機械制造裝備設(shè)計課程設(shè)計-端蓋鉆4-φ12孔鉆床夾具設(shè)計

PAGE23說明書題目 端蓋鉆床夾具設(shè)計 系 專業(yè) 班級 姓名 學(xué)號 指導(dǎo)教師 完成日期年月日課程設(shè)計任務(wù)書班級：姓名：學(xué)號：課程名稱:機械制造裝備設(shè)計題目：端蓋鉆床夾具設(shè)計專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化主要內(nèi)容及要求：1、根據(jù)所給的零件草圖，畫出零件工作圖。2、完成端蓋鉆床的專用夾具總裝配工作圖。3、完成專用夾具部分零件工作圖。4、編寫設(shè)計計算說明書。5、總工作量要求：總圖量為：1#圖紙1張；設(shè)計計算說明書15頁。主要參考資料：夾具設(shè)計手冊、夾具設(shè)計圖冊、機械零件設(shè)計手冊。進度安排：1、1-2天完成工件工作圖繪制及夾具設(shè)計方案。2、3-6天完成夾具總裝配圖設(shè)計。3、7-10天完成專用夾具部分零件圖及設(shè)計計算說明書編寫。課程設(shè)計指導(dǎo)教師：目錄1夾具設(shè)計簡介……………………41.1機床夾具的功能………………41.2已知工件………………………52夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………62.1設(shè)計機床夾具前的準(zhǔn)備工作…………………62.1.1明確工件的生產(chǎn)要求……………………62.1.2充分理解工件的零件圖和工序圖………62.2確定機床夾具的結(jié)構(gòu)方案……………………62.2.1選擇定位原件……………62.2.2選擇夾緊機構(gòu)……………72.2.3選擇導(dǎo)向裝置……………82.2.4機床夾具的總體形式……………………82.3繪制夾具裝配圖………………82.4繪制夾具零件圖………………113精度要求…………113.1精度標(biāo)注……………………113.2夾具精度的驗算……………124結(jié)論………………135致謝………………146參考文獻…………151夾具的簡介1.1夾具的功能和用途1.1.1機床夾具的功能(1)保證加工精度工件通過機床夾具進行安裝，包括了兩層含義：一是工件通過夾具上的定位元件獲得正確的位置，稱為定位；二是通過加緊機構(gòu)使工件的既定位置在加工過程中保持不變，稱為夾緊。這樣，就可以保證工件加工表面的位置精度，且精度穩(wěn)定。(2)提高生產(chǎn)率使用夾具來安裝工件，可以減少劃線，找正、對刀等輔助時間，采用多件、多工位夾具，以及氣動、液壓動力夾緊裝置，可以進一步減少輔助時間，提高生產(chǎn)率。(3)擴大機床的使用范圍有些機床夾具實質(zhì)上是對機床進行了部分改造，擴大了原機床的功能和使用范圍。如在機床床鞍上安放鏜模夾具，就可以進行箱體零件的孔系加工。(4)減輕工人的勞動強度，保證生產(chǎn)安全。1.1.2機床夾具應(yīng)滿足的要求機床夾具應(yīng)滿足的基本要求包括下面幾方面：(1)保證加工精度這是必須做到的最基本要求。其關(guān)鍵是正確的定位、夾緊和導(dǎo)向方案，夾具制造的技術(shù)要求，定位誤差的分析和驗算。(2)夾具的總體方案應(yīng)與年生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)在大批量生產(chǎn)時，盡量采用快速、高效的定位、夾緊機構(gòu)和動力裝置，提高自動化程度，符合生產(chǎn)節(jié)拍要求。在中、小批量生產(chǎn)時，夾具應(yīng)有一定的可調(diào)性，以適應(yīng)多品種工件的加工。(3)安全、方便、減輕勞動強度機床夾具要有工作安全性考慮，必要時加保護裝置。要符合工人的操作位置和習(xí)慣，要有合適的工件裝卸位置和空間，使工人操作方便。大批量生產(chǎn)和工件笨重時，更需要減輕工人勞動強度。(4)排屑順暢機床夾具中積集切屑會影響到工件的定位精度，切屑的熱量使工件和夾具產(chǎn)生熱變形，影響加工精度。清理切屑將增加輔助時間，降低生產(chǎn)率。因此夾具設(shè)計中要給予排屑問題充分的重視。(5)機床夾具應(yīng)有良好的強度、剛度和結(jié)構(gòu)工藝性機床夾具設(shè)計時，要方便制造、檢測、調(diào)整和裝配，有利于提高夾具的制造精度。1.2要生產(chǎn)的工件零件圖圖1-1要加工零件—端蓋此次課程設(shè)計要加工的工件如圖1-1，此次課程設(shè)計要設(shè)計加工此零件的機床夾具。2夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1設(shè)計機床夾具前的準(zhǔn)備工作：2.1.1明確工件的生產(chǎn)要求工件的年生產(chǎn)量是確定機床夾具總體方案的重要依據(jù)之一。如工件的年生產(chǎn)量很大，可采用多工件加工、機動夾緊或自動化程度較高的設(shè)計方案，采用此方案時，機床夾具的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造成本較高；如工件的年生產(chǎn)量不大，可采用單件加工，手動夾緊的設(shè)計方案，以減小機床夾具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度及夾具的制作成本。2.1.2充分理解工件的零件圖和工序圖零件圖標(biāo)出了工件的尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等總體要求，它決定了工件在機床夾具中的放置方法，是設(shè)計機床夾具總體結(jié)構(gòu)的依據(jù)。工序圖給出了零件本工序的工序基準(zhǔn)、已加工表面、待加工表面，以及本工序的定位、夾緊原理方案。工件的工序基準(zhǔn)、已加工表面決定了機床夾具的方位方案，如選用平面定位、孔定位以及外圓面定位等；定位方案的選擇依據(jù)六點定位原理和采用的機床加工方法，定位方案不一定要定六個自由度，但要完全定位。工件的待加工表面是選擇機床、刀具的依據(jù)。確定夾緊機構(gòu)要依據(jù)零件的外型尺寸，選擇合適的定位點，確保夾緊力安全、可靠同時夾緊機構(gòu)不能與刀具的運動軌跡相沖突。2.2確定機床夾具的結(jié)構(gòu)方案：2.2.1選擇定位元件根據(jù)工序圖給出的定位元件方案，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)正確選擇定位元件或定位的組合。在機床夾具的使用過程中，工件的批量越大，定位元件的磨損越快，選用標(biāo)準(zhǔn)定位元件增加了夾具零件的互換性，方便機床夾具的維修和維護。選用內(nèi)六角螺栓（如圖2.1）將長圓柱銷定位在夾具體上，在圓柱銷的面上鉆四個通孔。用一面兩銷定工件的五個自由度。圖2.1定位零件—內(nèi)六角螺栓2.2.2選擇加緊機構(gòu)(1)夾緊力的方向：夾緊力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能使工件有脫離定位表面的趨勢，防止工件在夾緊力的作用下產(chǎn)生變形。(2)夾緊力的作用點：夾緊力的作用點應(yīng)選擇在定位元件支承點的作用范圍內(nèi)，以及工作剛度高的位置。確保工件定位準(zhǔn)確、不變形。(3)選擇夾緊機構(gòu)：在確定夾緊力的方向、作用點的同時，要確定相應(yīng)的夾緊機構(gòu)。確定夾緊機構(gòu)要注意以下幾方面的問題：①安全性夾緊機構(gòu)應(yīng)具備足夠的強度和夾緊力，以防止以外傷及夾具操作人員。②手動夾具夾緊機構(gòu)的操作力不應(yīng)過大，以減輕操作人員的勞動強度。③夾緊機構(gòu)的行程不宜過長，以提高夾具的工作效率。④手動夾緊機構(gòu)應(yīng)操作靈活、方便。選用M16的鏍柱、開口墊圈和M12的外六方螺母（如圖2-2）來夾緊工件。圖2-2夾緊零件—1.六角螺母；2.開口墊圈；3.雙頭螺柱(4)夾緊力的大?。簥A緊力的大小一般按靜力平衡條件計算，計算出夾緊力為理論夾緊力。為保證工件裝夾安全可靠，實際夾緊力應(yīng)等于理論夾緊力乘以系數(shù)K，一般K=1.5~2.5。各種典型夾緊機構(gòu)的計算方法可參閱《機床夾具手冊》。2.2.3選擇導(dǎo)向裝置導(dǎo)向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導(dǎo)向套、鏜套、對刀裝置、對定裝置等，這些裝置均已標(biāo)準(zhǔn)化，可按標(biāo)準(zhǔn)選擇，選擇固定導(dǎo)向套加工工件。2.2.4機床夾具的總體形式：機床夾具的總體形式一般應(yīng)根據(jù)工件的形狀、大小、加工內(nèi)容及選用機床等因素來確定。(1)確定聯(lián)接體：聯(lián)接體是將導(dǎo)向裝置與夾具體聯(lián)接的工件，設(shè)計時主要考慮聯(lián)接體的剛性，合理布置聯(lián)接體的位置，給定位元件、夾緊機構(gòu)留出空間。此夾具體的聯(lián)接裝置通過內(nèi)六角螺栓和圓柱銷來定位，考慮到剛性問題，在相對應(yīng)的位置上在用一個聯(lián)接體支承鉆套板，同樣用內(nèi)六角螺栓定位。(2)確定夾具體：夾具體一般是設(shè)計成平板式（有些夾具體鑄造成特殊形狀），保證具有足夠的剛性。