機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)-底板座架加工工藝及鏜36孔夾具設(shè)計(jì)

PAGE寧課程設(shè)計(jì)(論文)底板座架加工工藝及鏜36孔夾具設(shè)計(jì)所在學(xué)院專業(yè)班級(jí)姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)老師年月日摘要本設(shè)計(jì)是基于底板座架零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計(jì)。底板座架零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設(shè)計(jì)遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。基準(zhǔn)選擇以底板座架的輸入軸和輸出軸的孔作為粗基準(zhǔn)，以端面與兩個(gè)工藝孔作為精基準(zhǔn)。主要加工工序安排是先以孔系定位加工出端平面，再以端平面與孔系定位加工出工藝孔。在后續(xù)工序中除個(gè)別工序外均用端平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面?？紫档募庸げ捎玫氖亲鴺?biāo)法鏜孔。整個(gè)加工過程均選用通用機(jī)床。夾具選用專用夾具，夾緊方式多選用手動(dòng)夾緊，夾緊可靠，機(jī)構(gòu)可以不必自鎖，因此生產(chǎn)效率較高，適用于大批量、流水線上加工，能夠滿足設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞：底板座架類零件；工藝；夾具；ABSTRACTThedesignisbasedonthebodypartsoftheprocessingorderoftheprocessesandsomespecialfixturedesign.Bodypartsofthemainplaneofthesurfaceandporesystem.Ingeneral,theplaneguaranteeprocessingprecisionthanthatofholesmachiningprecisioneasy.Therefore,thisdesignfollowsthesurfaceafterthefirstholeprinciple.Planewithholesandtheprocessingclearlydividedintoroughingandfinishingstagesofholestoensuremachiningaccuracy.Datumselectionboxinputshaftandtheoutputshaftofthesupportingholeasaroughbenchmark,withtopwithtwoholesasaprecisiontechnologyreference.Mainprocessesarrangementstosupportholesforpositioningandprocessingthetopplane,andthenthetopplaneandthesupportingholelocationholeprocessingtechnology.Inadditiontothefollow-upprocessesindividualprocessesaremadeofthetopplaneandtechnologicalholelocationholeandplaneprocessing.Supportedholeprocessingusingthemethodofcoordinateboring.Thewholeprocessofprocessingmachinecombinationswereselected.Selectionofspecialfixturefixture,clampingmeansmorechoiceofpneumaticclamping,clampingreliable,institutionscannotbelocked,sotheproductionefficiencyishigh,suitableforlargebatch,lineprocessing,canmeetthedesignrequirements.Keywords:boxtypepartsprocess;fixture;目錄TOC\o"1-3"\u摘要 IIABSTRACT III第1章緒論 2第2章加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 42.1零件的分析 42.1.1零件的作用 42.2底板座架加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 42.2.1孔和平面的加工順序 52.2.2孔系加工方案選擇 52.3底板座架加工定位基準(zhǔn)的選擇 62.3.1粗基準(zhǔn)的選擇 62.3.2精基準(zhǔn)的選擇 62.4底板座架加工主要工序安排 62.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 102.6確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 11工序14：攻M10螺紋 21第3章加工φ36H7孔夾具設(shè)計(jì) 223.1研究原始質(zhì)料 224.2定位、夾緊方案的選擇 223.3切削力及夾緊力的計(jì)算 223.4誤差分析與計(jì)算 233.6夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 24總結(jié) 25參考文獻(xiàn) 26致謝 27 第1章緒論底板座架零件是機(jī)器或部件的基礎(chǔ)零件，它把有關(guān)零件聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體，使這些零件保持正確的相對(duì)位置，彼此能協(xié)調(diào)地工作。因此，殼類零件的制造精度將直接影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量，而其決定因素就是如何保證在對(duì)殼類零件進(jìn)行加工時(shí)能夠獲得足夠的精度要求，從而轉(zhuǎn)化為機(jī)械加工時(shí)機(jī)床的加工精度，以及夾具是否可靠[1]。夾具是機(jī)械制造過程中最常用的一種工藝裝備。在機(jī)械制造過程中，它裝在機(jī)床上，使工件相對(duì)刀具與機(jī)床保待正確的位置，并能承受切削力。夾具的主要作用是保證加工精度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍和保證生產(chǎn)安全，因此，機(jī)床夾具在機(jī)械制造中占有很重要的地位。采用的機(jī)床夾具設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)整體式殼類零件，設(shè)計(jì)過程可以在簡(jiǎn)潔、明了的三維操作界面中進(jìn)行，減少重復(fù)繪圖工作量。更重要的是最終可以自動(dòng)生成夾具零件及裝配體的三維實(shí)體圖和二維工程圖。這種設(shè)計(jì)方法不僅可以把夾具設(shè)計(jì)技術(shù)人員從繁雜重復(fù)的設(shè)計(jì)勞動(dòng)中解脫出來，更可縮短夾具的開發(fā)周期，提高其設(shè)計(jì)制造水平和質(zhì)量，從而使夾具行業(yè)的整體勞動(dòng)生產(chǎn)率得到提高[6]。計(jì)算機(jī)輔助機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD技術(shù)來完成夾具設(shè)計(jì)的先進(jìn)方法。由于夾具種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其設(shè)計(jì)過程涉及控制條件多，因此，用于夾具設(shè)計(jì)的專業(yè)軟件甚少，目前還沒有一種軟件系統(tǒng)能夠?qū)A具設(shè)計(jì)完全數(shù)字化。目前，計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)一般是采用二維CAD軟件進(jìn)行。采用二維CAD軟件進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)，可以提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，但是其缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)人員首先要閱讀工件二維零件圖，了解零件的加工要求，并將二維零件圖在頭腦中三維實(shí)體化；再選擇或設(shè)計(jì)合適的定位、夾緊等元件和裝置；接下來將上述結(jié)構(gòu)在頭腦中形成夾具三維實(shí)體，用二維圖表示，完成夾具的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，思維要在三維和二維模型中反復(fù)轉(zhuǎn)換，最終繪制二維的總裝圖。由于繪制三維實(shí)體效果的裝配圖難度大，效率低，一般不繪制三維裝配圖。這對(duì)夾具設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，以及加工和裝配均有不利的影響。3D軟件是一個(gè)基于特征的參數(shù)化實(shí)體建模設(shè)計(jì)工具，該軟件完全采用Windows圖形用戶界面，易學(xué)易用。借助3D軟件平臺(tái)，可以創(chuàng)建三維實(shí)體模型；編輯零件裝配體并進(jìn)行簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)仿真；利用它的動(dòng)畫功能不僅可以檢查夾具工作的可行性，還能得到夾具零部件裝配和運(yùn)動(dòng)過程的動(dòng)畫文件。