哈爾濱理工大學課程設計說明書機械制造技術課程設計說明書設計題目：制定車內球面工具主體零件（圖5-16）的加工工藝，設計銑25槽夾具專業：班級：學號：姓名：指導教師：機械工程系年月日目錄前言 3第1章零件的分析 4第2章工藝規程設計 52.1確定毛坯的制造形式 52.2基面的選擇 52.3制定工藝路線 52.4確定切削用量及基本工時 6第3章專用夾具設計 113.1研究原始質料 113.2設計要求 113.3夾具的組成 113.4夾具的分類和作用 12第4章銑25mm槽夾具設計 144.1設計要求 144.2夾具設計 144.2.1定位基準的選擇 144.2.2切削力及夾緊力的計算 144.3定向鍵與對刀裝置設計 154.4定位誤差的分析 174.5夾具設計及操作的簡要說明 18結論 19參考文獻 20致謝 21前言機械制造工藝學畢業設計是我們在學校的最后一個教學環節。本次畢業設計題目是產品（或工程）設計類題目。我們這次畢業設計題目，以曾經在實習工廠實習所參觀的并以此設備為參考，結合所學機械的各方面的知識，在老師指導下，查閱了許多手冊，經過不斷的改進，最終設計出了此次機構，從而避免了加工質量差，生產效率低，設備昂貴的問題。在實際工程設計中，我們得到所學過的理論基礎，技術基礎，專業課全面的訓練，為將來做好機械設計工程師的工作提供全面的鍛煉機會。我此次畢業設計的題目是車內球面主體零件鉆床夾具設計，在張學偉老師的輔導下，對原有的結構進行了改進，從而可以減少勞動強度，計算正確，五張零號圖紙，符合工作量的要求。通過這次畢業設計，我在計算，制圖，機械原理，機械設計，機械制造工藝等方面的知識受到全面的綜合訓練，并有所提高，在夾具設計方面受益匪淺。特別是張學偉老師在工作中對我耐心輔導，有時甚至錯過了午飯時間。他對學生強烈的責任感和嚴謹的治學態度，無不給我以深刻的影響。就我個人而言，我希望能通過這次畢業設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性的訓練，希望在設計中能鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為自己今后參加實際工作打下一個良好的基礎。由于類似的大型課題第一次接觸，經驗能力方面的欠缺，錯誤之處一定存在，懇請各位老師給予批評指正。第1章零件的分析車內球面工具主體的加工表面可以分為三組：一是以燕尾凸臺為加工的加工表面，二是以半圓筒兩側面為加工的表面，三是以半同筒的內部的加工表面。半圓筒左右兩側面的垂直度公差為0.03，下表面粗糙度為3.2，上表面粗糙度1.6。燕尾凸臺兩個側面的M10之間的平行度是0.04，垂直度是0.03，還要刮前。正面的埋頭孔的孔間距達到60mm,右孔中心到右側上表面為17.5mm。燕尾凸臺高度的公差是由以上的數據可知道，對于這三組數據而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另二組，并保證它們之間的位置精度要求。第2章工藝規程設計2.1確定毛坯的制造形式零件的材料為45鋼。由于零件不算是比較的復雜，所以這里采用煅件，而且零件是中批量生產的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成型。這對于提高生產率、保證加工質量也是有利的。2.2基面的選擇基面的選擇是工藝規程設計中的重要工作之一。基面選擇得正確、合理，可以保證加工質量，提高生產效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴重的還會造成零件大批報廢，使生產無法進行。①粗基準的選擇經分析這個零件圖，粗基準選擇燕尾凸臺底面和半圓筒兩個端面，因為從圖中可以看出，燕尾凸臺的高度，是以底面標出的，則是以底面為基準，圓筒左側也是標出了數值。所以，按照有關粗基準的選擇原則（即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面作粗基準：若零件有若干個不加工時，則應以與加工表面要求相對位置精度較高度的不加工表面作為粗基準）選擇這三個面，因為，這個零件基本每個面都要加工，而且也不是很好裝夾，也只有這三個平面好裝夾些，這樣可以，限制、、、，再用壓釘壓住半圓筒下面的底座部分，可以限制、這六個自由度，以達到完全定位。②精基準的選擇精基準的選擇主要應該考慮準基重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算。2.3制定工藝路線制定工藝路線的出發點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為大批生產的條件下，可以采用萬能機床配以專用工、夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應該考慮經濟效果，以便降低生產成本。