杠杆的工艺及钻φ25孔夹具设计.docx

1、机械制造设计课程设计说明书系部：机械工程系专业：姓名：学号：题目：杠杆的工艺钻25孔夹具设计起讫日期：2022年5月1日-6月18日设计（论文）地点：指导教师：专业负责人:中文摘要零件的工艺分析是制定加工中心工艺的首要工作。其任务是分析零件技术要求，检查零件图的完整性和正确性；分析零件的结构工艺性；选择加工中心加工内容等。数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所运用各种方法和技术手段的总和，应用于整个数控加工工艺过程。数控加工工艺是伴随着数控机床的产生、发展而逐步完善起来的一种应用技术。它是人们大量数控加工实践总结。关键词：工序工步工位工艺基准工序基准结构工艺性工序：工序是指一个（或一组）工人，

2、在一台机床（或一固定工作地），对一个（或几个）工件连续完成的那一部分工艺过程。它是机械加工工艺过程的组成。工位：工位是安装中的一个部分。在一次安装中，工件在夹具或机床中所占据的每一个确定的位置称工位。工步是最小单元。工艺基准：零件在加工、装配及工艺文件上所采用的基准称为工艺基准。工序基准：在工艺文件上标定加工表面正确位置、尺寸、方向时所采用的基准称为工序基准。结构工艺性：所谓零件的结构工艺性是指在保证使用要求的前提下，是否能以较高的生产率，最低的成本，方便地制造出来的特性。一、引言3二、杠杆加工工艺规程设计42.1 课题内容和要求42.2 零件的分析42.3 确定毛坯，画毛坯零件综合图52.4

3、 工艺规程设计6三、夹具的设计123.1 问题的提出123.2 定位基准的选择123.3 夹紧力计算123.4 定位误差分析133.5 夹具设计及操作的简要说明13总结14参考文献15II一、引言进入20世纪90年代以来，随着国际上计算机技术突飞猛进的发展，数控技术正不断采用计算机、控制理论等领域的最新技术成就，使其朝着高速化、高精化、复合化、智能化、高柔性化及信息网络化等方向发展。整体数控加工技术向着CIMS方向发展。当选择并决定某个零件进行数控加工后，并不等于要把它所有的加工内容都包下来，而可能只是对其中一部分进行数控加工，必须对零件图纸进行仔细的工艺分析，确定那些最适合、最需要进行数控加

4、工的内容和工序。在选择并做出决定时，应结合本单位的实际，立足于解决难题、攻克关键和提高生产效率，充分发挥数控加工的优势。通过此次的设计达到了培养我的岗位能力，让我意识到实践的重要性。由于本人水平有限，设计中错误与不妥之处在所难免，恳请各位教师前辈们赐教。课程设计的目的与作用毕业设计是学生毕业前的最后学习阶段，是学习深化与升华的重要过程；是学生学习、研究与实践成果的全面总结；是学生综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验；是学生毕业资格认证的重要依据。在学完了数控加工工艺及装备课程后，对机械加工工艺过程、数控加工工艺和孔的加工工艺进一步了解的练习性教学环节。通过该毕业设计，使学生首先感觉到合作配

5、合工作的重要性，其次熟悉实际生产中的工艺设计过程及方法，使学生达到以下效果：掌握数控加工工序的设计及刀具的选择；掌握使用UG或MASTERCAM软件对零件三维图的绘制；最后学会独立分析解决问题、编写（纂写）毕业设计说明书（论文）、查找参考资料的方法。二、杠杆加工工艺规程设计2.1课题内容和要求计算生产纲领，确定生产类型杠杆：该产品年生产量为4000台，设其备品率为16%,机械加工废品率为2虬先制定该零件的机械加工工艺规程。技术要求：(1)铸件应消除内应力。(2)未注明圆角R2-R3。(3)铸件不得有沾砂、多肉、裂纹等缺陷。(4)未注明倒角为0.5*45。(5)去毛刺，修锐边。(6)涂漆按NJ2

