轴承座零件机械加工工艺规程及专用夹具设计毕业设计 推荐

毕 业 设 计 (论 文)

课 题 轴承座零件机械加工工艺规程及专用夹具设计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

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本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

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学位论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

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涉密论文按学校规定处理。

作者签名： 日期： 年 月 日

导师签名： 日期： 年 月 日

指导教师评阅书

指导教师评价： 一、撰写（设计）过程 1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 指导教师： （签名） 单位： （盖章） 年 月 日

评阅教师评阅书

评阅教师评价： 一、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 评阅教师： （签名） 单位： （盖章） 年 月 日

教研室（或答辩小组）及教学系意见

教研室（或答辩小组）评价： 一、答辩过程 1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生答辩过程中的精神状态 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 评定成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 教研室主任（或答辩小组组长）： （签名） 年 月 日 教学系意见： 系主任： （签名） 年 月 日 2

摘要

本次设计是对轴承座件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。轴承座的作用是支撑和固定轴承，当然也要承担轴上的载荷。轴承座的主要加工表面是平面及孔。由加工工艺原则可知，保证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易。所以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加工精度。基准选择以Φ32孔作为粗基准，以为轴承座底面作为精基准。

主要加工工序安排是先以Φ30孔为基准加工出底面，再以底面定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用底面和工艺孔定位加工其他孔与平面。

关键词：轴承座；加工工艺；专用夹具

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ABSTRACT

This design is a special fixture designed for bearing parts of the process planning and process . The role of the bearing support and a fixed bearing , of course, have to bear the load axis. Known by the principles of process ,to ensure that the plane of the machining accuracy than to ensure the machining accuracy of the hole easily . This design follows the principle of the first surface after the hole . And hole plan a processing is clearly divided into roughing and finishing stages to ensure accuracy . The choce of baseline to Φ32 Kong as a crude benchmark ,that bearing the underside as affine be nchmark .

The main processing operations out of the underside of the arrangement is first Φ30 hole processing, re-to underside positioning process Kong .In addition to the individual processes in the subsequent processes are processing other holes with flat bottom and technical hole positioning .

Keywords: bearing seat; processing; special fixtures.

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目录

目录………………………………………………………………………4 绪论……………………………………………………. ………..........5 1零件的分析…………………………………………………………..9 1.1零件的作用………………………………………………………9 1.2零件的工艺分析…………………………………………………9 1.2.1零件图……………………………………………………….9 1.2.2 加工表面及孔……………………………………………..10 2 确定零件的生产类型......................................................................10 2.1 零件的生产类型…………………………………………….....11 2.2 毛坯的确定………………………………………………….....11 2.2.1 毛坯的种类及制造方法…………………………………..11 2.2.2 确定铸件加工余量………………………………………..11 2.2.3 绘制毛坯图………………………………………………..11 3 定位基准的选择…………………………………………………12

3.1 选择粗基准…………………………………………………...12 3.2 选择精基准…………………………………………………...12 4 制定机械加工工艺路线…………………………………………12

4.1 确定各加工表面的加工方法………………………………...12 4.2 拟定加工工艺路线…………………………………………...13 5 机械加工余量，工序尺寸及公差的确定………………………14

5.1 加工余量和工序尺寸的确定…………………………….......14

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5.2 确定切削用量及时间定额…………………………………..14 6 夹具设计 ………………………………………………………...29

轴承座零件a机械加工工艺规程及专用夹具设计

机械与电气工程学院 机械设计制造及其自动化专业 08城建机械(2)班

学号：08290070210 姓名： 王怀成 指导老师： 魏常武

绪论

当今，各种现代化企业均拥有众多的数字控制设备，充分开发利用他们的功能，将对国民经济的发展发挥巨大的作用，高速化，高精密化的数控技术队数控机床的硬部件的刚性及定位精度等提出了跟高的要求，机床进给部件是整个轮廓和保证形位精度的关键和最基本的部分，数控机床对经给部件的要求体现在滚珠

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丝杠以及支撑部件上，不仅要对支撑滚珠丝杠的轴承提出特殊的要求，跟要对安装轴承的轴承座的定位精度，也就导致滚珠丝杆能否达到需要的安装精度，滚珠丝杆如果不能正确安装，必然导致轴承加速磨损，寿命降低。

机械的加工工艺及夹具设计是在完成了大学的全部课程之后，进行的一次理论联系实际的综合运用，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为以后从事专业技术的工作打下基础。机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。所以对机械的加工工艺及夹具设计具有十分重要的意义。

随着中国经济发展，能源消耗量随之增加。目前，中国已经成为世界第二大能源消费国，并且有可能在三到五年内超越美国成为世界最大能源消费国。由于能源供应与经济发展之间的矛盾缺口十分明显，“能源危机”因之成为中国乃至全球范围内人们关注的焦点。停电、气荒、油价高涨等。大力发展新能源，能够相对减少中国能源需求中化石能源的比例，也能降低对进口能源的依赖程度，从而提高能源利用效率，保障经济安全。此外，新能源还具有清洁程度高、环境污染少的特质。因此，大力发展新能源，促进其推广应用，是应对能源危机与环境问题、培育经济增长点的重大战略选择。”同时作为与之相关装备配套轴承行业也迎来了一次新的发展机遇.

