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G017 杠杆 机械 加工 工艺 规程 专用 夹具 设计

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资料为该零件的加工工艺和夹具设计。 一份现成资料文件包括：工件零件图（cad）、工件毛坯图（cad）、夹具装配图（cad）、夹具体图（cad）、工艺卡、工序卡、说明书。 以上为资料预览概图，下载文件后为完整一套设计。【清晰，无水印，可编辑】 dwg后缀为cad图，doc后缀为word格式，png和jpg，gif后缀为资料预览图片。 有疑问可以咨询QQ：529358737

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太原科技大学华科学院本科毕业设计说明书杠杆的机械加工工艺规程与夹具设计Mechanical lever processing procedure and fixture design注：此处按照实际情况填写即可。打印（宋体，小三）或手写都可以。阅后删除此文本框。学 院（系 ）： 专 业： 学 生 姓 名： 学 号： 指 导 教 师： 评 阅 教 师： 完 成 日 期： 太原科技大学Taiyuan University of Science and Technology机自082217H200822010031 徐俊义产品型号零件图号产品名称零件名称杠杆共页第页车间工序号工序名称材 料 牌 号03粗精铣杠杆40上下平面HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X53k1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时1.装夹游标卡尺r/minm/minmm/rmm机动辅助2.粗精铣杠杆40上下平面端面铣刀900630.3113261801机自082217H200822010031徐俊义产品型号零件图号产品名称零件名称杠杆共页第页车间工序号工序名称材 料 牌 号04粗铣杠杆8左右面平面HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X53k1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1.装夹游标卡尺1000700.10.46.11462402.粗铣杠杆8左右面平面端面铣刀 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）1机自082217H200822010031徐俊义产品型号零件图号产品名称零件名称杠杆共页第页车间工序号工序名称材 料 牌 号9粗铣HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床Z5351夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1.装夹游标卡尺900630.3114692402.钻、扩、铰孔25H9麻花钻、扩孔钻、机用直柄铰刀高速钢铰刀 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）1机自082217H200822010031徐俊义产品型号零件图号产品名称零件名称杠杆共页第页车间工序号工序名称材 料 牌 号06钻孔HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数台式钻床Z5351夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1.装夹游标卡尺600600.960.2517.21802.钻、铰孔10H7专用夹具、游标卡尺、塞规、锥柄高速钢铰刀3.钻、扩孔8H7直柄麻花钻600110.530.2516.8180 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）0机自082217H200822010031徐俊义零 件 号零件名称01杠杆工序号工 序 名 称设 备夹 具刀 具量 具工 时名 称型 号名 称规 格名 称规 格名 称规 格1、铸造铸造车间2、实效处理3、粗精铣杠杆40上下平面立式铣床X5012专用夹具镶齿套式面铣刀80 JB/T 79541999游标卡尺50mm4、粗铣杠杆8左右面平面立式铣床X5012镶齿套式面铣刀80 JB/T 79541999游标卡尺50mm5、钻、扩、粗铰、精铰25孔立式铣床Z550专用夹具锥柄麻花钻、锥柄扩孔钻、锥柄机用铰刀25GB/T1438.1-199625 GB/T1141-198425 GB/T1133-1984游标卡尺、塞尺50mm330s6、钻、粗铰、精铰8、10孔台式钻床Z512专用夹具锥柄麻花钻、锥柄机用铰刀8 GB/T1438.1-199610GB/T1438.1-19968 GB/T1133-198410 GB/T1133-1984游标卡尺、塞尺50mm7、去毛刺钳工台游标卡尺、塞尺百分表等8、检验 杠杆的机械加工工艺规程与具体的夹具设计说明书XX学院毕业设计（论文）作 者 姓 名： 专 业 ： 学 号 ： 指 导 教 师： 完 成 日 期： XX学院杠杆的机械加工工艺规程与专用夹具设计太原科技大学 华科学院 机自082217H 徐俊义 200822010031 指导教师：张学良摘要 本设计是杠杆零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。杠杆零件的主要加工表面是平面及孔。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔的加工精度。基准的选择以杠杆外圆面作为粗基准，以孔及其下表面作为精基准。先将底面加工出来，然后作为定位基准，在以底面作为精基准加工孔。整个加工过程选用组合机床。在夹具方面选用专用夹具。考虑到零件的结构尺寸简单，夹紧方式多采用手动夹紧，夹紧简单，机构设计简单，且能满足设计要求。关键词 杠杆零件，加工工艺，夹具，定位，夹紧Leverage the machining process planning and dedicated fixture designTaiyuan University of Science and Technology Huake College Mechatronic Engineering 082217H Xu Jun Yi 200822010031 Director：Zhang Xueliang Abstract This paper is to design the craft processes of making the lever spare parts and some specialized tongs in the process. The lever spare part primarily processes the surface and bores. Generally speaking, to guarantee the accuracy of the flat surface process is easier than that of the bore. Therefore, this design follows the principle that surface first and then the bore, and definitely divides the process of flat surface and bore into coarse processes and precise processes to guarantee the bore processes. The basic choice is to outside circle as rough basis and to bore and its next surface as precise basis. The bottom is first processed out to be fixed position basis, and process the bore using the bottom as the precise basis. The whole processes choose the machine bed. In the aspects of tongs choosing, specialized tongs are used. In consideration of the simple construction size of the spare parts, clipping by hands is adopted. It is simple, and the organization design is simple, and can satisfy the design request.Key Words Lever spare parts, craft proces , tongs, fixed position, tight clip目 录摘 要IAbstractIII引 言11 国内外发展背景及发展趋势2工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，对中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对2机床夹具提出更高的要求。