6、26-31执行。(7)材料HT200。N=Qn(l+a%+b%)=400*1*(1+16%+2%)件/年=4720件/年杠杆年产量为4720件/年，现通过计算该零件质量约为0.7千克，根据教材表4-2生产类型，可确定其生产类型为中批量生产。2.2 零件的分析1 .零件的结构分析图3-7所示是铳床进给机构中的杠杆。25H9孔与一轴连接起支撑本零件的作用。左右2-08H7孔各装一拨叉，控制铳床工作台自动进给的离合器，C10H7孔通过销与另一杠杆(操纵手柄)连接，操纵手柄即可实现铳床工作台三个方向的自动进给。2 .零件的技术要求由零件图可知，其材料HT200。该材料具有较高的强度、耐磨性及减振性，适

7、用于承受教大应力，要求耐磨的零件。该零件上的主要加工面为2-08H7孔，C10H7、025H9孔、C40上下表面及厚度为15mm杠子的左下表面和右上表面。2-C8H7,。10H7与A面的平行度0.15、O.K0.1,直接影响杠臂对A面的平行度。因此，在加工它们时，最好在一次装夹下将2。8H7孔，01OH7孔同时加工出来。2.3 确定毛坯，画毛坯-零件综合图根据零件材料HT200确定毛坯为铸件，又已知零件生产纲领为4720件/年，该零件质量约为0.7kg。可知，其生产类型为中批量生产，毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。又由于要消除残余应力，铸造后应安排人工时效。1 .铸件尺寸公差铸件尺寸公差分为1

8、6级，由于是中批量生产，毛坯制造方法选用砂型机器造型。由工艺人员手册查得，铸件尺寸公差等级为10级。主要尺寸公差见表AA：各加工表面总余量加工表面基本尺寸加工余量值说明302厚度为15mm杠子的左下表面和右上表面403+4.5先顶面加工，后底面加工孔2-C8。84孔0100105孔。25。2552 .零件-毛坯综合图零件-毛坯综合图一般包括以下内容：铸件毛坯形状、尺寸、加工余量。铸造斜度及圆角和其他有关技术要求等零件-毛坯综合图上技术要求包括以下内容：铸造方法。未注明铸造斜度及圆角半径。铸件交货状态。铸件综合技术要求。逐渐是否进行气压或液压实验。(6)热处理硬度。2.4 工艺规程设计1 .定位

9、基准的选择精基准的选择以040既是装配基准，又是设计基准，用它做精基准，能使加工遵循“基准重合”的原则，其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺路线遵循了“基准统一的原则。此外，040的面积教大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单，操作方便。2 .制定工艺路线根据个表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下：040顶面为粗铳-半精铳、底面为粗铳-精铳，厚度为15mm的左下右上均为粗铳，孔2-。8和。25为钻-扩-较,孔。10为钻-扩。因孔2-08和C10都有较高的平行度要求，故它们加工宜采用工序集中的原则，既分别在一次装夹下将3孔同时加工出来，以保证其位置精度。根据先

10、面后孔，先主要面后次要面和先粗加工后精加工的原则，将。40顶、底两面先粗加工在精加工，然后将孔025加工出来，在粗铳厚度为15nlm的左下右上两个面然后将孔2-08和。10一次加工出来。拟定加工工艺路线铸造时效涂底漆10粗铳。40顶面和底面20半精铳。40顶面和精铳040底面，孔口倒角3*4530钻、扩、较。25的孔，孔口倒角1*4540铳厚度为15mm的左下和右上两个小表面50钻、扩、较2-08孔和钻、扩。10的孔60去毛刺，修锐边70清洗工件80磁力探伤90检验入库3.选择加工设备及工艺装备由于生产类型为中批量生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机床，其生产方式为以通用机床夹具为

