1、PAGE PAGE 21機械制造課程設計說明書題目：設計 I-R擋撥叉的機械加工工藝規程及銑21左右端面工序的專用夾具專 業： 學生姓名： 學 號： 班 級： 指導老師： 專業系主任： 機械工程學院2018年 月 日摘 要本設計I-R檔拔叉零件加工過程的基礎設計的夾具設計。主要加工部位是平面和孔加工。在一般情況下，確保比保證精密加工孔很容易。因此，設計遵循的原則是先加工面后加工孔表面。在零件的夾具設計中，主要是根據零件加工工序要求，分析應限的自由度數，進而根據零件的表面特征選定定位元件，再分析所選定位元件能否限定應限自由度。確定了定位元件后還需要選擇夾緊元件，最后就是確定專用夾具的結構形式。關

2、鍵詞：I-R檔拔叉零件；工藝；夾具；AbstractThe design of turntable parts machining process based design of fixture design. The main processing parts processing plane and holes. In general, ensure easy to guarantee precision machining holes than. Therefore, the design principle is first machined surface after machini

3、ng hole surface. In the fixture design of parts, mainly according to the requirement of machining process, the number of degrees of freedom analysis should limit, then according to the surface characteristics of components selected location element, then analyze the selected location components can

4、be qualified shall be limited degrees of freedom. Determine the location element also need to select the clamping element, the last is to determine the structure of the special fixture.Keywords: cutter turntable parts; technology; fixture;目 錄目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc518221164 摘 要 PAGEREF _

5、Toc518221164 h II HYPERLINK l _Toc518221165 Abstract PAGEREF _Toc518221165 h III HYPERLINK l _Toc518221166 第1章 零件的分析 PAGEREF _Toc518221166 h 1 HYPERLINK l _Toc518221167 1.1零件的作用 PAGEREF _Toc518221167 h 1 HYPERLINK l _Toc518221168 1.2零件的工藝分析 PAGEREF _Toc518221168 h 2 HYPERLINK l _Toc518221169 1.3零件的生

6、產類型 PAGEREF _Toc518221169 h 2 HYPERLINK l _Toc518221170 第2章 確定毛坯的種類和制造方法 PAGEREF _Toc518221170 h 3 HYPERLINK l _Toc518221171 2.1選擇毛坯 PAGEREF _Toc518221171 h 3 HYPERLINK l _Toc518221172 2.2確定機械加工余量 PAGEREF _Toc518221172 h 3 HYPERLINK l _Toc518221173 2.3設計毛坯尺寸 PAGEREF _Toc518221173 h 3 HYPERLINK l _To

7、c518221174 第3章 擬定工藝路線 PAGEREF _Toc518221174 h 5 HYPERLINK l _Toc518221175 3.1基準的選擇 PAGEREF _Toc518221175 h 5 HYPERLINK l _Toc518221176 3.2零件表面加工方法選擇 PAGEREF _Toc518221176 h 5 HYPERLINK l _Toc518221177 3.3工藝路線的擬定 PAGEREF _Toc518221177 h 6 HYPERLINK l _Toc518221178 第4章工序設計 PAGEREF _Toc518221178 h 7 HY

8、PERLINK l _Toc518221179 4.1選擇加工設備與工藝裝備 PAGEREF _Toc518221179 h 7 HYPERLINK l _Toc518221180 4.2 確定工序尺寸 PAGEREF _Toc518221180 h 8 HYPERLINK l _Toc518221181 4.3切削用量及基本時間確定 PAGEREF _Toc518221181 h 9 HYPERLINK l _Toc518221182 第5章 銑21左右端面夾具的設計 PAGEREF _Toc518221182 h 14 HYPERLINK l _Toc518221183 5.1 問題的提出

9、 PAGEREF _Toc518221183 h 14 HYPERLINK l _Toc518221184 5.2 定位裝置設計 PAGEREF _Toc518221184 h 14 HYPERLINK l _Toc518221185 5.3定位元件及夾緊元件的選擇 PAGEREF _Toc518221185 h 14 HYPERLINK l _Toc518221186 5.5 定位誤差分析 PAGEREF _Toc518221186 h 15 HYPERLINK l _Toc518221187 5.7夾具設計及操作簡要說明 PAGEREF _Toc518221187 h 20 HYPERLI