001 鑄 鑄造005 熱 退火010 銑 粗銑一側端面015 銑 粗銑另外一側端面020 銑 銑側面025 鉆 鉆鉸Φ20H7的孔030 鉸 鉆M16螺紋孔并攻絲035 銑 銑60凹槽040 銑 銑25槽045 鉗 去毛刺050 檢 檢驗入庫根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：①對于整個零件的尺寸:其長度為227mm,高度48mm,寬度96mm，，有粗加工，也有表精加工，所以雙邊加粗加工余量2Z=5mm,單邊粗加工余量Z=2mm可以滿足加工要求。精加工，表面的尺寸有，227，48，96，而雙邊的只有96mm，所以，它的粗加工余量，是2Z=4mm,精加工余量是2z=1mm,也可以滿足加工要求，而34和18是單邊，它們的粗加工余量Z=1.8mm精加工余量z=0.2mm。而34的尺寸偏差對余量也滿足。對于，燕尾凸臺的寬度44mm，兩邊的斜度表面粗糙度要求也不高，就粗加工也可以，所以其加工余量2Z=5mm也是可以滿足要求的。②內孔：其表面粗糙度要求也比較的高為1.6所以要精加工，先是粗鏜，后是精鏜。所以粗加工的余量2Z=1.8mm，精加工余量2z=0.2mm，也可以滿足加工要求。2.4確定切削用量及基本工時工序1：銑端面（參考《切削手冊》表3-3）切削速度：參考有關手冊，確定v=20m/min采用高速鋼立銑刀，在=50mm,齒數z=5。則==r/min=127.4r/min現選用X51立式銑床，根據機床使用說明書，查表，取=125r/min,故實際切削速度為V=19.6m/min當nw=125r/min時，工作臺的每分鐘進給量應為=0.085125mm/min=50mm/min查表知，剛好有=50mm/min切削工時：由于銑刀的直徑比工作表面窄，所以一刀就不可以銑完整個工作表面，于是可以用作圖法得出銑刀的行程2=4=240mm。因此，機動工時為===4.8min工序2：銑兩端面，下端保證總長為227mm,上端保證總長96cn,工步1:粗銑，=0.08mm/齒（參考《切削手冊》表3-3）切削速度：參考有關手冊，確定v=20m/min采用采用高速鋼圓柱形銑刀,=50mm,齒數z=4,則r/min=127.4r/min現選用X51立式銑床，根據機床使用說明書，查表，取=125r/min,故實際切削速度為V===19.6m/min當=125r/min時，工作臺的每分鐘進給量應為=0.084125mm/min=40mm/min經查表知道，剛好有=40mm/min切削工時：由于銑刀的直徑比工作表面寬所以一刀就不可以銑完整個工作表面，于是可以用作圖法得出銑刀的行程+82=83-26+16=73mm,由于是兩端，所以=732=146mm因此機動工時為：==min=3.65min工步2:精銑，=0.08mm/齒（參考《切削手冊》表3-3）切削速度：參考有關手冊，確定v=45m/min采用采用高速鋼圓柱形銑刀,=50mm,齒數z=8,則ns==r/min=286.6r/min現選用X51立式銑床，根據機床使用說明書，查表，取=300r/min,故實際切削速度為v==47.1m/min當nw=300r/min時，工作臺的每分鐘進給量應為=0.088300mm/min=192mm/min切削工時：行程和粗銑的一樣，所以切削工時為，==min=0.76min工序3:銑削外側面工步1:粗銑，=0.08mm/齒（參考《切削手冊》表3-3）切削速度：參考有關手冊，確定v=20m/min采用高速鋼立銑刀，在=50mm,齒數z=5。則ns==r/min=127.4r/min現選用X51立式銑床，根據機床使用說明書，查表，取=125r/min,故實際切削速度為V==mm/min=19.6mm/min當=125r/min時，工作臺的每分鐘進給量應為=0.085125mm/min=50mm/min查表知，剛好有=50mm/min切削工時：由于銑刀的直徑比工作表面窄，且是兩面，所以一刀就不可以銑完整個工作表面，于是可以用作圖法得出銑刀的行程==330mm,所以得出切削工時是==mm/min=6.6mm/min工步2：精銑，fz=0.08mm/齒（參考《切削手冊》表3-3）切削速度：參考有關手冊，確定v=35m/min采用高速鋼立銑刀，在=50mm,齒數z=8。則ns==r/min=223r/min現選用X51立式銑床，根據機床使用說明書，查表，取=210r/min,故實際切削速度為V==mm/min=32.97mm/min當nw=210r/min時，工作臺的每分鐘進給量應為==0.088210mm/min=134.4mm/min查表知，剛好有=130mm/min切削工時：行程和粗加工一樣，==mm/min=2.53mm/min工序4：鉆孔φ20的孔，工步1:鉆孔φ20孔，查相關的表知，=0.2mm/r,選用Z35搖臂鉆床，所以有：==r/min=227r/min按機床選取=265r/min。所以實際切削速度為：m/min=5.82m/min切削工時：由于是兩個孔，所以，切削用時為min.工步2:擴φ20孔，查相關的表知，，，機床不變，所以有:==r/min=87r/min按機床選取=85r/min.所以實際的切削速度為m/min=2.93m/min切削工時：=0.078min由于是兩個孔，所以，切削用時為min工序3:鉆削燕尾凸臺正面φ8孔。