11、主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。粗铳。40考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用立铳，选择X52K立式铳床，选择直径D为。80mm的可转位面铳刀，专用夹具和游标卡尺。精铳。40由于定位基准的转换，宜采用卧铳，选择X62W卧式铳床，选择与粗铳相同型号的刀具，采用精铳专用夹具、游标卡尺。工序30钻、扩、较。25孔，选用摇臂钻床Z3025,选用锥柄麻花钻、键刀、扩孔钻、锥柄机绞刀，专用夹具，游标卡尺。工序50钻、扩、钱2-。8孔和钻、扩。10孔，选用摇臂钻床Z3025,选用锥柄麻花钻、机用锥柄绞刀，用专用夹具和量具。4 .加工工序设计确

12、定工序尺寸一般方法是，由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的饿尺寸按零件图样的要求标注，当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与工序(或工步)的加工余量有关。有基准转换时，工序尺寸应用工艺尺寸链解算。工序10粗铳及工序20半精铳查有关手册平面加工余量表，得半精加工余量Z、为1.5mm,已知。40底面总余量Zw总为4.5mm,故粗加工余量Zn萨(4.5-1.5)mm=3mm如图4T所示，精铳240底面工序中以。40顶面定位，C40至2-。8孔轴线的工序尺寸即为设计尺寸Xyo=(84O.2)mm。则粗铳040面的工序尺寸为85.5mm。查教材平面加工方法，得粗铳加工公差等级为IT11-13

13、,取IT11,其公差TvO.16mm,所以小皿端=(85.50.08)mm(中心距公差对称标注)X精校核精铳余量Z附Zn*smir=Xn-e.iominXn-c，m精nax=(85.50.16)(84+0.21)inm=l.32mni故余量足够。查有关手册,取粗铳的每齿进给量fz=o.2mm/z；精铳的每转进给量f=0.05mm/z,粗铳走刀一次，取粗铳的走刀一次，aP=3.5mm；粗铳的走刀一次，a1,=1.5mm。参考文献2表3.174,取粗铳的主轴转速为150r/min,取精铳的主轴转速为300r/min。又前面已选定铳刀直径D为80。故相应切削速度分别为粗加工umo=jiDnffi/1

14、000=3.14X80X150/1000=37.68m/min精加工vC4O=nDn精/1000=3.14X80义300/1000=75.36m/min参考有关资料，铳削时的切削功率为Pc=167.9X105ap09fz0,71acZnkpc取Z=10,n=150/60=2.5r/S,ae=168mm,ap=3.5mm,fz=0.2mm/z,鼠=1将它们代入公式得：Pc=167.9X105X3.50,9X0.2-74X168X10X2.5X1=6.62KW又丛机床X52K说明书(主要技术参数)得机床功率为7.5KW,机床传动效率一般取0.75-0.85,若取.=0.85,则机床电动机所需功率P

15、b=Pc/7,=6.62/0.85=7.79KW7.5KW故重新选择粗加工时的主轴转速为118r/min(低一档速)，则u1t40=11Dnm/1000=3.14X80X118/1000=30m/min将其带入公式得Pc=167.9X105X3.5-9X0.2-74X168X10X(118/60)X1=5.2KWPe=P15.2/0.85=6.1KW7.5KW故机床功率足够。工序50钻扩较2-。8孔,钻扩010孔2-08孔扩、钱余量查有关手册取Z产0.9mm,Z绞=0.1mm,由此可以算出Z钻二(8/2-0.9-0.1)mm=3mm。10孔扩余量查有关手册取Z扩=0.9mm,由此可以算出Z钻二

16、（10/2-0.9）mm=4.1mm各工步的余量和工序尺寸及公差见表B各工步的余量和工序尺寸及公差/mm力口工表面力口工方法余量公差等级工序尺寸2-C8H7钻孔3062-C8H7扩孔0.9（单边）H10。7.8飞2-C8H7钱孔0.1（单边）F908也叱(210H7钻孔4.1C8.2C10H7钱孔0.9（单边）H10010ol5o参考Z3025机床技术要求表，取钻孔08.2mm的进给量f=0.25mm/r,取钻孔2-。6mm的进给量f=0.2mm/r。参考有关资料，得钻孔08.201111的切削速度匕=25.4111/111打；由此算出转速为nos.2=1000u/Jid=1000X25.4/

