機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)-主離合器分杠桿加工工藝及鉆M12螺紋孔夾具設(shè)計(jì)

寧課程設(shè)計(jì)主離合器分杠桿鉆M12孔夾具設(shè)計(jì)所在學(xué)院專(zhuān)業(yè)班級(jí)姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)老師年月日摘要主離合器分杠桿零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。關(guān)鍵詞：工藝，定位，切削用量，夾緊AbstractTheboltbodypartsandmillingfixturedesignprocessisthedesignprocessdesign,includingmachiningprocessdesignandfixturethree.Inprocessdesignshouldfirstofallpartsforanalysis,tounderstandpartoftheprocesstodesignblankstructure,andchoosethegoodpartsmachiningdatum,designtheprocessroutesoftheparts;thenthepartsofeachstepintheprocesstothesizecalculation,thekeyistodeterminethecraftequipmentandthecuttingdosageofeachworkingproceduredesign;thenthespecialfixture,thefixtureforthevariouscomponentsofthedesign,suchastheconnectingpartpositioningdevices,clampingelement,aguideelement,fixtureandmachinetoolsandothercomponents;positioningerrorcalculatedbytheanalysisoffixture,jigstructuretherationalityandthedeficiency,payattentiontoimprovingandwilldesignin.Keywords:process,positioning,cuttingdosage,clamping,目錄前言 1一、零件的分析 21.1零件的作用 21.2零件的工藝分析 2二、確定毛坯 42.1確定毛坯的制造方法 42.2繪制毛坯圖 4三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 53.1選擇定位基準(zhǔn) 53.2制定工藝路線 53.3機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 73.4確定切削用量及基本工時(shí) 9第4章鉆削M12孔夾具設(shè)計(jì) 164.1研究原始資料 164.2定位方案與定位元件 164.3夾緊機(jī)構(gòu) 174.4切削力及夾緊力的計(jì)算 184.5誤差分析與計(jì)算 194.6零、部件的設(shè)計(jì)與選用 204.6.1定位銷(xiāo)選用 204.6.2鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 214.7鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 224.8確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 254.9夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 26總結(jié) 27參考文獻(xiàn) 28致謝 29前言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們?nèi)跁?huì)貫通大學(xué)所學(xué)的知識(shí)，將理論與實(shí)踐相結(jié)合，對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用訓(xùn)練，為我們即將走向自己的工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。機(jī)械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法，是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問(wèn)題的方法和手段都要通過(guò)機(jī)械加工工藝來(lái)體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時(shí)須保證其合理性、科學(xué)性、完善性。而機(jī)床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時(shí)提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、降低生產(chǎn)成本而在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對(duì)于機(jī)床或刀具有個(gè)正確的位置，并在加工過(guò)程中保持這個(gè)位置不變。它們的研究對(duì)機(jī)械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產(chǎn)中，常采用專(zhuān)用夾具。本設(shè)計(jì)是主離合器分離杠桿零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)。主離合器分離杠桿零件的主要加工表面是平面及孔。一般來(lái)說(shuō)，保證平面的加工精度要比保證孔的加工精度容易。因此，本設(shè)計(jì)遵循先面后孔、基準(zhǔn)先行前道工序?yàn)橄碌拦ば蜃鰷?zhǔn)備的工藝設(shè)計(jì)原則?；鶞?zhǔn)的選擇以杠桿大頭外圓外圓面作為粗基準(zhǔn)，以杠桿大頭花鍵底孔及其下表面作為精基準(zhǔn)。先將大頭底面加工出來(lái)，然后作為定位基準(zhǔn)，在以底面作為精基準(zhǔn)加工孔。由于內(nèi)孔花鍵較細(xì)小且精度要求較高故采用拉削加工最為合理?？