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）的功能在于能協(xié)助設(shè)計(jì)者完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)各階段的工作。本文針對(duì)機(jī)床夾具進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，借助3D軟件平臺(tái)，將設(shè)計(jì)時(shí)所用標(biāo)準(zhǔn)零件建立實(shí)體模型庫；對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)零件，采用交互方式建模方法直接在設(shè)計(jì)平臺(tái)建模并建立非標(biāo)準(zhǔn)模型庫。采用二維CAD軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，它使我們甩掉了圖板，解決r使用繪圖板帶來的諸多弊端?，F(xiàn)在，大量三維實(shí)體造型軟件崛起，如PR0／E、UG、3D、SoIidedge等，推動(dòng)了設(shè)計(jì)領(lǐng)域的新革命．由于這些三維軟件．不僅僅可創(chuàng)建三維實(shí)體模型，還可利用設(shè)計(jì)出三維模型進(jìn)行模擬裝配和靜態(tài)干涉檢查、機(jī)構(gòu)分析、動(dòng)態(tài)干涉檢查、動(dòng)力學(xué)分析、強(qiáng)度分析等，并且與其它軟件配合可進(jìn)行零件的數(shù)控加工演示和數(shù)控代碼的生成。這些功能是以往的二維CAD無法比擬的。結(jié)合夾具設(shè)計(jì)的復(fù)雜性、高精度性等特點(diǎn)．采用了易學(xué)易懂的3D三維實(shí)體造型軟件來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程。采用基于3D的機(jī)床夾具設(shè)計(jì)方法后，設(shè)計(jì)者在新的夾具設(shè)計(jì)時(shí)不需對(duì)標(biāo)準(zhǔn)零件進(jìn)行建模，直接從標(biāo)準(zhǔn)零件庫選擇或調(diào)用即可。設(shè)計(jì)過程在簡(jiǎn)潔、明了的三維操作界面中進(jìn)行，減少了重復(fù)繪圖工作量。更重要的是最終可以自動(dòng)生成夾具零件及裝配體的三維實(shí)體圖和二維工程圖。這種設(shè)計(jì)方法不僅可以把夾具設(shè)計(jì)技術(shù)人員從繁雜重復(fù)的設(shè)計(jì)勞動(dòng)中解脫出來，更可縮短夾具的開發(fā)周期，提高其設(shè)計(jì)制造水平和質(zhì)量，從而使夾具行業(yè)的整體勞動(dòng)生產(chǎn)率得到提高[6]。第2章加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1零件的分析2.1.1零件的作用題目給出的零件是底板座架。底板座架的主要作用是用在固定其他零件，保證傳動(dòng)件之間的中心距及平行度，并保證部之間正確安裝。因此底板座架零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度，而且還會(huì)影響工作精度、使用性能和壽命。2.1.2零件的工藝分析由底板座架零件圖可知。底板座架是一個(gè)軸類零件，它的外表面上有五個(gè)平面需要進(jìn)行加工。孔系在前后端面上。此外各表面上還需加工一系列孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下：（1）以φ45h6外圓為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：φ45h6外圓的加工；有表面粗糙度要求為，（2）以φ13、φ18的孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：φ13、φ18的孔；（3）以φ22H7孔為主要加工平面的加工面；有表面粗糙度要求為。（4）以φ36H7孔為主要加工孔的加工孔；有表面粗糙度要求為。2.2底板座架加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施由以上分析可知。該底板座架零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對(duì)于底板座架來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。2.2.1孔和平面的加工順序底板座架類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工底板座架上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。底板座架的加工自然應(yīng)遵循這個(gè)原則。這是因?yàn)槠矫娴拿娣e大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對(duì)刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。底板座架零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。2.2.2孔系加工方案選擇底板座架孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格最底的機(jī)床。根據(jù)底板座架零件圖所示的底板座架的精度要求和生產(chǎn)率要求，當(dāng)前應(yīng)選用在組合機(jī)床上用鏜模法鏜孔較為適宜。（1）用鏜模法鏜孔在大批量生產(chǎn)中，底板座架孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進(jìn)行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設(shè)計(jì)制造的。當(dāng)鏜刀桿通過鏜套的引導(dǎo)進(jìn)行鏜孔時(shí)，鏜模的精度就直接保證了關(guān)鍵孔系的精度。采用鏜?？梢源蟠蟮靥岣吖に囅到y(tǒng)的剛度和抗振性。因此，可以用幾把刀同時(shí)加工。所以生產(chǎn)效率很高。但鏜模結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、成本較高，且由于鏜模的制造和裝配誤差、鏜模在機(jī)床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制。（2）用坐標(biāo)法鏜孔在現(xiàn)代生產(chǎn)中，不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高，而且要求能夠?qū)崿F(xiàn)大批量、多品種以及產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的時(shí)間短等要求。鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，不大能適應(yīng)這種要求，而坐標(biāo)法鏜孔卻能適應(yīng)這種要求。此外，在采用鏜模法鏜孔時(shí)，鏜模板的加工也需要采用坐標(biāo)法鏜孔。用坐標(biāo)法鏜孔，需要將底板座架孔系尺寸及公差換算成直角坐標(biāo)系中的尺寸及公差，然后選用能夠在直角坐標(biāo)系中作精密運(yùn)動(dòng)的機(jī)床進(jìn)行鏜孔。2.3底板座架加工定位基準(zhǔn)的選擇2.3.1粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：（1）保證各重要孔的加工余量均勻；（2）保證裝入底板座架的零件與邊緣壁有一定的間隙。為了滿足上述要求，應(yīng)選擇的主要孔作為主要基準(zhǔn)。即以底板座架的輸入軸和輸出軸的孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距端平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個(gè)自由度，再以另一個(gè)主要孔定位限制第五個(gè)自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要孔時(shí)，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與邊緣壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與邊緣壁的相對(duì)位置。2.3.2精基準(zhǔn)的選擇從保證底板座架孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證底板座架在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從底板座架零件圖分析可知，它的端平面與各主要孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面定位僅僅能限制工件的三個(gè)自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個(gè)加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是底板座架的裝配基準(zhǔn)，但因?yàn)樗c底板座架的主要孔系垂直。如果用來作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面都有一定的困難，所以不予采用。2.4底板座架加工主要工序安排對(duì)于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。