措施后（如重新确定公差，更换定位元件，改变定位基准，必要时甚至改变原设计方案）重新分析计算。

e)夹具夹紧力分析。首先应计算切削力大小，它是计算夹紧力的主要依据。通常确定切削力的大小，有三种方法，即由经验公式算出，由单位切削力算出，或从手册上提供的图表查出。

根据切削力、夹紧力的方向、大小，按静力平衡条件求得理论夹紧力。为了保证工件装夹的安全可靠，夹紧机构（或元件）产生的实际夹紧力一般应为理论夹紧力的1.5— 2.5倍。

应当指出，由于加工方法、切削刀具和装夹方式的不同，夹紧力计算有时是没有现成的公式可套用的，需要学生根据过去已掌握的知识、技能进行分析、研究来确定合理的计算方法，或采用经验类比法，千万不要为了计算而去计算，只要在说明书内阐述清楚处理夹紧力的理由即可。

2)绘制夹具零件图(可选择性做)

可经教师指定绘制关键的、非标准的夹具零件图。

设计的夹具在满足工艺要求，有利于实现优质、高产、低耗和改善劳动条件的同时，还应满足下列要求。

a)设计的夹具结构性能可靠、使用安全、操作方便。

b)设计的夹具具有良好的结构工艺性，便于制造、调整、维修，且便于切屑的清理及排除。

c)应尽量提高夹具零部件的标准化、通用化和系列化的程度。

d）设计中制图应按照标准、规范进行。夹具设计必须保证图纸清晰、完整、正确、统一。结构合理、制图完整、表达准确、标注合理。

3）撰写设计说明书一份

编写设计说明书是课程设计工作的一个主要组成部分。设计说明书是设计者在设计中考虑问题、计算过程和记录设计数据的依据。正确编写设计说明书是工程技术人员必需的基本技能之一，因此也是工科大学生应该具备的基本技能之一。通过编写设计说明书，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。

学生应明确课程设计任务，认真阅读、学习主要参考书和手册等设计资料，分析多种设计方案，选择正确合理的设计方案，学生必须以科学务实和诚信负责的态度对待自己所做的技术决定、数据和计算结果，注重理论联系实际，充分发挥主观能动性，在教师的指导下

认真、独立地完成任务。

学生从设计一开始就应随时记录设计内容、计算结果、分析意见和资料来源，以及教师的合理意见、自己的见解与结论等。每一设计阶段完成后，随即整理、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。

课程设计说明书内容包括：课程设计任务书、目录、正文（工艺规程和夹具设计的基本理论、计算过程和设计结果）和参考资料等。

a) 课程设计封面。

b) 目录。

c) 设计任务书。

d) 前言。

e) 设计思想与不同方案对比。

f) 工艺过程制订。零件图样的分析、生产批量的确定、毛坯制造方法的选择、工艺路线的拟订，定位分析与定位误差计算等，填写工艺、工序卡。

g) 夹具设计。工序加工要求分析、夹具方案的确定和必要的计算过程及数据处理、夹具结构的特点等。

h) 设计总结。

i) 参考文献书目（书目前排列序号，以便于正文引用）

说明书应概括地介绍课程设计的全貌，全面叙述设计中各部分的重要内容，论证设计合理。编写的课程设计说明书，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。分析说明清楚，语言文字精练，字迹工整。要求文内公式、图表和数据等出处，应以“[ ]”注明参考文献的序号，课程设计说明书还要求：

1)内容完整、步骤齐全。设计过程中必须按设计步骤确定相应的设计内容，并对各项内容进行论述与说明，有分析有结论，引用的公式、数据均应说明出处，层次分明，文理通顺。

2)设计内容与说明书的数据和结论应一致。内容表达清楚，图纸准确规范，简图应简洁明了，正确易懂。

3)正确处理继承与创新的关系。设计中要继承和发展生产实践中积累的经验和成果，不能盲目照搬，应在继承的基础上根据具体条件和要求敢于创新。

4)正确使用标准和规范。设计中应尽量采用国家新标准和规范，所使用的图表、文字、技术参数、术语和代号等均应符合有关新标准和规范，表达无误。

四、课程设计的进度安排及要求

汽车制造工艺课程设计是培养企业工程师的一个非常重要的实践性教学环节。时间为二周，学时分配见表。

表1汽车制造工艺课程设计学时安排

序号具体内容时间／天

零件结构分析和技术要求分析 1

绘制零件图、毛坯图 1.5

设计确定零件的加工工艺规程 2

完成零件加工工艺的计算 2

填写工艺过程卡和工序卡 1

夹具的具体设计 1

撰写设计说明书 1

答辩0.5

五、课程设计的考核标准

课程设计成绩一般按以下几方面综合评定：

1) 总体方案的独创性、正确性和论证深度。

2) 设计图样、工艺规程、夹具的质量，设计说明书的逻辑性和文字表达水平。

3) 设计过程中的独立工作能力，分析问题与解决问题的能力。

4) 设计过程中的工作态度及表现。

课程设计结束后进行分组答辩。课程设计成绩按优秀、良好、中等、及格和不及格五级评定。

六、汽车制造工艺课程设计最后上交的资料

课程设计完成后，应将课程设计说明书、工艺文件和全部图纸装入课程设计专用文件袋中，答辩前交给指导老师评阅，学生在规定的时间内应交出的设计文件见表2。

序号资料名称份数l 课程设计说明书1份

2 机械加工工艺规程文件（包括工艺过程卡、工序卡等）l套

3 零件图l张

4 毛坯图l张

5 机床夹具总装图（可选择）1张

6 机床夹具零件图（可选择）n张

注：参考文献格式

1)倪森寿．机械制造工艺与装备.北京：化学工业出版社，2009

2)侯家驹．汽车制造工艺学.北京：机械工业出版社，1991

3)《机械设计手册》联合编写组，机械设计手册．北京：化学工业出版社，1982

4)李旦．机械加工工艺手册：第1卷.北京：机械工业出版社，2007

5)浦林祥．金属切削机床夹具设计手册.北京：机械工业出版社，1995

6)艾兴，切削用量简明手册．3版，北京：机械工业出版社，1994

7)陈宏钧．实用机械加工工艺手册．3版．北京：机械工业出版社，2009

8)王宛山．机械制造手册.沈阳：辽宁科学技术出版社，2002

9)《金属热加工实用手册》编写组，金属热加工实用手册.北京：机械工业出版

社，1996.