它用來固定定位元件、加緊機構(gòu)和聯(lián)接體，并于機床可靠聯(lián)接。2.3繪制夾具裝配圖(1)裝配圖按1:1的比例繪制，用剖視圖完整清楚地表示出夾具的主要結(jié)構(gòu)及夾具的工作原理。(2)視工件為透明體，用雙點劃線畫出主要部分（如輪廓、定位面、夾緊面和加工表面）。畫出定位元件、夾緊機構(gòu)、導(dǎo)向裝置的位置。(3)按夾緊狀態(tài)畫出夾緊元件和夾緊機構(gòu)。(4)畫出夾具體及其它聯(lián)接用的元件（聯(lián)接體、螺釘?shù)龋?，將夾具各組成元件聯(lián)成一體。（5）標(biāo)注必要的尺寸、配合、公差等①夾具的外形尺寸，所設(shè)計夾具的最大長、寬、高尺寸。②夾具與機床的聯(lián)系尺寸，即夾具在機床上的定位、國定尺寸。如車床夾具的莫氏硬度、銑床夾具的對定裝置等。③夾具與刀具的聯(lián)系尺寸，如用對刀塊對刀時塞尺的尺寸、對刀塊表面到定位表面的尺寸即公差。④夾具中所有有配合關(guān)系的元件間應(yīng)標(biāo)注尺寸和配合種類。⑤各定位元件之間，定位元件與導(dǎo)向元件之間，各導(dǎo)向元件之間應(yīng)標(biāo)注裝配后的位置尺寸和形位公差。（6）標(biāo)注技術(shù)條件。①定位元件的定位面間相互位置精度。②定位元件的定位表面與夾具安裝基面的位置精度。

③定位表面與導(dǎo)向元件間的位置精度。

④導(dǎo)向元件工作面間的位置精度。（7）對零件編號，填寫標(biāo)題欄和零件明細(xì)表。每一個零件都必須有自己的編號，此編號是唯一的。在工廠的生產(chǎn)活動中，生產(chǎn)部件按零件編號生產(chǎn)、查找工作。完整填寫標(biāo)題欄，如裝配圖號、名稱、單位、設(shè)計者、比例等。完整填寫明細(xì)表，一般來說，加工工件填寫在明細(xì)表的下方，標(biāo)準(zhǔn)件、裝配件填寫在明細(xì)表的上方。注意，不能遺漏加工工件和標(biāo)準(zhǔn)件、配套件。此機床夾具要用到的零件如下：（1）開口墊圈1個材料：20鋼或45鋼（2）內(nèi)六角螺釘8個材料：鋼件（3）雙頭螺柱1個材料：鋼件（4）螺母1個材料：鋼件表1-1六角螺母尺寸查詢表螺紋規(guī)格DM3M4M5M6M8M10M12(M14)M16(M18)M20(M22)M24(M27)M30M36damax356791113151720222426293239dwmin5679121517202325283132384351emin68911141820232730333740455161smax67810131618212427303436414655cmax0011111111111111m(max)六角螺母23557811131516181922242631薄螺母2233456789101112141518技術(shù)要求材料機械性能等級螺紋公差表面處理公差產(chǎn)品等級鋼6.8.106H不經(jīng)處理或鍍鋅鈍化D大于M16用B，小于等于用A（5）圓柱銷1個材料：45鋼（6）定位銷2個材料：鋼件（7）開口銷1個材料：低碳鋼2.4繪制夾具零件圖：對裝配圖中需加工的零件圖均應(yīng)繪制零件圖，零件圖應(yīng)按制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制。視圖盡可能與裝配圖上的位置一致。零件圖盡可能按1：1繪制。零件圖上的尺寸公差、形位公差、技術(shù)要求應(yīng)根據(jù)裝配圖上的配合種類、位置精度、技術(shù)要求而定。（3）零件的其他尺寸，如尺寸、形狀、位置、表面粗糙度等應(yīng)標(biāo)注完整3精度要求3.1精度標(biāo)注3.1.1標(biāo)注必要的尺寸、配合、公差(1)夾具的外形尺寸，所設(shè)計夾具的最大長、寬、高尺寸。(2)夾具中所有有配合關(guān)系的元件間應(yīng)標(biāo)注尺寸和配合種類。(3)各定位元件之間，定位元件與導(dǎo)向元件之間，各導(dǎo)向元件之間應(yīng)標(biāo)注裝配后的位置尺寸和形位公差。3.1.2定位誤差的分析1定位誤差（1）工件的加工誤差，是指工件加工后在尺寸，形狀和位置三個方面偏離理想工件的大小，它是由三部分因素產(chǎn)生的；（2）夾具帶著工件安裝在機床上，相對機床主軸（或刀具）或運動導(dǎo)軌的位置誤差，也稱對定誤差。（3）加工過程中誤差，如機床幾何精度，工藝系統(tǒng)的受力，受熱變形，切削振動等原因引起的誤差。