查表知，,,選用Z35搖臂鉆床，所以有==r/min=199r/min按機床選取=170r/min所以實際切削速度為：=4.27m/min切削工時：=1.78min工序5：鉸孔M20mm,查相關的表知，,,機床不變，按機床選取所以實際切削速度為：切削工時：第3章專用夾具設計3.1研究原始質料利用本夾具主要用來加工25mm槽夾具設計，加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產率和降低勞動強度。3.2設計要求在對工件進行機械加工時，為了保證加工的要求，首先要使工件相對道具及機床有正確的位置，并使這個位置在加工過程中不因外力的影響而變動。因此，在進行機械加工前，先要將工件裝夾好。機床夾具的組成1、定位裝置其作用是使工件在夾具中占據正確的位置。2、夾緊裝置其作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力（切削力等）作用時不離開已經占據的正確的正確位置。3、對刀或導向裝置其作用是確定刀具相對定位元件的正確位置。4、連接原件其作用是確定夾具在機床上的正確位置。5、夾具體夾具體是機床夾具的基礎件，通過它將夾具的所有元件連接成一個整體。6、其他元件或裝置是指家家具中因特殊需要而設置的元件或裝置。根據加工需要，有些夾具上設置分度裝置、靠模裝置；為能方便、準確定位，常設置預定位裝置；對于大型夾具，常設置吊裝元件等。以上各組成部分中，定位元件、夾緊裝置和夾具體是機床夾具的基礎組成部分。機床的分類機床夾具種類繁多，可以從不同的角度對機床夾具進行分類。按夾具的使用特點可分為：通用夾具，專用夾具，可調夾具，組合夾具，拼裝夾具。按使用機床可分為：車床夾具，銑床夾具，鉆床夾具，鏜床夾具，齒輪機床夾具，數控機床夾具，自動機床夾具，自動線隨行夾具以及其他機床夾具。3.3夾具的組成(1)定位元件夾具上的圓柱銷5、菱形銷9和支承板4都是定位元件，通過它們使工件在夾具中占據正確的位置。(2)夾緊裝置夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力(切削力等)作用時不離開已經占據的正確位置。圖3-3中的螺桿8(與圓柱銷合成一個零件)、螺母7和開口墊圈6就起到了上述作用。(3)對刀或導向裝置對刀或導向裝置用于確定刀具相對于定位元件的正確位置。如圖3-3中鉆套l和鉆模板2組成導向裝置，確定了鉆頭軸線相對定位元件的正確位置。銑床夾具上的對刀塊和塞尺為對刀裝置。(4)連接元件連接元件是確定夾具在機床上正確位置的元件。如圖3-3中夾具體3的底面為安裝基面，保證了鉆套1的軸線垂直于鉆床工作臺以及圓柱銷5的軸線平行于鉆床工作臺。因此，夾具體可兼作連接元件。車床夾具上的過渡盤、銑床夾具上的定位鍵都是連接元件。(5)夾具體夾具體是機床夾具的基礎件，如圖3-3中的件3，通過它將夾具的所有元件連接成一個整體。(6)其它裝置或元件它們是指夾具中因特殊需要而設置的裝置或元件。3.4夾具的分類和作用（1）按專業程度劃分1）通用夾具通用夾具是指已經標準化的，在一定范圍內可用于加工不同工件的夾具。例如，車床上三爪卡盤和四爪單動卡盤，銑床上的平口鉗、分度頭和回轉工作臺等。這類夾具一般由專業工廠生產，常作為機床附件提供給用戶。其特點是適應性廣，生產效率低，主要適用于單件、小批量的生產中。2）專用夾具專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設計的夾具。其特點是結構緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產效率，但設計制造周期較長、制造費用也較高。當產品變更時，夾具將由于無法再使用而報廢。只適用于產品固定且批量較大的生產中。3）通用可調夾具和成組夾具其特點是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調整，以適應不同零件的加工。用于相似零件的成組加工所用的夾具，稱為成組夾具。通用可調夾具與成組夾具相比，加工對象不很明確，適用范圍更廣一些。4）組合夾具組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標準元件和部件組裝而成的夾具。由專業廠家制造，其特點是靈活多變，萬能性強，制造周期短、元件能反復使用，特別適用于新產品的試制和單件小批生產。5）隨行夾具隨行夾具是一種在自動線上使用的夾具。該夾具既要起到裝夾工件的作用，又要與工件成為一體沿著自動線從一個工位移到下一個工位，進行不同工序的加工。（2）按使用的機床分類由于各類機床自身工作特點和結構形式各不相同，對所用夾具的結構也相應地提出了不同的要求。按所使用的機床不同，夾具又可分為：車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機床夾具和其他機床夾具等。（3）按夾緊動力源分類根據夾具所采用的夾緊動力源不同，可分為：手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具等。夾具的作用：1．縮短輔助時間，提高勞動生產率夾具的使用一般包括兩個過程：其一是夾具本身在機床上的安裝和調整，這個過程主要是依靠夾具自身的定向鍵、對刀塊來快速實現，或者通過找正、試切等方法來實現，但速度稍慢；其二是被加工工件在夾具中的安裝，這個過程由于采用了專用的定位裝置(如V形塊等)，因此能迅速實現。