21.1 夹具的基本结构及夹具设计的内容21.2 计算生产纲领，确定生产类型11.3 审查零件图样的工艺性12 杠杆零件的工艺22.1 杠杆毛坯的选择22.2 定位基准的选择22.2.1 加工方法的选择32.2.2 加工方法的分析32.2.3 工艺路线52.2.4 确定切削用量63 对应的夹具设计223.1 夹具的选用223.1.1 钻床夹具的主要类型223.1.2 钻床夹具的主要类型233.1.3 钻模233.2 确定设计方案243.2.1 定位方案的确定253.2.2 夹具的验证273.3.4 夹具的制造的注意事项28结 论30参 考 文 献31附录A 英文翻译.34附录B工艺过程卡 - 42 -附录C工艺卡片.- 44-致谢语- 46 -43杠杆的机械加工工艺规程与具体的夹具设计说明书引 言材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础，一方面，技术制约着设计；另一方面，技术也推动着设计。技术是产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来新的结构，新的形态和新的造型风格。材料，加工工艺，结构，产品形象有机地联系在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化。随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度对夹具的制造精度要求更高精度夹具的定位孔距精度也随着提高，机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然，为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。 工业的模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。省工、省时，节材、节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用CAD技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作，正在着手创建夹具专业技术网站，为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台，争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。迅速发展对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，对中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对机床夹具提出更高的要求。与此同时夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。因此，我认为加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐，创建夹具专业技术网站，充分利用现代信息和网络技术，与时俱进地创新和发展夹具技术。主动与国外夹具厂商联系，争取合资与合作，引进技术，这是改造和发展我国组合夹具行业较为行之有效的途径。1 国内外发展背景及发展趋势材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础，一方面，技术制约着设计；另一方面，技术也推动着设计。从设计美学的观点看，技术不仅仅是物质基础还具有其本身的“功能”作用，只要善于应用材料的特性，予以相应的结构形式和适当的加工工艺，就能够创造出实用，美观，经济的产品，即在产品中发挥技术潜在的“功能”。技术是产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来新的结构，新的形态和新的造型风格。材料，加工工艺，结构，产品形象有机地联系在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化。 工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，对中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对机床夹具提出更高的要求。1.1 夹具的基本结构及夹具设计的内容按在夹具中的作用,地位结构特点,组成夹具的元件可以划分为以下几类:(1)定位元件及定位装置；(2)夹紧元件及定位装置(或者称夹紧机构)； (3)夹具体；(4)对刀,引导元件及装置(包括刀具导向元件,对刀装置及靠模装置等)；(5)动力装置；(6)分度,对定装置；(7)其它的元件及装置(包括夹具各部分相互连接用的以及夹具与机床相连接用的紧固螺钉,销钉,键和各种手柄等)；每个夹具不一定所有的各类元件都具备,如手动夹具就没有动力装置,一般的车床夹具不一定有刀具导向元件及分度装置。反之,按照加工等方面的要求,有些夹具上还需要设有其它装置及机构,例如在有的自动化夹具中必须有上下料装置。专用夹具的设计主要是对以下几项内容进行设计：（1）定位装置的设计；（2）夹紧装置的设计；（3）对刀-引导装置的设计；（4）夹具体的设计；（5）其他元件及装置的设计。1.2 计算生产纲领，确定生产类型图 1 所示为我们所要设计的零件杠杆。该产品的年产量为10000台，其设备利用率为10%，机械加工废品率为1%，现制定该齿轮零件的写加工工艺规程。N =Qn（1+%+%）=100001（1+10%+1%）件/年=11100件/年杠杆的年产量为11100件，现已知该产品属于轻型机械，根据表1.1-2生产类型与生产纲领的关系，可确定该生产类型为大量生产。 图 1: 杠杆零件1.3 审查零件图样的工艺性杠杆零件图样的图样视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。基准孔25的粗糙度要求Ra=1.6，基准面底面的粗糙度要求为Ra=6.3。本零件的各个表面的加工并不困难。关于6个面的铣削加工，除了基准面底面需要两道工序，其他都只需要一道工序就可以完成。4个孔加工时基本上需要4道工序，有2个孔加工时还需要辅助支撑来完成。2 杠杆零件的工艺2.1 杠杆毛坯的选择杠杆是一种常用的传动件，要求具有一定的强度。该零件的材料为HT200，轮廓尺寸不大，形状复杂，又属于大根据表批量生产1.3-1。而且零件结构形状简单，最薄的地方不小于15mm，生产批量很大，综合考虑经济性，生产率，技术要求，尺寸精度等各方因素。我们选择适宜大批量生产，精度等级CT9，生产率高对工人水平要求不太高的金属模机械砂型铸造。2.2 定位基准的选择本零件是一个杠杆类零件，孔25和底面是其设计基准（亦是装配基准和测量基准），为避免由于基准不重合产生的误差，主要选择孔25和底面为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。具体而言，就选25和底面作为精基准。由于杠杆的几个表面需要加工，而孔25和底面做为精基准应先行加工，选择先选择上底面为粗基准加工出底面，再以底面及40外圆柱面为粗基准加工25孔。零件在加工过程中定位基准的选择不仅对保证加工精度和确定加工顺序有很大的影响，而且还决定了工艺装备设计制造的周期与费用，正确的选择各工序的定位基准是制订工艺规程的一个重要问题。（1）粗基准的选择选择粗基准的出发点是为后续的工序提供合理的定位精基准，保证各加工表面的余量足够并分配合理，由于粗基准是对毛坯进行第一次机械加工的定位基准，因此与毛坯的状况关系很大，如图2-1确定粗基准时应按：用零件非加工表面为粗基准，可保证零件的加工表面与非加工表面的相互位置关系，且能在一次安装中尽可能加工较多的表面。用零件的重要表面为粗基准，优先保证了重要表面的余量和表面组织性能的一致。应选面积大、形状简单、加工量大的表面为粗基准，使切削总量最少。应选毛坯精度高，余量小的表面为粗基准，易保证各加工表面的余量足够，分配合理。应选定位精度高，夹紧可靠的表面为粗基准。粗基准原则上是在第一道工序中使用一次并尽量避免重复。（2）精基准的选择选择精基准的出发点是保证加工精度，特别是加工表面的相互位置精度的实现，以及定位安装的准确方便。选择精基准应遵循以下的原则：基准重合原则：确定精基准时，应尽量用设计基准作为定位基准，以消除基准不重合误差，提高零件的表面的位置精度和尺寸精度。统一基准原则：拟定工艺路线时，各个工序应尽可能用同一个定位基准来精加工各个表面，以保证各表面间的相互位置精度，并且还减少了夹具的数量和工件的装夹次数，降低了成本，提高了生产率。互为基准原则：可逐步提高两相关表面的位置精度。自为基准原则：可使加工余量均匀，保证加工面自身形状精度，而位置精度则由前面的工序保证。同时，精基准选择时，一定要保证工件的夹、压稳定可靠，夹具结构简单及操作简便。2.2.1 加工方法的选择主要根据工件的结构形状、技术要求、零件的年产量、机床的加工精度以及工厂实际情况来选择加工方法，零件机械加工方法的选择应遵循如下原则：1)选加工方法的经济精度及表面粗糙度要与加工表面的精度要求和表面粗糙度要求相适应。2)加工方法要能确保加工表面所要求的精度和粗糙度。3)加工方法要与零件材料的可加工性相适应。4)加工方法要与生产类型相适应。5)加工方法要与工件的形状和尺寸相适应。6)加工方法要求与工件生产厂的现有生产条件相适应。选择加工方法时，应首先确定主要表面的最终加工方法，再依次向前确定各准备准工序的加工方法。对整个零件的加工方法，应综合考虑，先选主要表面的加工方法，再确定次要表面的加工方法，以达到良好的效益，提高生产率，降低劳动强度。2.2.2 加工方法的分析（一）加工阶段的划分1)划分加工阶段的目的是逐步减少和消除在加工过程中产生加工误差的因素对加工精度和表面质量的影响，使零件逐渐达到提高加工质量的目的和要求，同时要妥善的解决质量，生产率，经济性三者的矛盾。2)加工性质和加工目的不同，整个工艺过程可分为以下几个阶段：粗加工阶段：高效率地切除毛坯上大部分的加工余量使其尽快地接近需加工零件的形状和尺寸。半精加工阶段：使主要表面的精度和表面粗糙度能为精加工工作出必要的准备完成将要表面的全部加工，使之符合图纸的要求。