17、3.14X8.2=986r/min按机床实际钻速取n=810r/min。同理，参考有关资料得钻孔06mm的切削速度Vc=28m/min；由此算出转速为11*6=1000u/nd=1000X28/3.14X6=1486r/min按机床实际转速取n=l120r/min。参考文献6表2.4-69,得Ff=9.81X42.7dofO8K,-(N)M=9.81X0.O21do2f-8KM(Nm)分别求出钻08.2mm孑L的Fr及钻孔06nlm的Fr和M如下：Ff2=9.81X42.7X8.2X0.25-8X1=1133NM2=9.81X0.021X8.22X0.25,8X1=4.56NmFF6=9.81

18、X0.021X62X0.2-8X1=2Nm它们均小于机床的最大进给力和机床的最大扭转力矩，故机床刚度足够扩孔。10mm,参考有关资料,并参考机床实际进给量,取f=0.2mm/r(因扩的是盲孔，所以进给量取得教小).参考有关资料，扩孔切削速度为钻孔时的1/2-1/3,故取扩=1/3X25.4m/min=8.8m/min由此算出转速为FUkfIOOOV/Jid=1000X8.8/3.14X10=280r/min按机床实际转速取n=280r/min。同理，扩孔07.8mm,参考有关资料,扩孔切削速度为钻孔时的1/2T/3,故取扩=l/3X28m/min=9m/min由此算出转速为rUio=lOOOv

19、/Jid=1000X9/3.14X7.8=367r/min按机床实际转速取n=350r/min。参考有关资料，较孔的进给量取f=0.2mm/r(因较的是盲孔,所以进给量取得教小).同理,参考有关资料,取钱孔切削速度为=15m/min。由此算出转速为n8=nJid/1000=590X3.14X8/1000=14.8m/min时间定额计算。计算工序50的时间定额。机动时间。参考有关资料，得钻孔的计算公式为tj=l+li+l3/fnli=(d/2)cottkl+(l-2)31-4,钻盲孔时b=0对钻孔。8.2mm有1尸8.2/2cot(118/2)+l.5mm=3.96mm1=19.5mm,取12=

20、3mm。将以上数据及前面已选定的f及n代入公式，得10tj=19.5+3.9+3/0.25X810=0.13min4tj=4X0.13=0.52min对钻孔。2-6mm有li=6/2cot(118/2)+1.5mm=3.3mm1=11.5mm,l2=0o将以上数据及前面已选定的f及n代入公式，得5+3.3+0/0.2X1120=0.07min2tj=2X0.07min=0.14min参考有关资料，得扩孔和钱孔的计算公式为tj=l+L+L/fnl1=(D-dl)/2cottkr+(l-2)钻盲孔和较盲孔时b=0对扩孔。10mm有1)=(10-7)/2cot60+1.5mm2.32mm1=11.5

21、mm,l2=0将以上数据及前面已选定的f及n代入公式，得5+2.32+0/0.2X280=0.25min2tj=2X0.25min=0.5min同理对扩孔。2-7.8mm有li=(7.8-7)/2cot60+1.5mm七1.7mm1=11.5mm,l2=0将以上数据及前面已选定的f及n代入公式，得tj=ll.5+1.7+0/0.2X350=0.18min2tj=2X0.18min=0.36min对钱。2-8mm有li=(8-7.8)/2cot45+1.5mm=l.6mm将以上数据及前面已选定的f及n代入公式，得tj=ll.5+1.6+0/0.2X590=0.llmin总机动时间ti(即基本时间

22、tb)为I)tb=(0.52+0.14+0.36+0.5+0.22)min=l.74min填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡三、夹具的设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。由指导老师的分配，决定设计的工序是加工25mm孔夹具设计。3.1 问题的提出本夹具主要用来扩、较。25大孔。孔尺寸精度要求为+0.()52”7?,表面粗糙度要求为其轴线是以后例0?、两个。8制孔的设计基准。其加工质量直接影响以后各工序的加工精度。本道工序为等臂杠杆加工的第三道工序，本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高劳动生产率，降低劳动强度。3.2