紤]到零件年產(chǎn)量5000件，屬于大中批量，但是零件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單尺寸較小，所以整個(gè)加工過(guò)程選用通用機(jī)床；在夾具方面選用專(zhuān)用夾具，夾緊方式多采用手動(dòng)夾緊，夾緊簡(jiǎn)單，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，且能滿足設(shè)計(jì)要求。一、零件的分析1.1零件的作用題目給出的零件是主離合器分離杠桿。是發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出系統(tǒng)的一個(gè)零件，它的主要的作用是把離合器踏板產(chǎn)生的機(jī)械位移通過(guò)花鍵轉(zhuǎn)變成扭矩，帶動(dòng)撥叉動(dòng)作使離合器分離或者接合，控制發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的輸出與停止。1.2零件的工藝分析零件的材料為45鋼鍛造件，217~255HBW?，F(xiàn)分析如下：主要加工面：杠桿大頭下表面；小頭兩側(cè)端面；花鍵底孔、Φmm孔及Φ4mm孔；花鍵、Φ12.5mm及M12mm螺紋孔。5）槽。主要基準(zhǔn)面：以杠桿大頭下表面為基準(zhǔn)的加工表面。這一組加工表面包括：花鍵底孔、小頭端面以花鍵底孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：內(nèi)孔花鍵、Φ12.5mm孔、M12mm螺紋孔、Φmm孔、Φ4mm孔、mm槽及其倒角。其中主要加工面是內(nèi)孔花鍵和Φmm孔。這兩組加工面之間有著一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：杠桿大頭端面與花鍵孔軸線要求相互垂直以保證杠桿曲臂尺寸85±1mm花鍵孔軸線與Φ孔有距離230±0.75mm的要求以及與Φ12.5孔、M12螺紋孔距離22mm的要求。由上述分析可知，對(duì)于兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專(zhuān)用夾具加工另一組表面，并保證它們之間的位置精度要求。二、確定毛坯2.1確定毛坯的制造方法零件材料為45鋼，硬度217~255HBW，由于零件是一個(gè)傳遞扭矩的杠桿，工作時(shí)承受較大的負(fù)荷，因此此零件應(yīng)該選用鍛件；由于該零件年產(chǎn)量為5000件，已達(dá)大批生產(chǎn)的的水平，而且零件的輪廓尺寸也不大，故可鍛造成型。這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。2.2繪制毛坯圖三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1選擇定位基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)于本零件而言，按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，選擇本零件的不加工表面是杠桿大頭側(cè)肩、面圓頭和下端面作為加工的粗基準(zhǔn)，可用支撐板對(duì)側(cè)肩進(jìn)行定位，以限制、、自由度；用一個(gè)擋板對(duì)圓頭定位和一個(gè)支撐銷(xiāo)定對(duì)小頭部桿身定位，以限制、自由度；再以一個(gè)墊板支承42圓的底面作主要定位消除自由度，達(dá)到完全定位。就可加工上端面和花鍵底孔。精基準(zhǔn)的選擇主要考慮到基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，和便于裝夾，采用杠桿大頭下端面和花鍵底孔作為精基準(zhǔn)。3.2制定工藝路線 表2.1工藝路線方案一工序5熱處理工序10銑杠桿大頭下端面工序15鉆、鉸孔花鍵底孔至Фmm工序20銑杠桿小頭兩端面至mm工序25鉆Ф和Ф4孔工序30鉆M12螺紋底孔，擴(kuò)Ф12.5階梯孔，攻M12螺紋孔工序35拉杠桿大頭36槽內(nèi)孔花鍵工序40銑杠桿大頭4mm槽工序45檢查表2.2工藝路線方案二工序5熱處理工序10銑杠桿大頭上端面工序15鉆、鉸孔花鍵底孔至Фmm工序20鉆Ф、锪Фmm平面以及鉆Ф4mm孔工序25锪Фmm另一面工序30鉆M12螺紋底孔，擴(kuò)Ф12.5階梯孔，攻M12螺紋孔工序35拉杠桿大頭36槽內(nèi)孔花鍵工序40銑杠桿大頭4mm槽工序45檢查工藝路線的比較與分析：第二條工藝路線不同于第一條是將“工序3銑寬度為mm的杠桿小頭兩端面”變?yōu)椤帮璃秏m兩個(gè)端面面”其它的先后順序均沒(méi)變化。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)這樣的變動(dòng)可以一定程度提高生產(chǎn)效率，但是不能很好保證零件的尺寸精度和位置精度。所以發(fā)現(xiàn)第二條工藝路線并不可行。從提高效率和保證精度這兩個(gè)前提下，發(fā)現(xiàn)第一個(gè)方案也比較合理想。所以我決定以第一個(gè)方案進(jìn)行生產(chǎn)。具體的工藝過(guò)程如表2.3所示。表2.3最終工藝過(guò)程工序5熱處理。調(diào)質(zhì)處理，保證硬度HB217―255工序10銑杠桿大頭下表面。保證尺寸mm，粗糙度是25。選用立式升降臺(tái)銑床X52K，專(zhuān)用夾具。工序15鉆、鉸孔花鍵底孔至Фmm。鉆孔Φmm的毛坯到Φ22mm；鉸孔Φ22mm到Фmm。保證粗糙度是6.3；锪孔口倒角至1.5mm。采用立式鉆床Z535，專(zhuān)用夾具。工序20銑杠桿小頭兩端面。保證厚度為mm，保證尺寸85±1，粗糙度是25,采用臥式銑床XA6132，用專(zhuān)用夾具。工序25鉆Ф和Ф4孔。粗糙度是25,采用搖臂鉆床Z3032，為保證加工的孔的位置度，采用專(zhuān)用夾具。工序30鉆M12螺紋底孔，擴(kuò)Ф12.5階梯孔，攻M12螺紋。采用立式鉆床Z535，專(zhuān)用夾具。工序35拉杠桿大頭36槽內(nèi)孔花鍵。用內(nèi)花鍵拉刀拉孔Ф至36槽內(nèi)花鍵，粗糙度是3.2,采用臥式拉床L6120C，組合夾具。工序40銑杠桿大頭4mm槽。銑杠桿大頭開(kāi)槽，保證寬度為mm，保證粗糙度是25,采用臥式銑床XA6132，用專(zhuān)用夾具。工序45檢查3.3機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定杠桿的材料是45鋼鍛件，毛坯的重量約3kg，生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)。由于毛坯用采用模鍛件,毛坯尺寸的確定如下：由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實(shí)只是名義上的加工余量，實(shí)際上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。