其中定位誤差是指工序基準(zhǔn)在加工方向上的最大位置變動量所引起愛的加工誤差.2產(chǎn)生定位誤差的原因（1）平面定位情形，夾具定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，兩基準(zhǔn)之間的位置誤差會反應(yīng)到被加工表面的位置上去，所產(chǎn)生的定位誤差稱之為基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。（2）定位基準(zhǔn)面與定位元件表面的形狀誤差。（3）導(dǎo)向元件，對刀元件與定位元件間的位置誤差。（4）夾緊力使工件或夾具產(chǎn)生變形，產(chǎn)生位置誤差。（5）夾具在機床上的安裝誤差。（6）定位元件與定位元件間的位置誤差。3.2夾具精度的驗算：影響工件加工表面位置精度的因素有三個方面，工件在夾具中的安裝誤差，夾具正在機床上的對定誤差，加工誤差，夾具精度的驗算主要是驗算工件在夾具中的安裝誤差，其它兩項可以在夾具安裝或加工過程中調(diào)整。精度計算公式：e=(H/2+h+B)Δmax/He—刀具引偏量（mm）H—鉆套導(dǎo)向高度（mm）h—鉆套下端面與工件間的空間高度（mm）Δmax—刀具與鉆套的最大間隙α1=Δ1max/H14結(jié)論（1）首先根據(jù)已知工件的需要，選擇加工機床，應(yīng)選用鉆床加工比較合理，因此加工方向式垂直與水平面的。（2）然后工件主要定位部分為直徑為30mm的中心孔和一側(cè)端面，用一面兩銷定五個自由度。雖然沒有滿足六個自由度的要求，但是不影響機床夾具的工作。（3）最后是將定位銷和支承板固定在夾具體上，利用銷定位、螺柱、螺母、開口墊圈和內(nèi)六角螺栓進行定位、夾緊。通過以上這些步驟，此機床夾具可以正常工作，此項設(shè)計方案可實施。5致謝通過本次課程設(shè)計，我學(xué)習(xí)到了更多的知識，更進一步的掌握了專業(yè)技能。雖然這次課程設(shè)計并不是很能說明我掌握知識的程度，但是經(jīng)過這次課程設(shè)計讓我認(rèn)識到，很多事情是可以通過自己的能里做好的。雖然在剛開始課程設(shè)計時我很沒有信心，但是在張海華老師的耐心講解和指導(dǎo)下，還是能夠按照要求完成這次課程設(shè)計的內(nèi)容的。這次課程設(shè)計雖然我完成的圖不一定很完美，但是通過老師的幫助和自己的努力完成課程設(shè)計還是讓我有一種自豪感，畢竟是我自己真的去思考所得來的成果。在這次課程設(shè)計結(jié)束的時候，我感到有一種輕松感，不是因為課程設(shè)計不用再做了，而是因為我從這次課程設(shè)計中獲得了知識，有所學(xué)、有所用。雖然在做課程設(shè)計的時候也遇到了困難，但是有張老師的講解和指導(dǎo)，讓我更能深刻的去領(lǐng)會繪制的原理，因此，我要感謝張老師對我的幫助和輔導(dǎo)。這次課程設(shè)計雖然不是屬于實踐的操作，但是從這次課程設(shè)計中能讓我們學(xué)習(xí)到一些課本中不能引起我們注意的細(xì)節(jié)東西，因此，體驗這次課程設(shè)計讓我們更能注意到細(xì)枝末節(jié)。這次課設(shè)使我對機床夾具設(shè)計有了更深刻的理解，特別使其中的技術(shù)要求，比如：夾緊力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能使工件有脫離定位表面的趨勢，夾具體一般設(shè)計成平板式，保證具有足有的剛性，還有設(shè)計的裝配圖應(yīng)按照1：1的比例畫出，視圖要完整清楚的表示出夾具的主要結(jié)構(gòu)及夾具的工作原理，并視所有工件為透明體，用雙點劃線畫出主要部分，并畫出定位元件，夾緊機構(gòu)和導(dǎo)向裝置的位置。6參考資料[1]張海華.《機械制造裝備設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》.沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院[2]馮辛安，黃玉美，關(guān)慧貞.《機械制造裝備設(shè)計》.第二版第5次.機械工業(yè)出版社.2007年12月.270頁—271頁[3]吳宗澤，羅圣果.《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》.第二版.高等教育出版社.37頁—55頁機械設(shè)計理論機械設(shè)計是一門通過設(shè)計新產(chǎn)品或者改進老產(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。進行各種機械設(shè)計工作的人員通常被稱為設(shè)計人員或者機械設(shè)計工程師。機械設(shè)計是一項創(chuàng)造性的工作。