底板座架加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工端平面。第二個(gè)工序是加工定位用的兩個(gè)工藝孔。由于端平面加工完成后一直到底板座架加工完成為止，除了個(gè)別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，端面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時(shí)加工出來。后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系也應(yīng)該在粗加工階段完成。對(duì)于底板座架，需要精加工的是孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實(shí)際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實(shí)際采用的工藝方案是先精加工孔系，然后以孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動(dòng)公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%—1.1%蘇打及0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空液壓吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將底板座架加工工藝路線確定如下：工藝路線一：工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容1鑄造鑄造2清砂清砂3熱處理人工時(shí)效4鉆鉆中心孔5車車端面，車退刀槽，粗車，半精車45h6的外圓至尺寸6鉆以45h6的外圓定位，鉆M10的螺紋底孔7銑以45h6外圓及M10螺紋底孔定位，銑36孔的兩端面8銑銑45h6外圓，頭部50長(zhǎng)缺口至尺寸9銑銑右端面各臺(tái)階面至尺寸10鏜以45h6外圓及M10螺紋底孔定位，粗鏜、半精鏜φ36H7孔至尺寸11鉆鉆φ13通孔12擴(kuò)擴(kuò)φ13孔至φ1813擴(kuò)、鉸擴(kuò)φ22H7孔，至φ21.8，鉸φ22H7孔至尺寸14攻絲攻M10螺紋15鉗鉗工去毛刺16檢驗(yàn)根據(jù)圖紙檢驗(yàn)零件各部尺寸17入庫入庫工藝路線二：工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容1鑄造鑄造2清砂清砂3熱處理人工時(shí)效4鉆鉆中心孔5車車端面，車退刀槽，粗車，半精車45h6的外圓至尺寸6鉆以45h6的外圓定位，鉆M10的螺紋底孔7銑以45h6外圓及M10螺紋底孔定位，銑36孔的兩端面8銑銑45h6外圓，頭部50長(zhǎng)缺口至尺寸9銑銑右端面各臺(tái)階面至尺寸10鉆鉆φ13通孔11擴(kuò)擴(kuò)φ13孔至φ1812擴(kuò)、鉸擴(kuò)φ22H7孔，至φ21.8，鉸φ22H7孔至尺寸13攻絲攻M10螺紋14鏜以45h6外圓及M10螺紋底孔定位，粗鏜、半精鏜φ36H7孔至尺寸15鉗鉗工去毛刺16檢驗(yàn)根據(jù)圖紙檢驗(yàn)零件各部尺寸17入庫入庫以上加工方案大致看來合理，但通過仔細(xì)考慮，零件的技術(shù)要求及可能采取的加工手段之后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)仍有問題，方案二把底面的鉆孔工序調(diào)整到后面了，這樣導(dǎo)致銑削加工定位基準(zhǔn)不足，特別鏜孔工序。工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容1鑄造鑄造2清砂清砂3熱處理人工時(shí)效4鉆鉆中心孔5車車端面，車退刀槽，粗車，半精車45h6的外圓至尺寸6鉆以45h6的外圓定位，鉆M10的螺紋底孔7銑以45h6外圓及M10螺紋底孔定位，銑36孔的兩端面8銑銑45h6外圓，頭部50長(zhǎng)缺口至尺寸9銑銑右端面各臺(tái)階面至尺寸10鏜以45h6外圓及M10螺紋底孔定位，粗鏜、半精鏜φ36H7孔至尺寸11鉆鉆φ13通孔12擴(kuò)擴(kuò)φ13孔至φ1813擴(kuò)、鉸擴(kuò)φ22H7孔，至φ21.8，鉸φ22H7孔至尺寸14攻絲攻M10螺紋15鉗鉗工去毛刺16檢驗(yàn)根據(jù)圖紙檢驗(yàn)零件各部尺寸17入庫入庫以上工藝過程詳見機(jī)械加工工藝過程綜合卡片。綜合選擇方案一：2.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“底板座架”零件材料采用HT200制造。材料為HT200，硬度HB為170—241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。（1）端面的加工余量。根據(jù)工序要求，端面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》表3.2.23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2.27粗銑平面時(shí)厚度偏差取。精銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3.59，其余量值規(guī)定為。（2）前后φ36H7孔。根據(jù)工序要求，前后端面孔的加工分為粗鏜、精鏜兩個(gè)工序完成，各工序余量如下：粗鏜：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3.48,其余量值為；精鏜：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3.48,其余量值為；2.6確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間）工序4鉆中心孔機(jī)床：Z525鉆床選用機(jī)床為Z525搖臂機(jī)床，刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆，《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2卷。根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進(jìn)給量為0.20～0.35。則取確定切削速度，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2卷表10.4-9切削速度計(jì)算公式為（3-20）查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35則==1.6所以==72選取所以實(shí)際切削速度為=2.64確定切削時(shí)間（一個(gè)孔）=工序5車端面，車退刀槽，粗車，半精車45h6的外圓至尺寸所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.1，由于CA6140機(jī)床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃傾角=，刀尖圓弧半徑=。①.確定切削深度由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成，故=5（3-1）②.確定進(jìn)給量根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》可知：表1.4刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時(shí)，進(jìn)給量=0.5～1.0按CA6140機(jī)床進(jìn)給量（表4.2—9）在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知：=0.7確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表1—30，CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。根據(jù)表1.21，當(dāng)強(qiáng)度在174～207時(shí)，，，=時(shí)，徑向進(jìn)給力：=950。切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實(shí)際進(jìn)給力為：=950=1111.5（3-2）由于切削時(shí)進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選=可用。③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。④.確定切削速度切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.11，當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200～219的鑄件，，，切削速度=。