由于本設(shè)計(jì)規(guī)定零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此計(jì)算最大與最小余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1．杠桿大頭厚度46mm考慮到花鍵孔端面的銑削加工方便性，故鍛造厚度方向的余量查《工藝手冊(cè)》表2.2~2.5，其余量值為2.0~2.5mm，現(xiàn)取2mm。故厚度毛坯值為48mm2．內(nèi)孔花鍵考慮到鍛模的簡(jiǎn)單方便，將內(nèi)孔花鍵鍛成實(shí)心，內(nèi)孔花鍵鉆、鉸、拉出。鉆孔：φ22mm鉸孔：mm拉花鍵：專(zhuān)用拉刀拉成3．杠桿小頭厚度考慮到端面的銑削加工方便性，故鍛造厚度方向的余量查《工藝手冊(cè)》表2.2~2.5，其余量值為2.0~2.5mm，現(xiàn)取2mm。故厚度毛坯值為17mm4．杠桿小頭面上mm孔及φ4mm孔考慮到孔徑很小鍛造很難實(shí)現(xiàn)，將內(nèi)孔鍛成實(shí)心，內(nèi)孔鉆出。鉆孔：φ4mm鉆孔：mm5．M12-3螺紋、φ12.5mm孔由上可知，此處鍛成實(shí)心，不用考慮留加工量。6．4mm槽由上可知，此處鍛成實(shí)心，不用考慮留加工量。3.4確定切削用量及基本工時(shí) 工序1：銑杠桿大頭下表面機(jī)床：X52K立式銑床。刀具：硬質(zhì)合金端銑刀，材料：，，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。因其余量：α=2mm所以銑削深度：每齒進(jìn)給量：查<<機(jī)械加工工藝師手冊(cè)>>，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)，取。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：查機(jī)床說(shuō)明書(shū)實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量：切削行程工序2鉆、鉸孔φ22.4mm，并锪倒角1.5×45°1鉆孔φ22mm確定進(jìn)給量:查<<機(jī)械加工工藝師手冊(cè)>>表28-10，當(dāng)鋼的<800MPa，=φ22mm時(shí)，=0.39~0.47mm/r。由于本零件在加工φ22mm孔時(shí)屬于中等剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則=（0.39~0.47）x0.75=0.29~0.35mm/r根據(jù)Z535機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取=0.25mm/r。切削速度：根據(jù)《切削手冊(cè)》，查得切削速度v=18m/min。所以根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取=225r/min，故實(shí)際切削速度為切削工時(shí)：h=46mm2．鉸孔：mm采用刀具：mm專(zhuān)用鉸孔鉆。進(jìn)給量：=（0.9~1.2）×0.7=0.63~0.84mm/r（《切削手冊(cè)》表2.10）查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取=0.72mm/r。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取n=68r/min，則其切削速度v=8.26m/min機(jī)動(dòng)工時(shí)l=46mm3.锪倒角1.5×45°采用90°锪鉆。為縮短輔助時(shí)間，取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與鉸孔時(shí)相同：=68r/min手動(dòng)進(jìn)給。工序3銑小頭兩端面切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=0.45m/s即27m/min采用鑲齒三面刃銑刀，=160mm，齒數(shù)z=18。則現(xiàn)采用X63臥式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)《工藝手冊(cè)》表4.2-39），取=60r/min，故實(shí)際切削速度為當(dāng)=37.5r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：==0.08×18×60=86.4mm/min查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取=75mm/min，切削工時(shí)：銑刀的行程=60+24mm，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工序4鉆φ4mm、φ12mm孔1．鉆φ4mm孔確定進(jìn)給量:查<<機(jī)械加工工藝師手冊(cè)>>表28-10，當(dāng)鋼的<800MPa，=φ4mm，=0.08~0.10mm/r。由于本零件在加工φ4mm孔時(shí)屬于中等剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則=（0.08~0.10）×0.75=0.06~0.08mm/r根據(jù)Z3032機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取=0.08mm/r。切削速度：查<<機(jī)械加工工藝師手冊(cè)>>表28-10及表28-14，查得切削速度v=26m/min。所以根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取=2000r/min，故實(shí)際切削速度為切削工時(shí)：h=13mm2.鉆φ12mm孔確定進(jìn)給量:查<<機(jī)械加工工藝師手冊(cè)>>表28-10，當(dāng)鋼的<800MPa，=φ12mm時(shí)，=0.25~0.31mm/r。由于本零件在加工φ12mm孔時(shí)屬于中等剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則=（0.25~0.31）×0.75=0.19~0.24mm/r根據(jù)Z3032機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取=0.20mm/r。切削速度：查<<機(jī)械加工工藝師手冊(cè)>>表28-10及表28-14，查得切削速度v=16m/min。