第一篇：傳感器與測試技術(shù)課程設(shè)計任務(wù)書

陜西電大機械設(shè)計制造及其自動化(本科)專業(yè)

《傳感器具與測試技術(shù)》課程設(shè)計任務(wù)書

設(shè)計題目：

1．應(yīng)變式稱重傳感器設(shè)計

2．電冰箱溫度超標(biāo)指示器設(shè)計

3．位移測試與測試系統(tǒng)標(biāo)定設(shè)計

4．溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

5．電容式液位計的設(shè)計

6．便攜式酒精探測儀的設(shè)計

7．超聲波測距系統(tǒng)設(shè)計

8．電容式加速度系統(tǒng)的設(shè)計

9．電渦流式傳感器設(shè)計

設(shè)計任務(wù)：

1．根據(jù)設(shè)計要求，分析傳感器的工作原理，結(jié)構(gòu)，材料，特性，分析，轉(zhuǎn)換電路等

2．根據(jù)設(shè)計要求，制定設(shè)計方案，確定傳感器設(shè)計圖及傳感器轉(zhuǎn)換電路設(shè)計、仿真調(diào)試。

3.編寫設(shè)計說明書，內(nèi)容包括：

① 設(shè)計題目、設(shè)計過程和有關(guān)說明。

② 原理圖，功能方框圖，電路分析等。

③ 元器件的選擇和有關(guān)計算。

④ 電氣設(shè)備明細(xì)表。

⑤ 參考資料、參考書及參考手冊。

⑥ 其他需要說明的問題，例如操作說明書、程序的調(diào)試過程、遇到的問題及解決方法、對課程設(shè)計的認(rèn)識和建議等。

參考書目：

傳感器與測試技術(shù)，譚定忠主著，中央電大出版社

新編傳感器技術(shù)手冊，李科杰主編，國防工業(yè)出版社

備注：題目可自擬，每個設(shè)計題目要求自己制擬定。

聯(lián)系方式：***

聯(lián)系人：趙亞楠

第二篇：《傳感器》課程設(shè)計任務(wù)書

《傳感器》課程設(shè)計任務(wù)書

一、總要求

能夠獨立進(jìn)行各種傳感器系統(tǒng)方案的設(shè)計及論證，選擇合理的機械結(jié)構(gòu)和測量電路等，并且能結(jié)合實際進(jìn)行有關(guān)精度分析與討論。

二、總?cè)蝿?wù)

針對總要求進(jìn)行原理及方案論證,包括機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、電路設(shè)計、精度分析以及撰寫報告等工作。

三、設(shè)計題目

請根據(jù)各自任務(wù)填寫

四、設(shè)計內(nèi)容

請根據(jù)各自任務(wù)填寫 五 設(shè)計進(jìn)度或計劃

1、準(zhǔn)備及查閱資料 四天

2、方案設(shè)計及論證（總體方案）兩天

3、機械結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計（畫CAD圖和PROTEL圖）五天

4、整理報告及準(zhǔn)備答辯 三天

六 設(shè)計說明書包括的主要內(nèi)容

1、封面

2、目錄

3、設(shè)計任務(wù)書

4、正文（可按下列內(nèi)容撰寫、僅供參考）1）序言（背景）(1000-2000字)對所設(shè)計的傳感器進(jìn)行背景介紹，可包括系統(tǒng)工作原理的介紹等。2）方案設(shè)計及論證(1000-2000字)3）各種傳感器設(shè)計中的機械結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計的選取，精度分析及選型等。4）設(shè)計圖紙

機械結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計（畫CAD圖和PROTEL圖）5）總結(jié)心得體會 6）主要參考文獻(xiàn)

另：說明書的撰寫格式應(yīng)符合一定的要求，可參照天津工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)論文撰寫規(guī)范進(jìn)行。

七、考核方法

考核可根據(jù)學(xué)生平時學(xué)習(xí)態(tài)度（含出勤率）20%、設(shè)計完成情況40%、圖紙及說明書質(zhì)量（含答辯）40%確定。

第三篇：傳感器與測試技術(shù)

傳感器與測試技術(shù)

一、判斷題

1、傳感器是與人感覺器官相對應(yīng)的原件。B 錯誤

2、敏感元件，是指傳感器中能直接感受或響應(yīng)被測量的部分。A 正確

3、信息革命的兩大重要支柱是信息的采集和處理。A 正確

4、傳感元件把各種被測非電量轉(zhuǎn)換為R,L,C的變化后，必須進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為電流或電壓的變化，才能進(jìn)行處理，記錄和顯示。A 正確

5、彈性敏感元件在傳感器技術(shù)中有極重要的地位。A 正確

6、敏感元件加工新技術(shù)有薄膜技術(shù)和真空鍍膜技術(shù)。B 錯誤

2、傳感器動態(tài)特性可用瞬態(tài)響應(yīng)法和頻率相應(yīng)法分析。A 正確

4、傳感器的輸出--輸入校準(zhǔn)曲線與理論擬合直線之間的最大偏差與傳感器滿量程輸出之比，稱為該傳感器的“非線性誤差”。A 正確

5、選擇傳感器時，相對靈敏度必須大于零。B 錯誤

6、用一階系統(tǒng)描述的傳感器，其動態(tài)響應(yīng)特征的優(yōu)劣也主要取決于時間常數(shù)τ，τ越大越好。B 錯誤

7、一階裝置動態(tài)特性的主要參數(shù)是時間常數(shù)，一般希望它越大越好。B 錯誤

8、LTI系統(tǒng)的靈敏度是時間的線性函數(shù)。B 錯誤

9、一個復(fù)雜的高階系統(tǒng)總是可以看成是由若干個零階、一階和二階系統(tǒng)并聯(lián)而成的。B 錯誤

10、無論何種傳感器，若要提高靈敏度，必然會增加非線性誤差。B 錯誤

11、幅頻特性優(yōu)良的傳感器，其動態(tài)范圍大，故可以用于高精度測量。B 錯誤

12、傳感器的閾值，實際上就是傳感器在零點附近的分辨力。B 錯誤

13、非線性誤差的大小是以一擬合直線作為基準(zhǔn)直線計算出來的，基準(zhǔn)直線不同，所得出的線性度就不一樣。A 正確

14、外差檢測的優(yōu)點是對光強波動和低頻噪聲不敏感。A 正確

15、傳感器在穩(wěn)態(tài)信號作用下，輸入和輸出的對應(yīng)關(guān)系稱為靜態(tài)特性；在動態(tài)的信號作用下，輸入和輸出的關(guān)系稱為動態(tài)特性。A 正確

16、傳感器動態(tài)特性的傳遞函數(shù)中，兩個各有G1(s）和G2(s)傳遞函數(shù)的系統(tǒng)串聯(lián)后，如果他們的阻抗匹配合適，相互之間仍會影響彼此的工作狀態(tài)。B 錯誤

17、對比波長大得多的長度變化，物理擾動P隨時間變化的速率與振蕩頻率f成正比。A 正確

18、靈敏度是描述傳感器的輸出量（一般為非電學(xué)量）對輸入量（一般為電學(xué)量）敏感程度的特性參數(shù)B 錯誤

19、傳遞函數(shù)表示系統(tǒng)本身的傳輸、轉(zhuǎn)換特性，與激勵及系統(tǒng)的初始狀態(tài)無關(guān)。A 正確 20、應(yīng)變計的靈敏度k恒大金屬線材的靈敏度系數(shù)ko。A 正確

21、對應(yīng)變式傳感器來說，敏感柵愈窄，基長愈長的應(yīng)變計，其橫向效應(yīng)引起的誤差越大。A 正確

22、零值法的優(yōu)點是，測量精度主要取決于讀數(shù)橋的精度，而不受電橋供電電壓波動以及放大器放大系數(shù)波動等的影響，因此測量精度較高。但由于需要進(jìn)行手調(diào)平衡，故一般用于靜態(tài)測量。A 正確

23、傳感器的靈敏度是指輸出量與相應(yīng)的被測量（輸入量）之比。B 錯誤

24、金屬材料靈敏度比半導(dǎo)體大50～100倍。B 錯誤

25、一個復(fù)雜的高階系統(tǒng)可以看成是由若干個一階和二階系統(tǒng)串聯(lián)而成的。B 錯誤

26、傳感器的靈敏度定義為傳感器輸入量變化值與相對應(yīng)的輸出量變化值之比。B 錯誤

41、應(yīng)變式傳感器的溫度誤差主要是應(yīng)變式溫度傳感器件的測量部分引起的。B 錯誤

43、固有頻率屬于傳感器的動態(tài)特性指標(biāo)。A 正確

1、應(yīng)變計的非線性度一般要求在0.05％或1％以內(nèi)。A 正確

2、電阻絲式應(yīng)變傳感計的橫向效應(yīng)可以用H=ky/kx=(n-1)ls/[2nl1+(n-1)ls]表示，可見ls（r）愈小，l1愈大，H愈小。即敏感柵愈窄，基長愈長的應(yīng)變計，其橫向效應(yīng)引起的誤差越小。A 正確

3、等臂電橋當(dāng)電源電壓及電阻相對變化一定時，電橋的輸出電壓及其電壓靈敏度與各橋臂阻值的大小無關(guān)。A 正確

4、應(yīng)變計粘合劑不但要求粘接力強，而且要求粘合層的剪切彈性模量大，能真實地傳遞試件的應(yīng)變。另外，粘合層應(yīng)有高的絕緣電阻、良好的防潮性防油性能以及使用簡便等特點。A 正確

5、熱敏電阻的溫度系數(shù)隨溫度減小而減小，所以低溫時熱敏電阻溫度系數(shù)小，靈敏度高，故熱敏電阻常用于低溫（-100~300）測量。B 錯誤

6、因環(huán)境溫度改變而引起的附加電阻變化或者造成的視應(yīng)變，除與環(huán)境溫度變化有關(guān)外，還與應(yīng)變計本身的性能參數(shù)k、α。βs以及被測構(gòu)件的線膨脹系數(shù)βg有關(guān)。A 正確

7、應(yīng)變計的靈敏度K恒小于金屬材料的靈敏度系數(shù)K0。A 正確

8、電阻應(yīng)變儀的差值法一般用于動態(tài)測量，零值法一般用于靜態(tài)測量。A 正確

9、應(yīng)變計靈敏度k橫小于金屬線材的靈敏度系數(shù)k。A 正確

10、想要提高電橋的電壓靈敏度Ku，必須提高電源電壓，但不受應(yīng)變計允許功耗的限制。B 錯誤

11、等臂電橋，電橋的輸出電壓及其電壓靈敏度與各橋臂阻值總是成正比關(guān)系。B 錯誤

12、電阻應(yīng)變片是一種能將機械構(gòu)件上的應(yīng)變的變化轉(zhuǎn)化為電阻變化的傳感器。A 正確

13、等臂電橋，當(dāng)電源電壓及電阻相對變化一定時，電橋的輸出電壓及其電壓靈敏度與各橋臂阻值的大小無關(guān)。A 正確

14、應(yīng)變計的測量范圍很大。A 正確

15、半導(dǎo)體應(yīng)變計具有較小的非線性，輸出信號較強，故抗干擾能力較好。B 錯誤

16、絕緣電阻是指應(yīng)變計的引線與被測試件之間的電阻值，一般以兆歐計。A 正確

17、自補償應(yīng)變計是一種特殊的應(yīng)變計，當(dāng)溫度變化時產(chǎn)生的附加應(yīng)變?yōu)榱慊虻窒?。A 正確

18、熱敏電阻的溫度隨溫度減小而增大，所以低溫時熱敏電阻溫度系數(shù)大，靈敏度高，故熱敏電阻常用于高溫測量。B 錯誤

19、應(yīng)變計的動態(tài)特性測量按正弦規(guī)律變化的應(yīng)變波形時，應(yīng)變計反應(yīng)的波幅將高于真實應(yīng)變波。B 錯誤

20、電阻應(yīng)變效應(yīng)包括橫向效應(yīng)。

B 錯誤

21、應(yīng)變計按照半導(dǎo)體式可分為體型和薄膜型。B 錯誤

22、熱敏電阻主要有正溫度系數(shù)型、負(fù)溫度系數(shù)型、臨界溫度系數(shù)型三種類型。A 正確

23、熱敏電阻只有正溫度系數(shù)型、負(fù)溫度系數(shù)型兩種。B 錯誤

24、根據(jù)敏感元件材料的不同，應(yīng)變計可分為金屬式和半導(dǎo)體式兩大類。A 正確

25、熱敏電阻的電阻溫度系數(shù)大，電阻與溫度的關(guān)系近似于線性或為平滑曲線。

A 正確

26、實驗表明，應(yīng)變計的靈敏度K恒小于金屬線材的靈敏度系數(shù)ko。A 正確

27、敏感柵愈窄，基長愈長的應(yīng)變計，其橫向效應(yīng)引起的誤差越小。A 正確

28、電阻應(yīng)變計的第一對稱形式的直流電橋的電壓靈敏度不但與供電電壓U有關(guān)而且與電橋電阻有關(guān)B 錯誤

29、半導(dǎo)體溫度傳感器中熱敏電阻都有色環(huán)，負(fù)溫度系數(shù)型熱敏電阻其標(biāo)記為紅色。B 錯誤

30、熱敏電阻的溫度系數(shù)隨溫度減小而增大，低溫時熱敏電阻溫度系數(shù)大，靈敏度高，高溫時溫度系數(shù)小，靈敏度低。A 正確

31、熱敏電阻的溫度系數(shù)隨溫度的增大而增大，所以高溫時熱敏電阻的溫度系數(shù)大，靈敏度高。B 錯誤

32、應(yīng)變器的核心元件是電阻應(yīng)變計。A 正確

33、擴(kuò)散性半導(dǎo)體應(yīng)變計是將N型咋雜質(zhì)擴(kuò)散到高阻的P型硅基片上,形成一層極薄的敏感層制成的。B 錯誤

41、壓縮式壓電加速度傳感器屬于壓電加速度傳感器的一種。A 正確

49、試件材料與應(yīng)變絲材料的線膨脹系數(shù)不一，使得應(yīng)變絲產(chǎn)生附加變形而造成的電阻變化導(dǎo)致應(yīng)變式傳感器的溫度產(chǎn)生誤差。A 正確