設(shè)計工程師不僅在工作上要有創(chuàng)造性，還必須在機械制圖、運動學(xué)、工程材料、材料力學(xué)和機械制造工藝學(xué)等方面具有深厚的基礎(chǔ)知識。如前所訴，機械設(shè)計的目的是生產(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)識到在一個特定的產(chǎn)品進行設(shè)計之前，必須先確定人們是否需要這種產(chǎn)品。應(yīng)當(dāng)把機械設(shè)計看成是機械設(shè)計人員運用創(chuàng)造性的才能進行產(chǎn)品設(shè)計、系統(tǒng)分析和制定產(chǎn)品的制造工藝學(xué)的一個良機。掌握工程基礎(chǔ)知識要比熟記一些數(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好的設(shè)計中做出所需的全部決定的。另一方面，應(yīng)該認(rèn)真精確的進行所有運算。例如，即使將一個小數(shù)點的位置放錯，也會使正確的設(shè)計變成錯誤的。一個好的設(shè)計人員應(yīng)該勇于提出新的想法，而且愿意承擔(dān)一定的風(fēng)險，當(dāng)新的方法不適用時，就使用原來的方法。因此，設(shè)計人員必須要有耐心，因為所花費的時間和努力并不能保證帶來成功。一個全新的設(shè)計，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。一位機械設(shè)計師應(yīng)該不斷地探索改進現(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)過驗證的設(shè)計原理，將其與未經(jīng)過驗證的新觀念結(jié)合起來。新設(shè)計本身會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，一個性能優(yōu)越的產(chǎn)品誕生的同時，也伴隨著較高的風(fēng)險。應(yīng)該強調(diào)的是，如果設(shè)計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)計的初始階段，應(yīng)該允許設(shè)計人員充分發(fā)揮創(chuàng)造性，不受各種約束。即使產(chǎn)生了許多不切實際的想法，也會在設(shè)計的早期，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)他們所操作的機器。設(shè)計人員的基本職責(zé)是努力使機器來適應(yīng)人們。這并不是一項容易的工作，因為實際上并不存在著一個對所有人來說都是最優(yōu)的操作范圍和操作過程。另一個重要問題，設(shè)計工程師必須能夠同其他有關(guān)人員進行交流和磋商。在開始階段，設(shè)計人員必須就初步設(shè)計同管理人員進行交流和磋商，并得到批準(zhǔn)。這一般是通過口頭討論，草圖和文字材料進行的。為了進行有效的交流，需要解決下列問題：所設(shè)計的這個產(chǎn)品是否真正為人們所需要？此產(chǎn)品與其他公司的現(xiàn)有同類產(chǎn)品相比有無競爭能力？生產(chǎn)這種產(chǎn)品是否經(jīng)濟？產(chǎn)品的維修是否方便？產(chǎn)品有無銷路？是否可以盈利？只有時間能對上述問題給出正確答案。但是，產(chǎn)品的設(shè)計、制造和銷售只能在對上述問題的初步肯定答案的基礎(chǔ)上進行。設(shè)計工程師還應(yīng)該通過零件圖和裝配圖，與制造部門一起對最終設(shè)計方案進行磋商。通常，在制造過程中會出現(xiàn)某個問題?？赡軙髮δ硞€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)計人員批準(zhǔn)，以保證不會損傷產(chǎn)品的功能。有時，在產(chǎn)品的裝配時或者裝箱外運前的試驗中才發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的某種缺陷。這些事例恰好說明了設(shè)計是一個動態(tài)過程?？偸谴嬖谥玫姆椒▉硗瓿稍O(shè)計工作，設(shè)計人員應(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)該是一個對材料的連續(xù)不斷的重新評價過程。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)常會對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，可能會要求使用不同的材料。