所以根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取=400r/min，故實(shí)際切削速度為切削工時(shí)：h=13mm工序5鉆φ12.5mm孔，鉆M12螺紋底孔，攻M12螺紋孔。機(jī)床：Z535立式鉆床，刀具：錐柄鉆頭φ12.5mm、φ10.2mm，加長(zhǎng)柄機(jī)用絲錐（）1．鉆孔φ12.5mm確定進(jìn)給量:查<<機(jī)械加工工藝師手冊(cè)>>表28-10，當(dāng)鋼的<800MPa，=φ12.5mm時(shí)，=0.25~0.31mm/r。由于本零件在加工φ12.5mm孔時(shí)屬于中等剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則=（0.25~0.31）×0.75=0.19~0.24mm/r根據(jù)Z535機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取=0.20mm/r。切削速度：查<<機(jī)械加工工藝師手冊(cè)>>表28-10及表28-14，查得切削速度v=16m/min。所以根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取=400r/min，故實(shí)際切削速度為切削工時(shí)：h=22mm2．鉆M12螺紋底孔確定進(jìn)給量:查<<機(jī)械加工工藝師手冊(cè)>>表28-10，當(dāng)鋼的<800MPa，=φ10.2mm時(shí)，=0.25~0.31mm/r。由于本零件在加工φ10.2mm孔時(shí)屬于中等剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則=（0.25~0.31）×0.75=0.19~0.24mm/r根據(jù)Z535機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取=0.20mm/r。切削速度：查<<機(jī)械加工工藝師手冊(cè)>>表28-10及表28-14，查得切削速度v=16m/min。所以根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取=500r/min，故實(shí)際切削速度為切削工時(shí)：h=21mm3.攻M12螺紋孔切削速度：查<<機(jī)械加工工藝師手冊(cè)>>表40-8，取由式（2.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速實(shí)際切削速度：確定進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量切削工時(shí)：h=20mm工序6拉36槽內(nèi)花鍵確定進(jìn)給量:當(dāng)鋼<800MPa，屬于中等剛度零件，查<<機(jī)械加工工藝師手冊(cè)>>表32-1根據(jù)零件材料選拉削速度分組Ⅱ，則查表32-2拉削速度選v=4.5~3.5m/min根據(jù)LG120C機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取v=4m/min。切削工時(shí)：工序7銑大頭4mm開(kāi)槽采用高速鋼鋸片銑刀，=160mm，齒數(shù)z=80。切削速度：查<<機(jī)械加工工藝師手冊(cè)>>表30-23，確定v=15-35m/min，取v=30m/min，則現(xiàn)采用X63臥式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)《工藝手冊(cè)》表4.2-39），取=60r/min，故實(shí)際切削速度為當(dāng)=60r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：==0.08×18×60=86.4mm/min查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取=75mm/min，切削工時(shí)：銑刀的行程=60+24mm，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為最后，將以上各工序切削用量、工時(shí)定額的計(jì)算結(jié)果連同其他加工數(shù)據(jù)，一并填入機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片。PAGE33第4章鉆削M12孔夾具設(shè)計(jì)4.1研究原始資料利用本夾具主要用來(lái)鉆削M12孔，加工時(shí)要滿足粗糙度要求。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定位方案與定位元件由零件圖可知：在對(duì)鉆削M12孔進(jìn)行加工前，平面進(jìn)行了粗、精銑加工，孔進(jìn)行了鉆、擴(kuò)、鉸加工，進(jìn)行了鉆、擴(kuò)、鉸加工。因此，定位、夾緊方案有：方案Ⅰ：選底平面、工藝孔和大頭孔定位，即一面、心軸和棱形銷(xiāo)定位，夾緊方式選用螺母在心軸上夾緊。該心軸需要在上面鉆孔，以便刀具能加工工件上的小孔。方案Ⅱ：選一面兩銷(xiāo)定位方式，工藝孔用棱形銷(xiāo)，用短圓柱銷(xiāo)定位，夾緊方式用操作簡(jiǎn)單，通用性較強(qiáng)的移動(dòng)壓板來(lái)夾緊。分析比較上面二種方案：方案Ⅰ中的心軸夾緊、定位是不正確的，孔端是不加工的，且定位與夾緊應(yīng)分開(kāi)，因夾緊會(huì)破壞定位。心軸上的開(kāi)孔也不利于排銷(xiāo)。通過(guò)比較分析只有方案Ⅱ滿足要求，孔其加工與孔的軸線間有尺寸公差，選擇小頭孔和大頭孔來(lái)定位，從而保證其尺寸公差要求。圖中對(duì)孔的的加工沒(méi)有位置公差要求，所以我們選擇底平面和兩孔為定位基準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)鉆模，從而滿足孔的加工要求。工件定位用底面和兩孔定位限制6個(gè)自由度。其中底面限制3個(gè)自由度，圓柱銷(xiāo)限制2個(gè)自由度，菱形銷(xiāo)限制1個(gè)自由度。為了滿足主離合器分杠桿的需要，使主離合器分杠桿左右兩端底面定位固定，因不同零件存在一定的誤差，應(yīng)使主離合器分杠桿被加工兩孔軸線與鉆模板軸線的重合，所以將鉆模板固定，又因零件要求為垂直距離，所以設(shè)計(jì)右端平面固定，左端設(shè)置螺旋輔助支撐2進(jìn)行左右兩端垂直距離的調(diào)整定位。使其孔軸線與鉆模板軸線重合。4.3夾緊機(jī)構(gòu)增加夾緊方案的確定及夾緊元件的選擇1）確定夾緊類(lèi)型由工序簡(jiǎn)圖可知，本工序所要加緊的為上下兩平面，地面支撐上面夾緊。