23、定位基准的选择由于两孔位于零件圆端面和宽30mm台肩上，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并且。25加加孔中心轴线为后续各孔的设计基准，因此需要其与端面有一定的垂直度要求。为了保证所扩、较的孔与侧面垂直并保证孔能在后续的孔加工工序中使各孔的加工余量均匀，根据基准重合、基准统一原则。在选择孔的加工定位基准时，应尽量选择上一道工序即粗、精铳顶面工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。因此加工25mni孔的定位基准应选择外圆端面及表面为主要定位基准限制工件的五个自由度，用一个活动V形块限制另外一个自由度实现完全定位，采用与活动V形块相连的螺旋夹紧机构夹紧。3.3 夹紧力计算参考文献(5)表1-2-

24、H,因夹具的夹紧力与切削力的方向相反，实际需夹紧力F夹与切削力F之间的关系为F夹=1式中K为安全系数。参考文献(6),当夹紧力与切削力相反时。取K=3。由前面的计算可知F=3005N所以F夹=炸=3乂3005=9015N3.4 定位误差分析由本夹具的定位分析图可看出025/wn孔的位置由。40?加外圆来保证，而。4（加加外圆由铸造得到，所以良好的铸造及端面铳削精度是。25?根孔壁厚均匀的保证。3.5 夹具设计及操作的简要说明在设计夹具时，应该注意劳动生产率。为此，应首先着眼于机动夹紧而不采用手动夹紧。因为这是提高劳动生产率的重要途径。本工序由于加工精度等级较低，切削力较大。为了加紧工件，势必要

25、增大受力面积，而这样将使整个夹具过于庞大。因此，应设法降低切削力。目前采取的措施有三：一是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是选择一种比较理想的夹紧机构,尽量增加该夹紧机构的扩力比；三是在可能的情况下，适当提高工作压力，以增加夹紧力。结果，本夹具总的感觉还比较紧凑。18总结首先，我思考了工艺规程的步骤，如下：首先熟悉和分析制定工艺规程的主要依据，确定零件的生产纲领和生产类型，进行零件的结构工艺性分析，还进行了技术要求分析，然后根据零件的用途确定了毛坯类型，又根据手册查定表面加工余量及余量公差。接着进行定位基准的选择制定工艺路线选择加工设备及工艺装备加工工序设计、工序尺寸计

26、算选择切削用量，最后填写了工艺卡片和工序卡片，编写说明书。在做设计的过程中，我明白了课程设计主要用来培养学生树立正确的设计思想，熟练用有关技术教材进行理论计算，结合设计和技能。设计则要能全面考虑制造工艺、装配、使用、维护、经济和安全等方面的问题。在设计过程中运用CAD技术，不仅避免在绘图过程中大量的重复性的劳动，提高了绘图效率。同时还培养了我机械设计等方面的综合能力，使我了解到软件二次开发的意义。通过编写说明书，进一步培养了分析、总结、表达能力。巩固深化了在设计过程中获得的知识。此次杠杆的工艺设计培养了我认真负责，一丝不苟的工作态度，为我以后工作打下了基础，所以我很用心的做，但是还有不足之处，

27、肯请老师赐教，给予转载和引用权的资料、图片、文献、研究思想和设想的所有者致谢，向指导老师给予的帮助表示致谢。参考文献1黄鹤汀、吴善元主编机械制造技术北京：机械工业出版社1997.102郑修本主编机械制造工艺学北京：机械工业出版社1999.053倪森寿主编机械制造工艺与装备习题集和课程设计指导书4赵如福主编北京：化学工业出版社2003.8金属机械加工工艺人员手册上海科学技术出版社1990.10国防工业出版社1987.08辽宁科学技术出版社2003. 10机械工业出版社1998.055林文焕、陈本通编6徐鸿本主编7赵峰主编机床夹具设计机床夹具设计手册组合夹具图手册机械设计理论机械设计是一门通过设计