太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。人类对太阳能的利用有着悠久的历史。我国早在两千多年前的战国时期就知道利用钢制四面镜聚焦太阳光来点火；利用太阳能来干燥农副产品。发展到现代，太阳能的利用已日益广泛，其中太阳能发电已经成为太阳能利用的主要方式。

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由于在太阳能发电系统中太阳能电池板组件中太阳能需要紧跟太阳能的位置移动做上下，左右的旋转，以保证更高的发电功率。与之相对应一种新的轴承门类—回转驱动副在洛阳世必爱特种轴承有限公司诞生了。世必爱回转驱动副是利用蜗轮蜗杆传动的原理实现大传动比的减速装置,用在空间交错的两轴间传递运动和动力。回转驱动副传动通常情况下是由蜗杆、转盘轴承、壳体和动力源等主要零部件组成。由于核心部件采用转盘轴承，因此可以同时承受轴向载荷、径向载荷和倾翻力矩。SBI 回转驱动副与传统的回转类产品相比，具有安装简便、易于维护、更大程度上节省安装安装空间等优势。

回转驱动副装置使用轮轴运动可以减少力的消耗，起安全保护作用。除了用在逐日太阳能发电系统通常也用于重型平板运输车、集装箱起重机、随车吊、汽车吊、高空作业车、克令吊、门式起重机、小型风力发电站、航天通讯、卫星接收等领域。回转驱动副在太阳能光伏发电行业中使用，一般配置直流行星减速电机或交流减速电机；在工程机械上主要配置液压马达作为动力驱动。

作为另外一种新型能源—风能也得到了广泛应用。由于风能发电系统面临的环境恶劣，灰尘多，腐蚀性强，温差变化比较大，维护困难，世必爱给该系统的偏航轴承，变桨距轴承，发电机轴承，齿轮箱轴承，主轴轴承等保证使用寿命20年以上。

轴承行业现状，轴承座发展现状。

我国轴承业继日本、美国和德国之后居世界第4。但与世界轴承工业强国相比，我国轴承业还存在较大差距，主要表现为高精度、高技术含量和高附加值产品比例偏低、产品稳定性差、可靠性低、寿命短等。

我国轴承企业总数在世界上占据第一位，但其中多数企业规模不大，竞争能力不强，抗风险能力弱。国内传统五大轴承企业的轴承产量约占全国总量的20%，德国三大公司轴承产量占全国总产量的96%，美国四大公司占56%，日本五大公司占有率高达99.2%。

轴承的出口增长低于进口增长，我国中高端轴承产品仍依赖进口。据统计，2005年我国轴承出口产品仍以微型、小型和中小型深沟球轴承及小型、中小型圆锥滚子轴承、滚针轴承等产品为主，而高精度、高技术含量和高附加值轴承比例偏低。出口市场主要集中在美国、日本及欧盟等国家和地区。

轴承，是当代机械设备中一种举足轻重的零部件。它的主要功能是支承旋转轴或其它运动体，引导转动或移动运动并承受由轴或轴上零件传递而来的载荷，

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可分为滚动轴承和滑动轴承两类。轴承是机械工业使用广泛、要求严格的配套件和基础件。由于使用范围广泛，决定了轴承品种的多样性和复杂性。由于要求严，决定了轴承质量和性能的重要性。

滚动轴承广泛应用于工业、农业、交通运输、国防、航空航天、家用电器、办公机械和高科技等领域。按产品使用用途，滚动轴承可大致分为滚珠轴承、向心轴承、推力轴承、球轴承、滚子轴承等。 （2）轴承行业认证

从轴承行业各种标准来看，主要包括如下：

轴承工业标准 滚动轴承国家标准 滚动轴承国家机械行业标准 国际标准 标准名称 GB/T JB/T ISO/TC4 JIS B 国外先进标准 JIS D ANSI B ANSI/AFBMA （3）国内轴承行业的城市产能特点

哈轴、瓦轴、洛轴等是我国轴承行业的大型骨干排头兵企业。 •辽宁瓦房店市

辽宁省瓦房店市被中国机械工业联合会授予“中国轴承之都”。瓦轴为全国最大转盘轴承生产基地。截止到2006年，瓦房店市拥有轴承及配件加工企业390家，其中民营轴承企业370户。瓦房店市轴承技术装备和产品质量处于国内领先水平，轴承产品销往全国各地，出口40多个国家和地区。

按照瓦房店轴承产业基地规划，“十一五”期末，瓦房店地区的轴承企业将达到600户，销售收入占全国的1／3以上。

•洛阳

轴承产业是洛阳市传统优势产业之一。2007年，洛阳市政府出台8项扶持政策支持轴承产业全面发展。

截至2007年8月，洛阳地区的二十多家出口企业出口轴承238批479.2万美元，分别较同期增加88.9%和154.1%，数量同比下降。轴承出口企业由通用型号、微利和低价格优势向特种型号、高品质、高附加值迈进。

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1 零件的分析

1.1 零件的作用

轴承座是是用于支撑轴类零件，镗孔的目的是为了满足滚动轴承的外圈和轴承孔的配合要求，或者是滑动轴承外圈与轴承孔的配合，台阶孔是用于固定轴承座的，Φ32孔是用来与轴相连，支撑并固定轴承，轴承座可以做在机器箱壁或机体上。

1.2 零件的工艺分析 1.2.1零件图：

零件的三维图，如下图所示：

1.2.2加工表面及孔

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（1）φ32及φ8两孔都具有较高的精度要求，表面粗糙度Ra的值是1.6um，是加工的关键表面。