53、應(yīng)變計的測量范圍很小。B 錯誤

5、組合式壓力傳感器是用于測量大壓力的。B 錯誤

1、APD在使用時，須在元件兩端加上近于擊穿的反偏壓。A 正確

2、壓電諧振式感器可以不利用壓電晶體諧振器的共振頻率隨被測物理量變化進(jìn)行測量的。B 錯誤

3、應(yīng)變式測力傳感器中應(yīng)變計是傳感器的基礎(chǔ)，彈力體是傳感器的核心。B 錯誤

4、感濕特征量隨環(huán)境溫度的變化越大,環(huán)境溫度變化所引起的相對濕度的誤差就越小。B 錯誤

5、半導(dǎo)體濕度傳感器的響應(yīng)時間分為吸濕響應(yīng)時間和脫濕響應(yīng)時間，大多數(shù)濕度傳感器都是脫濕響應(yīng)時間大于吸濕響應(yīng)時間。A 正確

6、濕度傳感器在升濕和降濕往返變化時的吸濕特性曲線不重合，所構(gòu)成的曲線叫濕滯回線。A 正確

7、壓縮式壓電加速度傳感器中為便于裝配和增大電容量常用兩片極化方向相同的晶片，電學(xué)上串聯(lián)輸出。B 錯誤

8、SAW氣敏傳感器中，吸附膜吸收了環(huán)境中的某種特定氣體，使基片表面性質(zhì)發(fā)生變化，導(dǎo)致SAW振蕩器振蕩頻率發(fā)生變化，通過測量頻率的變化就可檢測特定氣體成分的含量。A 正確

9、感濕特征量變化越大，環(huán)境溫度變化所引起的相對濕度的誤差就越小。B 錯誤

10、壓電傳感器的系統(tǒng)功耗小，抗干擾能力強，穩(wěn)定性好，是傳感技術(shù)重點發(fā)展的方向之一。（A 正確）

11、磁電感應(yīng)式感器是利用壓電晶體諧振器的共振頻率隨被測物理量得變化而變化進(jìn)行測量的。B 錯誤

12、某些晶體沿一定方向伸長或壓縮時，在其表面會產(chǎn)生電荷（束縛電荷），這種效應(yīng)稱為壓電效應(yīng)。（A 正確）

13、熱釋電效應(yīng)也是晶體的一種自然物理效應(yīng)。A 正確

14、熱電偶產(chǎn)生的熱電動勢是由兩種導(dǎo)體的接觸電動勢和單一導(dǎo)體的溫差電動勢組成的。A 正確

15、一般壓電材料都有一定的溫度系數(shù)，溫度變化引起的頻偏往往超過壓力變化引起的頻偏，不必對溫度變化引起的頻偏進(jìn)行補償。B 錯誤

16、SAW壓力傳感器可用以監(jiān)視心臟病人的心跳，用射頻振蕩器把信息發(fā)射出去實現(xiàn)遙測。A 正確

17、在環(huán)境濕度保持恒定的情況下，濕度傳感器特征量的相對變化量與對應(yīng)的溫度變化量之比，稱為特征量溫度系數(shù)。A 正確

18、壓電式傳感器的測量線路中，電荷放大器的低頻特性要比電壓放大器好的多。A 正確

19、一般壓電材料都有一定的溫度系數(shù)，但不必對溫度變化引起的。B 錯誤 20、晶體的壓電效應(yīng)是一種機電耦合效應(yīng)。A 正確

21、壓電諧振式傳感器是利用壓電晶體諧振器的共振頻率隨被測物理量變化而變化進(jìn)行測量的。A 正確

28、石英晶體測量加速度基于壓電效應(yīng)。A 正確

1、光生伏特效應(yīng)就是半導(dǎo)體材料吸收光能后,在PN結(jié)上產(chǎn)生電動勢的效應(yīng)。A 正確

2、半導(dǎo)體色敏傳感器件利用了半導(dǎo)體特有的特性，構(gòu)成彩色識別元件。A 正確

3、半導(dǎo)體色敏傳感器可以用來直接測量從可見光到紅外波段內(nèi)各類輻射光的波長。B 錯誤

4、光電二極管的光譜特性與PN結(jié)的結(jié)深有關(guān)。A 正確

5、CCD圖像傳感器是按一定規(guī)律排列的MOS電容器組成的陣列。A 正確

7、數(shù)值孔徑是反映纖芯接收光量的多少,標(biāo)志光纖接收性能的一個重要參數(shù)。A 正確

8、在階躍型光纖中，數(shù)值孔徑越大光信號越易畸變。A 正確

9、光纖傳感器中的彎曲損耗是有害的，必須消除。B 錯誤

10、光纖纖芯折射率高于包層的折射率。A 正確

11、根據(jù)全內(nèi)反射原理，設(shè)計光纖纖芯的折射率要小于包層的折射率。B 錯誤

12、在光纖纖維傳中傳播模式很多對信息傳輸是不利的，因為同一光信號采取很多模式傳播，就會使這一光信號分為不同時間到達(dá)接收端的多個小信號，從而導(dǎo)致合成信號的畸變。A 正確

13、暗市場傳感器與亮市場傳感器的不同之處在于:它使用從包層進(jìn)入纖芯的光產(chǎn)生輸出信號。B 錯誤

14、光電效應(yīng)能否產(chǎn)生，取決于光子的能量是否大于該物質(zhì)表面的溢出功。A 正確

15、為了使電子從價帶激發(fā)到導(dǎo)帶，入射光子的能量E0應(yīng)該大于禁帶寬度Eg。A 正確

16、光譜靈敏度為光電器件對單色輻射通量的反應(yīng)與入射的單色輻射通量之比。A 正確

17、外光電效應(yīng)分為光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)。B 錯誤

18、熱釋電效應(yīng)是介質(zhì)的固有電極化強度發(fā)生變化，使屏蔽電荷失去平衡，多余的屏蔽電荷被釋放出來的現(xiàn)象。A 正確

19、入射光強改變物質(zhì)導(dǎo)電率的物理現(xiàn)象,叫光電導(dǎo)效應(yīng)，也稱內(nèi)光電導(dǎo)效應(yīng)。A 正確 20、光電效應(yīng)分為外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)。A 正確

21、光敏電阻的工作原理是基于光電導(dǎo)效應(yīng)。A 正確

22、內(nèi)光電效應(yīng)分為兩類，光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)。B 錯誤

23、光在半導(dǎo)體材料傳播是不會產(chǎn)生衰減。B 錯誤

24、在光照射下，電子逸出物體表面向外發(fā)射的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)，入射光強改變物質(zhì)導(dǎo)電率的物理現(xiàn)象稱為內(nèi)光電效應(yīng)。A 正確

25、基于光生伏特效應(yīng)的光電器件有光電二極管、光電三極管和光電池。A 正確

26、本征半導(dǎo)體（純半導(dǎo)體）的Eg小于摻雜質(zhì)半導(dǎo)體。B 錯誤

27、光敏電阻具有靈敏度高，光譜響應(yīng)范圍寬，體積小，重量輕機械強度高，耐沖擊，抗過載能力強，耗散功率小等特點。B 錯誤

28、當(dāng)光電池密封良好、電極引線可靠、應(yīng)用合理時，光電池的性能是相當(dāng)穩(wěn)定的，壽命也很長。A 正確

29、采用硅和鍺材料的雪崩光電二極管的響應(yīng)波長范圍分別為0.5~1.5μm和1~1.5μm。B 錯誤 30、光纖集光能力的大小與入射到光纖端面的光線是否都能進(jìn)入光纖息息相關(guān)。A 正確

31、光敏二極管是利用光生伏特效應(yīng)制成的。A 正確

32、光敏電阻的暗電阻大。A 正確

33、入射光強改變物質(zhì)導(dǎo)電率的物理現(xiàn)象叫光生伏特效應(yīng)。

B 錯誤

34、當(dāng)溫度升高時，光敏電阻的暗電阻和靈敏度都下降，因此光電流隨溫度升高而減小。A 正確

35、光電池作為測量元件使用時，應(yīng)利用短路電流與照度有較好線性關(guān)系的特點，可當(dāng)做光電檢測使用。A 正確

36、光電管屬于外光電傳感器。A 正確

37、在階躍折射率光纖的纖芯-包層界面折射率突然從n1減小到n2，而在整個包層中折射率保持恒定。A 正確

38、漸變折射率光纖的折射率從纖芯中央開始向外隨徑向距離增加而逐漸增大，而包層中折射率保持不變。B 錯誤

39、光電器件有一定的惰性，在一定幅度的正弦調(diào)制光照射下，當(dāng)頻率較高時，靈敏度與頻率無關(guān)；若頻率降低，靈敏度就會逐漸降低。B 錯誤

40、光纖耦合器是使光信號能量實現(xiàn)分路/合路的器件。A 正確

41、在階躍型光纖中，數(shù)值孔徑越大光纖性能越好。B 錯誤

43、濕度傳感器感濕特征量之值與外加交流電壓的關(guān)系稱為電壓特性。A 正確

44、外光電效應(yīng)制成的光電器有真空光電管、半導(dǎo)體光敏電阻。B 錯誤

45、位移光纖傳感器中的兩個光柵，適當(dāng)?shù)臏p小其中一個光柵柵元寬度可使靈敏度提高，動態(tài)范圍也將大大的提高。B 錯誤

46、半導(dǎo)體色敏傳感器可以用來直接測量從可見光到紅外波段內(nèi)單色的波長。A 正確

47、光電池研制的最主要問題是提高光電池的光電轉(zhuǎn)換效率。A 正確

48、硅光電池的光譜響應(yīng)波長范圍比鍺光的光譜響應(yīng)波長范圍廣。B 錯誤

49、光電器件的靈敏度、暗電流或光電流與溫度的關(guān)系稱為溫度特性，通常由曲線表示或溫度特性給出。A 正確

50、當(dāng)光通量一定時，陽極電流與陽（陰）電壓的關(guān)系，叫光電管的伏安特性曲線。B 錯誤

51、硒光電池比硅光電池更穩(wěn)定。B 錯誤

52、有機粘合劑通常用于低溫、常溫和中溫，無機粘合劑用于高溫。A 正確

53、半導(dǎo)體色敏傳感器可用來直接測量從可見光到紅外波段內(nèi)的單設(shè)輻射的波長。A 正確

54、光電倍增管具有靈敏度高，譜響應(yīng)范圍寬，體積小，重量輕，機械強度高，耗散功率大，以及壽命長的等特點。B 錯誤

55、按傳播模式多少可以將光纖分為單模和多模。A 正確

56、光纖耦合器又稱分歧機，在電信網(wǎng)路、有線電視網(wǎng)絡(luò)、用戶回路系統(tǒng)。A 正確

57、當(dāng)電源電壓及電阻相對變化一定時，等臂電橋的輸出電壓及其電壓靈敏度與各橋臂阻值的大小無關(guān)。A 正確

58、只有當(dāng)入射光頻率高于紅限頻率時，光電效應(yīng)才能夠產(chǎn)生。A 正確

59、光敏電阻的亮電阻和暗電阻之差越大，說明性能越好，靈敏度越高。A 正確 60、在階躍型光纖中，數(shù)值孔徑越大“V值”越大。A 正確 61、半導(dǎo)體色敏傳感器可以用來直接測量從可見光到紅外波段內(nèi)單色的波長，它有兩個深度相同的PN結(jié)構(gòu)成。B 錯誤

62、光纖的纖芯強度取決于纖芯和包層的光學(xué)性能。B 錯誤

63、通常外光電效應(yīng)有紅限頻率，而內(nèi)光電效應(yīng)無紅限頻率。B 錯誤 64、金膜能吸收汞生成汞齊,是良好的檢測汞的涂層材料。A 正確

65、入射光強改變物質(zhì)導(dǎo)電率的物理現(xiàn)象,叫光電導(dǎo)效應(yīng)。為使電子從價帶激發(fā)到導(dǎo)帶,入射光子的能量E0應(yīng)大于禁帶寬度Eg,即光的波長應(yīng)小于某一臨界波長λ0。A 正確