28、新产品或者改进老产品来满足人类需求的应用技术科学。它涉及工程技术的各个领域，主要研究产品的尺寸、形状和详细结构的基本构思，还要研究产品在制造、销售和使用等方面的问题。进行各种机械设计工作的人员通常被称为设计人员或者机械设计工程师。机械设计是一项创造性的工作。设计工程师不仅在工作上要有创造性，还必须在机械制图、运动学、工程材料、材料力学和机械制造工艺学等方面具有深厚的基础知识。如前所诉，机械设计的目的是生产能够满足人类需求的产品。发明、发现和科技知识本身并不一定能给人类带来好处，只有当它们被应用在产品上才能产生效益。因而，应该认识到在一个特定的产品进行设计之前，必须先确定人们是否需要这种产品。应

29、当把机械设计看成是机械设计人员运用创造性的才能进行产品设计、系统分析和制定产品的制造工艺学的一个良机。掌握工程基础知识要比熟记一些数据和公式更为重要。仅仅使用数据和公式是不足以在一个好的设计中做出所需的全部决定的。另一方面，应该认真精确的进行所有运算。例如，即使将一个小数点的位置放错，也会使正确的设计变成错误的。一个好的设计人员应该勇于提出新的想法，而且愿意承担一定的风险，当新的方法不适用时，就使用原来的方法。因此，设计人员必须要有耐心，因为所花费的时间和努力并不能保证带来成功。一个全新的设计，要求屏弃许多陈旧的，为人们所熟知的方法。由于许多人墨守成规，这样做并不是一件容易的事。一位机械设计师

30、应该不断地探索改进现有的产品的方法，在此过程中应该认真选择原有的、经过验证的设计原理，将其与未经过验证的新观念结合起来。新设计本身会有许多缺陷和未能预料的问题发生，只有当这些缺陷和问题被解决之后，才能体现出新产品的优越性。因此，一个性能优越的产品诞生的同时，也伴随着较高的风险。应该强调的是，如果设计本身不要求采用全新的方法，就没有必要仅仅为了变革的目的而采用新方法。在设计的初始阶段，应该允许设计人员充分发挥创造性，不受各种约束。即使产生了许多不切实际的想法，也会在设计的早期，即绘制图纸之前被改正掉。只有这样，才不致于堵塞创新的思路。通常，要提出几套设计方案，然后加以比较。很有可能在最后选定的方

31、案中，采用了某些未被接受的方案中的一些想法。心理学家经常谈论如何使人们适应他们所操作的机器。设计人员的基本职责是努力使机器来适应人们。这并不是一项容易的工作，因为实际上并不存在着一个对所有人来说都是最优的操作范围和操作过程。另一个重要问题，设计工程师必须能够同其他有关人员进行交流和磋商。在开始阶段，设计人员必须就初步设计同管理人员进行交流和磋商，并得到批准。这一般是通过口头讨论，草图和文字材料进行的。为了进行有效的交流，需要解决下列问题：（1）所设计的这个产品是否真正为人们所需要？（2）此产品与其他公司的现有同类产品相比有无竞争能力？（3）生产这种产品是否经济？（4）产品的维修是否方便？（5）

32、产品有无销路？是否可以盈利？只有时间能对上述问题给出正确答案。但是，产品的设计、制造和销售只能在对上述问题的初步肯定答案的基础上进行。设计工程师还应该通过零件图和装配图，与制造部门一起对最终设计方案进行磋商。通常，在制造过程中会出现某个问题。可能会要求对某个零件尺寸或公差作一些更改，使零件的生产变得容易。但是，工程上的更改必须要经过设计人员批准，以保证不会损伤产品的功能。有时，在产品的装配时或者装箱外运前的试验中才发现设计中的某种缺陷。这些事例恰好说明了设计是一个动态过程。总是存在着更好的方法来完成设计工作，设计人员应该不断努力，寻找这些更好的方法。近些年来，工程材料的选择已经显得重要。此外，