（2）轴承座的下表面的表面粗糙度Ra为1.6um，φ16孔的下表面及内孔的表面粗糙度Ra分别为3.2um和6.3um，以及轴承座的后端面的表面粗糙度Ra为6.3um，是加工的重要表面，轴承座的下表面与轴承孔中心线有平行度要求，0.01um，也是粗糙度的加工表面。

（3）M8螺纹加工主要保证其定位尺寸的要求。 （4）其余表面要求不高。

2 确定零件的生产类型

2.1 零件的生产类型

零件的生产类型是指企业（或车间，工段，班组，工作地等）生产专业化

程度的分类，它对工艺规程的制订具有决定性的影响。生产类型一般可分为大量生产，成批生产和单件生产三种类型，不同的生产类型有着完全不同的工艺特性。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的年产量。零件的年生产纲领N可按下式计算：

式中：N—零件的生产类型（件/年）； Q—产品的年产量（台、辆）；

m—每台（辆）产品中该零件的数量（件/台、辆）； a—备品率，一般取2~4； b—废品率，一般取0.3~0.7

根据上式计算求得零件的生产纲领，通过查表可得轴承座的生产类型为中批生产。

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2.2 毛坯的确定

2.2.1 确定毛坯的种类及其制造方法

零件的材料为HT150，考虑零件在机床运行过程中所承受的冲击不大，零

件结构又比较简单，生产类型为中批生产，毛坯可选用铸造成型零件形状不复杂，因此毛坯形状可以与零件形状尽量接近。

2.2 2确定注件加工余量

查《机械制造工艺设计简明手册》，选用铸件尺寸公差等级CT-12,选用加工余量为MA-H级，并根据毛坯的基本尺寸可知：轴承座底面的机械加工余量为6.5mm，后端面的机械加工余量为6.5mm。

2.2.3 绘制铸件毛坯图

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3 定位基准的选择

正确地选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容。也是保证零件加工精度的关键。定位基准分为粗基准、精基准及辅助基准。选择定位基准时，既要考虑零件的整个加工工艺过程，又要考虑零件的特征、设计基准和加工方法，根据粗、精基准的选择原则，合理选定零件加工过程中的定位基准。

通常在制定工艺规程时，总是先考虑选择怎样的精基准以保证达到精度要求并把各个表面加工出来，即先选择零件表面最终加工所用精基准和中间工序所用的精基准，然后在考虑选择合适的最初工序的粗基准把精基准面加工出来。

3.1 选择粗基准

按照有关粗基准的选择原则，按照粗基准的选择原则：选择要求加工余量小而均匀的重要表面的粗基准，以保证该表面有足够而均匀的加工余量。故选择φ32外轮廓面为基准，能方便的加工出φ32孔，保证孔中心与轴承座下端面的平行度，φ32孔外轮廓面的面积较大，无浇口，冒口，飞边等缺陷，符合粗基准的要求。

3.2 选择精基准

经分析零件图可知，轴承座底面为高度方向基准，轴承座前端面为宽度方向基准，根据统一原则，考虑选择以加工的轴承座底面为精基准，保证底面与孔φ32孔中心线的距离为55.，该基准面积较大，工件的装夹稳定可靠，容易操作，夹具结构也比较简单。

4 制定机械加工工艺路线

4.1 确定各加工表面的加工方法

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该轴承座的加工表面为：轴承座的底面，后端面，φ32内孔，φ11，

φ16台阶孔，φ8通孔，M8螺纹。根据各加工表面尺寸精度及表面粗糙度要求，底面的加工路线为：粗铣---半精铣---精铣，后端面的加工路线为：粗铣---半精铣，φ32内孔的加工路线为：粗镗---精镗，φ11孔的加工路线为：由于该表面的粗糙度要求比较低，直接采取钻就可以了，φ16孔的加工路线为：钻---粗铰，φ8的加工路线为：钻---粗铰---精铰，M8螺纹的加工路线为：钻---攻螺丝。

4.2 拟定加工工艺路线

根据零件的加工的几何形状，尺寸精度及位置精度，以及加工方法所能

达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下，可以考虑采用万能机床配以专用工具，并尽量使工序集中来提高生产率。查《机械制造工艺设计简明手册》第20页表1.4-7,1.4-8，1.4-11，选择零件的加工工艺路线如下：

工序 1：毛坯检验

工序 2：夹紧轴承座孔两侧毛坯，铣轴承座底面，照顾尺寸55mm和表面粗糙度，采用X51立式铣床加专用夹具。

工序 3：以上下底面为基准，并夹紧，铣后端面，采用X51铣床加专用夹具。 工序 4：以底面为基准，夹紧前后端面，钻φ11孔和φ16孔，保证φ16孔深为10mm，采用Z525钻床加专用夹具。

工序 5：以底面为基准，夹紧前后端面，钻，铰φ8孔，采用Z525钻床加专用夹具。

工序 6：以底面为基准，夹紧前后端面，钻，镗φ32孔，并保证孔中心到底面的距离为55mm和对孔的平行度，采用Z525钻床和T616镗床加专用夹具。 工序 7：以底面和后端面为基准，夹紧两侧面，钻M8螺纹底孔，攻M8螺纹，采用Z525钻床加专用夹具。