精加工阶段：使各主要表面达到图纸所规定的要求。（二）工序的集中与分散工序的集中和分散主要是根据生产类型设备的高效自动化程度，零件的结构特点与技术要求等进行组合的。在确定了表面的加工方法和工艺方案、划分了加工阶段后，零件加工各工步的内容也就被确定了。从而可将同一阶段中的各加工表面的加工组成若干工序，运用工序集中与分散的原则，进行合理的组合与分散，决定工序的数目，工序的内容繁简程度。1工序集中原则：使用较少的机床设备，将零件的加工的各部工步尽可能地集中在较少集的工序内完成，它可使工件的装夹次数少，保证了各个加工表面的相互位置精度，减少了工件的装卸的辅助时间以及夹具的数量，同时减少了机床数量和操作工人数量，缩短了产品的生产周期，提高了产品的质量和生产率，但是机床设备和工艺装备的成本高，调整、维修困难，生产准备时间长。在一个工序内完成，提高了工件的位置精度，提高了生产率，节约了装卸时间，降低了工人的劳动强度。2工序分散原则：使用较多的机床设备，将大量工步分散为单个工序，使工序数目增多，工艺路线增长，每一个工序所含加工内容少，机床设备与工艺装备简单，维修调整容易，适应产品变换能力强，生产准备工作量小，对工人技术要求高，而且机床设备与工艺装备数量大，工人数量多，生产面积大，生产周数长。锡林轴承座、锡林轴承盖及其结合件的生产属于中批量生产，因此工序需要适当的集中和分散。（三）工序顺序排列1切削加工工序原则：（1）先粗后精原则：各表面的加工顺序按粗加工半精加工精加工的过程依次排列，逐步提高零件的精度和减少表面粗糙度。（2）先主后次原则：装配表面和工作表面的精度要求高，应当考虑予以加工自由表面，螺纹孔及光孔等表面，精度要求较低，可适当安排后续的工序中加工，主要表面有相互位置要求的表面一般这要半精加工后，配合关系和相互位置关系要求很高的表面还需放在装配工艺中进行配合加工。（3）基面先行原则：只有一个精基准时，先把该基准加工出来。若定位面有若干个，则从最终加工工序所需的精基准开始，依次向前排列为保证这些基准面的转换次序把这些基准面的加工依排列，得到零件加工工序的顺序。（4）先面后孔原则：为了定位安装稳定和减少总的切削量，故应该先加工平面后加工孔，使后续工序有一个稳定可靠的平面作为定位基准面，且在光滑平整的表面上加工孔，可使加工容易，提高孔的精度。在编制工艺规程时，严格遵循上述原则，合理安排加工顺序，提高工件效率。2.热处理工序的安排：热处理工序的安排在零件加工的工艺过程中有重要地位，通过热处理可以提高零件材料的物理机械性能和改善工件的切削加工性能，消除毛坯制造和切削加工过程中产生的内应力，所以，为稳定组织以及稳定零件的形状及尺寸，防止变形和开裂，零件在机加工前必须进行消除内应力的时效处理。3.表面处理工序的安排：为了提高零件的表面抗蚀能力，增加耐磨性，也为了使表面美观，在零件全部加工完后应对零件表面涂漆（未加工表面）。4.检验工序与辅助工序：检验工序是保证产品质量的有效措施之一,也是工艺过程中不可缺少的内容。检验的内容有：外观检验，看零件的表面是否有毛刺。检验表面粗糙度，进行尺寸检验，看是否符合图纸要求。在工艺规程中，还安排有装配轴承盖与轴承座的工序，划线工序，打毛刺工序，涂漆工序等，这些都属于为保证零件的质量，零件的美观而必不可少的辅助工序。2.2.3 工艺路线1 铸造2 实效处理3 粗精铣杠杆40上下平面4 粗铣杠杆8左右面平面5 钻、扩、粗铰、精铰25孔6 钻、粗铰、精铰8、10孔7 去毛刺8 检验2.2.4 确定切削用量2.2.4.1粗铣杠杆上下平面硬质合金铣刀铣削用量选择加工材料HT200，硬度 206HBS，铸件，有外皮；工件尺寸宽度40。长度83的平面。加工要求用标准硬质合金端铣刀铣削，加工余量h=2.5。1选择刀具1）根据表3.16，选择YG6硬质合金刀片。 根据表 3.1，铣削深度 ap4mm时，端铣刀直径d0为 80mm,ae为60mm。但已知铣削宽度 ae为40mm，所以采用标准硬质合金端铣刀，故齿数Z=10（表3.16）。 2）铣刀几何形状（表32）：由于200HBS200HBS， do24.8mm时，f070.8mmr。 由于 ld2.2，故应乘孔深修正系数 klf =1，则 f=（0.70.8） 1mmr=070.8 mmr 2）按钻头强度决定进给量：根据表 2.8，当硬度=206HBS， d。 24.8mm。，钻头强度决定的进给量 f=1.75mmr。 3）按机床进给机构强度决定进给量：根据表29，当硬度 210HBS，d。 7.8mm 床进给机构允许的轴向力为8830N（z5025钻床允许的轴向力为8830N）时给量为0.93mm/r。从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为 f=0.70.8mmr。根据 Z5025钻床说明书，选择 f081mm/r。 机床进给机构强度也可根据初步确定的进给量查出轴向力再进行比较来校验。 由表219可查出钻孔时的轴向力，当 f081mmr， do=24.8mm时，轴向力 Ff=8630N。 轴向力的修正系数均为10，故Ff =8630N。 根据Z5025钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力为Fmax=8830N，由于Ff Fmax，故 f= 081mmr可用。 （2）决定钻头磨钝标准及寿命由表 2. 12，当d。= 24.8mm时，钻头后刀面最大磨损量取为 1.4mm，寿命 T= 40min。 （3）决定切削速度由表 2.14，硬度=206HBS的灰口铸铁。 F= 081mmr， do=24.8mm时， vt=14m/min (表2.31) 切削速度的修正系数为： ktv1.0， kCV 0.88， klv1.0， ktv。= 1.0，故 vvtkv=24.81.00.881.01.0m/min=21.824 m/minn=1000v/do=100021.8/24.8=272r/min 根据 Z5025钻床说明书，可考虑选择 nc 272rmin 方案为 f0.81 mmr，nc=272rmin ncf 2720. 8mm/min217.6rmin （4）检验机床扭矩及功率 根据表220，当f081mm/r,d。24.8mm。时，Mt=156.3Nm。扭矩的修正系数均为111,故 Mc 173.49Nm。根据 Z5025钻床说明书，当 nc272rmin时， Mm= 156.3Nm。 根据表 223，当硬度=206HBS， d。=24.8mm， f0.80mmr， v。 14mmin时，Pc 1.5kw. 根据 Z5025钻床说明书， PE 4.5 081= 3.645kw。 由于 Mc Mm， Pc PE，故选择之切削用量可用，即 f0.8mmr， n nc272rmin， vc14mmin. 3计算基本工时 tm= L/Vf 式中， L= l y十， l 54mrn，入切量及超切量由表 2.29查出 y十=27故tm2 = =0.37min铰孔25孔加工切削用量选择 已知加工材料HT200硬度 206HBS，铸铁。 工艺要求孔径 d=25nun，孔深 l54mm，精度为IT9，用乳化液冷却。 1选择钻头 选择高速钢绞刀，其直径d。=25mm。 钻头几何形状为（表 25）：双锥修磨横刃，=30，2=120，21 = 70+_5，b0mm， a。=13,= 50，b0mm, l 0 mm。 2选择切削用量 （ 1）决定送给量 f l）按加工要求决定进给量：根据表2.11，当加工要求为H9精度，铸件的强度硬度170HBS， do25mm时，f1.32.6mmr。 由于 ld2.16，故应乘孔深修正系数 klf =1，则 f=（1.32.6） 1mmr=1.32.6 mmr 2）按钻头强度决定进给量：根据表 2.8，当硬度=206HBS， d。 25mm。，钻头强度决定的进给量 f2mmr。 3）按机床进给机构强度决定进给量：根据表29，当硬度 210HBS，d。 25mm 床进给机构允许的轴向力为8830N（Z5025钻床允许的轴向力为8830N）时给量为0.75mm/r。从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为 f=1.32.6mmr。根据 Z5025钻床说明书，选择 f081mm/r。 机床进给机构强度也可根据初步确定的进给量查出轴向力再进行比较来校验。 由表219可查出钻孔时的轴向力，当 f081mmr， do=25mm时，轴向力 Ff=8630N。 轴向力的修正系数均为10，故Ff =8630N。 根据Z5025钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力为Fmax=8830N，由于Ff Fmax，故 f= 075mmr可用。 （2）决定钻头磨钝标准及寿命由表 2. 12，当d。= 25mm时，钻头后刀面最大磨损量取为 1.4mm，寿命 T= 40min。 （3）决定切削速度由表 2.14，硬度=206HBS的灰口铸铁。 F= 075mmr， do=25mm时， vt=16m/min (表2.31) 切削速度的修正系数为： ktv1.0， kCV 0.88， klv1.0， ktv。= 1.0，故 vvtkv=161.00.881.01.0m/min=14.08 m/minn=1000v/do=100014.08/25=179.36r/min 可考虑选择 nc 179rmin 方案为 f0.81 mmr，nc=179rmin ncf 1790.75mm/min134.25rmin （4）检验机床扭矩及功率 根据表220，当f081mm/r,d。25mm。时，Mt=156.3Nm。扭矩的修正系数均为111,故 Mc 156.3Nm。根据 Z5025钻床说明书，当 nc134.25rmin时， Mm= 156.3Nm。 根据表 223，当硬度=206HBS， d。=25mm， f0.81mmr， v。 16mmin时，Pc 1.7kw. 根据 Z5025钻床说明书， PE 4.5 081= 3.645kw。 