浅谈《机械制造工程学课程设计》中的标准化问题

万宏强，李福援，孙 波，张 超

（西安工业大学机电工程学院，陕西西安710032）

机械制造工程学课程设计，是学完该课程后进行的下一个实践教学环节。在这个环节中，学生如同企业中工艺人员一样，完成一个零件的工艺编制和一套夹具的设计，以提高基本的工程素质。

《机械制造工程学》课程设计内容分两部分：一部分是工艺设计，另一部分为夹具设计。这两部分内容，是机械制造的核心。但作为学生来说，对企业的生产现场还很陌生，所以如何在课程设计中真正了解并认识生产的工艺过程非常重要。而在企业中非常重要的标准化知识和重视标准化的基本素质，也需要在这个过程中得到强化和锻炼。

1 标准化的概念

标准是对重复性事物和概念所做的统一规定，它以科学、技术和实践经验的综合成果为基础，经有关方面协商一致，由主管机构批准，以特定形式发布，作为共同遵守的准则和依据。

随着科学技术的发展，标准数量越来越多，且不定期地更新换代，设计人员很难全面理解和掌握所有的标准。施行标准化，有利于与产品相关的法律、法规、国家标准、行业标准及企业标准，尤其是强制性标准的贯彻，促使设计人员最大限度地采用标准件、通用件、借用件和外购件，提高产品标准化和系列化程度，合理选用优先数系、零件结构要素等基础标准及原材料标准。便于产品图样及设计文件的正确、完整、清晰和统一，适合于计算机辅助设计(CAD)的应用，从而提高产品开发速度和质量及企业的市场竞争能力。

机械工程同样也有标准，这就是为什么从工程制图课程开始就强调标准的原因，学生成为工程技术人员，必须遵守标准化的约束。作为课程设计，首先接触的是设计图样和技术文件，国家已经有专门的标准JB/T5054.7—2001《产品图样及设计文件标准化审查》，教学过程中首先要求学生贯彻这个标准，并从这个标准贯彻中，学习标准知识，养成遵循标准的工程素质。

国家标准给出的机械工程图纸标题栏中，要有设计、审核、工艺、标准化和批准等人员的签名栏，在企业所用的图纸中，有时有特殊需要，还要增加一些另外的签名栏。校内进行课程设计的图纸，因为是不会进行实际加工的，所以一般情况下“设计”为学生，“审核”为指导教师，其他签名项不填写。正因为这样，有的学生也就搞不清楚为什么标准要这么规定。教师需要在这里讲明图纸在企业里产生的过程，企业里是有专门的标准化审查机构的。

企业通常是编制常用标准汇编，其中包含企业标准和规定，并且根据标准的更新而更新。在课程设计中，我们采取介绍标准体系、标准查询办法，尤其是网络资源的利用的方法，本校的规定就相当于企业内部标准。查询相关标准，也是工程素质培养的一部分。

2 机加工艺规程编制的标准化

机械加工工艺规程编制，一般依据以下步骤进行：

选择加工方法，确定机床和工艺装备，安排工序顺序，确定工序内容，工序余量、工序尺寸及其偏差的确定，切削用量的确定，工时定额确定，技术经济分析，填写工艺文件，审核最后形成一套技术文件，包括工艺卡片和设计说明书。

工艺文件是产品制造的指导性文件。提高产品工艺文件的质量，可为保证产品的制造质量提供技术保障。工艺文件通常应包括：工艺总方案，各类工艺规程，管理用工艺规程，专用工装、非标准设备的设计文件，其他工艺文件。

标准化知识，主要有工艺文件的幅面与格式、工艺文件的完整性、页面质量和标识、文字内容、签署及更改等。

（1）幅面。工艺文件的幅面尺寸一般应采用A4幅面，需放大时应符合GB/T14689《技术制图图纸幅面和格式》的要求。

（2）格式。工艺文件的格式应按JB/T 9165.2-1998标准内容，及各单位细化的工艺文件管理制度标准内容要求执行，内容有封面格式及填写规则，主标题栏格式及填写规则，格式栏的字体及填写规则，格式签署栏及填写规则。

（3）完整性。要保证工艺文件的成套性，各类明细表、目录、工艺规程等需齐全、一致，同一产品的各类工艺文件的产品名称、产品代号及状态等一致。

（4）页面质量和标识。字迹清晰，页面整洁，无破损；工艺文件的页次连续；产品代号、阶段标记、状态标识等符合要求；工艺文件的编号符合标准要求；关键件、重要件标识与设计文件保持一致，关键工序按要求作了明确标识。