工序 8：车圆角R2和倒角1*45°，采用CA6140车床和专用夹具。 工序 9：去毛刺 工序 10：终检，入库。

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5 机械加工余量，工序尺寸及公差的确定

5.1加工余量和工序尺寸的确定

前面根据资料已初步确定工件各表面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量的如下：

加工表面 加工内容 铸件 粗铣 底面 半精铣 精铣 铸件 后端面 粗铣 半精铣 φ11 φ16 钻 钻 1.5 1 6.5 5.5 1 11 15 IT11 IT7 CT12 IT12 IT8 IT12 IT12 21200-0.22 加工余量 6.5 4 精度等级 CT12 IT12 尺寸偏差 ±3.5 22.5-0.350 表面粗糙度 —— 12.5 6.3 1.6 —— 12.5 6.3 12.5 12.5 0-0.035 ±3.5 66.5610-0.054 +0.18 +0.18 0 -0.35φ110φ160 15

精铰 钻 φ8 粗铰 精铰 粗镗 φ32 精镗 钻 M8 攻螺纹

1 7.8 0.16 0.04 1.7 0.3 6.8 1.2 IT10 IT12 IT10 IT8 IT11 IT17 IT12 —— φ150+0.07 3.2 12.5 3.2 1.6 6.3 1.6 12.5 12.5 φ7.80+0.15 φ7.960φ80+0.058 +0.022 φ31.70+0.16 φ32-0.035φ800 +0.15 —— 5.2确定切削用量及时间按定额

工序2铣轴承座底面

1. 粗铣轴承座底面

1.1加工条件

工件材料：HT150 σb =160~180MPa 铸造 ；工件尺寸：aemax=60mm，l=104mm;

加工要求：粗铣轴承座底面，加工余量为4mm， 机床：X51立式铣床

刀具：根据《切削用量简明手册》（后称《切削手册》）表1.2，选择YG硬质合金端铣刀，根据表.3.1 ，铣削宽度为60mm，故根据铣削宽度ae≤60,深度ap≤6,齿数z=10,故根据《机械制造工艺设计简明手册》（后简称《简明手册》）表3.1，取刀具直径d0=80mm。根据《切削用量手册》（后简称《切削手册》）表3.16，选择刀具前角γ0＝5°后角α0＝8°，副后角α0’=10°，刃倾角： λs=－10°,主偏角Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副偏角Kr’=5°。

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1.2 切削用量 1.2.1 确定切削深度

因为余量较小，故选择ap=4mm，一次走刀即可完成 1.2.2 确定每齿进给量fz

由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。根据《切削手册》表3.5，使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为4.5kw（据《简明手册》表4.2-35，X51立式铣床）时：

fz=0.09~0.18mm/z 故选择：fz=0.18mm/z。

1.2.3 确定刀具寿命及磨钝标准

根据《切削手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铣刀直径d0=80mm，故刀具使用寿命T=180min（据《简明手册》表3.8） 1.2.4 计算切削速度vc和每分钟进给量vf

根据《切削手册》表3.16，，当d0=100mm，Z=10，ap≤7.5，fz≤0.18mm/z

时，vt=98m/min,nt=322r/min,vft=490mm/min。各修正系数为：kMV= 1.12，kSV= 0.8。切削速度计算公式为：

vcTmcvd0qvpkv

apxvfzyvaeuvzv其中 ae60mm，ap4mm，Cv245，qv0.2，xv0.15，yv0.35，

kvkMvkSv1.120.80.896，uv0.2，pv0，m0.32，T180min，

fz0.18mm/z，Z10，将以上数据代入公式：

vc2451000.20.8960.3218040.150.180.35600.210

1000vc487r/min。 dw153m/min确定机床主轴转速： ns根据《简明手册》表4.2-36，选择nc=380r/min,vfc=510mm/min,因此，实际进给量和每分钟进给量为：

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vc=

d0n3.141003801000=

1000m/min=119m/min

f zc=v fc/ncz=510/380×10 mm/z=0.13mm/z 1.2.5 校验机床功率

根据《切削手册》表3.24，近似为Pcc=3.3kw,根据机床使用说明书，主轴允许功率Pcm=4.5×0.75kw=3.375kw>Pcc。故校验合格。最终确定:ap=4.0mm，nc=380r/min，vf=510mm/s，vc=119m/min，fz=0.13mm/z。 1.2.6 计算基本工时

tm＝L/ vf，L=l+ y+Δ，l=104mm.

查《切削手册》表3. 26，入切量及超切量为：y+Δ=12mm，则： tm＝L/ Vf=(104+12)/510=0.28min。

2. 半精铣轴承座底面

刀具：YG6硬质合金端铣刀； 机床：X51立式铣床； 切削深度ap： 1.5mm ；

查《切削手册》表3.5，进给量为：fz0.5~1.0mm/min，取为0.5mm/r 参考有关手册，确定v176m/min，采用YG6硬质合金端铣刀，

dw100mm,z10，则：

ns1000vdw1000176560r/min

100现采用X51立式铣床，根据《简明手册》表4.2-36，取nw490r/min，故实际切削速度： v当

dwnw10001004901000153.86m/min

nw490r/min时，工作台每分钟进给量：

mm/min，取为980mm/min fmfzznw0.5104902450

18

本工序切削时间为： tm

L104120.12min

980fm3. 精铣轴承座底面

刀具：YG6硬质合金端铣刀； 机床：X51立式铣床； 切削深度ap： 1.0mm ；

查《切削手册》表3.5，进给量为：fz0.4~0.6mm/min，取为0.4mm/r 参考有关手册，确定v330m/min，采用YG6硬质合金端铣刀，

dw100mm,z10，则：

ns1000vdw10003301050r/min

100现采用X51立式铣床，根据《简明手册》表4.2-36，取nw945r/min，故实际切削速度： v当

dwnw10001009451000296.73m/min

nw490r/min时，工作台每分钟进给量：

mm/min，取为980mm/min fmfzznw0.4109453780本工序切削时间为： tm

L104120.12min

980fm工序3 铣轴承座后端面

19

1.粗铣轴承座后端面 1.1加工条件

工件材料：HT150 σb =160~180MPa 铸造 ；工件尺寸：aemax=80mm，l=104mm;