2）夾緊力的計(jì)算對(duì)加緊力的要求：（1）、制定加緊力方案時(shí)，因盡可能避免加緊力與支撐反力構(gòu)成力偶。（2）、在加緊過(guò)程中，不至于因重力的影響而破壞正確定位。（3）、在加緊過(guò)程中，應(yīng)使工件不產(chǎn)生超出表面形狀精度允許范圍的變形。（4）、在切削過(guò)程中，應(yīng)避免工件產(chǎn)生不允許的振動(dòng)。對(duì)夾緊裝置的要求：（1）、夾緊裝置應(yīng)保證工件各定位面的定位可靠，而不能破壞定位。（2）、夾緊力大小要適中，在保證工件加工所需夾緊力的同時(shí)，應(yīng)盡量減小工件的加緊變形。（3）、夾緊裝置要具有可靠的自鎖，以防止加工中夾緊裝置突然松開(kāi)。（4）、夾緊裝置要有足夠的加緊行程，以滿足工件裝卸空間的需要。（5）、加緊動(dòng)作要迅速，操作要方便、安全、省力。（6）、夾緊裝置的結(jié)構(gòu)應(yīng)緊湊，工藝性要好，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化元件。防止鉆孔時(shí)零件晃動(dòng)，應(yīng)對(duì)搖臂桿的兩端底面以及前后移動(dòng)進(jìn)行定位固定，所以在右端設(shè)計(jì)定位銷(xiāo)7、開(kāi)口墊圈6、夾緊螺母5對(duì)零件零件進(jìn)行固定；（如圖2.2所示）定位銷(xiāo)7通過(guò)墊圈16和六角螺母15固定于夾具體上。4.4切削力及夾緊力的計(jì)算鉆該孔時(shí)選用：鉆床Z525，刀具用高速鋼刀具。由參考文獻(xiàn)[5]查表可得：切削力公式：式中查表得：其中：即：實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[5]表得：有：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)，見(jiàn)參考文獻(xiàn)[5]表可得：所以由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。取，，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得：螺旋夾緊力：由上述計(jì)算易得：因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。4.5誤差分析與計(jì)算該夾具以底面、兩孔為定位基準(zhǔn)，要求保證被加工和孔粗糙度為3.2。該孔次性加工即可滿足要求。由參考文獻(xiàn)[5]可得：=1\*GB2⑴兩定位銷(xiāo)的定位誤差：其中：，，，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(guò)⑷夾具相對(duì)刀具位置誤差：取誤差總和：4.6零、部件的設(shè)計(jì)與選用4.6.1定位銷(xiāo)選用本夾具選用一可換定位銷(xiāo)和固定棱形銷(xiāo)來(lái)定位，其參數(shù)如表4.1和4.2：dHD公稱尺寸允差311631～0.01122514M124表4.1可換定位銷(xiāo)表4.2固定棱形銷(xiāo)dHd公稱尺寸允差202022+0.034～0.02365538鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。圖3.1可換鉆套鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表3.3：表3.3鉆套dHD公稱尺寸允差61212+0.018+0.007221810490.518襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示：圖4.2固定襯套4.7鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。圖4.3可換鉆套.尺寸表4.4dDD1Ht基本尺寸極限偏差F7基本尺寸極限偏差D6＞0～1+0.016+0.0063+0.010+0.004669--0.008＞1～1.84+0.016+0.0087＞1.8～2.658＞2.6～36981216＞3～3.3+0.022+0.010＞3.3～47+0.019+0.01010＞4～5811＞5～61013101620＞6～8+0.028+0.01312+0.023+0.01215＞8～101518122025＞10～12+0.034+0.0161822＞12～1522+0.028+0.01526162836＞15～1826300.012＞18～22+0.041+0.0203034203645＞22～2635+0.033+0.01739＞26～304246254556＞30～35+0.050

+0.0254852＞35～4255+0.039+0.02059305667＞42～486266＞48～5070740.040鉆模板選用翻轉(zhuǎn)鉆模板，用沉頭螺釘錐銷(xiāo)定位于夾具體上。4.8確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)夾具體：夾具的定位、引導(dǎo)、夾緊裝置裝在夾具體上，使其成為一體，并能正確的安裝在機(jī)床上。夾具體是將夾具上的各種裝置和元件連接成一個(gè)整體的最大最復(fù)雜的基礎(chǔ)件。夾具體的形狀和尺寸取決于夾具上各種裝置的布置以及夾具與機(jī)床的連接，而且在零件的加工過(guò)程中，夾具還要承受夾緊力、切削力以及由此產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)，因此夾具體必須具有必要的強(qiáng)度和剛度。切削加工過(guò)程中產(chǎn)生的切屑有一部分還會(huì)落在夾具體上，切屑積聚過(guò)多將影響工件的可靠的定位和夾緊，因此設(shè)計(jì)夾具體時(shí)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于排屑。此外，夾具體結(jié)構(gòu)的工藝性、經(jīng)濟(jì)性以及操作和裝拆的便捷性等，在設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)加以考慮。夾具體設(shè)計(jì)的基本要求（1）應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性?shī)A具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對(duì)刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取槭箠A具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。