（5）工艺附图。图形绘制时，加工部位应用粗实线表示，其余部位用细实线表示；图形布置应符合工件的定位、装夹、加工位置的标准要求；附图中应注出加工和装配所需要的数据；同一工艺附图的绘制比例应协调一致；工艺附图中文字说明，应安排在附图的下方或右面。

（6）文字内容。表达准确，逻辑严谨，通俗易懂；使用规范汉字，术语、符号、代号和计量单位等，应符合相关标准规定；引用的标准和文件应当现行有效(最新版本)。

（7）签署。签署完整，符合要求；签署日期符合GB/T 7408-2005《数据和交换格式信息交换日期和时间表示法》的全日期表示法，用8位阿拉伯数字表示；不同研制阶段工艺文件的签署是否符合标准要求。

3 机床夹具设计时的标准化

3.1 结构设计图样的审核

夹具设计，首先是审查夹具标准件的应用。设计中，除了常见的螺钉螺母、垫圈、轴承等以外，夹具中的定位元件、钻套、各种工具圆锥，都需要采用相关标准。特别是工具圆锥，常见镗铣床用7:24的圆锥，车床钻床用莫氏圆锥，而且还有不同的直径。现在高速机床的工具柄部尺寸，不同企业还有所不同。

在机床夹具设计中，夹具图样的常规审核内容主要有：

（1）结构应合理；

（2）结构要稳定可靠，有足够的强度和刚度；

（3）受力应合理；

（4）结构应具有良好的工艺性；

（5）正确设计退刀槽及倒角；

（6）注意材料及热处理方法的合理选择；

（7）结构应具有良好的装配工艺性；

（8）结构应充分考虑测量与检验问题；

（9）易损件应便于更换和维修。

3.2 标准化审查

标准化审查，系从标准化角度评定产品设计的可行性、先进性、标准化程度(系数)及其经济效益(评价)，分析产品是否符合我国标准化体系和各类标准。主要审查产品计算书、总装配图和装配图。

装配图和零件图的标准化审查，主要考虑以下要素是否符合有关标准：

（1）设计的产品应当符合所选定标准的规定；

（2）优先采用定型的设计方案和结构方案，并最大限度地采用标准件、通用件，以提高设计的继承性和产品标准化程度；

（3）机械制图、标准的尺寸、尺寸公差与配合、形位公差、表面粗糙度、热处理及表面处理等应当符合有关标准；

（4）零件的结构要素、材料牌号及规格等应当符合有关标准；

（5）使用的名称、术语、代号及计量单位等应当符合有关标准；

（6）引用标准应是现行有效标准，标准代号、名称应当正确无误；

（7）图样与文件的幅面、格式、名称及代号应当符合有关标准规定，责任签署应当完整、齐全。

3.3 常见错误

在装配图上，常见的错误是复杂结构处、剖面处标注尺寸时尺寸线、尺寸界线和尺寸的标注，需要遵循机械制图标准，又需灵活处理，此时教师的指导十分必要。另一个常见的错误是尺寸缺失，偶见尺寸封闭。尺寸缺失的一个原因是用CAD绘图时随时可以在图上“点出”各个尺寸，反而因此疏忽尺寸的标注。对于夹具装配图，需要用双点划线标出可动的部分另一个极限位置，工件也需要作为透明件，用双点划线在夹具上画出。

绘图比例未执行GB4457.2—1984《机械制图比例》的规定，如使用1:4或1:6图样。公差与配合或形位公差的确定不适当，材料标注欠规范，如“45”钢写为“45#”，标准信息滞后，如“Q235-A”标成“A3”。

4 结束语

课程设计过程和课堂讲授不同，需要促使学生向工程技术人员角色转换。学生要及时了解标准修订情况，掌握最新标准信息，学会利用各种工具书迅速准确地查阅标准文献。另外，学生要锻练一丝不苟的工作精神，严肃认真地绘制好每一张图样和编制好每一份文件。笔者认为，可以通过这样的环节，培养熟悉标准化知识、习惯遵循相关标准的工程素质，这是学生进入企业从事工程实际工作的基础。

[1]白婕静，万宏强.《机械制造工程学》课程设计[M].北京：兵器工业出版社，2008.

[2]万宏强，姚敏茹，解卫斌，等.基于Solid Works的三维夹具设计[J].制造技术与机床，2010，(3)：60-63.

[3]JB/T 5054.7－2001.产品图样及设计文件标准化审查[S].