10、NK l _Toc518221188 總 結 PAGEREF _Toc518221188 h 21 HYPERLINK l _Toc518221189 參考文獻 PAGEREF _Toc518221189 h 22 HYPERLINK l _Toc518221190 致 謝 PAGEREF _Toc518221190 h 23第1章 零件的分析1.1零件的作用I-R檔拔叉在運輸車的變速箱中，與操縱機構的其他零件結合，用它撥動滑動齒輪，實現倒車。14H9為配合面有較高精度。槽14H13為滑動撥動的配合表面。下撥叉為與滑動齒輪接觸的表面。1.2零件的工藝分析該零件是叉架零件，形狀不大規則，尺寸精度

11、、形位精度要求不高，為大批量生產零件，其主要技術要求分析如下：其主要加工的有14H9表面粗糙度為Ra6.3um，是一個比較重要的孔，其軸線要保證與M直線度0.03；斜腳面尺寸要求公差尺寸為-0.48到0；開擋公差尺寸為0.1到0.2，表面粗糙度為Ra6.3um并保證與14H9軸線的垂直度為0.25主要是保證叉面能正確地安裝在變速箱的倒檔軸上，撥叉利用彈簧、滾珠在軸上進行定位，；R19面粗糙度為Ra12.5um，表面要求淬火處理，硬度要求為4853HRC；下爪總長公差尺寸為-1到0；后腳面公差尺寸為0到0.52，前面到軸線尺寸18的公差尺寸為0.2；孔8.7公差尺寸為0到0.09，其軸線到開擋前

12、腳面的尺寸41.5的公差尺寸為0.15，孔深32公差尺寸為-1到0；撥叉尺寸要求較高，兩內表面歸于孔8.7的對稱度為0.4，內表面表面粗糙度為Ra12.5，內表面滿足配合14H13公差尺寸為0到0.27，其槽底部分允許呈R3max圓角或2最大長為3的倒角；孔8.7還需锪平直徑為12；孔21端面、開擋內R15面、孔8.7內表面以及槽14H13底面表面粗糙度為Ra25一般的加工都可獲得。通過分析該零件，其布局合理，雖結構復雜，但加工要求比較容易保證，通過專用夾具可保證其加工要求，整個圖面清晰，尺寸完整合理，能夠完整表達物體的形狀和大小，符合要求。1.3零件的生產類型 依設計題目，結合生產實際可知該

13、零件的生產綱領零件是大批量生產的鑄件。第2章 確定毛坯的種類和制造方法2.1選擇毛坯由于零件的結構比較復雜，大批量生產，又是薄壁的中小型零件，所以采用砂型鑄造，工件材料為ZG45。2.2確定機械加工余量 鑄件的尺寸公差按GB/T6414-1999確定，機械加工余量按GB/T11351-89確定。 根據GB/T6414-1999查表得尺寸公差CT為8-12級。加工余量等級為FH。所以，可取CT=9級。查表（GB/T6414）查出各表面的公差數值。零件尺寸公差CT端面503腳面圓柱面151.6腳面圓柱面191.7兩腳面尺寸61.512H13槽面尺寸121.6槽底面141.6叉腳開擋尺寸321.72

14、.3設計毛坯尺寸 I-R檔拔叉毛坯圖尺寸（單位：mm）零件表面總余量毛坯尺寸公差CT端面502502腳面圓柱面152131.6腳面圓柱面192171.7兩腳面尺寸62101.512H13槽面尺寸142101.6槽底面142121.6叉腳開擋尺寸482361.7第3章 擬定工藝路線3.1基準的選擇 根據零件圖紙及零件的使用情況分析，知14H9孔，槽寬，叉子面厚，叉子面與腹板的距離等均應通過正確的定位才能保證，故對基準的選擇應予以分析。（1）粗基準的選擇 按照粗基準的選擇原則，為保證不加工表面和加工表面的位置要求，應選擇不加工表面為粗基準，故此處選擇5mm厚的腹板右側為第一毛坯表面基準，在加工14

15、H9孔時，為保證21mm（2）精基準的選擇 ，各工序則以該孔為定位精基準，從靠近叉腳的21mm3.2零件表面加工方法選擇本零件的加工面有內孔、倒角、槽、下底面、圓環面等，材料為ZG45。以公差等級和表面粗糙度要求，參考有關資料，其加工方法選擇如下。（1）21端面:表面粗糙度為Ra25um，可選粗銑即可滿足要求。（2）14H9孔：公差等級為9級，表面粗糙度為Ra6.3um，公差尺寸0到0.043，根據GB/T1800.3-1998規定其公差等級按IT9，可以先鉆后擴孔來滿足要求。（3）開擋R15內圓柱面：表面粗糙度為Ra25um，未標注公差等級，故粗銑即可滿足要求。（4）腳面：表面粗糙度Ra6.