66、若光電倍增管用來監(jiān)控連續(xù)光源,電容可以省去。使用中往往將電源負(fù)極接地,正極直接接到放大器的輸入端。若將穩(wěn)定的光源加以調(diào)制,則需要電容器耦合。在脈沖應(yīng)用時,最好把電源正極接地利于降低噪聲，輸出可通過電容和下一級放大器耦合。B 錯誤 77、光敏電阻的工作原理是基于光生伏特效應(yīng)的。B 錯誤

1、彈性敏感元件的彈性儲能高，具有較強的抗壓強度，受溫度影響大，具有良好的重復(fù)性和穩(wěn)定性等。B 錯誤

2、法布利干涉儀一種極靈敏的位置和長度測量裝置，它是能用于現(xiàn)代科學(xué)的最靈敏的位移測量裝置之一。A 正確

1、最適合做開關(guān)型溫度傳感器的是負(fù)溫度傳感器。B 錯誤

1、最適合做開關(guān)型溫度傳感器的是負(fù)溫度傳感器。B 錯誤

44、傳感器能感知的輸入變化量越小，表示傳感器的分辨力就越低。B 錯誤

二、單選題

3、一個復(fù)雜的高階系統(tǒng)總是可以看成是由若干個零階、一階和二階系統(tǒng)（B 串聯(lián)）而成的。

34、下列哪一項是金屬式應(yīng)變計的主要缺點。A 非線性明顯

14、傳感器的輸出量通常為（B 電量信號）。

27、不屬于傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)的是（D 固有頻率）。

28、應(yīng)變式傳感器的溫度誤差產(chǎn)生的主要原因：（D 試件材料與應(yīng)變絲材料的線膨脹系數(shù)不一, 使應(yīng)變絲產(chǎn)生附加變形而造成的電阻變化。）

29、構(gòu)件作純彎曲形變時，構(gòu)件面上部的應(yīng)變?yōu)槔瓚?yīng)變，下部為壓應(yīng)變，且兩者是什么關(guān)系？（C 絕對值相同符號相反）

30、下面的哪個溫度補償方法是不存在的（C 電阻補償法）

31、傳感器能感知的輸入變化量越小，表示傳感器的（D 分辨力越高）

32、按照依據(jù)的基準(zhǔn)線不同，下面那種線性度是最常用的（D 最小二乘法線性度）

33、輸入逐漸增加到某一值，與輸入逐漸減小刀同一輸入值時的輸出值不相等是屬于傳感器靜態(tài)特性的哪一種（D 遲滯性）。

34、符合對粘合劑的要求是：（A 機械滯后?。?/p>

35、下列哪種溫度補償方法是常用和效果較好的補償方法：（電橋補償法）。

36、下面哪一個不是相位檢測方法（B 內(nèi)差檢測）。

37、為了減小熱電偶測溫時的測量誤差，需要進(jìn)行的溫度補償方法不包括（D 差動放大法）。

38、電阻應(yīng)變片的線路溫度補償方法不包括(C 補償線圈補償法)。

39、屬于傳感器動態(tài)特性指標(biāo)的是（D 固有頻率）。40、電阻應(yīng)變計的電阻相對變化ΔR/R與應(yīng)變ΔL/L=ε之間在很大范圍內(nèi)是線性的則k=（A ΔR/R/ε）。

35、下列哪一項不是半導(dǎo)體應(yīng)變計的主要優(yōu)點（C 準(zhǔn)確度高）。

36、下列哪一項是半導(dǎo)體式應(yīng)變計的主要優(yōu)點（B 靈敏度高）。

37、電橋測量電路的作用是把傳感器的參數(shù)轉(zhuǎn)換為（B 電壓）的輸出。

38、下面那一項不是半導(dǎo)體應(yīng)變計的優(yōu)點（C 橫向效應(yīng)小）。

39、以下屬于應(yīng)變計溫度誤差產(chǎn)生的原因是：（D 敏感柵金屬絲電阻本身隨溫度發(fā)生變化）。40、下列哪一項不是金屬式應(yīng)變計的主要缺點（D 響應(yīng)時間慢）。

42、應(yīng)變式傳感器的溫度誤差產(chǎn)生的主要原因：（D 應(yīng)變絲產(chǎn)生附加變形而造成的電阻變化）。

43、不能用應(yīng)變式傳感器測量的是（A 溫度）。

1、螺管型差動變壓器的銜鐵和鐵芯用同種材料制成，通常選（A 電阻率大，導(dǎo)磁率高，飽和磁感應(yīng)大的材料）。

2、組合式壓力傳感器用于測量（B 小壓力）。

3、下列哪一項屬于相位型傳感器的缺點（C 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，檢測也需要復(fù)雜的手段）。

22、薄膜濕度傳感器的響應(yīng)時間為：（A 1～3s）。

23、下列對于壓縮式電加速度傳感器的描述正確的是：（D 按照壓電式傳感器的工作原理及其等效電路，傳感器可看成電壓發(fā)生器，也可看成電荷發(fā)生器）。

25、下列哪一項不是熱釋電材料的來源：（B 金屬）。

26、下面哪項不是SAW傳感器的優(yōu)點：（A 分辨率低）。

27、壓電式加速度傳感器是（D 適于測量動態(tài)信號的）傳感器。

31、下面哪個不是壓電加速度傳感器：（B 壓電諧振式傳感器）。

32、在強聲場中測振，要選用靈敏度低的（A 壓電式加速度）傳感器。

33、石英晶體測量加速度基于哪個物理效應(yīng)（B 壓電效應(yīng)）。

6、光生伏特效應(yīng)就是半導(dǎo)體材料吸收光能后，在PN結(jié)上產(chǎn)生（B 電動勢）的效應(yīng)。

42、光纖纖芯折射率要（A 高于）包層的折射率。

67、下面的哪些傳感器不屬于內(nèi)光電傳感器（A 光電管）。68、對光纖傳感器的特點敘述錯誤的是：（C 頻帶寬動態(tài)范圍小）。

69、下列關(guān)于光電管哪一項是正確的（B 當(dāng)光通量一定時，陽極電壓與陽極電流的關(guān)系，叫光電管的伏安特性曲線）。

70、下面的哪些傳感器屬于外光電傳感器（A 光電管）。71、下面的哪些傳感器不屬于內(nèi)光電傳感器（A 光電管）。72、下列哪個是APD的優(yōu)點：（B 靈敏度高）。

73、下面哪個不是光敏電阻的優(yōu)點（D 耗散功率?。?。

74、采用硅材料的雪崩式光電二極管的響應(yīng)波長范圍(B 0.4-1.0μm)。75、下面哪個不是反射式光纖位移傳感器的特點：（D 精度高）。76、半導(dǎo)體色敏傳感器又稱為（A 雙結(jié)光電二極管）。78、反射式光纖位移傳感器屬于振幅型光纖傳感器的一種，其測量位移與輸出有如下關(guān)系（B 在一定范圍內(nèi)位移與輸出信號成線性關(guān)系）。

79、下面哪個屬于強度型光纖傳感器（C 光纖測壓傳感器）。80、目前光纖傳感器通常采用四種不同的干涉測量結(jié)構(gòu)，以下哪一種不屬于上述四種結(jié)構(gòu)的是（D 伽利略）。

81、光電池種類很多，其中（D 硅光電池）的光電轉(zhuǎn)換效率高，壽命長，價格便宜。82、數(shù)值孔徑NA是光纖的一個重要參數(shù)，以下說法不正確的是（B 光纖的數(shù)值孔徑與其幾何尺寸有關(guān)）。

83、下面哪個不是光纖傳感器具有的優(yōu)點（B 頻帶寬動態(tài)范圍?。?。92、光敏電阻的工作原理基于（B 光電導(dǎo)效應(yīng)）。

3、表明聲波傳感器可以通過測量頻率的變化就可檢測特定氣體成分的含量，其選擇性的吸附膜的選擇非常重要，常用三乙醇胺薄膜選擇性測量(D SO2)。

2、下列選擇性吸附膜所對應(yīng)的敏感氣體正確的是（D 酞箐膜（敏感NO2））。

3、下列哪一項是非電阻型半導(dǎo)體氣敏器件（A Ag2O）。

4、下列哪一項金屬是最良好的檢測汞的涂層材料（D 鐵）。

5、對于我們?nèi)粘Ｉ钪?，所謂濕度的定義說法正確的是（D 氣體的絕對濕度與同一溫度下飽和水汽壓Ps的百分比）。

2、下列選擇性吸附膜所對應(yīng)的敏感氣體正確的是（D 酞箐膜（敏感NO2））。

3、下列哪一項是非電阻型半導(dǎo)體氣敏器件（A Ag2O）。

4、下列哪一項金屬是最良好的檢測汞的涂層材料（D 鐵）。

5、對于我們?nèi)粘Ｉ钪校^濕度的定義說法正確的是（D 氣體的絕對濕度與同一溫度下飽和水汽壓Ps的百分比）。

8、以下那個質(zhì)量是直接影響傳感器的性能和精度（B 彈性敏感元件）。

9、傳感器一般包括敏感元件，還包括（A 轉(zhuǎn)換元件）。

10、下列傳感器不屬于按基本效應(yīng)分類的是（D 真空傳感器）。

三、多選題

7、傳感器按照工作原理通常分為（）。B 結(jié)構(gòu)型；D 物理型

54電阻應(yīng)變片的線路溫度補償方法有（）。

A 差動電橋補償法；B 補償塊粘貼補償應(yīng)變片電橋補償法；D 恒流源溫度補償電路法

11、下列屬于按傳感器的工作原理進(jìn)行分類的傳感器是（）。A 應(yīng)變式傳感器；C 壓電式傳感器；D 熱電式傳感器

12、傳感器一般由（）組成。

A 敏感元件；B 轉(zhuǎn)換元件；C 轉(zhuǎn)換電路

13、傳感技術(shù)的研究內(nèi)容主要包括（）。A 信息獲??；B 信息轉(zhuǎn)換；C 信息處理

1、一個復(fù)雜的高階系統(tǒng)總是可以看成是由（）串聯(lián)而成的。A 零階；B 一階；C 二階

42、存在靈敏度界限的原因是（）。

A 輸入的變化量通過傳感器內(nèi)部被吸收，因而反映不到輸出端上；C 傳感器輸出存在噪聲

44、下列哪些是半導(dǎo)體應(yīng)變計的優(yōu)點（）。

A 靈敏度高；B 體積小、耗電??；D 機械滯后小，可測量靜態(tài)應(yīng)變、低頻應(yīng)變等。

45、因環(huán)境溫度改變而引起的附加電阻變化或者造成的視應(yīng)變，與下列哪些因素有關(guān)（）。A 環(huán)境溫度變化；B 應(yīng)變計本身的性能參數(shù)κ、α、β；C 被測構(gòu)件的線膨脹系數(shù)βg

46、在應(yīng)變式傳感器應(yīng)用中，溫度的補償方法主要有（）。

A 應(yīng)變計自補償法；B 電橋補償法；C 輔助測溫元件微型計算機補償法；D 熱敏電阻補償法

47、半導(dǎo)體式應(yīng)變計的主要特征有哪些（）。

A 測量應(yīng)變的靈敏度和精度高；B 測量范圍大；D 能適應(yīng)各種環(huán)境

48、金屬式應(yīng)變計的主要缺點有哪些（）。A 非線性明顯；D 抗干擾能力差

50、制作應(yīng)變計敏感元件的金屬材料應(yīng)有如下要求（）。A k0大，并在盡可能大的范圍內(nèi)保持常數(shù)。；D 電阻率ρ大；E 電阻溫度系數(shù)小

51、應(yīng)變式傳感器與其他類型傳感器相比有以下特點（）。B 測量范圍廣、精度高。；C 頻率響應(yīng)特性較好。；E 能在惡劣的環(huán)境條件下工作。

52、通常用應(yīng)變式傳感器測量（）。B 速度；C 加速度；D 壓力

4、電感式傳感器可以對（）等物理量進(jìn)行測量。A 位移；B 振動；C 壓力；D 流量

24、下面哪項是SAW傳感器的優(yōu)點：（）。B 靈敏度高；D 可靠

29、下列關(guān)于熱釋電效應(yīng)說法正確的是（）。

A 利用熱釋電效應(yīng)的光電傳感器包含光-熱、熱-電，兩個階段的信息變換過程。B 熱-電階段是利用某種效應(yīng)將熱轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。；C 光-熱階段是吸收了光以后溫度升高。30、在光線作用下,半導(dǎo)體的電導(dǎo)率增加的現(xiàn)象屬于（）。B 內(nèi)光電效應(yīng)；D 光導(dǎo)效應(yīng)

84、光電器件的溫度特性可以是下列哪些元素與溫度的關(guān)系（）。B 靈敏度；C 暗電流； D 光電流

85、設(shè)計光纖微彎傳感器時，下面說法正確的是（）。A 在光纖微變傳感器中的變形器前后一定要有模式除去器。；D 暗視場信號放大倍數(shù)比亮視場的放大倍數(shù)大。

86、下面的哪些傳感器屬于內(nèi)光電傳感器（）。C 光敏電阻； D 光電二/三極管； E 光電池

87、光纖傳感器中常用的光探測器有以下哪幾種（）。A 光敏二極管； B 光電倍增管；C 光敏晶體管 88、下面基于外光電效應(yīng)的光電器件有（）。A 光電管； B 光電倍增管