33、选择过程应该是一个对材料的连续不断的重新评价过程。新材料不断出现，而一些原有的材料的能够获得的数量可能会减少。环境污染、材料的回收利用、工人的健康及安全等方面经常会对材料选择附加新的限制条件。为了减轻重量或者节约能源，可能会要求使用不同的材料。来自国内和国际竞争、对产品维修保养方便性要求的提高和顾客的反馈等方面的压力，都会促使人们对材料进行重新评价。由于材料选用不当造成的产品责任诉讼，已经产生了深刻的影响。此外，材料与材料加工之间的相互依赖关系已经被人们认识得更清楚。因此，为了能在合理的成本和确保质量的前提下获得满意的结果，设计工程师的制造工程师都必须认真仔细地选择、确定和使用材料。制造任何产

34、品的第一步工作都是设计。设计通常可以分为几个明确的阶段:（a）初步设计；（b）功能设计；（c）生产设计。在初步设计阶段，设计者着重考虑产品应该具有的功能。通常要设想和考虑几个方案，然后决定这种思想是否可行；如果可行，则应该对其中一个或几个方案作进一步的改进。在此阶段，关于材料选择唯一要考虑的问题是：是否有性能符合要求的材料可供选择；如果没有的话，是否有较大的把握在成本和时间都允许的限度内研制出一种新材料。在功能设计和工程设计阶段，要做出一个切实可行的设计。在这个阶段要绘制出相当完整的图纸，选择并确定各种零件的材料。通常要制造出样机或者实物模型，并对其进行试验，评价产品的功能、可靠性、外观和维修

35、保养性等。虽然这种试验可能会表明，在产品进入到生产阶段之前，应该更换某些材料，但是，绝对不能将这一点作为不认真选择材料的借口。应该结合产品的功能，认真仔细地考虑产品的外观、成本和可靠性。一个很有成就的公司在制造所有的样机时，所选用的材料应该和其生产中使用的材料相同，并尽可能使用同样的制造技术。这样对公司是很有好处的。功能完备的样机如果不能根据预期的销售量经济地制造出来，或者是样机与正式生产的装置在质量和可靠性方面有很大不同，则这种样机就没有多大的价值。设计工程师最好能在这一阶段完全完成材料的分析、选择和确定工作，而不是将其留到生产设计阶段去做。因为，在生产设计阶段材料的更换是由其他人进行的，这

36、些人对产品的所有功能的了解不如设计工程师。在生产设计阶段中，与材料有关的主要问题是应该把材料完全确定下来，使它们与现有的设备相适应，能够利用现有设备经济地进行加工，而且材料的数量能够比较容易保证供应。在制造过程中，不可避免地会出现对使用中的材料做一些更改的情况。经验表明，可采用某些便宜材料作为替代品。然而，在大多数情况下，在进行生产以后改换材料要比在开始生产前改换材料所花费的代价要高。在设计阶段做好材料选择工作，可以避免多数这样的情况。在生产制造开始后出现了可供使用的新材料是更换材料的最常见的原因。当然，这些新材料可能降低成本、改进产品的性能。但是，必须对新材料进行认真的评价，以确保其所有性能

37、都满足要求。应当记住，新材料的性能和可靠性很少像现有材料那样为人们所了解。大部分的产品失效和产品责任事故案件是由于在选用新材料作为替代材料之前，没有真正了解它们的长期使用性能而引起的。产品的责任诉讼迫使设计人员和公司在选择材料时，采用最好的程序。在材料过程中，五个最常见的问题为：（a）不了解或者不会使用关于材料应用方面的最新最好的信息资料；（b）未能预见和考虑擦黑年品可能的合理用途（如有可能,设计人员还应进一步预测和考虑由于产品使用方法不当造成的后果。在近年来的许多产品责任诉讼案件中，由于错误地使用产品而受到伤害的原告控告生产厂家，并且赢得判决）；（c）所使用的材料的数据不全或是有些数据不确定