切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故：==63（3-3）===120（3-4）根據(jù)CA6140車床說明書選擇=125這時(shí)實(shí)際切削速度為：==（3-5）⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率切削時(shí)的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.25，=～，，，切削速度時(shí)，=切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實(shí)際切削時(shí)間的功率為：=1.7=1.2（3-6）根據(jù)表1.30，當(dāng)=時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：=5，=，==，=工序6：以45h6的外圓定位，鉆M10的螺紋底孔表高速鋼麻花鉆的類型和用途標(biāo)準(zhǔn)號(hào)類型直徑范圍（mm）用途GB1436-85直柄麻花鉆2.0～20.0在各種機(jī)床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔GB1437-85直柄長(zhǎng)麻花鉆1.0～31.5在各種機(jī)床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔GB1438-85錐柄麻花鉆3.0～100.0在各種機(jī)床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔GB1439-85錐柄長(zhǎng)麻花鉆5.0～50.0在各種機(jī)床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔選用Z525搖臂鉆床，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》孟少農(nóng)主編，查《機(jī)》表2.4-37鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度可得，耐用度為4500，表10.2-5標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長(zhǎng)，麻花鉆，則螺旋角=30，鋒交2=118，后角a=10,橫刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。表3-6標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的全長(zhǎng)和溝槽長(zhǎng)度（摘自GB6137-85）mm直徑范圍直柄麻花鉆ll1>11.80～13.20151101表3-7通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據(jù)GB6137-85）（o）d(mm)β2фαfψ8.6～18.00301181240～60表3-8鉆頭、擴(kuò)孔鉆和鉸刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度（1）后刀面最大磨損限度mm刀具材料加工材料鉆頭直徑d0（mm）≤20高速鋼鑄鐵0.5～0.8（2）單刃加工刀具耐用度Tmin刀具類型加工材料刀具材料刀具直徑d0（mm）11～20鉆頭（鉆孔及擴(kuò)孔）鑄鐵、銅合金及合金高速鋼60鉆頭后刀面最大磨損限度為0.5～0.8mm刀具耐用度T=60min①.確定進(jìn)給量查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》孟少農(nóng)主編，第二卷表10.4高速鋼鉆頭鉆孔的進(jìn)給量為f=0.25～0.65,根據(jù)表4.13中可知，進(jìn)給量取f=0.60。②.確定切削速度查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》孟少農(nóng)主編，表10.4-17高速鋼鉆頭在KTH350-10（190HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12，參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》孟少農(nóng)主編，表10.4-10鉆孔條件改變時(shí)切削速度修正系數(shù)K=1.0，R=0.85。V=12=10.32（3-17）則==131（3-18）查表4.2-12可知，取n=150則實(shí)際切削速度===11.8工序7：以45h6外圓及M10螺紋底孔定位，銑36孔的兩端面機(jī)床：銑床X62W刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）齒數(shù)[10]（1）粗銑銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.73，取銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量：：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.81,被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：工序8銑45h6外圓，頭部50長(zhǎng)缺口至尺寸銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.73，取銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量：被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：工序9銑右端面各臺(tái)階面至尺寸銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.73，取銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量：被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：工序50：以45h6外圓及M10螺紋底孔定位，粗鏜、半精鏜φ36H7孔至尺寸機(jī)床：鏜床T68刀具：高速鋼刀具切削深度：進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.66，刀桿伸出長(zhǎng)度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.66，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際切削速度：工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度：取行程次數(shù)：機(jī)動(dòng)時(shí)間：工序11：鉆φ13通孔查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-38，取查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-42，取查表《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》4.2-15，機(jī)床為Z525，選擇轉(zhuǎn)速實(shí)際切削速度：v==切削工時(shí)帶入公式：工序12、13：鉆φ13通孔，擴(kuò)φ22H7孔，至φ21.8，鉸φ22H7孔至尺寸工件材料為HT200，硬度200HBS?？椎闹睆綖?2mm，公差為H7，表面粗糙度。加工機(jī)床為Z525立式鉆床，加工工序?yàn)殂@、擴(kuò)、鉸，加工刀具分別為：鉆孔——Φ19mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴(kuò)孔——Φ21.7mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆；鉸孔——Φ22mm標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀。選擇各工序切削用量。（1）確定鉆削用量1）確定進(jìn)給量根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z525立式鉆床說明書，取。根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說明書查出），根據(jù)表28-9，允許的進(jìn)給量。由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。2）確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率根據(jù)表28-15，由插入法得：，，由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。由參考文獻(xiàn)[7]表28-3，，，故查Z525機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為：由表28-5，，故3）校驗(yàn)機(jī)床功率切削功率為機(jī)床有效功率故選擇的鉆削用量可用。即，，，相應(yīng)地，，（2）確定擴(kuò)孔切削用量1）確定進(jìn)給量根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-31，。根據(jù)Z525機(jī)床說明書，取=0.57mm/r。2）確定切削速度及根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-33，取。修正系數(shù)：，故查機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為（3）確定鉸孔切削用量1）確定進(jìn)給量根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-36，，按該表注4，進(jìn)給量取小植。查Z525說明書，取。2）確定切削速度及由參考文獻(xiàn)[7]表28-39，取。