2．確保并穩定加I精度，保證產品質量

加工過程中，工件與刀具的相對位置容易得到保證，并且不受各種主觀因素的影響，因而工件的加工精度穩定可靠。

3．降低對操作工人的技術要求和工人的勞動強

由于多數專用夾具的夾緊裝置只需廠人操縱按鈕、手柄即可實現對工件的夾緊，這在很大程度上減少了工人找正和調整工件的時間與難度，或者根本不需要找正和調整，所以，這些專用夾具的使用降低了對工人的技術要求并減輕了工人的勞動強度。按夾緊的動力源可分為：手動夾具，氣動夾具，液壓夾具，氣液增力夾具，電磁夾具以及真空夾具等。工件的裝夾方法工件裝夾的方法有兩種：將工件直接裝夾在機床的工作臺或花盤上將工件裝夾在家具上采用第一種方法裝夾的效率低，一般要求先按圖紙要求在工件的表面上劃線，劃出加工表面的尺寸和位置，裝夾時，用劃針或面分表找正后再夾緊。一般用于單件和小批生產。批量較大時，都采用夾具裝夾工件。采用夾具裝夾工件有如下優點：a、保證加工精度，穩定加工質量b、縮短輔助時間，提高勞動生產率c、擴大機床的使用范圍，實現“一機多能”d、改善工人的勞動條件，降低生產成本第4章銑25mm槽夾具設計4.1設計要求為了提高勞動生產，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。下面即為銑床夾具銑25mm槽的專用夾具，本夾具將用于X52K銑床。本夾具無嚴格的技術要求，因此，應主要考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。4.2夾具設計4.2.1定位基準的選擇由零件圖可知：在對銑25mm槽進行加工前，平面進行了粗、精銑加工，孔Φ2-Φ12孔進行了鉆、擴、鉸加工。因此，定位、夾緊方案有：方案Ⅰ：選底平面、2-Φ12孔，即一面、心軸和棱形銷定位，夾緊方式選用壓板在心軸上夾緊。方案Ⅱ：選一面兩銷定位方式，Φ12孔、工藝孔用短圓柱銷，Φ12孔用棱形銷定位，夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。為了使定位誤差達到要求的范圍之內，采用一面兩銷的定位方式，這種定位在結構上簡單易操作。一面即為平面；兩銷為的Φ12短圓柱銷和Φ12的棱形銷。4.2.2切削力及夾緊力的計算刀具：立銑刀（硬質合金）根據《機械加工工藝手冊》可查得：銑削力計算公式為圓周分力式（3-1）查表可得：代入公式（3-1）得=查表可得銑削水平分力、垂直分力、軸向分力與圓周分力的比值為：銑削加工產生的水平分力應由夾緊力產生的摩擦力平衡。即：（）計算出的理論夾緊力F再乘以安全系數k既為實際所需夾緊力即：取k=2查參考文獻[5]1～2～26可知螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算有：式中參數由參考文獻[5]可查得：其中：螺旋夾緊力：該夾具采用螺旋夾緊機構，由上述計算易得：由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。4.3定向鍵與對刀裝置設計定向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GB2207—80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=25mm定向鍵的結構尺寸如下：表3.1定向鍵數據表BLHhD夾具體槽形尺寸公稱尺寸允差d允差公稱尺寸允差D25-0.025-0.0454025615624+0.0237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。由于本道工序是完成后加工，所以選用對刀塊。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dC3-0.0060.254.4定位誤差的分析該夾具以一面兩銷定位，兩定位銷孔尺寸公差為79.5。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定的尺寸公差。與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示：由參考文獻[5]可得：=1\*GB2⑴兩定位銷的定位誤差：其中：，，，且：L=79.5mm，得⑵夾緊誤差：其中接觸變形位移值：查[5]表1～2～15有。⑶磨損造成的加工誤差：通常不超過⑷夾具相對刀具位置誤差：取誤差總和：從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。