38、，尤其是当其长期性能数据是如此的时候；（d）质量控制方法不适当和未经验证；（e）由一些完全不称职的人员选择材料。通过对上述五个问题的分析，可以得出这些问题是没有充分理由存在的结论。对这些问题的研究分析可以为避免这些问题的出现指明方向。尽管采用最好的材料选择方法也不能避免发生产品责任诉讼，设计人员和工业界按照适当的程序进行材料选择，可以大大减少诉讼的数量。从以上的讨论可以看出，选择材料的人们应该对材料的性质，特点和加工方法有一个全面而基本的了解。MachinedesigntheoryThemachinedesignisthroughdesignsthenewproductorimprovesth

39、eoldproducttomeetthehumanneedtheapplicationtechnicalscience.Itinvolvestheprojecttechnologyeachdomain,mainlystudiestheproductthesize,theshapeandthedetailedstructurebasicidea,butalsomuststudytheproductthepersonnelwhichinaspecttheandsoonmanufacture,saleandusequestion.Carriesoneachkindofmachinedesignwor

40、ktobeusuallycalleddesignsthepersonnelormachinedesignengineer.Themachinedesignisacreativework.Projectengineernotonlymusthavethecreativityinthework,butalsomustinaspectandsoonmechanicaldrawing,kinematics,engineerigmaterial,materialsmechanicsandmachinemanufacturetechnologyhasthedeepelementaryknowledge.I

41、ffrontsues,themachinedesigngoalistheproductioncanmeetthehumanneedtheproduct.Theinvention,thediscoveryandtechnicalknowledgeitselfcertainlynotnecessarilycanbringtheadvantagetothehumanity,onlyhaswhentheyareappliedcanproduceontheproductthebenefit.Thus,shouldrealizetocarriesonbeforethedesigninaspecificpr

42、oduct,mustfirstdeterminewhetherthepeopledoneedthiskindofproductMustregardasthemachinedesignisthemachinedesignpersonnelcarriesonusingcreativeabilitytheproductdesign,thesystemanalysisandaformulationproductmanufacturetechnologygoodopportunity.Graspstheprojectelementaryknowledgetohavetomemorizesomedataa

43、ndtheformulaismoreimportantthan.Themerelyservicedataandtheformulaisinsufficienttothecompletelydecisionwhichmakesinagooddesignneeds.Ontheotherhand,shouldbeearnestpreciselycarriesonalloperations.Forexample,evenifplaceswrongadecimalpointposition,alsocancausethecorrectdesigntoturnwrongly.Agooddesignpers

44、onnelshoulddaretoproposethenewidea,moreoveriswillingtoundertakethecertainrisk,whenthenewmethodisnotsuitable,useoriginalmethod.Therefore,designsthepersonneltohavetohavetohavethepatience,becausespendsthetimeandtheendeavorcertainlycannotguaranteebringssuccessfully.Abrand-newdesign,therequestscreenaband

45、onsobsoletelymany,knowsverywellthemethodforthepeople.Becausemanypersonofconservativeness,doesthiscertainlyisnotaneasymatter.Amechanicaldesignershouldunceasinglyexploretheimprovementexistingproductthemethod,shouldearnestlychooseoriginally,theprocessconfirmationprincipleofdesigninthisprocess,withhasno

46、tunifieditaftertheconfirmationnewidea.Newlydesignsitselfcanhavethequestionoccurrencewhichmanyflawsandhasnotbeenabletoexpect,onlyhasaftertheseflawsandthequestionaresolved,canmanifestnewgoodscomeintothemarkettheproductsuperiority.Therefore,aperformancesuperiorproductisbornatthesametime,alsoisfollowingahigherrisk.Shouldemphasize,ifdesignsitselfdoesnotrequesttousethebrand-newmethod,isnotunnecessarymerelyforthegoalwhichtransformtousethenewmethod.Inthedesignpreliminarystage,shoul