由參考文獻(xiàn)[7]表28-3，得修正系數(shù)，故查Z525說明書，取，實(shí)際鉸孔速度（4）各工序?qū)嶋H切削用量根據(jù)以上計(jì)算，各工序切削用量如下：鉆孔：，，，擴(kuò)孔：，，，鉸孔：，，，工序14：攻M10螺紋機(jī)床：組合攻絲機(jī)刀具：釩鋼機(jī)動(dòng)絲錐進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.105，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取實(shí)際切削速度：由工序2可知：走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：第3章加工φ36H7孔夾具設(shè)計(jì)3.1研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來加工φ36H7孔，加工時(shí)除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。4.2定位、夾緊方案的選擇由零件圖可知：在對(duì)孔進(jìn)行加工前，底平面進(jìn)行了粗、精銑加工，采用一個(gè)固定V型塊定位，螺旋壓板機(jī)構(gòu)夾緊。3.3切削力及夾緊力的計(jì)算鏜刀材料：（硬質(zhì)合金鏜刀）刀具的幾何參數(shù)：由參考文獻(xiàn)[5]查表可得：圓周切削分力公式：式中查[5]表得：查[5]表取由表可得參數(shù)：即：同理：徑向切削分力公式：式中參數(shù)：即：軸向切削分力公式：式中參數(shù)：即：根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即：安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有：：式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]表可得：所以有：3.4誤差分析與計(jì)算該夾具以一個(gè)平面和1個(gè)菱形銷和1個(gè)V形塊定位，要求保證孔軸線間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。由[5]和[6]可得：定位誤差：注：V型塊夾角α=90°。基準(zhǔn)位移誤差：工件以外圓柱面在V型塊定位，由于工件定位面外圓直徑有公差δD，因此對(duì)一批工件來說，當(dāng)直徑由最小D－δD變大到D時(shí)，工件中心（即定位基準(zhǔn)）將在V型塊的對(duì)稱中心平面內(nèi)上下偏移，左右不發(fā)生偏移，即工件由變大到,其變化量（即基準(zhǔn)位移誤差Δ）從圖（a）中的幾何關(guān)系退出：ΔY==基準(zhǔn)不重合誤差：從圖（b）中設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，假設(shè)定位基準(zhǔn)不動(dòng)，當(dāng)工件直徑由最小D－δD變到最大D時(shí)，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的變化量為，即基準(zhǔn)不重合誤差ΔB=。從圖(c)中可知，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為工件的下母線。即，上述方向由a到a′與定位基準(zhǔn)變到的方向相反，故其定位誤差ΔD是ΔY與ΔB之差.ΔD=ΔY－ΔB=－=0.207δD=0.207×0.01=0.00207ΔD=0.00207＜T即滿足要求當(dāng)短圓柱銷以固定邊接觸時(shí)式中為定位孔與定位銷間的最小間隙通過分析可得：因此：當(dāng)短圓柱銷以任意邊接觸時(shí)夾緊誤差：其中接觸變形位移值：⑶磨損造成的加工誤差：通常不超過⑷夾具相對(duì)刀具位置誤差：取誤差總和：從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。3.6夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明如前所述，該工件不但可以采用V型塊夾緊經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取?？偨Y(jié)加工工藝的編制和專用夾具的設(shè)計(jì)，使對(duì)零件的加工過程和夾具的設(shè)計(jì)有進(jìn)一步的提高。在這次的設(shè)計(jì)中也遇到了不少的問題，如在編寫加工工藝時(shí)，對(duì)所需加工面的先后順序編排，對(duì)零件的加工精度和勞動(dòng)生產(chǎn)率都有相當(dāng)大的影響。在對(duì)某幾個(gè)工序進(jìn)行專用夾具設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)零件的定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾緊力方向的確定等等都存在問題。這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動(dòng)生產(chǎn)率，為達(dá)到零件能在保證精度的前提下進(jìn)行加工，而且方便快速，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本的目的。通過不懈努力和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，針對(duì)這些問題查閱了大量的相關(guān)資料。最后，將這些問題一一解決，并夾緊都采用了手動(dòng)夾緊，由于工件的尺寸不大，所需的夾緊力不大。完成了本次設(shè)計(jì)，通過做這次的設(shè)計(jì)，使對(duì)專業(yè)知識(shí)和技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事本專業(yè)技術(shù)的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)

1.《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》第2版肖繼德陳寧平主編機(jī)械工業(yè)出版社2.《機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》孫麗媛主編冶金工業(yè)出版社3.《機(jī)械制造工藝學(xué)》周昌治、楊忠鑒等重慶大學(xué)出版社3.《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》李益民主編機(jī)械工業(yè)出版社5.《工藝師手冊(cè)》楊叔子主編機(jī)械工業(yè)出版社3.《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》王光斗、王春福主編上?？萍汲霭嫔?.《機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)圖冊(cè)》南京市機(jī)械研究所主編機(jī)械工業(yè)出版社8.《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》鄒慧君主編機(jī)械工業(yè)出版社9.《金屬切削手冊(cè)》第三版上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)上海科學(xué)技術(shù)出版社10.《幾何量公差與檢測(cè)》第五版甘永立主編上?？茖W(xué)技術(shù)出版社11．《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第三版陳立德主編高等教育出版社12．《工程材料》丁仁亮主編機(jī)械工業(yè)出版社13．《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》，機(jī)械工業(yè)出版社20．《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》王啟平主編哈工大出版社15.《現(xiàn)代機(jī)械制圖》呂素霞何文平主編機(jī)械工業(yè)出版社致謝經(jīng)過了的很長(zhǎng)時(shí)間，終于比較圓滿完成了設(shè)計(jì)任務(wù)?；仡欉@日日夜夜，感覺經(jīng)過了一場(chǎng)磨練，通過圖書、網(wǎng)絡(luò)、老師、同學(xué)等各種可以利用的方法，鞏固了自己的專業(yè)知識(shí)。對(duì)所學(xué)知識(shí)的了解和使用都有了更加深刻的理解。此時(shí)此刻，我要特別感謝我的導(dǎo)師的精心指導(dǎo)，不僅指導(dǎo)我們解決了關(guān)鍵性技術(shù)難題，更重要的是為我們指引了設(shè)計(jì)的思路并給我們講解了設(shè)計(jì)中用到的實(shí)際工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，從而使我們?cè)O(shè)計(jì)中始終保持著清晰的思維也少走了很多彎路，也使我學(xué)會(huì)綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，提高分析和解決實(shí)際問題的能力。不僅如此，老師的敬業(yè)精神更是深深的感染了我，鞭策著我在以后的工作中愛崗敬業(yè)，導(dǎo)師是真真正正作到了傳道、授業(yè)、解惑。同時(shí)也要感謝其他同學(xué)、老師和同事的熱心幫助，感謝院系領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我們課程設(shè)計(jì)的重視和關(guān)心，為我們提供了作圖工具和場(chǎng)所，使我們能夠全身心的投入到設(shè)計(jì)中去，為更好、更快的完成課程設(shè)計(jì)提供了重要保障。機(jī)械設(shè)計(jì)理論機(jī)械設(shè)計(jì)是一門通過設(shè)計(jì)新產(chǎn)品或者改進(jìn)老產(chǎn)品來滿足人類需求的應(yīng)用技術(shù)科學(xué)。