4.5夾具設計及操作的簡要說明如前所述，應該注意提高生產率，但該夾具設計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。由于該工件體積小，經過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構）。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現象，選用可換定位銷。以便隨時根據情況進行調整換取。結論通過這次的畢業設計，我們系統地回顧了相關專業的大學，也深深意識到學習的重要性，認識到設計是一種學習的方式。在設計過程中，我們使用的系統設計方法和相關設計軟件（如AutoCAD），熟悉設計相關的信息（包括手冊，標準和規范）和實證估計有了一定程度的提高，在計算機和方便的參考書籍和手冊的情感設計和幫助。通過這次畢業設計，機械制造過程更系統的了解一般的過程，學習和掌握整個設計過程中，有一個科學的設計方法是更嚴格的。畢業設計的基本理論知識，可以學習使用，定位和夾緊工件加工的正確的解決方案，選擇合理的設計方案，進行必要的計算，效率高的項目的設計以滿足高質量的要求，基于降低成本基本理論知識，進行必要的計算設計，高質量，高效率夾具，成本低。清晰的過程，了解情況之前，機床刀具和加工，畢業設計有很大的收獲我的。但也有許多地方都在辛苦的工作。但教師思想教育比平常更多，認為他們的社會責任感的未來，思想在世界上是因為一些小錯誤，我不提醒自己，要形成良好的習慣的高度負責，一絲不茍。在設計和分析使我感到更多的設計思路，提高我們的學習能力，和我們討論的問題，所以我要了解分析更清晰，使我受益不淺。通過這次的畢業設計，我深深感到，做任何事都要有耐心，細心。畢業設計的過程，許多計算有時會讓我感到心煩意亂；有時是不小心計算誤差，只能被無情地重做。東北大學本科畢業設計（論文）參考文獻遼寧工程技術大學畢業設計PAGE3343參考文獻[1]劉德榮，組合夾具結構簡圖的初步探討，組合夾具，1982.(1)[2]孫已德，機床夾具圖冊[M]，北京：機械工業出版社，1984：20-23。[3]貴州工學院機械制造工藝教研室，機床夾具結構圖冊[M]，貴陽：貴州任命出版社，1983：42-50。[4]劉友才，機床夾具設計[Ｍ]，北京：機械工業出版社，1992。[5]孟少龍，機械加工工藝手冊第1卷[M]，北京：機械工業出版社，1991。[6]《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[M]，上海：上海科學技術出版社，1979。[7]李洪，機械加工工藝師手冊[M]，北京：機械工業出版社，1990。[8]馬賢智，機械加工余量與公差手冊[M]，北京：中國標準出版社，1994。[9]上海金屬切削技術協會，金屬切削手冊[M]，上海：上?？茖W技術出版社，1984。[10]周永強，高等學校畢業設計指導[M]，北京：中國建材工業出版社，2002。[11]薛源順,機床夾具設計(第二版)[M],機械工業出版社,2003.1[12]余光國，馬俊，張興發，機床夾具設計[M]，重慶：重慶大學出版社，1995。[13]東北重型機械學院，洛陽農業機械學院，長春汽車廠工人大學，機床夾具設計手冊[M]，上海：上?？茖W技術出版社，1980。[25]李慶壽，機械制造工藝裝備設計適用手冊[M]，銀州：寧夏人民出版社，1991。[15]廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術測量[M]，中國計量出版社，2000：9-19。[16]哈爾濱工業大學,哈爾濱市教育局,專用機床夾具設計與制造,黑農江人民出版社,1979.12[17]樂兌謙，金屬切削刀具，機械工業出版社，2005：4-17。[18]MachineToolsN.chernor1984.[19]MachineToolMetalworkingJohnL.Feirer1973.[20]HandbookofMachineToolsManfredweck1984.[21]Sorsl.fatiguedesignofmachinecomponents.oxford:pergramonpress.1971致謝畢業設計是大學知識的綜合運用，相關的專業知識，是知識在實踐中的應用。通過本次畢業設計，使我的專業知識是在原有的基礎上鞏固和提高，也不能沒有老師和同學的幫助。分析設計是在老師的指導下完成的，在分析過程中，陰長城的老師給了我很大的鼓勵，在設計和分析使我感到更多的設計思路，提高我們的學習能力，和我們討論的問題，所以我要了解分析更清晰，使我受益不淺。通過這次的畢業設計，我深深感到，做任何事都要有耐心，細心。畢業設計的過程，許多計算有時會讓我感到心煩意亂；有時是不小心計算誤差，只能被無情地重做。但教師思想教育比平常更多，認為他們的社會責任感的未來，思想在世界上是因為一些小錯誤，我不提醒自己，要形成良好的習慣的高度負責，一絲不茍。本畢業設計是在老師的指導下完成的。老師讓我受益不淺，他淵博的知識，嚴謹的風格，高度的責任感。