89、對于光電管的基本特性，下面說法正確的是（）。A 當(dāng)入射光的波長增加時，相對靈敏度要下降。；

D 溫度變化對光電管的光電流影響很小，而對暗電流影響很大。90、發(fā)射光纖和傳送光纖的分布有哪幾種（）。

A 隨機分布 B 半球形對開分布 C 共軸內(nèi)發(fā)射分布 D 共軸外發(fā)射分布 91、下面哪些是光敏電阻的優(yōu)點（）。A 體積??；B 重量輕；C 機械強度高 1

第四篇：《計算機控制技術(shù)》課程設(shè)計任務(wù)書

《計算機控制技術(shù)》）系統(tǒng)程序設(shè)計

采用模塊化設(shè)計方法，畫出程序流程框圖，用匯編語言或C語言編寫相應(yīng)的控制程序。

4、總結(jié)報告

寫出完成整個設(shè)計的詳細(xì)步驟和系

系 別： 電子與信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 通信工程

班 級： 11通信（1）、（2）班

2014 年 6 月 16 日至 2014 年 6 月 27 日共 2 周 指導(dǎo)教師：

嚴(yán)輝 陳蘊

夏巍

系 主 任：

2014

年

月 10 日

一、設(shè)計目的：

本課程設(shè)計旨在使學(xué)生在學(xué)習(xí)了《微型計算機控制技術(shù)》這門課程后，掌握微型計算機控制系統(tǒng)的組成原理,運用微型計算機控制技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計,掌握用基本的微型計算機控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計方法，熟悉各種控制算法技術(shù),通過對具體應(yīng)用的課程設(shè)計使學(xué)生對所學(xué)知識有進(jìn)一步的加深和了解，培養(yǎng)和提高學(xué)生的動手能力和實際應(yīng)用能力。

二、設(shè)計任務(wù)和要求：

（一）、課題名稱和內(nèi)容：

課題一： 8路數(shù)據(jù)采集及報警控制系統(tǒng)

1、課題目的

（1）掌握數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計方法。（2）結(jié)合8051設(shè)計一個8路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

2、設(shè)計說明

（1）從鍵盤上選擇采集的通道號和上下限報警設(shè)置參數(shù)。（2）啟動采集后，把A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果顯示在5位LED顯示器上，顯示方法為靜態(tài)方式，且第一位顯示通道號，第二位顯示—符號，后3位顯示采樣值。

（3）設(shè)置上下限報警電路，當(dāng)采集的電壓值小于下限值時，紅色報警LED指示燈點亮，當(dāng)采集的電壓值大于上限值時，紅色報警LED指示燈閃爍。

3、設(shè)計要求（1）方案論證

按系統(tǒng)功能實現(xiàn)要求，決定控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方案，選擇芯片，作出系統(tǒng)框圖。（2）硬件電路設(shè)計

根據(jù)設(shè)計內(nèi)容設(shè)計出硬件電路圖并作詳細(xì)的設(shè)計說明，并繪制出電路圖。

（3）系統(tǒng)程序設(shè)計

采用模塊化設(shè)計方法，畫出程序流程框圖，用匯編語言或C語言

編寫相應(yīng)的控制程序。

4、總結(jié)報告

寫出完成整個設(shè)計的詳細(xì)步驟和系統(tǒng)性能分析。課題二：基于單片機的波形發(fā)生器

1、課題目的

（1）掌握數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的控制原理

（2）結(jié)合8051設(shè)計一個8位D/A控制系統(tǒng)。

2、設(shè)計說明

1）設(shè)計一8X8鍵盤，其中0-9號鍵為數(shù)字鍵，用于A/D的輸出電壓設(shè)置，K0-K5鍵作為功能鍵；

2）K4鍵為設(shè)置鍵，用于進(jìn)行A/D的上下限輸出電壓設(shè)置，K5鍵為確認(rèn)鍵，用于設(shè)置A/D輸出電壓的確認(rèn)； 3）K0鍵，輸出三角波波形； 4）K1鍵，輸出鋸齒波波形； 5）K2鍵，輸出階梯波波形； 4）K3鍵，輸出梯形波波形；

設(shè)計要求：CPU使用8031；鍵盤采用8X8鍵盤；使用DAC0832作為波形發(fā)生器（采用雙極性輸出方式）

3、設(shè)計要求（1）方案論證

按系統(tǒng)功能實現(xiàn)要求，決定控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方案，選擇芯片，作出系統(tǒng)框圖。

（2）硬件電路設(shè)計

根據(jù)設(shè)計內(nèi)容設(shè)計出硬件電路圖并作詳細(xì)的設(shè)計說明，并繪制出電路圖。

（3）系統(tǒng)程序設(shè)計

采用模塊化設(shè)計方法，畫出程序流程框圖，用匯編語言或C語言編寫相應(yīng)的控制程序。

4、總結(jié)報告

寫出完成整個設(shè)計的詳細(xì)步驟和系統(tǒng)性能分析。

課題三：脈沖參數(shù)測量

1、課題目的

（1）掌握用計數(shù)器測量脈沖參數(shù)的方法。（2）設(shè)計一個脈沖參數(shù)測量的控制系統(tǒng)。

2、設(shè)計說明

（1）要求能測量方波信號的頻率。測量頻率范圍0-10KHz。測量

結(jié)果顯示在5為LED顯示器上，顯示方法為靜態(tài)，以 Hz單位。（2）使用定時器產(chǎn)生與輸入頻率相同的方波信號，用示波器觀察輸出的方波信號和輸入的方波信號頻率是否一致，若不一致，分析原因，找出解決辦法。

（3）具有測量矩形波信號的占空比的功能，顯示XX.X%。

所有參數(shù)的測量使用開關(guān)切換

3、設(shè)計要求（1）方案論證

按系統(tǒng)功能實現(xiàn)要求，決定控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方案，選擇芯片，作出系統(tǒng)框圖。

（2）硬件電路設(shè)計

根據(jù)設(shè)計內(nèi)容設(shè)計出硬件電路圖并作詳細(xì)的設(shè)計說明，并繪制出電路圖。

（3）系統(tǒng)程序設(shè)計

采用模塊化設(shè)計方法，畫出程序流程框圖，用匯編語言或C語言編寫相應(yīng)的控制程序。

4、總結(jié)報告

寫出完成整個設(shè)計的詳細(xì)步驟和系統(tǒng)性能分析。

課題四：交通燈控制設(shè)計

1、課題目的

（1）掌握順序控制在交通燈控制中的基本原理。

（2）設(shè)計一個交通燈控制器。

2、設(shè)計說明

（1）能顯示十字路口東西、南北兩個方向的紅、黃、綠燈的指示狀態(tài)。（初始狀態(tài)0為東西紅燈，南北紅燈。然后轉(zhuǎn)狀態(tài)1南北綠燈通車，東西紅燈。延時T1秒后轉(zhuǎn)狀態(tài)2，南北綠燈閃2秒轉(zhuǎn)黃燈，延時3秒，東西仍然紅燈。再轉(zhuǎn)狀態(tài)3，東西綠燈通車，南北紅燈。延時T1秒后轉(zhuǎn)狀態(tài)4，東西綠燈閃2秒轉(zhuǎn)黃燈，延時3秒，南北仍然紅燈。最后循環(huán)至狀態(tài)1。）（2）用撥動開關(guān)K0～K7實現(xiàn)延時時間T1的設(shè)置，當(dāng)K7閉合時，為T1的設(shè)置狀態(tài)，K0～K6為設(shè)置時間（秒），此時東西、南北兩個方向均顯示紅燈狀態(tài)。當(dāng)K7斷開時為工作狀態(tài)。綠燈的閃爍頻率為1HZ。

（3）在緊急狀態(tài)下，可通過開關(guān)設(shè)置，使所有指示燈均為紅燈狀態(tài)。

3、設(shè)計要求（1）方案論證

按系統(tǒng)功能實現(xiàn)要求，決定控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方案，選擇芯片，作出系統(tǒng)框圖。

（2）硬件電路設(shè)計

根據(jù)設(shè)計內(nèi)容設(shè)計出硬件電路圖并作詳細(xì)的設(shè)計說明，并繪制出電路圖。

（3）系統(tǒng)程序設(shè)計

采用模塊化設(shè)計方法，畫出程序流程框圖，用匯編語言或C語言編寫相應(yīng)的控制程序。

4、總結(jié)報告

寫出完成整個設(shè)計的詳細(xì)步驟和系統(tǒng)性能分析。以上四課題可任選一個課題完成。

三、時間安排

時間： 17—18周（6.16—6.27）

課程設(shè)計報告書寫格式要求

報告內(nèi)容包含以下幾點： 1.總體設(shè)計方案介紹：

根據(jù)設(shè)計課題要求，設(shè)計出總體框圖，對框圖中的每一功能模塊作出說明，包括功能實現(xiàn)、器件選擇等。2.硬件電路設(shè)計：

包括單片機資源劃分，端口分配，詳細(xì)介紹各功能單元電路的設(shè)計，畫出單元電路與單片機接口的電路圖，并作出設(shè)計說明。各單元電路設(shè)計分為： 2.1

2.2 2.3 等格式 3.程序設(shè)計：

包括總體程序及各子程序設(shè)計，要求畫出各程序設(shè)計框圖并作設(shè)計說明。3.1

3.2 3.3 等格式 4.設(shè)計總結(jié)

對本次設(shè)計完成的情況進(jìn)行總結(jié)，有何收獲，存在什么不足。5.附件

包括

1.完整的硬件電路圖及器件清單。用繪圖軟件繪制或用大張方格紙繪制 2.完整的源程序清單

報告字?jǐn)?shù)不少于2000字

注：上交打印設(shè)計報告及報告的電子文檔，報告封面采用下面的標(biāo)準(zhǔn)格式

電子與信息工程學(xué)院

《計算機控制技術(shù)》 課程設(shè)計報告

課題名稱 專 業(yè) 班 級 學(xué)生姓名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師

****年**月**日

第五篇：機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書

機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 課程設(shè)計指導(dǎo)

湖南工業(yè)大學(xué)機械工程學(xué)院

目 錄

第一章 概述…………………………………………………01 第二章 機械加工工藝規(guī)程的制定…………………………07 第一節(jié) 零件的分析與毛坯的選擇 ………………………08 第二節(jié) 工藝路線的擬定 …………………………………10 第三節(jié) 工序設(shè)計及工藝文件的填寫 ……………………12 第三章

附錄一 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計說明書實例…………

附錄二 部分相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)………………………………………

機床夾具設(shè)計 ……………………………………14

第一章 概述

機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計，是以切削理論為基礎(chǔ)、制造工藝為主線、兼顧工藝裝備知識的機械制造技術(shù)基本能力的培養(yǎng)；是綜合運用機械制造技術(shù)的基本知識、基本理論和基本技能，分析和解決實際工程問題的一個重要教學(xué)環(huán)節(jié)；是對學(xué)生運用所掌握的“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”知識及相關(guān)知識的一次全面訓(xùn)練。

機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計，是以機械制造工藝及工藝裝備為內(nèi)容進(jìn)行的設(shè)計。即以所選擇的一個中等復(fù)雜程度的中小型機械零件為對象，編制其機械加工工藝規(guī)程，并對其中某一工序進(jìn)行機床專用夾具設(shè)計。

一、課程設(shè)計的目的

機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是作為未來從事機械制造技術(shù)工作的一次基本訓(xùn)練。通過課程設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生制定零件機械加工工藝規(guī)程和分析工藝問題的能力，以及設(shè)計機床夾具的能力。在設(shè)計過程中，學(xué)生應(yīng)熟悉有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計資料，學(xué)會使用有關(guān)手冊和數(shù)據(jù)庫。

1、能熟練運用機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實踐中學(xué)到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。

2、提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。學(xué)生通過夾具設(shè)計的訓(xùn)練，應(yīng)獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計出高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理而能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。

3、學(xué)會使用手冊、圖表及數(shù)據(jù)庫資料。掌握與本設(shè)計有關(guān)的各種資料的名稱、出處，能夠做到熟練運用。

二、課程設(shè)計的內(nèi)容

1、課程設(shè)計題目。

機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計題目為：XXXX零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計

2、課程設(shè)計的內(nèi)容。

課程設(shè)計包括編制工藝規(guī)程、設(shè)計夾具及編寫課程設(shè)計說明書三部分內(nèi)容。

（1）編制工藝規(guī)程

工藝規(guī)程的編制主要包括以下四個內(nèi)容：

①零件工藝分析。抄畫零件圖，熟悉零件的技術(shù)要求，找出加工表面的成型方法。

②確定毛坯。選擇毛坯制造方法，確定毛坯余量，畫出毛坯圖。③擬定工藝路線。確定加工方法，選擇加工基準(zhǔn)，安排加工順序，劃分加工階段，選取加工設(shè)備及工藝裝備。

④進(jìn)行工藝計算，填寫工藝文件。計算加工余量、工序尺寸，選擇、計算切削用量，確定加工工時，填寫機械加工工藝過程綜合卡及機械加工工序卡。

（2）夾具設(shè)計。

夾具設(shè)計主要進(jìn)行下面四個方面的工作：

①夾具方案的確定。根據(jù)工序內(nèi)容的要求，確定定位元件，選擇夾緊方式，布臵對刀、導(dǎo)引件，設(shè)計夾具體。

②夾具總體設(shè)計。繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖、繪制夾具總裝圖，拆畫夾具體零件圖。