它涉及工程技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域，主要研究產(chǎn)品的尺寸、形狀和詳細(xì)結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)思，還要研究產(chǎn)品在制造、銷售和使用等方面的問題。進(jìn)行各種機(jī)械設(shè)計(jì)工作的人員通常被稱為設(shè)計(jì)人員或者機(jī)械設(shè)計(jì)工程師。機(jī)械設(shè)計(jì)是一項(xiàng)創(chuàng)造性的工作。設(shè)計(jì)工程師不僅在工作上要有創(chuàng)造性，還必須在機(jī)械制圖、運(yùn)動(dòng)學(xué)、工程材料、材料力學(xué)和機(jī)械制造工藝學(xué)等方面具有深厚的基礎(chǔ)知識(shí)。如前所訴，機(jī)械設(shè)計(jì)的目的是生產(chǎn)能夠滿足人類需求的產(chǎn)品。發(fā)明、發(fā)現(xiàn)和科技知識(shí)本身并不一定能給人類帶來好處，只有當(dāng)它們被應(yīng)用在產(chǎn)品上才能產(chǎn)生效益。因而，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到在一個(gè)特定的產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，必須先確定人們是否需要這種產(chǎn)品。應(yīng)當(dāng)把機(jī)械設(shè)計(jì)看成是機(jī)械設(shè)計(jì)人員運(yùn)用創(chuàng)造性的才能進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、系統(tǒng)分析和制定產(chǎn)品的制造工藝學(xué)的一個(gè)良機(jī)。掌握工程基礎(chǔ)知識(shí)要比熟記一些數(shù)據(jù)和公式更為重要。僅僅使用數(shù)據(jù)和公式是不足以在一個(gè)好的設(shè)計(jì)中做出所需的全部決定的。另一方面，應(yīng)該認(rèn)真精確的進(jìn)行所有運(yùn)算。例如，即使將一個(gè)小數(shù)點(diǎn)的位置放錯(cuò)，也會(huì)使正確的設(shè)計(jì)變成錯(cuò)誤的。一個(gè)好的設(shè)計(jì)人員應(yīng)該勇于提出新的想法，而且愿意承擔(dān)一定的風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)新的方法不適用時(shí)，就使用原來的方法。因此，設(shè)計(jì)人員必須要有耐心，因?yàn)樗ㄙM(fèi)的時(shí)間和努力并不能保證帶來成功。一個(gè)全新的設(shè)計(jì)，要求屏棄許多陳舊的，為人們所熟知的方法。由于許多人墨守成規(guī)，這樣做并不是一件容易的事。一位機(jī)械設(shè)計(jì)師應(yīng)該不斷地探索改進(jìn)現(xiàn)有的產(chǎn)品的方法，在此過程中應(yīng)該認(rèn)真選擇原有的、經(jīng)過驗(yàn)證的設(shè)計(jì)原理，將其與未經(jīng)過驗(yàn)證的新觀念結(jié)合起來。新設(shè)計(jì)本身會(huì)有許多缺陷和未能預(yù)料的問題發(fā)生，只有當(dāng)這些缺陷和問題被解決之后，才能體現(xiàn)出新產(chǎn)品的優(yōu)越性。因此，一個(gè)性能優(yōu)越的產(chǎn)品誕生的同時(shí)，也伴隨著較高的風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，如果設(shè)計(jì)本身不要求采用全新的方法，就沒有必要僅僅為了變革的目的而采用新方法。在設(shè)計(jì)的初始階段，應(yīng)該允許設(shè)計(jì)人員充分發(fā)揮創(chuàng)造性，不受各種約束。即使產(chǎn)生了許多不切實(shí)際的想法，也會(huì)在設(shè)計(jì)的早期，即繪制圖紙之前被改正掉。只有這樣，才不致于堵塞創(chuàng)新的思路。通常，要提出幾套設(shè)計(jì)方案，然后加以比較。很有可能在最后選定的方案中，采用了某些未被接受的方案中的一些想法。心理學(xué)家經(jīng)常談?wù)撊绾问谷藗冞m應(yīng)他們所操作的機(jī)器。設(shè)計(jì)人員的基本職責(zé)是努力使機(jī)器來適應(yīng)人們。這并不是一項(xiàng)容易的工作，因?yàn)閷?shí)際上并不存在著一個(gè)對(duì)所有人來說都是最優(yōu)的操作范圍和操作過程。另一個(gè)重要問題，設(shè)計(jì)工程師必須能夠同其他有關(guān)人員進(jìn)行交流和磋商。在開始階段，設(shè)計(jì)人員必須就初步設(shè)計(jì)同管理人員進(jìn)行交流和磋商，并得到批準(zhǔn)。這一般是通過口頭討論，草圖和文字材料進(jìn)行的。為了進(jìn)行有效的交流，需要解決下列問題：（1）所設(shè)計(jì)的這個(gè)產(chǎn)品是否真正為人們所需要？（2）此產(chǎn)品與其他公司的現(xiàn)有同類產(chǎn)品相比有無競(jìng)爭(zhēng)能力？（3）生產(chǎn)這種產(chǎn)品是否經(jīng)濟(jì)？（4）產(chǎn)品的維修是否方便？（5）產(chǎn)品有無銷路？是否可以盈利？只有時(shí)間能對(duì)上述問題給出正確答案。但是，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造和銷售只能在對(duì)上述問題的初步肯定答案的基礎(chǔ)上進(jìn)行。設(shè)計(jì)工程師還應(yīng)該通過零件圖和裝配圖，與制造部門一起對(duì)最終設(shè)計(jì)方案進(jìn)行磋商。通常，在制造過程中會(huì)出現(xiàn)某個(gè)問題?？赡軙?huì)要求對(duì)某個(gè)零件尺寸或公差作一些更改，使零件的生產(chǎn)變得容易。但是，工程上的更改必須要經(jīng)過設(shè)計(jì)人員批準(zhǔn)，以保證不會(huì)損傷產(chǎn)品的功能。有時(shí)，在產(chǎn)品的裝配時(shí)或者裝箱外運(yùn)前的試驗(yàn)中才發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的某種缺陷。這些事例恰好說明了設(shè)計(jì)是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程?？偸谴嬖谥玫姆椒▉硗瓿稍O(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該不斷努力，尋找這些更好的方法。近些年來，工程材料的選擇已經(jīng)顯得重要。此外，選擇過程應(yīng)該是一個(gè)對(duì)材料的連續(xù)不斷的重新評(píng)價(jià)過程。新材料不斷出現(xiàn)，而一些原有的材料的能夠獲得的數(shù)量可能會(huì)減少。環(huán)境污染、材料的回收利用、工人的健康及安全等方面經(jīng)常會(huì)對(duì)材料選擇附加新的限制條件。為了減輕重量或者節(jié)約能源，可能會(huì)要求使用不同的材料。來自國內(nèi)和國際競(jìng)爭(zhēng)、對(duì)產(chǎn)品維修保養(yǎng)方便性要求的提高和顧客的反饋等方面的壓力，都會(huì)促使人們對(duì)材料進(jìn)行重新評(píng)價(jià)。由于材料選用不當(dāng)造成的產(chǎn)品責(zé)任訴訟，已經(jīng)產(chǎn)生了深刻的影響。此外，材料與材料加工之間的相互依賴關(guān)系已經(jīng)被人們認(rèn)識(shí)得更清楚。因此，為了能在合理的成本和確保質(zhì)量的前提下獲得滿意的結(jié)果，設(shè)計(jì)工程師的制造工程師都必須認(rèn)真仔細(xì)地選擇、確定和使用材料。制造任何產(chǎn)品的第一步工作都是設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)通?？梢苑譃閹讉€(gè)明確的階段：（a）初步設(shè)計(jì)；（b）功能設(shè)計(jì)；（c）生產(chǎn)設(shè)計(jì)。在初步設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)者著重考慮產(chǎn)品應(yīng)該具有的功能。通常要設(shè)想和考慮幾個(gè)方案，然后決定這種思想是否可行；如果可行，則應(yīng)該對(duì)其中一個(gè)或幾個(gè)方案作進(jìn)一步的改進(jìn)。在此階段，關(guān)于材料選擇唯一要考慮的問題是：是否有性能符合要求的材料可供選擇；如果沒有的話，是否有較大的把握在成本和時(shí)間都允許的限度內(nèi)研制出一種新材料。在功能設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)階段，要做出一個(gè)切實(shí)可行的設(shè)計(jì)。在這個(gè)階段要繪制出相當(dāng)完整的圖紙，選擇并確定各種零件的材料。通常要制造出樣機(jī)或者實(shí)物模型，并對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)，評(píng)價(jià)產(chǎn)品的功能、可靠性、外觀和維修保養(yǎng)性等。雖然這種試驗(yàn)可能會(huì)表明，在產(chǎn)品進(jìn)入到生產(chǎn)階段之前，應(yīng)該更換某些材料，但是，絕對(duì)不能將這一點(diǎn)作為不認(rèn)真選擇材料的借口。應(yīng)該結(jié)合產(chǎn)品的功能，認(rèn)真仔細(xì)地考慮產(chǎn)品的外觀、成本和可靠性。一個(gè)很有成就的公司在制造所有的樣機(jī)時(shí)，所選用的材料應(yīng)該和其生產(chǎn)中使用的材料相同，并盡可能使用同樣的制造技術(shù)。這樣對(duì)公司是很有好處的。