由于 Mc Mm， Pc PE，故选择之切削用量可用，即 f0.81mmr， n nc134.25rmin， vc16mmin. 3计算基本工时 tm= L/Vf式中， L= l y十， l 54mrn，入切量及超切量由表 2.29查出 y十=12故tm3 = =0.66min工序5辅助时间计算1）总基本工时：tm = tm1 + tm2 + tm3 =1.68min2）辅助时间tf 辅助时间: 钻孔1： 装夹0.05min 用按钮开动停止主轴旋转0.02min 换刀换钻套0.09min 扩孔1： 换刀换钻套0.09min 铰孔1： 换刀换钻套0.09min 清除铁屑0.03min 钻退清屑0.05min总计辅助时间0.42min3）其他时间的计算除了作业时间以外，每道工序的单件时间还包括布置工作地时间，休息与生理需要时间和准备与终结时间。布置工作地时间tb 是作业时间的2%7%，休息与生理需要时间tx 是作业时间的2%4%，均取3%，则各工序其他时间（tb+ tx），可按关系式（3%+ 3%）（tb+ tx）计算。其他时间：（tb+ tx）=6%（1.68+0.42）=0.13min3）单件时间tdj 的计算 tdj =1.68+0.42+0.13=2.23min2.2.4.3粗铣平面8硬质合金端铣刀铣削用量选择已知 加工材料HT200，硬度=206HBS，铸件，有外皮； 工件尺寸宽度 ae= 35。长度 l 37的平面。如图加工要求用标准硬质合金端铣刀铣削，加工余量h=3。1选择刀具1）根据表3.16，选择YG6硬质合金刀片。 根据表 3.1，铣削深度 ap4mm时，端铣刀直径d0为 80mm,ae为60mm。但已知铣削宽度 ae为 35mm，由于采用标准硬质合金端铣刀，故齿数Z=10（表3.16）。 2）铣刀几何形状（表32）：由于b在200到250之间，故选择。kr=60，kre=30，kr5，0=8,0=10s= -20，0= 0。 2选择切削用量 1）决定铣削深度ap由于加工余量不大，故可在一次大刀内切完，则 a p=h3.0mm 2）决定每齿进给量fz采用不对称端铣以提高进给量。根据表 3.5，当使用 X51型万能铣床床功率为4.5kw时， fz= 0.14 0.24mmz 但因采用不对称端铣，故取 fz= 0.15mmz 3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命根据表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.5mm；由于铣刀直径d0= 80mm，故刀具寿命T=180min（表38）。 4）决定切削速度vc。和每分钟进给量vf 切削速度vc可根据表327中的公式计算，也可直接由表中查出。 根据表 316，当d0= 80mm， z 10， ap3 mm，fz0.15mmz时， vt= 97mmin，nt387rmin，vft433mmmin。 各修正系数为： k MV=kMNk Mv0.89ksv=ksn ksvf 0.85 故 vc=vtkv=970.890.85m/min73.38m/min n ntkn= 3870.890.85rmin 292.766rminvf vftkvt 4330.890.85mm/min=327.567mm/min根据 X51型立铣说明书（表 3 29）选择 nc300rmin，vfC300mmmin 因此实际切削速度和每齿进给量为vc = = 3.14 80300/1000m/min=75.36 m/minfzc= =300/30010mm/z=0.1mm/z 5）校验机床功率根据表 323，当b 208245HBS， ae35mm， ap3mm， d080mm， z=10， vf300mmmin，近似为 Pcc2.0kw ，机床主轴允许的功率为 PcM 4.5 0.75kw3.375kw 故PccPcM，因此所选择的切削用量可以采用，即 ap=3mm，vf300mmmin，n=300rmin，vc75.36mmin，fz=0.1mmz, f=0.8mm/r。 6）计算基本工时tm =L/Vf 式中，L l y十， l 37。不对称安装铣刀，入切量及超切量 y十=25mm，则 L（3725）mm62mm，故 tm = 62/300=0.21min工序6辅助时间的计算1）辅助时间：装夹0.08min 松懈0.07min 用按钮开动停止主轴0.01min 总计0.16min2）其他时间的计算除了作业时间以外，每道工序的单件时间还包括布置工作地时间，休息与生理需要时间和准备与终结时间。布置工作地时间tb 是作业时间的2%7%，休息与生理需要时间tx 是作业时间的2%4%，均取3%，则各工序其他时间（tb+ tx），可按关系式（3%+ 3%）（tb+ tx）计算。其他时间：（tb+ tx）=6%（0.21+0.16）=0.02min3）单件时间tdj 的计算 tdj =0.21+0.16+0.02=0.39min2.2.4.4钻孔10孔加工切削用量选择 已知加工材料HT200硬度 206HBS，铸铁。 工艺要求孔径 d=9.8nun，孔深 l25mm，精度为H7，用乳化液 冷却。 1选择钻头 选择高速钢麻花钻头，其直径d。=9.8mm。 钻头几何形状为（表 21及表22）：双锥修磨横刃，=30，2=120，21 = 70+_5，b0mm， a。= 9,= 50，b1mm, l 2 mm。 2选择切削用量 （ 1）决定送给量 f l）按加工要求决定进给量：根据表27，当加工要求为H12H13精度，铸件的强度硬度200HBS， do9.8mm时，f0.280.34mmr。 由于 ld2.6，故应乘孔深修正系数 klf =1，则 f=（0.280.34） 1mmr=0.280.34 mmr 2）按钻头强度决定进给量：根据表 2.8，当硬度=206HBS， d。 9.8mm。，钻头强度决定的进给量 f1.0mmr。 3）按机床进给机构强度决定进给量：根据表29，当硬度 210HBS，d。 9.8mm 床进给机构允许的轴向力为8830N（Z5025钻床允许的轴向力为8830N）时给量为1.1mm/r。从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为 f=0.280.34mmr。根据 Z5025钻床说明书，选择 f028mm/r。 机床进给机构强度也可根据初步确定的进给量查出轴向力再进行比较来校验。 由表219可查出钻孔时的轴向力，当 f028mmr， do=9.8mm时，轴向力 Ff=1650N。 轴向力的修正系数均为10，故Ff =1650N。 根据Z5025钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力为Fmax=8830N，由于Ff Fmax，故 f= 028mmr可用。 （2）决定钻头磨钝标准及寿命由表 2. 12，当d。= 9.8mm时，钻头后刀面最大磨损量取为 0.6mm，寿命 T= 35min。 （3）决定切削速度由表 2.14，硬度=206HBS的灰口铸铁。 F= 028mmr，双横刃磨的钻头， do=9.8mm时， vt=11m/min (表2.31) 切削速度的修正系数为： ktv1.0， kCV 1.0， klv1.0， ktv。= 1.0，kmv=0.88故 vvtkv=111.00.881.0m/min=9.7 m/minn=1000v/do=10009.7/9.8=315r/min 根据 Z5025钻床说明书，可考虑选择 nc 272rmin 方案为 f0.28 mmr，nc=272rmin ncf 2720.28mm/min76.16rmin （4）检验机床扭矩及功率 根据表220，当f028mm/r,d。9.8mm。时，Mt=13.18Nm。扭矩的修正系数均为10,故 Mc 13.18Nm。根据 Z5025钻床说明书，当 nc 76.16rmin时， Mm= 144.2Nm。 根据表 223，当硬度=206HBS， d。= 9.8mm， f0.28mmr， v。 11mmin时，Pc 1.7kw. PE 4.5 081= 3.645kw。 由于 Mc Mm， Pc PE，故选择之切削用量可用，即 f0.17mmr， n nc392rmin， vc14mmin. 3计算基本工时 tm= L/Vf式中， L= l y十， l 25mrn，入切量及超切量由表 2.29查出 y十= 6.故tm1 = =0.40min 3 对应的夹具设计3.1 夹具的选用钻夹具（俗称钻模）是用来在钻床上钻孔、扩孔、铰孔的机床夹具，通过钻套引导刀具进行加工是钻模的主要特点。钻夹具的结构形式主要决定于工件被加工孔的分布位置情况，如有的孔系是分布在同一平面上、或分布在几个不同表面上、或分布在同意圆周上，还有的是单孔等等。因此钻模的结构形式很多，常用的有以下几种。3.1.1 钻床夹具的主要类型钻床夹具简称钻模，主要用于加工孔及螺纹。它主要由钻套、钻模板、定位及夹紧装置夹具体组成。其主要类型有以下几种。（1）固定式钻模在使用中，这类钻模在机床上的位置固定不动，而且加工精度较高，主要用于立式钻床上加工直径较大的单孔或摇臂钻床加工平行孔系。（2）回转式钻模这类钻模上有分度装置，因此可以在工件上加工出若干个绕轴线分布的轴向或径向孔系。（3）翻转式钻模主要用于加工小型工件不同表面上的孔，孔径小于f8f10mm。它可以减少安装次数，提高被加工孔的位置精度。其结构较简单，加工钻模一般手工进行翻转，所以夹具及工件应小于10kg为宜。（4）盖板式钻模这种钻模无夹具体，其定位元件和夹紧装置直接装在钻模板上。钻模板在工件上装夹，适合于体积大而笨重的工件上的小孔加工。夹具、结构简单轻便，易清除切屑；但是每次夹具需从工件上装卸，较费时，故此钻模的质量一般不宜超过10kg。（5）滑柱式钻模滑柱式钻模是带有升降钻模板的通用可调夹具。这种钻模有结构简单、操作方便、动作迅速、制造周期短的优点，生产中应用较广。