16、3um，加工方法可采用粗銑即可達到要求。（4）開擋：表面粗糙度為Ra12.5um，加工方法可采用粗銑即可達到要求。（5）槽14H13：表面粗糙度為Ra12.5um，公差等級13，加工方法可采用粗銑即可達到要求。（6）槽12H13底面：表面粗糙度為Ra25um，加工方法可采用粗銑即可達到要求。 （7）孔10：表面粗糙度Ra25um，公差尺寸為0到0.1，根據GB1800-79規定其公差等級按IT11，采用鉆孔即可達到要求。3.3工藝路線的擬定 （1）工藝路線的擬定 為保證達到零件的幾何形狀、尺寸精度、位置精度及各項技術 要求，必須制定合理的工藝路線。由于生產綱領為大批量生產，所以采用通用機床配以

17、專用的工、夾、量具，并考慮工序集中，以提高生產率和減少機床數量，使生產成本下降。按照先加工基準面及先粗后精的原則，該零件的加工可按以下工藝路線進行。10、鑄造15、熱處理20、銑14H9孔端面25、鉆擴鉸14H9孔30、倒角14H9孔35、銑開檔叉腳面T1，T2面40、銑開檔40B1245、銑槽12H1350、鉆1055、去毛刺60、檢驗根據此工序安排，編出機械加工工藝路線卡及工序卡片。第4章工序設計4.1選擇加工設備與工藝裝備選擇機床1-1工序4鉆擴鉸14H9孔、工序5倒角及工序8鉆8，工步不多，選用立式鉆床就能滿足要求，本零件外廓尺寸不大，選用Z525立式鉆床。1-2工序3、6、7是粗銑和

18、精銑，各工序的工步數不多，成批生產不要求很高的生產率，故選用臥式銑床就能滿足要求，選用X62臥式銑床即可。選擇夾具本零件除了銑槽和鉆小孔需要專用量具外，其它用通用量具即可。選擇刀具 1-1工序3銑端面。鑲齒三面刃銑刀。 1-2工序4鉆擴鉸14H9孔。選擇莫氏錐柄麻花鉆13 GB/T1438.1-1996。其直徑為14mm，工作長度46mm 1-3工序4 14H9孔。選擇14 GB/T 1141-1984。其直徑為14mm，工作長度46mm，莫氏錐度為1號，總長189mm。 1-4工序5倒角。 1-5工序3、6、7都是銑。銑刀按表5-105選鑲齒三面刃銑刀，直徑為100，孔徑d=27，齒數z=1

19、2。 1-6工序8鉆8孔。孔徑為8.7mm無通用刀具，故可制造專用刀具，方便制造及經濟效益，可做成直柄麻花鉆。選擇量具本零件為大批量生產，一般盡可能采用通用量具，根據表面精度、尺寸和形狀等要求，參考有關手冊資料，選擇量具如下表：工序工序名稱量具3銑端面游標卡尺、粗糙塊4鉆擴鉸14H9孔游標卡尺、塞規5倒角游標卡尺6銑腳面、開擋游標卡尺、粗糙塊7銑槽游標卡尺、粗糙塊8鉆8游標卡尺、塞規4.2 確定工序尺寸1.21端面加工余量加工表面工序雙邊余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗銑粗銑粗銑端面50446Ra25鉆擴鉸14H9孔加工表面工序雙邊余量工序尺寸及公差表面粗糙度鉆擴孔鉆孔擴孔鉆孔擴孔鉆孔擴孔131