（2）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度為了保證在加工過(guò)程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。（3）應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性?shī)A具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡(jiǎn)單。（4）應(yīng)便于排除切屑在機(jī)械加工過(guò)程中，切屑會(huì)不斷地積聚在夾具體周?chē)?，如不及時(shí)排除，切削熱量的積聚會(huì)破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會(huì)破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對(duì)于加工過(guò)程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對(duì)于加工過(guò)程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。（5）在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠夾具在機(jī)床上的安裝都是通過(guò)夾具體上的安裝基面與機(jī)床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí)，夾具的重心應(yīng)盡量低，支承面積應(yīng)足夠大，安裝基面應(yīng)有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應(yīng)中空，大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。工件裝夾方案確定以后，根據(jù)定位元件及夾緊機(jī)構(gòu)所需要的空間范圍及機(jī)床工作臺(tái)的尺寸，確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見(jiàn)繪制的夾具裝配圖。4.9夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明本夾具用于在鉆床上加工M12孔。工件以底平面、兩孔為定位基準(zhǔn)，在定位環(huán)上實(shí)現(xiàn)完全定位。采用手動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)夾緊工件。該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡(jiǎn)單、夾緊可靠?？偨Y(jié)加工工藝的編制和專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)，使對(duì)零件的加工過(guò)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(wèn)題，如在編寫(xiě)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(zhuān)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(wèn)題。這些問(wèn)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(guò)不懈努力和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，針對(duì)這些問(wèn)題查閱了大量的相關(guān)資料。最后，將這些問(wèn)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(guò)做這次的設(shè)計(jì)，使對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事本專(zhuān)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(zhuān)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4.《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(zhuān)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)械原理畢業(yè)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?？茖W(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)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》，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14.《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(guò)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(jué)經(jīng)過(guò)了一場(chǎng)磨練，通過(guò)圖書(shū)、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(zhuān)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(wèn)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(ài)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)我們畢業(yè)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、更快的完成畢業(yè)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(mén)通過(guò)設(shè)計(jì)新產(chǎn)品或者改進(jìn)老產(chǎn)品來(lái)滿足人類(lèi)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(xiāo)售和使用等方面的問(wèn)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(lèi)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(lèi)帶來(lái)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(lái)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(lái)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(guò)程中應(yīng)該認(rèn)真選擇原有的、經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的設(shè)計(jì)原理，將其與未經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的新觀念結(jié)合起來(lái)。