3.1.2 钻床夹具的主要类型钻床夹具简称钻模，主要用于加工孔及螺纹。它主要由钻套、钻模板、定位及夹紧装置夹具体组成。其主要类型有以下几种。（1）固定式钻模在使用中，这类钻模在机床上的位置固定不动，而且加工精度较高，主要用于立式钻床上加工直径较大的单孔或摇臂钻床加工平行孔系。（2）回转式钻模这类钻模上有分度装置，因此可以在工件上加工出若干个绕轴线分布的轴向或径向孔系。（3）翻转式钻模主要用于加工小型工件不同表面上的孔，孔径小于f8f10mm。它可以减少安装次数，提高被加工孔的位置精度。其结构较简单，加工钻模一般手工进行翻转，所以夹具及工件应小于10kg为宜。（4）盖板式钻模这种钻模无夹具体，其定位元件和夹紧装置直接装在钻模板上。钻模板在工件上装夹，适合于体积大而笨重的工件上的小孔加工。夹具、结构简单轻便，易清除切屑；但是每次夹具需从工件上装卸，较费时，故此钻模的质量一般不宜超过10kg。（5）滑柱式钻模滑柱式钻模是带有升降钻模板的通用可调夹具。这种钻模有结构简单、操作方便、动作迅速、制造周期短的优点，生产中应用较广。3.1.3 钻模1钻 套钻套安装在钻模板或夹具体上，用来确定工件上加工孔的位置，引导刀具进行加工，提高加工过程中工艺系统的刚性并防振。钻套可分为标准钻套和特殊钻套两大类。（1）固定钻套（2）可换钻套（3）快换钻套（4）特殊钻套2钻模板钻模板用于安装钻套，确保钻套在钻模上的正确位置，钻模板多装在夹具体或支架上，常见的钻模板有：（1）固定式钻模板（2）铰链式钻模板（3）可卸（分离）式钻模板（4）悬挂式钻模板3.2 确定设计方案 确定夹具方案的原则是：确保加工质量，结构简单合理，操作省力高效，制造成本低廉，根据以上原则进行方案比较，确定合理的最佳方案。定位支承系统除用以确定被加工零件的位置外,还要承受被加工零件的生量和夹压力,有时还要取受切削力。定位支承系统主要由定位支承、辅助支了和一些限位元件组成。定位支承是指在加工过程中维持被子加工零件有一定位置的元件。辅助支承是公用作增加被加工零件在加工过程中的刚度及稳定性的一种活动式支承元件。由于定位支承元件直接与被加工零件接触，因此其尺寸、结构、精度和布置都直接影响被子加工零件的精度。为了避免产生废品以及经常修理定位支承元件的麻烦，设计时必须注意以下的问题：（a）合理布置支承元件，力求使其组成较大的定位支承平面。最好使夹压力的位置对准定位支承元件。当受工件结构限制不能实现时，也应使定位支承元件尽量接近夹压力的作用线，并使夹压力的合力中心处于定位支承平面内。（b）提高刚性，减少定位支承系统的变形。应力求使定位元件（如定位销）不要受力。（c）提高定位支承系统的精度及其元件的耐磨性，以便长期保持夹具的定位精度。（d）可靠地热电厂除定位支承部位的切屑。使用权切屑不堵塞和粘创刊在定位支承系统上，对保证定位的准确性和工作可靠性有很大的影响。因此设计时应尽可能不使用权切屑落到定位支承系统上。当切屑有可能落在其上时，必须采取有效的热电厂屑和清理措施。本次设计采用的定位元件为：平面A为定位板，左端面为一个支承钉，孔136为菱形销，以上述定位元件就能实现工件的定位，即是该夹具的定位支承系统。对于左端面的支承钉，在专用夹具上采用支承钉定位时，工件通常用四个或多个支承钉定位，这样可增加定位系统的刚度，心防止当夹紧力和切削力不是对定位板板引起工件的变形。为了减小定位板板的不共面度的误差，可装配后合磨。通常不共面度误差为0.010.03mm。对于采用毛坯面定位夹具，从理论上讲是应当采用三点支承的，并采用带圆头的支承销定位，但当采用三个以上的压板而不能确保同时动作时（实际上是达不到同时动作），常常会把工件夹歪，因此需要采用四点支承的方法。在布置支承点时，应按工件定位而后情况，使支承点之间的距离尽量远一些，以增加定位的稳定性。支承板应该放在切屑不易落到的地方。当工件在夹具上以侧面及其上面的定位孔定位时，定位块就放在加工部位的上方或是切屑易落到的地方，且在布置上应保证支承块之间有较大的距离，不应连续排列。对于菱形销，在夹具夹工件时时，多采用“一面两销”的定位方法，以消除工件在空间的六个自由度，实现工件在夹具中的准确定位。为了能以最简单的运动形式装卸工件（如单机夹具上的推进和拉出，流水线和自动线上工件在夹具上的送进和推出），多采用伸缩式定位销。除此以外，还可采用固定式定位销。当要求被加工孔与定位销孔之间的位置精度高与+0.05或是-0.05mm。或是受结构的限制不能采用伸缩式定位销，以及加工装卸比较容易的轻小零件时，为了简化夹具的结构均采用固定式定位销。采用固定式定位销时，为了使工件的定位基面能很好地与支承元件相接触，除采用圆柱销和削边销相结合的定位方法以补偿孔间距的误差外，定位销还必须有适当的高度，以补偿定位孔与定位基面的垂直度误差。对于削边销，要采用可靠的防转措施，对于定位销，还应考虑拆装方便。定位销与安装孔的配合，定位销的尺寸及公差等，详见机床夹具设计。3.2.1 定位方案的确定夹紧力应指向主要定位基准，是靠近加工表面。由于在Z方向、Y方向设置了定位板和支承钉，因此施加一个向下的夹紧力和夹紧面并指向支承钉的夹紧力就可将工序工件充分夹紧。为了便于工作和提高机械效率，采用了联运夹紧机构，只须拧紧一个螺母能从几个方面均匀夹紧该工件。其中，夹紧件有：铰链压板、三个动压块、一个与活用螺栓焊死的压板。具体夹紧机构及零件见夹具总图。首先夹紧力的计算，加工过程中，工件受到切削力、离心力、惯性力及重力的作用。理论上，夹紧力的作用应与上述力的作用想平衡；而实际上，夹紧力的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关。而且，切削力的大小在加工过程中是变化的，因此，夹紧力的计算是个复杂的问题，只能进行粗略的估算：由参考文献10中查表可得：圆周切削分力公式： 式中 查表得： 取 查表可得参数： 即：同理：径向切削分力公式 ： 式中参数： 即：轴向切削分力公式 ： 式中参数： 即：根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：安全系数K可按下式计算有： 式中：为各种因素的安全系数，通常情况下，取K=1.52.5。当夹紧力与切削力方向相反时，取K=2.53。可得: 所以，有： 有： 有：螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：式中参数由参考文献10中可查得： 其中： 螺旋夹紧力：由表得：原动力计算公式 即： 由上述计算易得： 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。3.2.2 夹具的验证该夹具以两个平面定位，要求保证孔轴线与左侧面间的尺寸公差以及孔轴线与底平面的平行度公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。 其中接触变形位移值： 3）夹具的安装误差：因夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差，称为夹具的安装误差。由于此夹具的安装基面为平面，因而没有安装误差，即=0。4） 磨损造成的加工误差，由于该误差影响因素多，又不便于计算，所以常常根据经验通常不超过5） 夹具误差因夹具上定位元件、对刀或导向元件、分度装置及安装基准之间的位置不精确而造成的加工误差，称位夹具误差。夹具误差主要包含定位元件相对于安装基准的尺寸或位置误差；定位元件相对于对刀或导向元件（包含导向元件之间）的尺寸或位置误差；导向元件相对于按扎基准的尺寸或位置误差从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。精度验证：按七次均方根误差公式来校核尺寸，其中。1）基准不符误差由于定位基准与工序基准重合，故=02）基准位移误差 3）工件夹紧变形误差一般地：故可取。4）夹具在机床上的安装误差一般地：故可取。5）加工方法误差6）分度误差由于无分度要求，所以取。7）导向误差根据公式其中：a.由于钻模板中心孔距菱形销中心线的尺寸为，所以。b.查得，快换钻套内外圆的同轴度为。c.查得，衬套内外圆的同轴度为。d.快换钻套和衬套的最大配合间隙所以 。e.刀具在钻套中的偏斜，其中 扩孔刀与钻套的最大配合间隙，所以 。所以，。所以， 8）按七次均方根误差公式，综上所述，该夹具能保证工序尺寸，精度分配也合理。所以夹具设计合理。3.3.4 夹具的制造的注意事项1夹具的制造夹具通常是单件生产，且制造周期很短。为了保证工件的加工要求，很多夹具要有较高的制造精度。企业的工具车间有很多加工设备，例如加工孔系的坐标镗床，加工复杂形面的万能铣床、精密车床等，都具有较好的加工性和加工精度。夹具制造中，除了生产方式与一般产品不同外，在应用互换性原则方面也有一定的限制，以保证夹具的制造精度。2保证夹具制造精度的方法对于与工件加工尺寸直接有关的且精度较高的部位，在夹具制造时常用调整法和修配法来保证夹具精度。修配法：对于需要采用修配法的零件，可在其图样上注明“装配时精加工”或“装配时与某某件配作”字样等调整法：调整法与修配法相似，在夹具上通常可以设置调整垫圈、调整垫板、调整套等元件来控制装配尺寸。这种方法比较简易，调整件选择得当即可补偿其他元件的误差，以提高夹具的制造精度。3结构的工艺性夹具的结构工艺性主要表现为夹具零件制造、装配、调试、测量、使用等方面的综合性能。夹具零件的一般标准和铸件的结构要素等，均可查阅有关手册进行设计。注意加工和维修的工艺性夹具主要元件的连接定位采用螺钉和销钉。有的饿销钉孔制成通孔，以便维修时将销钉拔出；有的销钉则可以利用销钉孔底部的横向孔拆卸。注意装配测量的工艺性夹具的装配测量是夹具制造的重要环节。无论是用修配法或调整法装配，还是用检具检测夹具精度时，都应处理好基准问题。为了使夹具的装配、测量具有良好的工艺性，应遵守 基准统一原则，以夹具体的基面为统一的基准，以便装配、测量，保证夹具的制造精度。3.4 铣削力与夹紧力计算本夹具是在铣床上使用的，用于定位夹紧，为了保证工件在加工工程中不产生振动，必须对压头施加一定的夹紧力。