20、Ra6.3面加工余量加工表面工序余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗銑精銑粗銑精銑粗銑精銑T1，T2面215Ra25T1，T2面2Ra12.5腳面1.60.4Ra12.5Ra6.314H13槽底面210Ra2514H13槽1.60.414.4Ra25Ra12.54.鉆孔 加工表面工序雙邊余量工序尺寸及公差表面粗糙度8孔88Ra254.3切削用量及基本時間確定1工序10切削用量：本工序為粗銑端面，已知加工材料為ZG45，表面淬火處理后HRC48-53。確定粗銑端面的切削用量。所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。=2mm,查表得進給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉速30-1500 r/min，精度要求不

21、高，選擇n=150r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。校核機床功率： 參考公式其中 d=100mm z=12 n=150/60r/s kpm=1，解得kw7.5kw ，故可用。經計算得加工時間為57s。2 工序15、20切削用量：鉆，擴，鉸H9mm孔2.1確定鉆14mm孔的切削用量。所選刀具為莫氏錐柄麻花鉆確定切削用量=13/2=6.5mm，查表得進給量f =0.28mm/r，切削速度v =21m/min。則主軸轉速n=514.19r/min,故取n=545r/min，此時v=22.26m/min。2.2確定擴14H9孔的切削用量。所選刀具為14 GB/T 1141-19

22、84，其直徑為14mm，工作長度108mm，莫氏錐度為1號，總長189mm。 確定切削用量=1/2=0.5mm，查表得進給量f =0.45mm/r，切削速度v =60m/min。則主軸轉速n=1364.19r/min,故取n=960r/min，此時v=42.2m/min。 2.3基本時間確定鉆孔的基本時間=確定擴14H9孔的基本時間=總時間為30s。3工序6 切削用量：本工序是銑腳面、開擋，先粗銑，后半精銑。3.1確定銑開擋底面圓柱面的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。=2mm,查表得進給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉速30-1500 r/min，精度要求不高（Ra=25um），

23、選擇n=150r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。校核機床功率： 參考公式 其中 d=100mm z=12 n=150/60r/s kpm=1，解得kw7.5kw ，故可用。3.2 確定銑開擋底面圓柱面R19的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。=2mm,查表得進給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉速30-1500 r/min，精度要求不高（Ra=12.5um），選擇n=200r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。校核機床功率： 參考公式 其中 d=100mm z=12 n=200/60r/s kpm=1，解得kw7.5kw ，故可用。 3.3

24、確定開擋腳面的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。=4mm,查表得進給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉速30-1500 r/min，精度要求較高（Ra=6.3um及有垂直度要求），選擇n=250r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。校核機床功率： 參考公式 其中 d=100mm z=12 n=250/60r/s kpm=1，解得kw7.5kw ，故可用。 加工用時為：180s 銑腳面和開擋各90s。4工序7本工序為銑槽，先粗銑槽底，再銑槽。4.1確定槽底面的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。=2mm,查表得進給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉速30-1

25、500 r/min，精度要求不高（Ra=25um），選擇n=150r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。校核機床功率： 參考公式 其中 d=100mm z=12 n=150/60r/s kpm=1，解得kw7.5kw ，故可用。4.2確定槽的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。=4mm,查表得進給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉速30-1500 r/min，精度要求較高（Ra=12.5um且對稱度為0.4），選擇n=220r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。校核機床功率： 參考公式 其中 d=100mm z=12 n=220/60r/s kp

26、m=1，解得kw7.5kw ，故可用。加工時間為：120.s。5 、工序8 本工序為鉆8，并锪平12。確定鉆8孔的切削用量。所選刀具為直柄麻花鉆 確定切削用量=8.7/2=4.35mm，查表得進給量f =0.49mm/r，切削速度v =27m/min。則主軸轉速n=987.8r/min,故取n=960r/min，此時v=26.21m/min。加工用時99s。第5章 銑21左右端面夾具的設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。由指導老師的分配，決定設計銑21左右端面的專用夾具。5.1 問題的提出本夾具主要用于銑21左右端面，粗糙度為Ra12.5，精度要求不高，故設計