新設(shè)計(jì)本身會(huì)有許多缺陷和未能預(yù)料的問(wèn)題發(fā)生，只有當(dāng)這些缺陷和問(wèn)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(méi)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(lái)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(lái)說(shuō)都是最優(yōu)的操作范圍和操作過(guò)程。另一個(gè)重要問(wèn)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(kāi)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(guò)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(wèn)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(lèi)產(chǎn)品相比有無(wú)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(wú)銷(xiāo)路？是否可以盈利？只有時(shí)間能對(duì)上述問(wèn)題給出正確答案。但是，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造和銷(xiāo)售只能在對(duì)上述問(wèn)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(guò)零件圖和裝配圖，與制造部門(mén)一起對(duì)最終設(shè)計(jì)方案進(jìn)行磋商。通常，在制造過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)某個(gè)問(wèn)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(guò)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(shuō)明了設(shè)計(jì)是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程。總是存在著更好的方法來(lái)完成設(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(lái)，工程材料的選擇已經(jīng)顯得重要。此外，選擇過(guò)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(guò)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(lái)自國(guó)內(nèi)和國(guó)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(wèn)題是：是否有性能符合要求的材料可供選擇；如果沒(méi)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(xiāo)售量經(jīng)濟(jì)地制造出來(lái)，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(méi)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(wèn)題是應(yīng)該把材料完全確定下來(lái)，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(guò)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(kāi)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(kāi)始后出現(xiàn)了可供使用的新材料是更換材料的最常見(jiàn)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(méi)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(guò)程中，五個(gè)最常見(jiàn)的問(wèn)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(jiàn)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(lái)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(guò)對(duì)上述五個(gè)問(wèn)題的分析，可以得出這些問(wèn)題是沒(méi)有充分理由存在的結(jié)論。對(duì)這些問(wèn)題的研究分析可以為避免這些問(wèn)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。PAGE38MachinedesigntheoryThemachinedesignisthroughdesignsthenewproductorimprovestheoldproducttomeetthehumanneedtheapplicationtechnicalscience.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,iscarriesonintheproductiondesignstagematerialreplacementby