加工要求：粗铣轴承座底面，加工余量为5.5mm， 机床：X51立式铣床

刀具：根据《切削用量简明手册》（后称《切削手册》）表1.2，选择YG硬质合金端铣刀，根据表.3.1 ，铣削宽度为80mm，故根据铣削宽度ae≤90,深度ap≤6,齿数z=12,故根据《机械制造工艺设计简明手册》（后简称《简明手册》）表3.1，取刀具直径d0=125mm。根据《切削用量手册》（后简称《切削手册》）表3.16，选择刀具前角γ0＝5°后角α0＝8°，副后角α0’=10°，刃倾角： λs=－10°,主偏角Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副偏角Kr’=5°。

1.2 切削用量 1.2.1确定切削深度

因为余量较小，故选择ap=5.5mm，一次走刀即可完成 1.2.2 确定每齿进给量fz

由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。根据《切削手册》表3.5，使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为4.5kw（据《简明手册》表4.2-35，X51立式铣床）时：

fz=0.09~0.18mm/z 故选择：fz=0.18mm/z。

1.2.3 确定刀具寿命及磨钝标准

根据《切削手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铣刀直径d0=125mm，故刀具使用寿命T=180min（据《简明手册》表3.8） 1.2.4 计算切削速度vc和每分钟进给量vf

根据《切削手册》表3.16，，当d0=125mm，Z=12，ap≤7.5，fz≤0.18mm/z

20

时，vt=98m/min,nt=322r/min,vft=490mm/min。各修正系数为：kMV= 1.12，kSV= 0.8。切削速度计算公式为：

vcTmcvd0qvkv

apxvfzyvaeuvzpv其中 ae80mm，ap5.5mm，Cv245，qv0.2，xv0.15，yv0.35，

kvkMvkSv1.120.80.896，uv0.2，pv0，m0.32，T180min，

fz0.18mm/z，Z12，将以上数据代入公式：

vc2451250.20.8961800.325.50.150.180.35800.212

1000vc265r/min。 dw104m/min确定机床主轴转速： ns根据《简明手册》表4.2-36，选择nc=255r/min,vfc=300mm/min,因此，实际进给量和每分钟进给量为： vc=

d0n3.141252551000=

1000m/min=100m/min

f zc=v fc/ncz=300/（255×10） mm/z=0.12mm/z 1.2.5 校验机床功率

根据《切削手册》表3.24，近似为Pcc=3.3kw,根据机床使用说明书，主轴允许功率Pcm=4.5×0.75kw=3.375kw>Pcc。故校验合格。最终确定:ap=5.5mm，nc=255r/min，vf=300mm/s，vc=100m/min，fz=0.12mm/z。 1.2.6 计算基本工时

tm＝L/ vf，L=l+ y+Δ，l=104mm.

查《切削手册》表3. 26，入切量及超切量为：y+Δ=17mm，则： tm＝L/ Vf=(104+17)/300=0.40min。

2 半精铣轴承座后端面

刀具：YG6硬质合金端铣刀；

21

机床：X51立式铣床； 切削深度ap： 1mm ；

查《切削手册》表3.5，进给量为：fz0.5~1.0mm/min，取为0.5mm/r 参考有关手册，确定v207m/min，采用YG6硬质合金端铣刀，

dw125mm,z12，则：

ns1000vdw1000207526r/min

125现采用X51立式铣床，根据《简明手册》表4.2-36，取nw490r/min，故实际切削速度： v当

dwnw10001254901000192.33m/min

nw490r/min时，工作台每分钟进给量：

mm/min，取为980mm/min fmfzznw0.5124902940本工序切削时间为： tm

22

L104170.13min

980fm

工序4 钻，铰Φ11，Φ16孔，保证孔的精度

1 钻Φ11孔通孔

1.1 钻选择钻头

根据《切削手册》表2.1，2.2，选择高速钢麻花钻头，由于Φ11孔的粗糙度要求较低，故以此粗钻do=11mm，钻头采用双锥后磨横刀，后角αo＝12°，

2100°，30°

2.选择切削用量 2.1 确定进给量

按加工要求确定进给量：查《切削手册》，f=0.52~0.64 ，l由《切削手册》表2.7,系数为0.5,则：

f(0.52~0.64)0.5(0.26~0.32)mm/r

d20/111.82，

按钻头强度选择:查《切削手册》表2.8,钻头允许进给量为：f0.53mm/r； 按机床进给机构强度选择：查《切削手册》表2.9，机床进给机构允许轴向力为8330N时，进给量为f2.25mm/r。