27、夾具時主要考慮生產效率。5.2 定位裝置設計銑21右端面，選擇21左端面、21外圓、叉腳內側面和工件一側來定位。5.3定位元件及夾緊元件的選擇本工序選用的定位基準為21左端面、21外圓、叉腳內側面和工件一側來定位，所以相應的夾具上的定位元件應是支承板、V形塊、定位銷和調節支座。因此進行定位元件的設計主要是對支承板、V形塊、定位銷和調節支座，夾緊則是用彈簧、螺桿、圓墊圈、螺母、移動壓板、帶肩螺母和調節支座組成的夾緊機構進行夾緊。21左端面和支承板相配合限制三個自由度，即X軸轉動、Y軸轉動和Z軸移動。21外圓與V形塊相配合限制兩個自由度，即X軸移動和Y軸移動。叉腳內側面與定位銷相配合限制一個自由度

28、，即Z軸轉動。工件一側與調節支承相配合，起到一個浮動支承的作用。工件六個自由度被完全限制，屬于完全定位5.4 切削力及夾緊力計算 查表4得切削力計算公式：式中，f=1mm/r,查表得=736MPa, 即=1547N所需夾緊力，查表5得，安全系數K=式中為各種因素的安全系數，查表得：K=1.872，當計算K2.5時，取K=2.5孔軸部分由M6螺母鎖緊，查表得夾緊力為12360N=30900N由上計算得，因此采用該夾緊機構工作是可靠的。5.5 定位誤差分析定位誤差是指采用調整法加工一批工件時，由于定位不準確而造成某一工序在工序尺寸（通常是指加工表面對工序基準的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。當

29、采用夾具加工工件時，由于工件定位基準和定位元件的工作表面均有制造誤差使定位基準位置變化，即定位基準的最大變動量，故由此引起的誤差稱為基準位置誤差，而對于一批工件來講就產生了定位誤差。如圖1所示 圖1用V型塊定位加工時的定位誤差當定位基準與工序基準不重合時，就產生了基準不重合誤差。基準不重合誤差即工序基準相對定位基準理想位置的最大變動量。定位誤差指一批工件采用調整法加工，僅僅由于定位不準而引起工序尺寸或位置要求的最大可能變動范圍。定位誤差主要由尺寸位置誤差和基準不重合誤差組成。 根據相關公式和公差確定具體變動量。如圖2，兩個極端情況：情況1：d1=d1,d2=d2使工序基準盡可能地高得加工尺寸；

30、情況2：d1=d1,d2=d2使工序基準盡可能地低得加工尺寸。且該工序定位誤差 圖2 定位誤差 =O1O2+(d2-（d2-Td2)/2 =Td1/(2sina/2)+Td2/2 =0.043/2sin45+0.03/2 0.3925.6定位鍵和對刀塊設計定位鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。根據GB220780定向鍵結構如圖所示：圖 3.3 夾具體槽形與螺釘圖根據T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結構尺寸如下：表 3.1 定向鍵數據表 BLHhDd1夾具體槽形尺

31、寸 公稱尺寸允差d允差公稱尺寸允差D18-0.013-0.03325124126.618+0.0774對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。對刀塊選用圓形對刀塊，其結構如下圖所示：圓形對刀塊的規格及主要尺寸：塞尺選用平塞尺，其結構如下圖所示： 圖 3.5 平塞尺圖塞尺尺寸為：表 3.2 平塞尺尺寸表公稱尺寸H允差dC2-0.0140.5 5.7夾具設計及操作簡要說明如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具選擇用彈簧、螺桿、圓墊圈、螺母、移動壓板、帶肩螺母和調節支座組成的夾緊機構夾緊工件。

32、本工序為銑削余量小，銑削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。總 結I-R檔拔叉的加工工藝及夾具設計，主要是對I-R檔拔叉的加工工藝和夾具進行設計。I-R檔拔叉的加工工藝設計主要是確定加工工藝路線，機械加工余量和切削用量、基本工時的確定，夾具的設計主要是要設計出正確的定位夾緊機構。在本設計中工件的加工工藝路線正確合理，夾具的定位夾緊機構也能達到定位夾緊的目的，能保證加工工件的精度。在設計中遇到了很多問題，如出現工藝路線的不合理，甚至出現不能保證加工所要求達到的精度。在進行夾具設計時，因定位基準選擇不合理，出現過定位或欠定位造成加工的零件的精度得不到保證。在選擇夾緊機構時由于機構的大小，