來自國內(nèi)和國際競爭、對產(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，都會促使人們對材料進行重新評價。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。設(shè)計通?？梢苑譃閹讉€明確的階段：（a）初步設(shè)計；（b）功能設(shè)計；（c）生產(chǎn)設(shè)計。在初步設(shè)計階段，設(shè)計者著重考慮產(chǎn)品應(yīng)該具有的功能。通常要設(shè)想和考慮幾個方案，然后決定這種思想是否可行；如果可行，則應(yīng)該對其中一個或幾個方案作進一步的改進。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間都允許的限度內(nèi)研制出一種新材料。在功能設(shè)計和工程設(shè)計階段，要做出一個切實可行的設(shè)計。在這個階段要繪制出相當(dāng)完整的圖紙，選擇并確定各種零件的材料。通常要制造出樣機或者實物模型，并對其進行試驗，評價產(chǎn)品的功能、可靠性、外觀和維修保養(yǎng)性等。雖然這種試驗可能會表明，在產(chǎn)品進入到生產(chǎn)階段之前，應(yīng)該更換某些材料，但是，絕對不能將這一點作為不認(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。一個很有成就的公司在制造所有的樣機時，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)。這樣對公司是很有好處的。功能完備的樣機如果不能根據(jù)預(yù)期的銷售量經(jīng)濟地制造出來，或者是樣機與正式生產(chǎn)的裝置在質(zhì)量和可靠性方面有很大不同，則這種樣機就沒有多大的價值。設(shè)計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)計階段去做。因為，在生產(chǎn)設(shè)計階段材料的更換是由其他人進行的，這些人對產(chǎn)品的所有功能的了解不如設(shè)計工程師。在生產(chǎn)設(shè)計階段中，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)濟地進行加工，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，不可避免地會出現(xiàn)對使用中的材料做一些更改的情況。經(jīng)驗表明，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)前改換材料所花費的代價要高。在設(shè)計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、改進產(chǎn)品的性能。但是，必須對新材料進行認(rèn)真的評價，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期使用性能而引起的。產(chǎn)品的責(zé)任訴訟迫使設(shè)計人員和公司在選擇材料時，采用最好的程序。在材料過程中，五個最常見的問題為：（a）不了解或者不會使用關(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)計人員還應(yīng)進一步預(yù)測和考慮由于產(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)其長期性能數(shù)據(jù)是如此的時候；(d)質(zhì)量控制方法不適當(dāng)和未經(jīng)驗證；(e)由一些完全不稱職的人員選擇材料。通過對上述五個問題的分析，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)計人員和工業(yè)界按照適當(dāng)?shù)某绦蜻M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)該對材料的性質(zhì)，特點和加工方法有一個全面而基本的了解。MachinedesigntheoryThemachinedesignisthroughdesignsthenewproductorimprovestheoldproducttomeetthehumanneedtheapplicationtechnicalscience.