以上三个进给量比较得出，受限制的进给量是工艺要求，其值为：0.26~0.32mm/r。根据《简明手册》表4.2-16,最终选择进给量f0.28mm/r。

由于是通孔加工，为避免即将钻穿时钻头折断，故应在即将钻穿时停止自动进给而改为手动进给。

根据《切削手册》表2.19查出,钻孔时轴向力Ff=1760N，轴向力修正系数为1.0，故Ff=1760N。根据Z525立式钻床使用说明书，机床进给机构允许的最大轴向力为8830N﹥Ff，故所选进给量可用。

23

2.2 确定钻头磨钝标准及寿命

后刀面最大磨损限度（查《简明手册》）为0.6mm，寿命T75min． 2.3 切削速度

查《切削手册》表2.30，切削速度计算公式为：

cvd0vcmxTapfzvvyvkv （m/min）

其中，Cv9.5，d011mm，zv0.25，m0.125，ap20，xv0，yv0.55，

f0.28，查得修正系数：kTv1.0，klv1.16，ktv1.0，故实际的切削速度：

9.5110.25vc0.1250.8524.9m/min 0.557510.28 2.4 检验机床扭矩及功率

查《切削手册》表2.20，当f≤0.33, do≤11mm时，Mt=31.78N•m，修正系数均为1.0，故MC=31.78 N•m。

查机床使用说明书：Mm =72.6 N•m。

查《切削手册》表2.23,钻头消耗功率：Pc=1.0kw。 查机床使用说明书，PE2.80.812.26kw。 由于McMm，PCPE，故切削用量可用，即：

f0.28mm/r，nnc392r/min，vc17.3m/min

3、计算工时

tmL2080.37min nf2720.28

3 钻Φ16孔，孔深为10mm，与Φ11形成沉孔 2.1 粗钻Φ16孔

2.1.1选择钻头

根据《切削手册》表2.1.2.2，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=15mm，

24

钻头采用双锥后磨横刀，后角αo＝12°，二重刃长度bε=2.5mm,横刀长b=1.5mm,宽l=3mm,棱带长度l11.5mm，2100°，30° 2.2 选择切削用量 2.2.1 确定进给量

按加工要求确定进给量：查《切削手册》，f0.61~0.75mm/r，由《切削手册》表2.7,系数为0.5,则：

f(0.61~0.75)0.5(0.305~0.375)mm/r

按钻头强度选择:查《切削手册》表2.8,钻头允许进给量为：f0.93mm/r； 按机床进给机构强度选择：查《切削手册》表2.9，机床进给机构允许轴向力为8330N时，进给量为f1.5mm/r。

以上三个进给量比较得出，受限制的进给量是工艺要求，其值为：0.305~0.375mm/r。根据《简明手册》表4.2-16,最终选择进给量f0.36mm/r。

根据《切削手册》表2.19查出,钻孔时轴向力Ff=2500N，轴向力修正系数为1.0，故Ff=2500N。根据Z525立式钻床使用说明书，机床进给机构允许的最大轴向力为8830N﹥Ff，故所选进给量可用。 2.2.2 确定钻头磨钝标准及寿命

后刀面最大磨损限度（查《简明手册》）为0.62mm，寿命T60min． 2.2.3 切削速度

查《切削手册》表2.30，切削速度计算公式为：

cvd0vcmxTapfzvvyvkv （m/min）

其中，Cv11.1，d015mm，zv0.25，m0.125，ap10，xv0，yv0.4，

f0.36，查得修正系数：kTv1.0，klv1.16，ktv1.0，故实际的切削速度：

11.1150.25vc0.1250.8516.8m/min 0.46010.36 2.2.4 检验机床扭矩及功率

查《切削手册》表2.20，当f≤0.41, do≤16mm时，Mt=31.78N•m，修正系数均

25

为1.0，故MC=31.78 N•m。

查机床使用说明书：Mm =52 N•m。

查《切削手册》表2.23,钻头消耗功率：Pc=1.3kw。 查机床使用说明书，PE2.80.812.26kw。 由于McMm，PCPE，故切削用量可用，即：

f0.36mm/r，nnc545r/min，vc16.8m/min

3、计算工时

tmL1080.09min nf5450.36

3.2 粗铰φ16孔

粗铰至φ16mm 刀具：专用铰刀 机床：Z525立式钻床

根据有关手册的规定，铰刀的进给量为fz0.8～1.2mm/z,进给量取

fz0.81mm/r，机床主轴转速取为nw=392r/min，则其切削速度为：

vnd19.69m/min。

机动时切削工时，l108=18mm，

tm18180.057min f3920.81nw

工序5 钻，铰φ8孔，保证孔的精度

1. 钻φ8孔

1.1选择钻头

根据《切削手册》表2.1.2.2，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=7.8mm，钻头采用双锥后磨横刀

26

1.2 选择切削用量

查《切削手册》，f=0.36~0.44mm/r， l/d=20/8=2.5 ，由《切削手册》表2.7，系数为0.5，则f=（0.36~0.44）*0.5=0.18~0.22mm/r 根据《简明手册》表4.2-16 ，最终选择f=0.22mm/r 1.3 确定钻头磨钝标准及寿命