33、尺寸等不合理，而達不到夾緊的目的，也可能因夾緊力作用點或作用面的位置不合理而使工件產生翻轉。不過在指導老師的悉心認真的指導下，經過兩個月自身的不斷努力，這些問題都一一解決。在這個過程中，對機械加工工藝和夾具設計有關的知識有了更深的理解，增強了對本專業綜合知識運用的能力，使我對專業知識、技能有了進一步的提高，為以后從事專業技術的工作打下基礎。通過這次課程設計使我感到要設計一個夾具的不易，也感到團隊合作的重要性，在這次課程設計中遇到了不少的問題，但在老師和同學的幫助之下一一解決。在這里我要感謝老師和同學對我的幫助。課程設計中我學到了 不少，不僅把以前的知識進一步鞏固，還從中學到很多的新知識，使我受

34、益匪淺。畢竟是課程設計，由于自己能力有限，在此之中肯定有很多的不足之處，希望老師給予指點。 PAGE 33 PAGE 33參考文獻1.金屬機械加工工藝人員手冊修訂組， 金屬機械加工工藝人員手冊.上海科學技術出版社.1979。2. 李洪.機械加工工藝師手冊.機械工業出版社，1990。3. 東北重型機械學院.機床夾具設計手冊.上海科學技術出版社，1979。4. 機械工程基礎與通用標準實用叢書編委會.形狀和位置公差.中國計劃出版社，2004。5. 淘濟賢等.機床夾具設計.北京：機械工業出版社，1986。6. 李洪.機械加工工藝師手冊.北京：機械工業出版社，1990。7. 機械設計手冊編委會.機械設計

35、手冊卷4.：機械工業出版社，1998。8. 賀光誼等.畫法幾何及機械制圖.重慶大學出版社，1994。9. 丁駿一.典型零件制造工藝.機械工業出版社,1989。10.孫麗媛.機械制造工藝及專用夾具設計指導.冶金工業出版社，2002。11.上海金屬切削技術協會.金屬切削手冊.上海科學技術出版社，1984。致 謝本次課程設計綜合了大學里所學的專業知識，是理論與實際相結合的一次考驗。通過這次設計，我的綜合運用知識的能力有了很大的提高，尤其是看圖、繪圖、設計能力，為我今后的工作打下了良好的基礎。在此過程中，我進一步加深了對課本知識的理解，進一步了解了零件的工藝以及夾具設計過程，收獲頗豐。本次設計是在XX

36、老師的悉心指導和幫助下完成的。我的機械工藝知識有限，在設計中常常碰到問題，是老師不厭其煩的指導，不斷的點拔迷津，提供相關資料，才使其順利完成。耐心的講解，使我如沐春風。不僅如此，老師嚴謹的治學態度和高尚的敬業情操深深打動了我。在此，我向表示最真誠的感謝。同時，感謝同組同學的支持和幫助，使我更好的完成課程設計。機械設計理論機械設計是一門通過設計新產品或者改進老產品來滿足人類需求的應用技術科學。它涉及工程技術的各個領域，主要研究產品的尺寸、形狀和詳細結構的基本構思，還要研究產品在制造、銷售和使用等方面的問題。進行各種機械設計工作的人員通常被稱為設計人員或者機械設計工程師。機械設計是一項創造性的工作

37、。設計工程師不僅在工作上要有創造性，還必須在機械制圖、運動學、工程材料、材料力學和機械制造工藝學等方面具有深厚的基礎知識。 如前所訴，機械設計的目的是生產能夠滿足人類需求的產品。發明、發現和科技知識本身并不一定能給人類帶來好處，只有當它們被應用在產品上才能產生效益。因而，應該認識到在一個特定的產品進行設計之前，必須先確定人們是否需要這種產品。應當把機械設計看成是機械設計人員運用創造性的才能進行產品設計、系統分析和制定產品的制造工藝學的一個良機。掌握工程基礎知識要比熟記一些數據和公式更為重要。僅僅使用數據和公式是不足以在一個好的設計中做出所需的全部決定的。另一方面，應該認真精確的進行所有運算。例

38、如，即使將一個小數點的位置放錯，也會使正確的設計變成錯誤的。一個好的設計人員應該勇于提出新的想法，而且愿意承擔一定的風險，當新的方法不適用時，就使用原來的方法。因此，設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，這樣做并不是一件容易的事。一位機械設計師應該不斷地探索改進現有的產品的方法，在此過程中應該認真選擇原有的、經過驗證的設計原理，將其與未經過驗證的新觀念結合起來。新設計本身會有許多缺陷和未能預料的問題發生，只有當這些缺陷和問題被解決之后，才能體現出新產品的優越性。因此，一個性能優越的產品誕生的