在做設計的過程中也遇到了很多問題，老師給了我很多的關心和幫助，并總是問指導我們的設計過程。通過這次的畢業設計，我深深感到，做任何事都要有耐心，細心。設計的過程，許多計算有時會讓我感到心煩意亂；有時是不小心計算誤差，只能被無情地重做。但教師思想教育比平常更多，病人，認為他們的社會責任感的未來，思想在世界上是因為一些小錯誤，我不提醒自己，要形成良好的習慣的高度負責，一絲不茍。說實話，畢業設計真是有點累了。然而，其設計結果，畢業設計仔細回味的旅程，一個罕見的成功立刻讓我昏昏欲睡。頓消。雖然這是我剛學的第一個走，一點在我的生命中的成功，但它讓我覺得更成熟了。因為畢業的時候，很多人應該知道的地方都沒有時間去仔細地去追求，但是我相信，方向是最重要的，因為方向，將用最少的精力去做事情，這工作，我的人生。因為在實際生產生活，工作是千差萬別的，只有找到自己最喜歡的，最有前途的工作，有更多的熱心人士，但也是最有可能在自己的崗位上做出一定的貢獻。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。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?？偸谴嬖谥玫姆椒▉硗瓿稍O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?？梢苑譃閹讉€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，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。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:(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,absolutelycannotthispointtakenotearnestlychoosesthematerialtheexcuse.Shouldunifytheproductthefunction,earnestlycarefullyconsiderstheproducttheoutwardappearance,thecostandthereliability.Hastheachievementverymuchthecompanywhenmanufactureallprototypes,selectsthematerialshouldthematerialwhichuseswithitsproductioninbesame,andusesthesimilarmanufacturetechnologyasfaraspossible.Likethishastheadvantageverymuchtothecompany.Thefunctioncompleteprototypeifcannotactaccordingtotheanticipatedsalesvolumeeconomicallytomake,orisprototypicalandtheofficialproductioninstallmenthasinthequalityandthereliableaspectisverygreatlydifferent,thenthiskindofprototypedoesnothavethegreatvalue.Projectengineerisbestcancompletelycompletethematerialinthisstagetheanalysis,thechoiceandthedeterminationwork,butisnotremainsittotheproductiondesignstagedoes.Because,iscarriesonintheproductiondesignstagematerialreplacementbyotherpeople,thesepeopleareinferiortoprojectengineertotheproductallfunctionsunderstanding.Intheproductiondesignstage,isshouldcompletelydeterminewiththematerialrelatedmainquestionthematerial,causesthemtoadaptwiththeexistingequipment,canusetheexistingequipmenteconomicallytocarryontheprocessing,moreoverthematerialquantitycanquitebeeasytoguaranteethesupply.Inthemanufactureprocess,inevitablycanappeartousesthematerialtomakesomechangesthesituation.Theexperienceindica