③夾具計算。定位誤差的計算，夾緊力的計算。（3）課程設(shè)計說明書。內(nèi)容包括：課程設(shè)計封面、課程設(shè)計任務(wù)書、目錄、正文（工藝規(guī)程和夾具設(shè)計的基本理論、計算過程、設(shè)計結(jié)果）、參考資料。

三、課程設(shè)計的要求

1、基本要求

（1）工藝規(guī)程設(shè)計的基本要求

機械加工工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要技術(shù)文件。因此制定機械加工工藝規(guī)程應(yīng)滿足如下基本要求：

①應(yīng)保證零件的加工質(zhì)量，達(dá)到設(shè)計圖紙上提出的各項技術(shù)要求。在保證質(zhì)量的前提下，能盡量提高生產(chǎn)率和降低消耗。同時要盡量減輕工人的勞動強度。

②在充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上，盡可能采用國內(nèi)外先進(jìn)工藝技術(shù)。

③工藝規(guī)程的內(nèi)容，應(yīng)正確、完整、統(tǒng)一、清晰。工藝規(guī)程編寫，應(yīng)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。工藝規(guī)程的格式與填寫方法以及所用的術(shù)語、符號、代號等應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定。

（2)夾具設(shè)計的基本要求

設(shè)計的夾具在滿足工藝要求，有利于實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗，改善勞動條件的同時，還應(yīng)滿足下列要求：

①所設(shè)計夾具必須結(jié)構(gòu)性能可靠、使用安全、操作方便。②所設(shè)計夾具應(yīng)具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，便于制造、調(diào)整、維修，且便于切屑的清理、排除。

③所設(shè)計夾具，應(yīng)提高其零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化。④夾具設(shè)計必須保證圖紙清晰、完整、正確、統(tǒng)一。

2、學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)應(yīng)交出的設(shè)計文件

（1）零件圖 1張（2）毛坯圖 1張（3）機械加工工藝過程綜合卡 1套（4）機械加工工序卡 1張（5）機床夾具總裝圖 1張（6）機床夾具零件圖 1張（7）課程設(shè)計說明書 1份

四、課程設(shè)計進(jìn)度安排

課程設(shè)計計劃時間三周，具體安排如下：

1、布臵設(shè)計任務(wù)、查閱相關(guān)資料； 0.5天

2、繪制零件圖、毛坯圖； 2天

3、設(shè)計零件的加工工藝規(guī)程； 2天

4、設(shè)計指定工序的工序卡； 2天

5、設(shè)計夾具結(jié)構(gòu)、繪制草圖； 2.5天

6、繪制夾具裝配圖； 3天

7、拆畫零件圖； 1天

8、整理設(shè)計說明書； 1天

9、審圖； 1天

10、答辯； 1天

五、注意事項：

1、設(shè)計中制圖按照標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進(jìn)行。標(biāo)題欄、明細(xì)欄格式見附錄。

2、綜合工藝過程卡、工序卡按照附錄規(guī)定格式要求填寫。

3、工序簡圖應(yīng)標(biāo)注的四個部分：（1）定位符號及定位點數(shù)；（2）夾緊符號及指向的夾緊面；

（3）加工表面，用粗實線畫出加工表面，并標(biāo)上加工符號，其中該工序的加工表面為最終工序的表面時，加工符號上應(yīng)標(biāo)注粗糙度數(shù)值。其他工序不標(biāo)粗糙度數(shù)值；

（4）工序尺寸及公差。定位、夾緊符號參見附錄。

第二章 機械加工工藝規(guī)程的編制

編制機械加工工藝規(guī)程前，應(yīng)至少具備下列原始資料： ①產(chǎn)品的零件圖；

②產(chǎn)品的生產(chǎn)類型或者是零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)。

如有可能，收集產(chǎn)品的總裝圖、同類產(chǎn)品零件的加工工藝以及生產(chǎn)現(xiàn)場的情況（設(shè)備、人員、毛坯供應(yīng)）等。

編制機械加工工藝規(guī)程時，應(yīng)首先遵循以下原則：

①應(yīng)以保證零件加工質(zhì)量，達(dá)到設(shè)計圖紙規(guī)定的各項技術(shù)要求為前提；

②在保證加工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，應(yīng)使工藝過程有較高的生產(chǎn)效率和較低的成本；

③應(yīng)充分考慮零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型，充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件，并盡可能做到平衡生產(chǎn)；

④盡量減輕工人勞動強度，保證安全生產(chǎn)，創(chuàng)造良好、文明的勞動條件；

⑤積極采用先進(jìn)技術(shù)和工藝，力爭減少材料和能源消耗，并應(yīng)符合環(huán)境保護(hù)要求。

編制機械加工工藝規(guī)程中，可以按照下列程序進(jìn)行： ①繪制零件圖，分析零件特點，找出主要要求。②確定零件各表面的成型方法及余量，繪制毛坯圖。③安排加工順序，制訂工藝路線。③進(jìn)行工序計算。④填寫工藝文件。

第一節(jié) 零件的分析與毛坯的選擇

一、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(jìn)行研究。

1、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。

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。

2、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（或附錄表）中典型表面的典型加工方案和各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)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。

3、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寸、形狀精度、表面粗糙度以及主要表面的相互位臵精度要求，做到心中有數(shù)。

二、確定毛坯

1、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臵，對應(yīng)鑄件應(yīng)合理確定其分型面及澆冒口的位臵，以便在粗基準(zhǔn)選擇及確定定位和夾緊點時有所依據(jù)。

2、確定毛坯余量。

查毛坯余量表（參見附錄），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、繪制毛坯圖。

毛坯輪廓用粗實線繪制，零件實體用雙點畫線繪制，比例盡量取1:1。毛坯圖上應(yīng)標(biāo)出毛坯尺寸、公差、技術(shù)要求，以及毛坯制造的分模面、圓角半徑和拔模斜度等。

第二節(jié) 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(jì)性有著密切的關(guān)系，“優(yōu)質(zhì)、崗產(chǎn)、低耗”原則必須在此化解中得到統(tǒng)一的解決。因此，設(shè)計時應(yīng)同時考慮幾個方案，經(jīng)過分析比較，選擇出比較合理的方案。

一、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。

定位基準(zhǔn)分為精基準(zhǔn)、粗基準(zhǔn)及輔助基準(zhǔn)。在最初加工工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工的表面做為定位基準(zhǔn)(粗基準(zhǔn))。在后續(xù)工序中，則使用已加工表面作為定位基準(zhǔn)(精基準(zhǔn))。為了使工件便于裝夾和易于獲得所需加工精度，可在工件上某部位作一輔助基準(zhǔn)，用以定位。

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(dá)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。

二、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(jìn)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，按照喝主要表面位臵關(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，在工藝方案中安排適當(dāng)?shù)奈慌Z，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臵精度要求不高時，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。

三、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、輔具）類型的選擇應(yīng)考慮下列因素：

1、零件的生產(chǎn)類型；

2、零件的材料；

3、零件的外形尺寸和加工表面尺寸；

4、零件的結(jié)構(gòu)特點；

5、該工序的加工質(zhì)量要求以及生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)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。

四、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(jìn)行以下幾方面的工藝論證：

1、對比較復(fù)雜的零件，可考慮兩個甚至更多的工藝方案進(jìn)行分析比較，擇優(yōu)而定，并在說明書中論證其合理性。

2、當(dāng)零件的主要技術(shù)要求是通過兩個甚至更多個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。

3、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。

4、其它的在設(shè)計中需要應(yīng)加以論證分析的內(nèi)容。

第三節(jié) 工序設(shè)計及工藝文件的填寫

一、工序設(shè)計

對于工藝路線中的工序，按照要求進(jìn)行工序設(shè)計，其主要內(nèi)容包括：

1、劃分工步。根據(jù)工序內(nèi)容及加工順序安排的一般原則，合理劃分工步。

2、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。

3、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(jì)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。

4、選擇切削用量。切削用量可用查表法或訪問數(shù)據(jù)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。

5、確定加工工時。對加工工序進(jìn)行時間定額的計算，主要是確定工序的機加工時間。對于輔助時間、服務(wù)時間、自然需要時間及每批零件的準(zhǔn)備終結(jié)時間等，可按照有關(guān)資料提供的比例系數(shù)估算。

二、填寫工藝文件

1、填寫機械加工工藝過程綜合卡

工藝過程綜合卡的格式參見附錄。該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。

2、填寫指定工序的機械加工工序卡

該工序由知道教師指定。其工序卡的格式參見附錄。該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。工序簡圖盡量選用一個視圖，圖中工件是處在加工位臵、夾緊狀態(tài)，用細(xì)實線畫出工件的主要特征輪廓。工序簡圖的標(biāo)注見“第一章概述”中“

五、注意事項”的第3條。

第三章 夾具設(shè)計

夾具設(shè)計一般在零件的機械加工工藝制定之后按照某一工序的具體要求進(jìn)行的。制定工藝過程應(yīng)充分考慮夾具實現(xiàn)的可能性 而設(shè)計夾具時，如確有必要也可以對工藝過程提出修改意見。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(hù)容易等為其衡量指標(biāo)。

第一節(jié) 夾具設(shè)計的步驟

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。

一、收集和研究有關(guān)資料

工藝人員在編制零件的機械加工工藝過程中，應(yīng)提出相應(yīng)的家具設(shè)計書，對其中的定位基準(zhǔn)、夾緊方案及有關(guān)要求做出說明。夾具設(shè)計人員，則應(yīng)根據(jù)夾具設(shè)計任務(wù)書進(jìn)行夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計，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(jì)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，位臵等方面精度的總要求。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，加緊裝臵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(jìn)經(jīng)驗，并盡量采用國家標(biāo)準(zhǔn)。

二、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：

1、根據(jù)工件的定位原理，確定工件的定位方式，選擇定位元件；

2、確定工件的夾緊方式，選擇適宜的夾緊裝臵；

3、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；

4、確定其他元件或裝臵的結(jié)構(gòu)型式，如定向元件，分度裝臵等；

5、協(xié)調(diào)各元件，裝臵的布局，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。

三、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臵也應(yīng)符合國家制圖標(biāo)準(zhǔn)，在能清楚表達(dá)夾具內(nèi)部結(jié)構(gòu)和各元件內(nèi)部結(jié)構(gòu)和各元件，裝臵位臵關(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臵，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，位臵，最后繪制出夾具體及連接元件，把夾具的各組成元件和裝臵連成一體。

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。

四、確定并標(biāo)注有關(guān)尺寸及技術(shù)條件

1、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。

夾具與刀具的聯(lián)系尺寸：用來確定夾具上對刀，導(dǎo)引元件位臵的尺寸。對于銑，刨床夾具，是指對刀元件與定位元件的位臵尺寸；對于鉆，鏜床夾具，則是指鉆（鏜）套與定位元件間位臵尺寸，鉆（鏜）套之間的位臵尺寸，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臵的尺寸。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：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臵所占的尺寸空間。

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，夾緊裝臵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。

2、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（位臵精度要求）有如下幾個方面：

（1）定位元件之間或定位元件與夾具體底面間的位臵要求，其作用是保證工件加工面與工件定位基準(zhǔn)面間的位臵精度。

（2）定位元件與連接元件（或找正基面）間的位臵要求。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）間的位臵要求。如對刀塊的側(cè)對刀面向?qū)τ趦啥ㄏ蜴I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)引元件的位臵要求。如圖3-1所示，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A垂直及定位元件工作表面A雨夾具體底面B平行為前提。

上述技術(shù)條件是保證工件相應(yīng)的加工要求所必需的，其數(shù)值應(yīng)取工件相應(yīng)技術(shù)要求所定的數(shù)值的1/3—1/5。

D

第二節(jié) 夾具設(shè)計舉例

圖3-2所示為CA6140車床上接頭的零件圖。該零件系大批量生產(chǎn)，材料為45號鋼，毛坯采用模鍛件?，F(xiàn)要求設(shè)計加工該零件上尺寸為28H11的槽口所使用的夾具。圖3-2 CA6140車床上接頭的零件圖

零件上槽口的加工要求是：保證寬度

28H11，深度40mm，表面粗糙度側(cè)面為Ra3.2μm，底面為Ra6.3μm。并要求兩側(cè)面對孔ф20H7的軸心線對稱，公差為0.1mm；兩側(cè)面對孔ф10H7的軸心線垂直，其公差為0.1mm。

零件的加工工藝過程安排是在加工槽口之前，除孔ф10H7尚未進(jìn)行加工外，其他各面均已加工達(dá)到圖紙要求。槽口的加工采用三面刃銑刀在臥式銑床上進(jìn)行。