由计算公式 Fj=FsL/(d0tg(+1)/2+rtg2) Fj沿螺旋轴线作用的夹紧力 Fs作用在六角螺母L作用力的力臂(mm) d0螺纹中径(mm)螺纹升角()1螺纹副的当量摩擦()2螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的摩擦角()r螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的当量摩擦半径()根据参考文献6其回归方程为 FjktTs其中Fj螺栓夹紧力(N)； kt力矩系数(cm1) Ts作用在螺母上的力矩(N.cm)； Fj =52000=10000N 结 论1 该毕业设计是培养我综合运用所学知识、发现、提出、分析和解决实际问题的能力。2 回顾这次毕业设计，从选题到最后的完成可以说是苦多于甜，但是这次设计巩固了我以前所学的知识，可以说是受益匪浅。3 这次设计使我收获了独立分析和解决问题的方法与能力，并懂得了一个道理理论联系实际很重要。4 设计过程中我暴露了诸多的不足，这有待我以后加以改进和完善。5 这次设计能够顺利完成，除了问老师查阅资料，自己的毅力也占了很大的程度。没有我的不懈的坚持，恐怕是不能完成这次设计的。6 在物质上给了我很大的帮助，我们不仅去看零件，还使用了的一些内部资料，这对我完成设计有很大的帮助。7 只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。这次毕业设计使我受益匪浅，为我今后的学习和工作打下了一个坚实而良好的基础。在此衷心感谢各位老师的帮助和指导。参 考 文 献1 王立英，机械制造技术，中国计量出版社，20032 画法几何及工程制图，第四版，上海科学技术出版社，20013 梁炳文,机械加工工艺与窍门精选，第一集，机械工业出版社，20044 吴宗泽 罗圣国，机械设计课程设计手册，第二版，高等教育出版社，20035 戴曙，金属切削机床，第一版，机械工业出版社，20036 陆剑中 孙家宁，金属切削原理与刀具，第三版，机械工业出版社，20037 王振龙 狄士春，机械制造工艺学，第五版，哈尔滨工业出版社，20028 李硕根 杨兴骏，互换性与技术测量，第四版，中国计量出版社，20029 何世禹，机械工程材料，第一版，哈尔滨工业大学出版社，200110肖继德，机床夹具设计第2版，江南学院、南京金陵职业大学，1998。11 栗 新, 张志民, 姚建民主编. 现代制造技术与装备J. 机械制造, 2007, 178(2): 1322.12 侯志坚, 李国平, 高子辉, 赵洪华. 加工套筒零件两端中心孔的专用机床设计工艺与装备J. 机械加工工艺, 2005，23(3): 2326.13 王先逵. 机械加工工艺（第2版）第二卷 加工技术卷M. 北京：机械工业出版社, 2007.14 杨叔子. 机械加工工艺师M. 北京：机械工业出版社, 2004.Mechanical engineering design 1. The meaning of design To design is to formulate a plan for the satisfaction of human need .in the beginning the particular need to the satisfied may be quite well-defined. Here are two examples of well-defined needs.1. How can we obtain large quantities of power cleanly, safely, and economically without using fossil fuels and without damaging the surface of the earth?2. This gear shaft is giving trouble; there have been eight failures in the last six weeks. Do something about it.On the other hand the particular need to be satisfied may be so nebulous and ill-defined that a considerable amount of thought and effort is necessary in order to state it clearly as a problem requiring a solution. Here are two examples.1. Lots of people are killed in airplane accidents.2. In big cities there are too many automobiles on the streets and highways. This second type of design situation is characterized by the fact that neither the need nor the problem to be solved has been identified. Note, too, that the situation may contain many problems. We can classify design too. For instance: 1. Clothing design 7. Bridge design 2. Interior design 8. Computer-aided design 3. Highway design 9. Heating system design 4. Landscape design 10. Machine design 5. Building design 11. Engineering design 6. Ship design 12. Process design In fact there are an endless number, since we can classify design according to the particular article or product or according to the professional field.In contrast to scientific or mathematical problems, design problems have no unique answers; it is absurd, for example, to request the “correct answer” to a design problem, because there is none. In fact a “good” answer today may well turn out to be a “poor” answer tomorrow, if there is a growth of knowledge during the period or if there are other structure or societal changes.Almost everyone is involved with design in one way or another, even in daily living, because problems are posed and situations arise which must be solved. Consider the design of a family vacation. There may be seven different places to go, all the different distances from home. The costs of transportation are different for each, and some of the options require overnight stops on the way. The children would like to go to a lake or seashore resort. The wife would prefer to go to a large city with department store shopping, theatres, and nightclubs. The husband prefers a resort with a golf course. When these needs and desires are related to time and money, various solutions may be found. Of these there may or may not be one or more optimal solutions. But the solution chosen will include the travel route, the stops, the mode of transportation, and the names and locations of resorts, motels, camping sites, or other away-from-home facilities. It is hard to see that there is really a rather large group of interrelated complex factors involved in arriving at one of the solutions to the vacation design problem. A design is