39、同時，也伴隨著較高的風險。應該強調的是，如果設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。在設計的初始階段，應該允許設計人員充分發揮創造性，不受各種約束。即使產生了許多不切實際的想法，也會在設計的早期，即繪制圖紙之前被改正掉。只有這樣，才不致于堵塞創新的思路。通常，要提出幾套設計方案，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。 心理學家經常談論如何使人們適應他們所操作的機器。設計人員的基本職責是努力使機器來適應人們。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的操作范圍和操作過程。另一個重要問題，設計工程師

40、必須能夠同其他有關人員進行交流和磋商。在開始階段，設計人員必須就初步設計同管理人員進行交流和磋商，并得到批準。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：（1） 所設計的這個產品是否真正為人們所需要？（2） 此產品與其他公司的現有同類產品相比有無競爭能力？（3） 生產這種產品是否經濟？（4） 產品的維修是否方便？（5） 產品有無銷路？是否可以盈利？ 只有時間能對上述問題給出正確答案。但是， 產品的設計、制造和銷售只能在對上述問題的初步肯定答案的基礎上進行。設計工程師還應該通過零件圖和裝配圖，與制造部門一起對最終設計方案進行磋商。通常 ，在制造過程中會出現

41、某個問題。可能會要求對某個零件尺寸或公差作一些更改，使零件的生產變得容易。但是，工程上的更改必須要經過設計人員批準，以保證不會損傷產品的功能。有時，在產品的裝配時或者裝箱外運前的試驗中才發現設計中的某種缺陷。這些事例恰好說明了設計是一個動態過程。總是存在著更好的方法來完成設計工作，設計人員應該不斷努力，尋找這些更好的方法。近些年來，工程材料的選擇已經顯得重要。此外，選擇過程應該是一個對材料的連續不斷的重新評價過程。新材料不斷出現，而一些原有的材料的能夠獲得的數量可能會減少。環境污染、材料的回收利用、工人的健康及安全等方面經常會對材料選擇附加新的限制條件。為了減輕重量或者節約能源，可能會要求使用

42、不同的材料。來自國內和國際競爭、對產品維修保養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。由于材料選用不當造成的產品責任訴訟，已經產生了深刻的影響。此外，材料與材料加工之間的相互依賴關系已經被人們認識得更清楚。因此，為了能在合理的成本和確保質量的前提下獲得滿意的結果，設計工程師的制造工程師都必須認真仔細地選擇、確定和使用材料。制造任何產品的第一步工作都是設計。設計通常可以分為幾個明確的階段：（a）初步設計；（b）功能設計；（c）生產設計。在初步設計階段，設計者著重考慮產品應該具有的功能。通常要設想和考慮幾個方案，然后決定這種思想是否可行；如果可行，則應該對其中一個

43、或幾個方案作進一步的改進。在此階段，關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研制出一種新材料。在功能設計和工程設計階段，要做出一個切實可行的設計。在這個階段要繪制出相當完整的圖紙，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，評價產品的功能、可靠性、外觀和維修保養性等。雖然這種試驗可能會表明，在產品進入到生產階段之前，應該更換某些材料，但是，絕對不能將這一點作為不認真選擇材料的借口。應該結合產品的功能，認真仔細地考慮產品的外觀、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

44、材料應該和其生產中使用的材料相同，并盡可能使用同樣的制造技術。這樣對公司是很有好處的。功能完備的樣機如果不能根據預期的銷售量經濟地制造出來，或者是樣機與正式生產的裝置在質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設計階段去做。因為，在生產設計階段材料的更換是由其他人進行的，這些人對產品的所有功能的了解不如設計工程師。 在生產設計階段中，與材料有關的主要問題是應該把材料完全確定下來，使它們與現有的設備相適應，能夠利用現有設備經濟地進行加工，而且材料的數量能夠比較容易保證供應。在制造過程中，不可避免地會出現