功能完備的樣機(jī)如果不能根據(jù)預(yù)期的銷售量經(jīng)濟(jì)地制造出來，或者是樣機(jī)與正式生產(chǎn)的裝置在質(zhì)量和可靠性方面有很大不同，則這種樣機(jī)就沒有多大的價(jià)值。設(shè)計(jì)工程師最好能在這一階段完全完成材料的分析、選擇和確定工作，而不是將其留到生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段去做。因?yàn)椋谏a(chǎn)設(shè)計(jì)階段材料的更換是由其他人進(jìn)行的，這些人對(duì)產(chǎn)品的所有功能的了解不如設(shè)計(jì)工程師。在生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段中，與材料有關(guān)的主要問題是應(yīng)該把材料完全確定下來，使它們與現(xiàn)有的設(shè)備相適應(yīng)，能夠利用現(xiàn)有設(shè)備經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行加工，而且材料的數(shù)量能夠比較容易保證供應(yīng)。在制造過程中，不可避免地會(huì)出現(xiàn)對(duì)使用中的材料做一些更改的情況。經(jīng)驗(yàn)表明，可采用某些便宜材料作為替代品。然而，在大多數(shù)情況下，在進(jìn)行生產(chǎn)以后改換材料要比在開始生產(chǎn)前改換材料所花費(fèi)的代價(jià)要高。在設(shè)計(jì)階段做好材料選擇工作，可以避免多數(shù)這樣的情況。在生產(chǎn)制造開始后出現(xiàn)了可供使用的新材料是更換材料的最常見的原因。當(dāng)然，這些新材料可能降低成本、改進(jìn)產(chǎn)品的性能。但是，必須對(duì)新材料進(jìn)行認(rèn)真的評(píng)價(jià)，以確保其所有性能都滿足要求。應(yīng)當(dāng)記住，新材料的性能和可靠性很少像現(xiàn)有材料那樣為人們所了解。大部分的產(chǎn)品失效和產(chǎn)品責(zé)任事故案件是由于在選用新材料作為替代材料之前，沒有真正了解它們的長(zhǎng)期使用性能而引起的。產(chǎn)品的責(zé)任訴訟迫使設(shè)計(jì)人員和公司在選擇材料時(shí)，采用最好的程序。在材料過程中，五個(gè)最常見的問題為：（a）不了解或者不會(huì)使用關(guān)于材料應(yīng)用方面的最新最好的信息資料；(b)未能預(yù)見和考慮擦黑年品可能的合理用途（如有可能，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)進(jìn)一步預(yù)測(cè)和考慮由于產(chǎn)品使用方法不當(dāng)造成的后果。在近年來的許多產(chǎn)品責(zé)任訴訟案件中，由于錯(cuò)誤地使用產(chǎn)品而受到傷害的原告控告生產(chǎn)廠家，并且贏得判決）；(c)所使用的材料的數(shù)據(jù)不全或是有些數(shù)據(jù)不確定，尤其是當(dāng)其長(zhǎng)期性能數(shù)據(jù)是如此的時(shí)候；(d)質(zhì)量控制方法不適當(dāng)和未經(jīng)驗(yàn)證；(e)由一些完全不稱職的人員選擇材料。通過對(duì)上述五個(gè)問題的分析，可以得出這些問題是沒有充分理由存在的結(jié)論。對(duì)這些問題的研究分析可以為避免這些問題的出現(xiàn)指明方向。盡管采用最好的材料選擇方法也不能避免發(fā)生產(chǎn)品責(zé)任訴訟，設(shè)計(jì)人員和工業(yè)界按照適當(dāng)?shù)某绦蜻M(jìn)行材料選擇，可以大大減少訴訟的數(shù)量。從以上的討論可以看出，選擇材料的人們應(yīng)該對(duì)材料的性質(zhì)，特點(diǎn)和加工方法有一個(gè)全面而基本的了解。PAGE36MachinedesigntheoryThemachinedesignisthroughdesignsthenewproductorimprovestheoldproducttomeetthehumanneedtheapplicationtechnicalscience.Itinvolvestheprojecttechnologyeachdomain,mainlystudiestheproductthesize,theshapeandthedetailedstructurebasicidea,butalsomuststudytheproductthepersonnelwhichinaspecttheandsoonmanufacture,saleandusequestion.Carriesoneachkindofmachinedesignworktobeusuallycalleddesignsthepersonnelormachinedesignengineer.Themachinedesignisacreativework.Projectengineernotonlymusthavethecreativityinthework,butalsomustinaspectandsoonmechanicaldrawing,kinematics,engineerigmaterial,materialsmechanicsandmachinemanufacturetechnologyhasthedeepelementaryknowledge.Iffrontsues,themachinedesigngoalistheproductioncanmeetthehumanneedtheproduct.Theinvention,thediscoveryandtechnicalknowledgeitselfcertainlynotnecessarilycanbringtheadvantagetothehumanity,onlyhaswhentheyareappliedcanproduceontheproductthebenefit.Thus,shouldrealizetocarriesonbeforethedesigninaspecificproduct,mustfirstdeterminewhetherthepeopledoneedthiskindofproductMustregardasthemachinedesignisthemachinedesignpersonnelcarriesonusingcreativeabilitytheproductdesign,thesystemanalysisandaformulationproductmanufacturetechnologygoodopportunity.Graspstheprojectelementaryknowledgetohavetomemorizesomedataandtheformulaismoreimportantthan.Themerelyservicedataandtheformulaisinsufficienttothecompletelydecisionwhichmakesinagooddesignneeds.Ontheotherhand,shouldbeearnestpreciselycarriesonalloperations.Forexample,evenifplaceswrongadecimalpointposition,alsocancausethecorrectdesigntoturnwrongly.Agooddesignpersonnelshoulddaretoproposethenewidea,moreoveriswillingtoundertakethecertainrisk,whenthenewmethodisnotsuitable,useoriginalmethod.Therefore,designsthepersonneltohavetohavetohavethepatience,becausespendsthetimeandtheendeavorcertainlycannotguaranteebringssuccessfully.Abrand-newdesign,therequestscreenabandonsobsoletelymany,knowsverywellthemethodforthepeople.Becausemanypersonofconservativeness,doesthiscertainlyisnotaneasymatter.Amechanicaldesignershouldunceasinglyexploretheimprovementexistingproductthemethod,shouldearnestlychooseoriginally,theprocessconfirmationprincipleofdesigninthisprocess,withhasnotunifieditaftertheconfirmationnewidea.Newlydesignsitselfcanhavethequestionoccurrencewhichmanyflawsandhasnotbeenabletoexpect,onlyhasaftertheseflawsandthequestionaresolved,canmanifestnewgoodscomeintothemarkettheproductsuperiority.Therefore,aperformancesuperiorproductisbornatthesametime,alsoisfollowingahigherrisk.Shouldemphasize,ifdesignsitselfdoesnotrequesttousethebrand-newmethod,isnotunnecessarymerelyforthegoalwhichtransformtousethenewmethod.Inthedesignpreliminarystage,shouldallowtodesignthepersonnelfullytodisplaythecreativity,noteachkindofrestraint.Evenifhashadmanyimpracticalideas,alsocaninthedesignearlytime,namelyinfrontoftheplanblueprintiscorrected.Onlythen,onlythendoesnotsendtostopsuptheinnovationthementality.Usually,mustproposeseveralsetsofdesignproposals,thenperformthecomparison.Hasthepossibilityverymuchintheplanwhichfinallydesignated,hasusedcertainnotinplansomeideaswhichaccepts.Howdoesthepsychologistfrequentlydiscusscausesthemachinewhichthepeopleadaptsthemtooperate.Designspersonnel''sbasicresponsibilityisdiligentlycausesthemachinetoadaptthepeople.Thiscertainlyisnotaneasywork,becausecertainlydoesnothavetoallpeopletosayinfactallisthemostsuperioroperatingareaandtheoperatingprocess.Anotherimportantquestion,projectengineermustbeabletocarryontheexchangeandtheconsultationwithotherconcernedpersonnel.Intheinitialstage,designsthepersonneltohavetocarryontheexchangeandtheconsultationonthepreliminarydesignwiththeadministrativepersonnel,andisapproved.Thisgenerallyisthroughtheoraldiscussion,theschematicdiagramandthewritingmaterialcarrieson.Inordertocarryontheeffectiveexchange,needstosolvethefollowingproblem:(1)designswhetherthisproducttrulydoesneedforthepeople?Whetherthereiscompetitiveability(2)doesthisproductcomparewithothercompanies''existingsimilarproducts?(3)producesthiskindofproductiswhethereconomical?(4)productserviceiswhetherconvenient?(5)productwhetherthereissale?Whethermaygain?Onlyhasthetimetobeabletoproducethecorrectanswertoabovequestion.But,theproductdesign,themanufactureandthesaleonlycanincarryontotheabovequestionpreliminaryaffirmationanswerfoundationin.Projectengineeralsoshouldthroughthedetaildrawingandtheassemblydrawing,carriesontheconsultationtogetherwiththebranchofmanufacturetothefinallydesignproposal.Usually,canhavesomeprobleminthemanufactureprocess.Possiblycanrequesttosomecomponentssizeorthecommondifferencemakessomechanges,causesthecomponentstheproductiontochangeeasily.But,intheprojectchangemusthavetopassthroughdesignsthepersonneltoauthorize,guaranteedcannotdamagetheproductthefunction.Sometimes,wheninfrontofproductassemblyorinthepackingforeignshipmentexperimentonlythendiscoversinthedesignsomekindofflaw.Theseinstancesexactlyshowedthedesignisadynamicprocess.Alwayshasabettermethodtocompletethedesignwork,designsthepersonneltobesupposedunceasinglydiligently,seeksthesebettermethod.Recentyear,theengineerigmaterialchoicealreadyappearedimportantly.Inaddition,thechoiceprocessshouldbetothematerialcontinuouslytheunceasingagainappraisalprocess.Thenewmaterialunceasinglyappears,butsomeoriginalmaterialscanobtainthequantitypossiblycanreduce.Theenvironmentalpollution,materialrecyclingaspectandsoonuse,worker''shealthandsecurityfrequentlycanattachthenewlimitingconditiontothechoiceofmaterial.Inordertoreducetheweightorsavestheenergy,possiblycanrequesttheusedifferentmaterial.Comesfromdomesticandinternationalcompetition,toproductservicemaintenanceconveniencerequestenhancementandcustomer''saspecttheandsoonfeedbackpressure,canurgethepeopletocarryontothematerialreappraises.Becausethematerialdoesnotselectwhencreatedtheproductresponsibilitylawsuit,hasalreadyhadtheprofoundinfluence.Inaddition,thematerialandbetweenthematerialprocessinginterdependenceisalreadyknownbythepeopleclearly.Therefore,inordertocanandguaranteesthequalityinthereasonablecostunderthepremisetoobtainsatisfactiontheresult,projectengineermakesengineersalltohaveearnestlycarefullytochoose,thedeterminationandtheusematerial.Makesanyproductthefirststepofworkallisdesigns.Designsusuallymaydivideintoseveralexplicitstages:(a)preliminarydesign;(b)functionaldesign;(c)productiondesign.Inthepreliminarydesignstage,thedesigneremphaticallyconsideredtheproductshouldhavefunction.Usuallymustconceiveandconsiderseveralplans,thendecidedthiskindofthoughtiswhetherfeasible;Ifisfeasible,thenshouldmakesthefurtherimprovementtoorseveralplans.Inthisstage,thequestionwhichonlymustconsideraboutthechoiceofmaterialis:Whetherhastheperformancetoconformtotherequestmaterialtobepossibletosupplythechoice;Ifno,whetherhasabiggerassuranceallpermitsinthecostandthetimeinthelimitdevelopsonekindofnewmaterial.Inthefunctionaldesignandtheengineeringdesignstage,needstomakeapracticalfeasibledesign.Mustdrawupthequitecompleteblueprintinthisstage,choosesanddetermineseachkindofcomponentsthematerial.Usuallymustmaketheprototypeortheworkingmodel,andcarriesontheexperimenttoit,theappraisalproductfunction,thereliability,theoutwardappearanceandtheservicemaintenanceandsoon.Althoughthiskindofexperimentpossiblycanindicate,entersintheproducttotheproductionbaseinfrontof,shouldreplacecertainmaterials,but,abs