always subject to certain problem-solving constraints. For example, two of the constraints on the vacation design problem are the time and money available for the vacation. Note, too, that there are also constraints on the solution, in the case above some of those constraints are the desire and needs of each of the family members. Finally, the design solution found might well be optimal. In this case an optimal solution is obtained when each and every family member can say that he or she had a good time. A design problem is not a hypothetical problem at all. Design has an authentic purposethe creation of an end result by taking definite acting or the creation of something having physical reality. In engineering the word “design ” conveys different meaning to different persons. Some think of a designer as one who employs the drawing board to draft the details of a gear, clutch, or other machine member. Others think of design as the creation of a complex system, such as a communications network. In some areas of engineering the word design has been replaced by other terms such as systems engineering or applied decision theory. But no matter what words are used to describe the design function, in engineering it is still the process in which scientific the principles and the tools of engineeringmathematics, computers, graphics, and Englishare used to produce a plan which, when carried out, will satisfy a human need. 2. The phases of design The total design process is of interest to us, how does it begin? Does the engineer simply sit down at his or her desk with a blank sheet of paper and jot down some ideas? What happens next? What factors influence or control the decisions, which have to be made? Finally, how does this design process end? The complete process, from start to finish, is often outlined as in Figure. The process begins with a recognition of a need and a decision to do something about it, after many iterations, the process ends with the presentation of the plans for satisfying the need, we should examine these steps in the design process in detail.3. Mechanical engineering designMechanical design means the design of things and system of a mechanical naturemachines, products, structures, devices, and instruments. For the most part, mechanical design utilizes mathematics, the materials sciences, and the engineering mechanical science.Mechanical engineering design includes all mechanical design, but it is a broader study because it includes all the disciplines of mechanical engineering, such as the thermal-fluids sciences, too. Aside from the fundamental sciences that are required, the first studies in mechanical engineering design are in mechanical design, and hence this is the approach taken in this book.4. Design Process and StagesMechanical design is either to formulate all engineering plan for the satisfaction for the specified need or to solve an engineering problem. It is vast field of engineering technology which not only concerns itself with the original conception of the product in terms of its size, shape and construction details, but all considers the various factors involved in the manufacture, marketing and use of product. Mechanical design involves a range of disciplines in materials, mechanics, heat, flow, control, electronics and production.Mechanical design should be considered to be an opportunity to use innovative talents to envision a design of a product, to analyze the system and then make sound judgments on how the product is to be manufactured. It is important to understand the fundamentals of engineering rather than memorize mere facts and equations. There are no facts or equations which alone can be used to provide all the correct decisions required to produce a good design. On the other hand, any calculations must be done with the utmost care and precision. For example, if a decimal point is misplaced, an otherwise acceptable design may not function.Mechanical design may be simple or enormously complex, easy or difficult, mathematical or nonmathematical, it may involve a trivial problem or one of great importance. Good design is the orderly and interesting arrangement of all idea to provide certain results and effects. A well-designed product is functional, efficient, and