45、對使用中的材料做一些更改的情況。經驗表明，可采用某些便宜材料作為替代品。然而，在大多數情況下，在進行生產以后改換材料要比在開始生產前改換材料所花費的代價要高。在設計階段做好材料選擇工作，可以避免多數這樣的情況。在生產制造開始后出現了可供使用的新材料是更換材料的最常見的原因。當然，這些新材料可能降低成本、改進產品的性能。但是，必須對新材料進行認真的評價，以確保其所有性能都滿足要求。應當記住，新材料的性能和可靠性很少像現有材料那樣為人們所了解。大部分的產品失效和產品責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。產品的責任訴訟迫使設計人員和公司在選擇材料時，

46、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于材料應用方面的最新最好的信息資料；(b)未能預見和考慮擦黑年品可能的合理用途（如有可能，設計人員還應進一步預測和考慮由于產品使用方法不當造成的后果。在近年來的許多產品責任訴訟案件中，由于錯誤地使用產品而受到傷害的原告控告生產廠家，并且贏得判決）；(c)所使用的材料的數據不全或是有些數據不確定，尤其是當其長期性能數據是如此的時候；(d)質量控制方法不適當和未經驗證；(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論。對這些問題的研究分析可以為避免這些問題的出現指明方

47、向。盡管采用最好的材料選擇方法也不能避免發生產品責任訴訟，設計人員和工業界按照適當的程序進行材料選擇，可以大大減少訴訟的數量。從以上的討論可以看出，選擇材料的人們應該對材料的性質，特點和加工方法有一個全面而基本的了解。Machine design theoryThe machine design is through designs the new product or improves the old product to meet the human need the application technical science. It involves the project techno

48、logy each domain, mainly studies the product the size, the shape and the detailed structure basic idea, but also must study the product the personnel which in aspect the and so on manufacture, sale and use question.Carries on each kind of machine design work to be usually called designs the personne

49、l or machine design engineer. The machine design is a creative work. Project engineer not only must have the creativity in the work, but also must in aspect and so on mechanical drawing, kinematics, engineerig material, materials mechanics and machine manufacture technology has the deep elementary k

50、nowledge. If front sues, the machine design goal is the production can meet the human need the product. The invention, the discovery and technical knowledge itself certainly not necessarily can bring the advantage to the humanity, only has when they are applied can produce on the product the benefit

51、. Thus, should realize to carries on before the design in a specific product, must first determine whether the people do need this kind of productMust regard as the machine design is the machine design personnel carries on using creative ability the product design, the system analysis and a formulat

52、ion product manufacture technology good opportunity. Grasps the project elementary knowledge to have to memorize some data and the formula is more important than. The merely service data and the formula is insufficient to the completely decision which makes in a good design needs. On the other hand,

53、 should be earnest precisely carries on all operations. For example, even if places wrong a decimal point position, also can cause the correct design to turn wrongly.A good design personnel should dare to propose the new idea, moreover is willing to undertake the certain risk, when the new method is

54、 not suitable, use original method. Therefore, designs the personnel to have to have to have the patience, because spends the time and the endeavor certainly cannot guarantee brings successfully. A brand-new design, the request screen abandons obsoletely many, knows very well the method for the peop

55、le. Because many person of conservativeness, does this certainly is not an easy matter. A mechanical designer should unceasingly explore the improvement existing product the method, should earnestly choose originally, the process confirmation principle of design in this process, with has not unified

56、 it after the confirmation new idea. Newly designs itself can have the question occurrence which many flaws and has not been able to expect, only has after these flaws and the question are solved, can manifest new goods come into the market the product superiority. Therefore, a performance superior

57、product is born at the same time, also is following a higher risk. Should emphasize, if designs itself does not request to use the brand-new method, is not unnecessary merely for the goal which transform to use the new method. In the design preliminary stage, should allow to design the personnel ful

58、ly to display the creativity, not each kind of restraint. Even if has had many impractical ideas, also can in the design early time, namely in front of the plan blueprint is corrected. Only then, only then does not send to stops up the innovation the mentality. Usually, must propose several sets of

59、design proposals, then perform the comparison. Has the possibility very much in the plan which finally designated, has used certain not in plan some ideas which accepts. How does the psychologist frequently discuss causes the machine which the people adapts them to operate. Designs personnels basic

60、responsibility is diligently causes the machine to adapt the people. This certainly is not an easy work, because certainly does not have to all people to say in fact all is the most superior operating area and the operating process. Another important question, project engineer must be able to carry