一、工件裝夾方案的確定

工件裝夾方案的確定，首先應(yīng)考慮滿足加工要求。槽口兩側(cè)面之間的寬度28H11取決于銑刀的寬度，與夾具無關(guān)，而深度40mm則由調(diào)整刀具相對夾具的位臵保證。兩側(cè)面對孔ф10H7軸心線的垂直度要求，因該孔尚未進(jìn)行加工，故可在后面該孔加工工序中保證。為此，考慮定位方案，主要應(yīng)滿足兩側(cè)面與孔ф20H7軸心線的對稱度要求。根據(jù)基準(zhǔn)重合的原則，應(yīng)選孔ф20H7的軸心線為第一定位基準(zhǔn)。由于要保證一定的加工深度，故工件沿高度方向的不定度也應(yīng)限制。此外，從零件的工作性能要求可知，需要加工的兩側(cè)面應(yīng)與已加工過的兩外側(cè)面互成90度，因此在工作定位時還必須限制繞孔ф20H7的軸心線的不定度。故工件的定位基準(zhǔn)的選擇如圖3.3所示，除孔ф20H7（限制沿x,y軸和繞x,y軸的不定度）之外，還應(yīng)以一端面（限制沿z軸的不定度）和一外側(cè)面（限制繞z軸的不定度）進(jìn)行定位，共限制六個不定度，屬于完全定位。

工件定位方案的確定除了考慮加工要求外，還應(yīng)結(jié)合定位元件的結(jié)構(gòu)及夾緊方案實現(xiàn)的可能性而予以最后確定。對接頭這個零件，銑槽口工序的夾緊力方向，不外乎是沿徑向或沿軸向兩種。如采用如圖3.4（a）所示的沿徑向夾緊的方案，由于ф20H7孔的軸心線是定位基準(zhǔn)，故必須采用定心夾緊機構(gòu)，以實現(xiàn)夾緊力方向作用于主要定位基面。但孔ф20H7的直徑較小，受結(jié)構(gòu)限制不易實現(xiàn)，因此，采用如圖3.4（b）所示的沿軸向夾緊的方案較為合適。

在一般情況下，為滿足夾緊力應(yīng)主要作用于第一定位基準(zhǔn)的要求，YXXZ

就應(yīng)將定位方案改為以上端面A作為第一定位基準(zhǔn)。此時，ф20H7孔軸心線以及另一外側(cè)面則為第二，第三定位基準(zhǔn)。若以上端面A為主要定位基準(zhǔn)，雖然符合“基準(zhǔn)重合”原則，但由于夾緊力需自下而上布臵，將導(dǎo)致夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜化?？紤]到孔ф20H7下端面B及端臺C均是在一次裝夾下加工的，它們之間有一定的位臵精度，且槽口深度尺寸40mm為一般公差，故改為以B或C面為第一定位基準(zhǔn)，也能滿足加工要求。為使定位穩(wěn)定可靠，故宜選取面積較大的C面為第一定位基準(zhǔn)。定位元件則可相應(yīng)選取一個平面（限制三個不定度），一個短圓柱銷（與D面接觸限定一個不定度），如圖3.5所示，這時夾緊力就可自上而下施加于工件上。由于上端面A的中間部分還要進(jìn)行加工，故只能從兩邊進(jìn)行夾緊。

考慮到工件為大批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)效率，減輕工人勞動強度，易采用氣動夾緊，即以壓縮空氣為動力源。若將氣缸水平方向的作用力轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪狈较虻膴A緊力，可利用氣缸活塞桿推動一開有斜面槽的滑塊，使兩勾形壓板同時向下壓緊工件。為縮短工作行程，斜槽做成兩個升角，前端的大升角用于加大夾緊空行程，后端的小升角用于夾緊工件并自鎖。當(dāng)勾形壓板向上松開工作時，靠其上斜槽的作用使勾型壓板向外張開。加緊裝臵的工作原理如圖3.6所示。

工件裝夾方案確定以后，要進(jìn)行定位誤差計算以確定定位元件的結(jié)構(gòu)尺寸與精度，進(jìn)行夾緊力計算以確定夾緊氣缸的尺寸及結(jié)構(gòu)形式。同時對夾緊機構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行強度校核以確定夾緊元件的結(jié)構(gòu)尺寸。

二、其他元件的選擇與設(shè)計

夾具的設(shè)計除了考慮工件的定位和夾緊之外，還要考慮夾具如何在機床上定位，以及刀具相對夾具的位臵如何得到確定。

對銑床夾具而言，在機床上是以夾具體底面與銑床工作臺面接觸和夾具體上兩個定位鍵與錟床工作臺上的T形槽配合而定位的。定位鍵的結(jié)構(gòu)和使用情況可由夾具設(shè)計手冊查得。

調(diào)整刀具與夾具的相對位臵是為了保證刀具相對工件有一個正確位臵，以保證工序加工要求。銑床夾具上調(diào)刀最方便的方法是在夾具上安裝一個對刀裝臵（通常為對刀塊）。圖2-96所示的銑槽口夾具，為保證對稱性及深度要求，采用了一個直角對刀塊。設(shè)計時應(yīng)使對刀塊的工作面（對刀面）與定位元件的工作面有位臵尺寸精度要求，其公差一般取相應(yīng)工序尺寸公差的1/3—1/5。對刀面相對定位元件的位臵尺寸，由于對刀時銑刀與對刀面之間留有一定的空隙（為避免刀具直接與對刀塊接觸），計算時必須加以考慮。

三、夾具總圖的繪制

在上述確定工件定位，夾緊方案，選擇和設(shè)計相應(yīng)定位元件和夾緊裝臵，以及選取和設(shè)計夾具的其他元件之后，即可進(jìn)行夾具總圖的繪制。接頭零件銑槽口工序夾具總圖如圖3.7所示。

在夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的五類尺寸為： 工件定位孔與定位銷4的配合尺寸為

對刀元件的對刀面與定位元件中心線及工作面間的位臵尺寸為 及

夾具定位鍵 與夾具底座的配合尺寸為

夾具內(nèi)部的配合尺寸為：定位銷4與支座2的配合尺寸為；擋銷20與支座2的配合尺寸為；軸銷9與滑塊13的配合尺寸為；軸銷9與連接軸5的配合尺寸為；鉤形壓板1與支座2的配合尺寸為

夾具的外廓尺寸為mm 在夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)條件為：

定位銷4和擋銷20的位臵尺寸為和；定位平面與夾具體底面的平行度公差為0.05mm。

對刀塊的側(cè)對刀塊相對于兩定位鍵18鍘面的平行度公差為等。

夾具總圖繪制完畢，還應(yīng)在夾具設(shè)計說明書中，就夾具的使用，維護(hù)和注意事項等給予簡要地說明。

附錄1 課程設(shè)計說明書

例一 CA6140車床撥叉機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計:

序言

大三下學(xué)期我們進(jìn)行了《機械制造基礎(chǔ)》課的學(xué)習(xí)，并且也進(jìn)行過金工實習(xí)。為了鞏固所學(xué)知識，并且在我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的進(jìn)行一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練,因此,我們進(jìn)行了本次課程設(shè)計。

通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，同時，在課程設(shè)計過程中，我們認(rèn)真查閱資料，切實地鍛煉了我們自我學(xué)習(xí)的能力。另外，在設(shè)計過程中，經(jīng)過老師的悉心指導(dǎo)和同學(xué)們的熱心幫助，我順利完成了本次設(shè)計任務(wù)。

由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予批評指正。

一、零件的分析(一)零件的作用

題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的Φ20孔與操縱機構(gòu)相連，二下方的Φ50半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時分開。(二)零件的工藝分析 零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：

1、小頭孔Φ20以及與此孔相通的Φ8的錐孔、M6螺紋孔

2、大頭半圓孔Φ50

3、撥叉底面、小頭孔端面、大頭半圓孔端面，大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.07mm，小頭孔上端面與其中心線的垂直度誤差為0.05mm。

由上面分析可知，可以粗加工撥叉下端面，然后以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機床所能達(dá)到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。

二、確定毛坯

1、確定毛坯種類：

零件材料為HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇木摸手工砂型鑄件毛坯。查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》第41頁表2.2-5,選用鑄件尺寸公差等級為CT-12。

2、確定鑄件加工余量及形狀：

查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》第41頁表2.2-5，選用加工余量為MA-H級，并查表2.2-4確定各個加工面的鑄件機械加工余量，鑄件的分型面的選用及加工余量，如下表所示：

簡

圖

加工面代號

基 本 尺

加工余量等級

加工余量

說

明

寸

D1 D2

T2 T3 T4 50 30 12 12

H H H H H

10?2 3.5?2 5 5

孔降一級雙側(cè)加工 孔降一級雙側(cè)加工

單側(cè)加工 單側(cè)加工 單側(cè)加工

3、繪制鑄件毛坯圖

三、工藝規(guī)程設(shè)計

(一)選擇定位基準(zhǔn)：

粗基準(zhǔn)的選擇：以零件的小頭上端面為主要的定位粗基準(zhǔn)，以兩個小頭孔外圓表面為輔助粗基準(zhǔn)。

精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn)，以兩個小頭孔外圓柱表面為輔助的定位精基準(zhǔn)。

（二）制定工藝路線

根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》第20頁表1.4-

7、1.4-

8、1.4-11，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：

工序Ⅰ 粗銑Φ20、Φ50下端面，以T2為粗基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；

工序Ⅱ 粗銑Φ20上端面，以T1為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；

工序Ⅲ 粗銑Φ50上端面，以T4為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；

工序Ⅳ 鉆、擴(kuò)Φ20孔，以Φ32外圓和T2為基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專用夾具；

工序Ⅴ 粗鏜Φ50孔，以D1為定位基準(zhǔn)，采用T616臥式鏜床加專用夾具；

工序Ⅵ 銑斜肩，以D1和T2為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；

工序Ⅶ 精銑Φ20下端面，以T2為基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；

工序Ⅷ 精銑Φ20上端面，以T1為基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；

工序Ⅸ 粗鉸、精鉸Φ20孔，以T2和Φ32外圓為基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專用夾具；

工序Ⅹ 精銑Φ50端面，以D1為基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；

工序Ⅺ 半精鏜Φ50孔，以D1做定位基準(zhǔn)，采用T616臥式鏜床加專用夾具；

工序Ⅻ 鉆、鉸Φ8錐孔，以T1和零件中線為基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專用夾具；

工序ⅩⅢ 鉆M6底孔，攻螺紋，以T1和零件中線為基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床并采用專用夾具；

工序ⅩⅣ 銑斷，以D1為基準(zhǔn)，采用X60臥式銑床加專用夾具； 工序ⅩⅤ 去毛刺； 工序ⅩⅥ 終檢。

（三）機械加工余量、工序尺寸及公差的確定

1、圓柱表面工序尺寸：

前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下：

加工表面 加工內(nèi)容

加工余量

精度等級

工序尺寸

表面粗 糙度

工序余量 最小

6.3 3.2 6.3 3.2 1.6

0.95 2.9 17.89 1.716 0.107 0.039

最大

6.8 3.25 18 1.910 0.224 0.093 φ50IT12（D2）鑄件 粗鏜 半精鏜

7.0 4.0 3.0 18 1.8 0.14 0.06

CT12 IT12 IT10 IT11 IT10 IT8 IT7

?43?2.8

?0.250 ?470?0.100 ?500?0.110 ?180?0.084 ?19.80?0.033 ?19.940?0.021 ?200

φ20IT7（D1）鉆 擴(kuò) 粗鉸 精鉸

2、平面工序尺寸：

工序號

01 鑄件 粗銑φ20孔下端面

02 03 07 08 10 粗銑φ20孔上端面 粗銑φ50孔上端面 精銑φ20孔下端面 精銑φ20孔上端面 精銑φ50孔端面 1.0×2

12.0

1.0

30.0

1.0

31.0

4.0

14.0

4.0

32.0

5.0 4.0

36.0

CT12 12 工序內(nèi)容 加工余量

基本尺寸

經(jīng)濟(jì)精度

工序尺寸偏差

最小

1.5

工序余量

最大

7.75

?2.5

0?0.25

0?0.25

1.5 1.8 0.75 0.75 0.951

7.75 6.38 1.283 1.283 1.016

0?0.1800?0.0330?0.033?0.016?0.0163、確定切削用量及時間定額：

工序Ⅰ

粗銑Φ20、Φ50下端面，以T2為粗基準(zhǔn) 1.加工條件

工件材料：HT200,σb =170~240MPa，鑄造;工件尺寸：aemax=72mm，l=176mm;加工要求：粗銑φ20孔下端面，加工余量4mm;機床：X51立式銑床；

刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀。銑削寬度ae≤90,深度ap≤6,齒數(shù)z=12,故根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》（后簡稱《簡明手冊》）表3.1，取刀具直徑d0=125mm。根據(jù)《切削用量手冊》（后簡稱《切削手冊》）表3.16，選擇刀具前角γ0＝0°后角α0＝8°，副后角α0’=10°，刃傾角λs=－10°,主偏角Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副偏角Kr’=5°。2.切削用量

1）確定切削深度ap

因為余量較小，故選擇ap=4mm，一次走刀即可完成。2）確定每齒進(jìn)給量fz

由于本工序為粗加工，尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮，從而可采用不對稱端銑，以提高進(jìn)給量提高加工效率。根據(jù)《切削手冊》表3.5，使用YG6硬質(zhì)合金端銑刀加工，機床功率為4.5kw（據(jù)《簡明手冊》表4.2-35，X51立式銑床）時：

fz=0.09~0.18mm/z 故選擇：fz=0.18mm/z。3）確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《切削手冊》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm；由于銑刀直徑d0=125mm，故刀具使用壽命T=180min（據(jù)《簡明手冊》表3.8）。4）計算切削速度vc和每分鐘進(jìn)給量vf 根據(jù)《切削手冊》表3.16，當(dāng)d0=125mm，Z=12，ap≤7.5，fz≤0.18mm/z時，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系數(shù)為：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度計算公式為：

vc?cvd0qvkv pvmTapxvfzyvaeuvzxv?0.15，yv?0.35，其中 ae?72mm，ap?4mm，Cv?245，qv?0.2，uv?0.2kv?kMv?kSv?1.0?0.8?0.8，pv?0，m?0.32，T?180min，fz?0.18mm/z，Z?12，將以上數(shù)據(jù)代入公式： vc?245?125?0.2?0.8?142m/min