后刀面最大磨损限度（查《简明手册》）为0.6mm，寿命T35min 1.4 切削速度

查《切削手册》表2.30，切削速度计算公式为：

cvd0vcmxTapfzvvyvkv （m/min）

其中，Cv9.5，d07.8mm，zv0.25，m0.125，ap9，xv0，yv0.55，

f0.22，查得修正系数：kTv1.0，klv0.85，ktv1.0，故实际的切削速度：

9.57.80.25vc0.1250.8519.75m/min 0.556010.22 （4）检验机床扭矩及功率

查《切削手册》表2.20，当f≤0.26, do≤11mm时，Mt=10.94N•m，修正系数均为1.0，故MC=10.94 N•m。

查机床使用说明书：Mm =144.2 N•m。

查《切削手册》表2.23,钻头消耗功率：Pc=1.0kw。 查机床使用说明书，PE2.80.812.26kw。 由于McMm，PCPE，故切削用量可用，即：

f0.22mm/r，nnc272r/min，vc19.75m/min

3、计算工时

tmL2060.44min nf2720.22

2. 粗铰至Φ7.96mm

27

刀具：专用铰刀 机床：Z525立式钻床

根据有关手册的规定，铰刀的进给量为fz0.7～1.1mm/z,进给量取

fz0.81mm/r，机床主轴转速取为nw=1360r/min，则其切削速度为：

vnd33.99m/min。

机动时切削工时，l206=26mm，

tm26260.023min f13600.81nw(2) 精铰至8mm

刀具：dw8mm 机床：Z525立式钻床

根据有关手册的规定，铰刀的进给量取f0.22mm/r，机床主轴转速取为：

nw=1136r/min，则其切削速度为：vnd34m/min

机动时切削工时，l206=26mm

tm26260.086min f13600.22nw

工序6 粗镗，半精镗Φ32孔，以轴承座底面为定位基准 1. 粗镗Φ32孔

机床：T616卧式镗床

单边余量z0.85mm,可一次切除，则 ap0.85mm。

由《切削手册》表1.5查得，进给量fz0.40~0.60mm/r,取为0.52mm/r。由《切削手册》表1.1查得 Vt=114,mm/min Kv=1.0*1.2*0.8*0.8*1.2*1.0=0.92 则： Vc=114*0.92=105m/min

28

nw1000vdw10001051045r/min

32查《简明手册》表4.2-20，nw取为1160r/min。 加工基本工时：t

l6020.103min nwf11600.522半精镗Φ32孔

机床：T616卧式镗床

单边余量z0.15mm,可一次切除，则 ap0.15mm。

由《切削手册》表1.5查得，进给量fz0.10~0.15mm/r,取为0.145mm/r。由《切削手册》表1.1查得 Vt=163,mm/min Kv=1.0*1.2*0.8*0.8*1.2*1.0=0.92 则： Vc=163*0.92=150m/min

nw1000v10001501492r/min

32dw查《简明手册》表4.2-20，nw取为1160r/min。 加工基本工时：t

l6020.103min nwf11600.52工序7 钻M8底孔，攻螺纹

1. 钻螺纹底孔Φ6.80mm

机床：Z525立式钻床 刀具：高速钢麻花钻

根据《切削手册》查得，进给量为f0.36～0.44mm/z, 系数为0.5，故f=（0.36~0.44）*0.5=0.18~0.22mm/z ，现取f=0.22mm/z，v=28m/min，则：

ns1000vdw1000281311r/min

6.8 29

r/min。所以实际切削速度为： 查《简明手册》表4.2-15，取nw1360vdwnw10006.81360100029m/min

计算切削基本工时：

tmly1440.061min 13600.22fm

2攻螺纹M6

机床：Z525立式钻床 刀具：丝锥M8，P=1.25mm

切削用量选为：v0.1m/s6m/min，机床主轴转速为：Ns=1000V/3.14*8=239r/min， 按机床使用说明书选取：nw272r/min，则

v272*3.14*8/1000m/min；机动时，l14418mm，计算切削基本工时：

tml180.05min fn1.25272

6.夹具设计

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。并设计工序7——钻M8螺纹底孔的夹具。本夹具将用于Z525立式钻床，刀具为高速钢麻花钻。 6.1 问题的提出

夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程地切削加工、 热处理、装配等工艺过程中。

机床夹具按在不同生产类型中的通用性，可以分为通用夹具. 专用夹具. 可调夹具. 组合夹具等。本夹具主要用来钻M8螺纹底孔，该孔是直通孔，在Φ32孔的的正上方，由于本工序是中批生产，还应考虑如何提高劳动生产力，降低劳

30

动强度，而其位置尺寸为自由公差，精度不是主要问题。 6.2 夹具设计

6.2.1、定位基准选择

由零件图可知，M8，为使定位误差为零，应该选择以Φ32孔的后端面为定位基准，M8的孔中心线竖直垂直于Φ32孔的水平中心线。为了提高加工效率，现决定采用手动夹紧工件快换装置，并采用快换钻套以利于在钻孔后攻螺纹。

6.2.2、切削力及夹紧力计算

刀具：硬质合金麻花钻，d6.8mm。

由实际加工的经验可知,钻削时的主要切削力为钻头的切削方向,即垂直于工作台,查《切削手册》表2.3，切削力计算公式为：

FfCFd0ZFfyFk

F其中：CF420，ZF1.0，yF0.8，d06.8mm，f0.22，kFkMFkxFkhF，

kMF与加工材料有关,取0.94；kxF与刀具刃磨形状有关,取1.33；khF与刀具磨

钝标准有关,取1.0，则：

N F4106.81.00.220.81.251063

31

致谢

大学四年转眼就过去了，通过毕业设计，使我综合的运用了几年所学的专业知识。在毕业设计中，发现自己在理论与实践中有很多的不足，自己知识中存在着很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论到实践的能力还急需提高。