dependable. Such a product is less expensive than a similar poorly designed product that does not function properly and must constantly be repaired.People who perform the various functions of mechanical design are typically called designers, or design engineers. Mechanical design is basically a creative activity. However, in addition to being innovative, a design engineer must also have a solid background in the areas of mechanical drawing, kinematics, dynamics, materials engineering, manufacturing processes. The designer must first carefully define the problem, using an engineering approach, to ensure that any proposed solution will solve the right problem. It is important that the designer begin by identifying exactly how he or she will recognize a satisfactory alternative, and how to distinguish between two satisfactory alternatives in order to identify the better. So industrial designers must have creative imagination, knowledge of engineering, production techniques, tools, machines, and materials to design a new product for manufacture, or to improve an existing product. In the modern industrialized world, the wealth and living standards of a nation are closely linked with their capabilities design and manufacturing engineering products. It can be claimed that the advancement of mechanical design and manufacturing can remarkably promote the overall level of a countrys industrialization. Many countries are playing more and more vital role in the global manufacturing industry. To accelerate such an industrializing process, highly skilled design engineers having extensive knowledge and expertise are needed. 5. Mechanical design processProduct design requires much research and development. Many concept of an idea must be studied, tried, refined, and then either used or discarded. Although the content of each engineering problem is unique, the designers follow the similar process to solve the problems. The complete process is often outlined as in figures. The design process usually begins with a specification of a solution. We sometimes allude to a design cycle, but the process may contain a design cycle plus design implementation, which involves actual production based upon the design. The design cycle can involve the original thoughts, sketches, and knowledge that in the specification stage produce engineering drawings. Computer-aid design is now employed to implement a cycle in which various designs or design ideas may be tested or simulated.6. Contents of Mechanical Design Mechanical design is an important technological basic course in mechanical engineering education. Its objective is to provide the concepts, procedures, data, and decision analysis techniques necessary to design machine elements commonly found in mechanical devices and systems; to develop engineering students competence of mechanical design that is the primary concern of machinery manufacturing and the key to manufacturing good products.Mechanical design covers the following contents:1Provides an introduction to the design process, problem formulation, safety factors. 2Reviews the material properties and static and dynamic loading analysis, including beam, vibration and impact loading.3Reviews the fundamentals of stress and defection analysis.4Introduces static failure theories and fracture-mechanics analysis for static loads.5Introduces fatigue-failure theory with the emphasis on stress-life approaches to high-cycle fatigue design, which is commonly used in the design of rotation machinery.6Discusses thoroughly the phenomena of wear mechanisms, surface contact stress, and surface fatigue.7Investigates shaft design using the fatigue-analysis techniques.8Discusses fluid-film and rolling-element bearing theory and application.9Gives a thorough introduction to the kinematics, design and stress analysis of spur gears, and a simple introduction to helical, bevel, and worm gearing. 10Discusses spring design including helical compression, extension, and torsion springs.11Deals with screws and fasteners including power screw and preload fasteners.12Introduces the design and specification of disk and drum clutches and brakes.机械工程设计1. 设计的意义 设计是制定一项计划，以便满足人类的需要。在开始的特别需要的满足可能相当明确。这里有两个例子明确界定的需要。 1. 我们怎样才能获得大量的电力干净，安全，经济上不使用化石燃料和