1800.32?4?0.15?0.08?0.35?72?0.2?12確定機床主軸轉(zhuǎn)速：

ns?1000vc?361r/mi。n ?dw根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36，選擇nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，實際進(jìn)給量和每分鐘進(jìn)給量為： vc=?d0n=3.14?125?300m/min=118m/min 10001000f zc=v fc/ncz=390/300×12 mm/z=0.1mm/z 5)校驗機床功率

根據(jù)《切削手冊》表3.24，近似為Pcc=3.3kw,根據(jù)機床使用說明書，主軸允許功率Pcm=4.5×0.75kw=3.375kw>Pcc。故校驗合格。最終確定:ap=4.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z。6）計算基本工時

tm＝L/ vf，L=l+ y+Δ，l=176mm.查《切削手冊》表3.26，入切量及超切量為：y+Δ=40mm，則： tm＝L/ Vf=(176+40)/390=0.81min。

工序Ⅱ

粗銑Φ20上端面，以T1為定位基準(zhǔn)，；

切削用量和時間定額及其計算過程同工序Ⅰ。工序Ⅲ 粗銑Φ50上端面，以T4為定位基準(zhǔn) 刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀，d0?40mm,z?6 機床：X51立式銑床 根據(jù)《切削手冊》查的，fz?0.13mm/z,ap?4mm

現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)《簡明手冊》4.2-36查得取nw?300r/min，故實際切削速度

v??dwnw1000???40?3001000?37.7m/min

當(dāng)nw?300r/min時，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為

fm?fz?z?nw?0.13?10?300?390mm/min

查說明書，取計算切削工時 fm?400mm/min

L?72?y???72?10?82mm

因此tm?Lf?m82?0.205min 390工序Ⅳ

鉆、擴(kuò)Φ20孔，以Φ32外圓和T2為基準(zhǔn)，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達(dá)到IT10。1.選擇鉆頭

根據(jù)《切削手冊》表2.1.2.2，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=18mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刀，后角αo＝12°，二重刃長度bε=3.5mm,橫刀長b=2mm,寬l=4mm,棱帶長度l1?1.5mm，2??100°，??30°

2.選擇切削用量

（1）確定進(jìn)給量 按加工要求確定進(jìn)給量：查《切削手冊》，ld?3018?1.67?3，由《切削手冊》表

f?0.43~0.53mm/r，2.7,系數(shù)為0.5,則：

f?(0.43~0.53)?0.5?(0.215~0.265)mm/r

按鉆頭強度選擇:查《切削手冊》表2.8,鉆頭允許進(jìn)給量為：f?2.0mm/r；

按機床進(jìn)給機構(gòu)強度選擇：查《切削手冊》表2.9，機床進(jìn)給機構(gòu)允許軸向力為8330N時，進(jìn)給量為f?0.93mm/r。

以上三個進(jìn)給量比較得出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為：0.215~0.265mm/r。根據(jù)《簡明手冊》表4.2-16,最終選擇進(jìn)給量f?0.22mm/r。

由于是通孔加工，為避免即將鉆穿時鉆頭折斷，故應(yīng)在即將鉆穿時停止自動進(jìn)給而改為手動進(jìn)給。

根據(jù)《切削手冊》表2.19查出,鉆孔時軸向力Ff=2500N，軸向力修正系數(shù)為1.0，故Ff=2500N。根據(jù)Z525立式鉆床使用說明書，機床進(jìn)給機構(gòu)允許的最大軸向力為8830N﹥Ff，故所選進(jìn)給量可用。（2）確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命

后刀面最大磨損限度（查《簡明手冊》）為0.6mm，壽命T?45min．

（3）切削速度

查《切削手冊》表2.30，切削速度計算公式為：

cvd0zvvc?mxvTapfyvkv

（m/min）

其中，Cv?9.5，d0?18mm，zv?0.25，m?0.125，ap?9，xv?0，yv?0.55，f?0.22，查得修正系數(shù)：kTv?1.0，=，klv?0.85，ktv?1.0，故實際的切削速度：

9.5?180.25vc?0.125?0.85?9.5m/min 0.5560?1?0.2

2（4）檢驗機床扭矩及功率

查《切削手冊》表2.20，當(dāng)f≤0.26, do≤19mm時，Mt=31.78N?m，修正系數(shù)均為1.0，故MC=31.78 N?m。查機床使用說明書：Mm =144.2 N?m。

查《切削手冊》表2.23,鉆頭消耗功率：Pc=1.3kw。查機床使用說明書，PCEE?2.8?0.81?2.26kw。

由于Mc?Mm，P?P，故切削用量可用，即：

f?0.22mm/r，n?nc?272r/min，vc?15.4m/min

3、計算工時

tm?L30?8??0.64min nf272?0.224、擴(kuò)孔至Φ19.8

查《切削手冊》表2.10，擴(kuò)孔進(jìn)給量為：f床使用說明書最終選定進(jìn)給量為：f根據(jù)資料，切削速度 時的切削速度，故

?0.7~0.8mm/r，并由機

?0.81mm/r。

v?0.4v鉆，其中v鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸實心孔

v?0.4?9.5?3.8m/min

ns?1000?3.8?61.1r/min

19.8??nw?97r/min根據(jù)機床使用說明書選取

基本工時 t?。

L?y??30?8??0.48min

97?0.8197?0.81工序Ⅴ

粗鏜Φ50孔，以D1為定位基準(zhǔn) 機床：T68臥式鏜床 單邊余量z?2.5mm,ap?2.5mm

由《簡明手冊》4.2-20查得取

f?0.52mm/r

由《簡明手冊》4.2-21查得取

n?200r/min 計算切削工時

tm?Lf?m12?2?1?0.13min

200?0.52工序Ⅵ

銑斜肩，以D1和T2為定位基準(zhǔn)

刀具：硬質(zhì)合金三面刃銑刀 機床：X51立式銑床

根據(jù)《簡明手冊》查得：dw?63mm，Z?16。根據(jù)《切削手冊》查得：fz?0.10mm/z,因此：

ns?1000v?dw?1000?27?136r/min ??63現(xiàn)采用X51立式銑床，?。簄w?100r/min，故實際切削速度為：

v??dwnw1000???63?1001000?19.8m/min

當(dāng)nw?300r/min時，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：

fm?fz?Z?nw?0.10?16?100?160mm/min

根據(jù)《切削手冊》表4.2-37查得,?。篺m?165mm/min。

計算切削基本工時：

L?l?y???12.5?25?37.5mm

因此：tm?L37.5??0.0.227min fm165工序Ⅶ

精銑Φ20下端面，以T2為基準(zhǔn)

刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀； 機床：X51立式銑床；

查《切削手冊》表3.5，進(jìn)給量fz?0.5~1.0mm/min，取為0.5mm/r 參考有關(guān)手冊，確定v?124m/min，采用YG6硬質(zhì)合金端銑刀，dw?125mm,z?12，則：

ns?1000v?dw?1000?124?316r/min

??125現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36，取nw?300r/min 故實際切削速度：

當(dāng)v??dwnw1000???125?3001000?117.75m/min

nw?300r/min時，工作臺每分鐘進(jìn)給量：

980mm/min fm?fz?z?nw?0.5?12?300?1800mm/min，取為本工序切削時間為：t?2tm?2l176?125?2??0.62min

980fm工序Ⅷ

精銑Φ20上端面，以T1為基準(zhǔn)

切削用量同工序Ⅶ 精銑時y???d0?125mm 基本工時：tm?l176?125??0.31

980fm工序Ⅸ

粗鉸、精鉸Φ20孔，以T2和Φ32外圓為基準(zhǔn)，（1）粗鉸至?19.94mm

刀具：專用鉸刀 機床：Z525立式鉆床

根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，鉸刀的進(jìn)給量為fz?0.8～1.2mm/z,進(jìn)給量取fz?0.81mm/r，機床主軸轉(zhuǎn)速取為nw=140r/min，則其切削速度為：

v?n?d?8.77m/min。

機動時切削工時，l?30?8=38mm，tm?3838??0.34min ?f140?0.81nw(2)精鉸至?20mm

刀具：dw?20mm 機床：Z525立式鉆床

根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，鉸刀的進(jìn)給量取f?0.48mm/r，機床主軸轉(zhuǎn)速取為：nw=140r/min，則其切削速度為：v?n?d?8.8m/min

機動時切削工時，l?30?8=38mm tm?3838??0.57min ?f140?0.48nw工序Ⅹ 精銑Φ50端面，以D1為基準(zhǔn)。

機床：X51立式銑床

刀具：硬質(zhì)合金立銑刀（鑲螺旋形刀片），由《切削手冊》表3.6查得：ns?1000vd?40,z?6,fz?0.08mm/min?,v?0.45m/s即27m/min，因此，X51立式銑床，取

nw?210r/min，?dw1000?27?214r/min?，F(xiàn)采用??40工作臺每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為：

fm?fz?z?nw?0.08?6?210?100.8mm/min

查機床使用說明書，取

fm?100mm/min。

銑削基本工時：tm?72?12?0.84min

1002tm?0.84?2?1.68min

工序Ⅺ 半精鏜Φ50孔，以D1做定位基準(zhǔn)。

單邊余量z?1.0mm,可一次切除，則

ap?1.0mm。

由《切削手冊》表1.6查得，進(jìn)給量

fz?0.25~0.40mm/r,取為0.27mm/r。由《切削手冊》表1.1查得，v?100m/min，則：

nw?1000v?dw?1000?100?637r/min ??50查《簡明手冊》表4.2-20，nw取為630r/min。

加工基本工時：t?l12??0.038min ?f630?0.5nw工序12 鉆、鉸Φ8錐孔，以T1和零件中線為基準(zhǔn)。

刀具：專用刀具 機床：Z525立式鉆床

確定進(jìn)給量f：根據(jù)《切削手冊》表2.7查得，f?0.22~0.26mm/r，查Z525機床使用說明書，現(xiàn)取f?0.22mm/r。查《切削手冊》表2.15，v?17m/min，計算機床主軸轉(zhuǎn)速：

ns?1000v?dw?1000?17?694r/min ??7.8按機床選取nw?680/min，所以實際切削速度為：

v??dwnw1000???7.8?6801000fm?16.66m/min 6?4?0.066min

680?0.22計算切削基本工時：tm?l?y???工序Ⅲ 鉆M6底孔，攻螺紋，以T1和零件中線為基準(zhǔn)（1）鉆螺紋底孔?4.8mm 機床：Z525立式鉆床 刀具：高速鋼麻花鉆

根據(jù)《切削手冊》查得，進(jìn)給量為f?0.18～0.22mm/z,現(xiàn)取f=0.22mm/z，v=17m/min，則：

ns?1000v?dw?1000?17?1128r/min ??4.8查《簡明手冊》表4.2-15，取nw?960r/min。所以實際切削速度為：v??dwnw1000???4.8?9601000?14.48m/min

6?4?0.047min

960?0.22計算切削基本工時：tm?l?y???fm（2）攻螺紋M6 機床：Z525立式鉆床 刀具：絲錐M6，P=1mm 切削用量選為：v?0.1m/s?6m/min，機床主軸轉(zhuǎn)速為：ns?318r/min，按機床使用說明書選取：nw?272r/min，則 v?5.1m/min；機動時，l?6?4?10mm，計算切削基本工時：

tm?l10??0.04min f?n1?272工序ⅩⅣ

銑斷，以D1為基準(zhǔn)。選擇鋸片銑刀，d=160mm，l=4mm，中齒，Z=40 采用X61臥式銑床，查《簡明手冊》，選擇進(jìn)給量為：f?0.10mm/z,切削速度為：v?27m/min，則：

ns?1000v?dw?1000?27?54r/min ??160根據(jù)《簡明手冊》表4.2-39，取nw?100r/min，故實際切削速度為：v??dwnw1000???80?1001000?50.2m/min

此時工作臺每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為：

fm?fzZnw?0.1?40?100?400mm/min

查《簡明手冊》表4.2-40，剛好有fm?400mm/min。

計算切削基本工時：

tm?l?y??72?30??0.255min 400fm

四、夾具設(shè)計

為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。經(jīng)過與老師協(xié)商，決定設(shè)計第14道工序——銑斷的銑床夾具。本夾具將用于X61臥式銑床，刀具為鋸片銑刀。(一)問題的提出

本夾具主要用來銑斷工件，使之分離成為兩個零件，由于本道工序已經(jīng)是加工的最后階段，而且是中批量生產(chǎn)，因此要保證加工的精度，所以，本道工序加工時，主要應(yīng)該考慮如何提高精度，在此基礎(chǔ)上在一定程度上提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。