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:designswhetherthisproducttrulydoesneedforthepeople?Whetherthereiscompetitiveabilitydoesthisproductcomparewithothercompanies'existingsimilarproducts?producesthiskindofproductiswhethereconomical?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,absolutelycannotthispointtakenotearnestlychoosesthematerialtheexcuse.Shouldunifytheproductthefunction,earnestlycarefullyconsiderstheproducttheoutwardappearance,thecostandthereliability.Hastheachievementverymuchthecompanywhenmanufactureallprototypes,selectsthematerialshouldthematerialwhichuseswithitsproductioninbesame,andusesthesimilarmanufacturetechnologyasfaraspossible.Likethishastheadvantageverymuchtothecompany.Thefunctioncompleteprototypeifcannotactaccordingtotheanticipatedsalesvolumeeconomicallytomake,orisprototypicalandtheofficialproductioninstallmenthasinthequalityandthereliableaspectisverygreatlydifferent,thenthiskindofprototypedoesnothavethegreatvalue.Projectengineerisbestcancompletelycompletethematerialinthisstagetheanalysis,thechoiceandthedeterminationwork,butisnotremainsittotheproductiondesignstagedoes.Because,iscarriesonintheproductiondesignstagematerialreplacementbyotherpeople,thesepeopleareinferiortoprojectengineertotheproductallfunctionsunderstanding.Intheproductiondesignstage,isshouldcompletelydeterminewiththematerialrelatedmainquestionthematerial,causesthemtoadaptwiththeexistingequipment,canusetheexistingequipmenteconomicallytocarryontheprocessing,moreoverthematerialquantitycanquitebeeasytoguaranteethesupply.Inthemanufactureprocess,inevitablycanappeartousesthematerialtomakesomechangesthesituation.Theexperienceindicatedthat,mayusecertaincheapmaterialstotakethesubstitute.However,inthemajoritysituation,inwillcarryontheproductionlatertochangethematerialtohaveintostartbeforetheproductiontochangethepricewhichthematerialwillspendtohavetobehigherthan.Completesthechoiceofmaterialworkinthedesignstage,mayavoidthemostsuchsituations.Startedaftertheproductionmanufacturetoappearhasbeenpossibletosupplytheusethenewmaterialisreplacesthematerialthemostcommonreason.Certainly,thesenewmaterialspossiblyreducethecost,theimprovement