(二)夾具設(shè)計

1、定位基準(zhǔn)選擇

考慮工件的加工結(jié)構(gòu)，可以采用“一面兩銷”的定位方式。如果以?20孔的下端面作為定位基準(zhǔn)，由于距加工表面較遠(yuǎn)，易引起較大的誤差，因此采用兩個?20mm的孔作為兩銷的位置，而以?72的端面作為主要定位面。

同時考慮到生產(chǎn)率要求不是很高，故可以采用手動夾緊。

2、切削力及夾緊力計算

刀具：鋸片銑刀，?160mm，B=3，中齒，Z=40 由《切削手冊》表3.28查得切削力公式F?CafqwdnFpz0FxFyFuFaezF

C其中，qdF?F?30,xF?1.0,y?0.65,uF?0.83,wF?0,FF0?0.83,z?40ap?12mm,ae?4mm,?160mm,0.65

fz?0.10mm/z30?12?0.1?40.83?400.83160?151N

其中，水平分力：FH?1.1F?1.1?151?166N

垂直分力：FV?0.3F?0.3?151?45N

在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù)K?K1K2K3K4 其中，K1為基本安全系數(shù)1.5；

KK2為加工性質(zhì)系數(shù)為1.1； 為刀具鈍化系數(shù)為1.1；

所以，K為斷續(xù)切削系數(shù)為1.1。

F??KFH?1.5?1.1?1.1?1.1?166?301

為克服水平切削力，實際夾緊力N應(yīng)為

N(f1?其中1f2)?KFH

f,f2分別為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，f1?f2?0.25。則

N?301?602N 0.5此時N大于所需的550N的夾緊力，故本夾具可以安全工作。

3、定位誤差分析

前幾道工序中已經(jīng)使工件尺寸達(dá)到要求，零件中兩端孔尺寸為?20??0.0210mm，與定位銷的配合尺寸為?20H7，由相關(guān)手冊查得，定位n6?0.028銷尺寸為?20?0.015，因此可以求得其最大間隙為max?0.021?0.015?0.006mm，滿足精度要求。所以能滿足精度要求.4．夾具設(shè)計及操作的簡要說明

如前所述，由于是中批量生產(chǎn)，故采用手動夾緊即可滿足要求。由于本工序處于加工的最后階段，故對精度有較高的要求，必須保證刀具與工件的相對位置精度。

夾具裝有對刀塊，可以使夾具在一批零件的加工之前很好地對刀（與塞尺配合使用）；同時夾具體底面的一對定位鍵可以使整個夾具在機床工作臺上有一個正確的安裝位置，以有利于銑削加工。

夾具裝配圖及夾具體零件圖分別見圖。

參考文獻(xiàn): 趙家奇,機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書2版 機械工業(yè)出版社,2000.10.艾興,肖詩綱主編,切削用量簡明手3版 機械工業(yè)出版社,1997.8 曾志新,呂明主編,機械制造技術(shù)基礎(chǔ).武漢理工出版社,2001.7 李益民主編,機械制造工藝設(shè)計簡明手冊 機械工業(yè)出版社,1993.4 王明珠主編,工程制圖學(xué)及計算機繪圖——國防工業(yè)出版社,1998.3。

例二CA6140車床撥叉機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計:

序言

機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計，了解并認(rèn)識一般機器零件的生產(chǎn)工藝過程，鞏固和加深已學(xué)過的技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識，理論聯(lián)系實際，對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的工作打下一個良好的基礎(chǔ)，并且為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)大好基礎(chǔ)。由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導(dǎo)。

一、零件的分析

(一)零件的作用

題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的Φ20孔與操縱機構(gòu)相連，二下方的Φ50半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時分開。(二)零件的工藝分析

零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：

1、小頭孔Φ20以及與此孔相通的Φ8的錐孔、M6螺紋孔。

2、大頭半圓孔Φ50。

3、撥叉底面、小頭孔端面、大頭半圓孔端面，大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.07mm，小頭孔上端面與其中心線的垂直度誤差為0.05mm。

由上面分析可知，可以粗加工撥叉下端面，然后以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機床所能達(dá)到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。

二、確定生產(chǎn)類型

已知此撥叉零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件/年，零件的質(zhì)量是1.0Kg/個，查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》第2頁表1.1-2，可確定該撥叉生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。

三、確定毛坯

1、確定毛坯種類：

零件材料為HT200。考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇木摸手工砂型鑄件毛坯。查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》第41頁表2.2-5,選用鑄件尺寸公差等級為CT-12。

2、確定鑄件加工余量及形狀：

查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》第41頁表2.2-5，選用加工余量為MA-H級，并查表2.2-4確定各個加工面的鑄件機械加工余量，鑄件的分型面的選用及加工余量，如下表所示： 簡

圖

加工面代號 D1 D2 T2

T3 T4

基 本 尺 寸 20 50 30 12 12

加工余量等級 H H H H H

加工 余量

說

明

10?2 3.5?2 5 5 5

孔降一級雙側(cè)加工 孔降一級雙側(cè)加工 單側(cè)加工 單側(cè)加工 單側(cè)加工

3、繪制鑄件零件圖

四、工藝規(guī)程設(shè)計

(一)選擇定位基準(zhǔn)： 1 粗基準(zhǔn)的選擇：以零件的小頭上端面為主要的定位粗基準(zhǔn)，以兩個小頭孔外圓表面為輔助粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn)，以兩個小頭孔外圓柱表面為輔助的定位精基準(zhǔn)。(二)制定工藝路線: 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》第20頁表1.4-

7、1.4-

8、1.4-11，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：

工序01 粗銑Φ20、Φ50下端面，以T2為粗基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具； 工序02 粗銑Φ20上端面，以T1為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具； 工序03 粗銑Φ50上端面，以T4為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具； 工序04 鉆、擴(kuò)Φ20孔，以Φ32外圓和T2為基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專用夾具； 工序05 粗鏜Φ50孔，以D1為定位基準(zhǔn)，采用T616臥式鏜床加專用夾具； 工序06 銑斜肩，以D1和T2為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具； 工序07 精銑Φ20下端面，以T2為基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具； 工序08 精銑Φ20上端面，以T1為基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具； 工序09 粗鉸、精鉸Φ20孔，以T2和Φ32外圓為基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專用夾具；

工序10 精銑Φ50端面，以D1為基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具； 工序11 半精鏜Φ50孔，以D1做定位基準(zhǔn)，采用T616臥式鏜床加專用夾具； 工序12 鉆、鉸Φ8錐孔，以T1和零件中線為基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專用夾具； 工序13 鉆M6底孔，攻螺紋，以T1和零件中線為基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床并采用專用夾具；

工序14 銑斷，以D1為基準(zhǔn)，采用X60臥式銑床加專用夾具； 工序15 去毛刺； 工序16 終檢。

（三）機械加工余量、工序尺寸及公差的確定:

1、圓柱表面工序尺寸：

前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下：

加工 表面

φ50IT12（D2）加工 內(nèi)容 鑄件 粗鏜 半精鏜 鉆 擴(kuò) 粗鉸 精鉸

加工余量 7.0 4.0 3.0 18 1.8 0.14 0.06

精度等級 CT12 IT12 IT10 IT11 IT10 IT8 IT7

工序 尺寸

表面粗 糙度

6.3 3.2 6.3 3.2 1.6

工序余量 最小

0.95 2.9 17.89 1.716 0.107 0.039

最大

6.8 3.25 18 1.910 0.224 0.093

?43?2.8

?0.250 ?470?0.100 ?500?0.110 ?180?0.084 ?19.80?0.033 ?19.940?0.021 ?200

φ20IT7（D1）

2、平面工序尺寸：

工序號

01 工序 內(nèi)容 鑄件 粗銑φ20孔下端面

02 粗銑φ20孔

4.0

32.0

0?0.25

加工 余量 5.0 4.0

基本 尺寸

經(jīng)濟(jì) 精度 CT12

工序尺寸偏差

工序余量 最小

1.5

最大

7.75

?2.5

0?0.25

36.0 12

1.5 7.75 上端面

03 粗銑φ50孔上端面

07 精銑φ20孔下端面

08 精銑φ20孔上端面 精銑φ50孔端面

1.0×2

12.0

?0.016?0.0164.0 14.0 12

0?0.180

1.8 6.38

1.0 31.0 8

0?0.033

0.75 1.283

1.0 30.0 8

0?0.033

0.75 1.283

0.951 1.016

3、確定切削用量及時間定額： 工序01 粗銑Φ20、Φ50下端面1.加工條件

工件材料：HT200,σb =170~240MPa，鑄造;工件尺寸：aemax=72mm，l=176mm;加工要求：粗銑Φ20孔下端面，加工余量4mm;機床：X51立式銑床；

刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀。銑削寬度ae≤90,深度ap≤6,齒數(shù)z=12,故根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》（后簡稱《簡明手冊》）表3.1，取刀具直徑d0=125mm。根據(jù)《切削用量手冊》（后簡稱《切削手冊》）表3.16，選擇刀具前角γ0＝0°后角α0＝8°，副后角α0’=10°，刃傾角：

λs=－10°,主偏角Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副偏角Kr’=5°。2.切削用量

1）確定切削深度ap

因為余量較小，故選擇ap=4mm，一次走刀即可完成。2）確定每齒進(jìn)給量fz

由于本工序為粗加工，尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮，從而可采用不對稱端銑，以提高進(jìn)給量提高加工效率。根據(jù)《切削手冊》表3.5，使用YG6硬質(zhì)合金端銑刀加工，機床功率為4.5kw（據(jù)《簡明手冊》表4.2-35，X51立式銑床）時：

fz=0.09~0.18mm/z 故選擇：fz=0.18mm/z。3）確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《切削手冊》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm；由于銑刀直徑d0=125mm，故刀具使用壽命T=180min（據(jù)《簡明手冊》表3.8）。

T2為粗基準(zhǔn)。4）計算切削速度vc和每分鐘進(jìn)給量vf 根據(jù)《切削手冊》表3.16，當(dāng)d0=125mm，Z=12，ap≤7.5，fz≤0.18mm/z時，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系數(shù)為：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度計算公式為：

vc?Tmcvd0qvpkv

apxvfzyvaeuvzv其中 ae?72mm，ap?4mm，Cv?245，qv?0.2，xv?0.15，yv?0.35，kv?kMv?kSv?1.0?0.8?0.8，uv?0.2，pv?0，m?0.32，T?180min，fz?0.18mm/z，Z?12，將以上數(shù)據(jù)代入公式：

vc?245?125?0.2?0.81800.32?4?0.15?0.08?0.35?72?0.2?12

?142m/min確定機床主軸轉(zhuǎn)速： ns?1000vc?361r/min。?dw根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36，選擇nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，實際進(jìn)給量和每分鐘進(jìn)給量為：

vc=?d0n3.14?125?3001000=

1000m/min=118m/min f zc=v fc/ncz=390/300×12 mm/z=0.1mm/z 5)校驗機床功率

根據(jù)《切削手冊》表3.24，近似為Pcc=3.3kw,根據(jù)機床使用說明書，主軸允許功率Pcm=4.5×0.75kw=3.375kw>Pcc。故校驗合格。最終確定:ap=4.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z。6）計算基本工時

tm＝L/ vf，L=l+ y+Δ，l=176mm.查《切削手冊》表3.26，入切量及超切量為：y+Δ=40mm，則： tm＝L/ Vf=(176+40)/390=0.81min。

工序02 粗銑Φ20上端面，以T1為定位基準(zhǔn)。

切削用量和時間定額及其計算過程同工序01。工序03 粗銑Φ50上端面，以T4為定位基準(zhǔn)

刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀，d0?40mm,Z?10 機床：X51立式銑床 根據(jù)《切削手冊》查得，fz?0.13mm/z,ap?4mm。根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36查得，?。簄w?300r/min，故實際切削速度：

v??dwnw1000???40?3001000?37.7m/min

當(dāng)nw?300r/min時，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：

fm?fz?Z?nw?0.13?10?300?390mm/min

查說明書，取fm?400mm/min

計算切削基本工時：

L?72?y???72?10?82mm

因此，tm?L82??0.205min fm390工序04 鉆、擴(kuò)Φ20孔，以Φ32外圓和T2為基準(zhǔn)，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達(dá)到IT10。1.選擇鉆頭

根據(jù)《切削手冊》表2.1.2.2，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=18mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刀，后角αo＝12°，二重刃長度bε=3.5mm,橫刀長b=2mm,寬l=4mm,棱帶長度，??30°

l1?1.5mm，2??100°2.選擇切削用量

（1）確定進(jìn)給量

按加工要求確定進(jìn)給量：查《切削手冊》，f?0.43~0.53mm/r，ld?30?1.67?3，由《切削手冊》表2.7,系數(shù)為0.5,則： 18f?(0.43~0.53)?0.5?(0.215~0.265)mm/r

按鉆頭強度選擇:查《切削手冊》表2.8,鉆頭允許進(jìn)給量為：f?2.0mm/r； 按機床進(jìn)給機構(gòu)強度選擇：查《切削手冊》表2.9，機床進(jìn)給機構(gòu)允許軸向力為8330N時，進(jìn)給量為f?0.93mm/r。

以上三個進(jìn)給量比較得出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為：0.215~0.265mm/r。根據(jù)《簡明手冊》表4.2-16,最終選擇進(jìn)給量f?0.22mm/r。