这次毕业设计，这让我真切的体会到理论与实际相结合的意义，为我今后的机械制造技术设计思路奠定了基础。这次课程设计虽然不是属于实践的操作，但是从这次课程设计中能让我们学习到一些课本中不能引起我们注意的细节东西。本次课程主要经过了两个阶段。第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。第一阶段中认真复习了有关书本知识学会了如何分析零件的工艺性，学会了查各类工艺手册。选择加工余量，确定毛坯的形状，大小等，绘制出了毛坯图。又根据毛坯图和零件图构想出了两种工艺方案，比较其中较合理的方案来编制工艺。其中运用了基准选择，时间定额计算等方面的知识。还结合了我们生产实习中所看到的实际情况来选择设备，填写了工艺文件。夹具设计阶段，运用工件定位，夹紧及零件结构设计等方面的知识。

我非常感谢我的指导教师魏老师。自从做毕业设计以来，我时刻体会着魏老师严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，我想这是够我一生受用的人格魅力。张老师在这个过程中给了我许多帮助，我在不明白一些设计的问题和有关画图方面的问题时，每次去老师那里，老师都会在百忙之中给我们足够的时间去问问题，有时还会和我坐下来一起讨论设计的方案。即使是周末只要我们有问题也愿意舍弃他宝贵的周末来给我们解答问题，而且每次都是那么的耐心、认真、和蔼，这让我很感动。整个过程，魏老师都倾注了大量的心血。正是魏老师科学、严谨的指导下，我的课程设计才能顺利进行，这篇论文也才得以顺利完成。再次向我的指导老师，魏老师表示深深的敬意和感谢！

毕业设计虽然我完成的图不一定很好，但是通过老师的帮助和自己的努力完成还是让我有一种自豪感，毕竟是我自己真的去思考所得来的成果。毕业设计结束的时候，我感到有一种轻松感，是因为我在这个过程中获得了知识，有所学、有所用。虽然在这个过程中的也遇到了困难，但是有魏老师的讲解和指导，让我更能深刻的去领会绘制的原理，因此，我要感谢魏老师对我的帮助和辅导。

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在完成毕业设计的过程中，我发现了自己很多不足和需要改进的地方。这些我会在今后踏出校园，步入社会的工作和生活中不断努力学习和充实自己。

参考文献

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[5] 淘济贤等，机床夹具设计，北京：机械工业出版社，1986。 [6] 李洪，机械加工工艺师手册，北京：机械工业出版社，1990。 [7] 机械设计手册编委会，机械设计手册卷4，北京：机械工业出版社，1998。 [8] 东北重型机械学院，机床夹具设计手册，上海：上海科学技术出版社，1979。

[9] 贺光谊等，画法几何及机械制图，重庆：重庆大学出版社，1994。 [10] 丁骏一，典型零件制造工艺，北京：机械工业出版社,1989。 [11] 孙丽媛，机械制造工艺及专用夹具设计指导，北京：冶金工业出版社，2002。

[12] 东北重型机械学院等，机床夹具设计手册，上海：上海科学技术出版社，1979。

[13] 孟少龙，机械加工工艺手册第1卷，北京：机械工业出版社，1991。 [14] 《金属机械加工工艺人员手册》修订组，金属机械加工工艺人员手册，上海：上海科学技术出版社，1979。

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[18] 周永强，高等学校毕业设计指导，北京：中国建材工业出版社，2002。

33

Mechanical Design

Abstract: A machine is a combination of mechanisms and other components which transforms, transmits. Examples are engines, turbines, vehicles, hoists, printing presses, washing machines, and movie cameras. Many of the principles and methods of design that apply to machines also apply to manufactured articles that are not true machines. The term \"mechanical design\" is used in a broader sense than \"machine design\" to include their design. the motion and structural aspects and the provisions for retention and enclosure are considerations in mechanical design. Applications occur in the field of mechanical engineering, and in other engineering fields as well, all of which require mechanical devices, such as switches, cams, valves, vessels, and mixers.

Keywords: Mechanical Design mechanisms Design Process

The Design Process

Designing starts with a need real.Existing apparatus may need improvements in durability, efficiency, weight, speed, or cost. New apparatus may be needed to perform a function previously

done by men, such as computation, assembly, or servicing. With the objective wholly or partly

In the design preliminary stage, should allow to design the personnel fully to display the creativity, not each kind of restraint. Even if has had many impractical ideas, also can in the design early time, namely in front of the plan blueprint is corrected. Only then, only then does not send to stops up the innovation the mentality. Usually, must propose several sets of design proposals, then perform the comparison. Has the possibility very much in the plan which finally designated, has used certain not in plan some ideas which accepts.

When the general shape and a few dimensions of the several components become apparent, analysis can begin in earnest. The analysis will have as its objective satisfactory or superior performance, plus safety and durability with minimum weight, and a competitive cost. Optimum

proportions and dimensions will be sought for each critically loaded section, together with a balance between the strengths of the several components. Materials and their treatment will be chosen. These important objectives can be attained only by analysis based upon the principles of mechanics, such as those of static for reaction forces and for the optimum utilization of friction; of dynamics for inertia, acceleration, and energy; of elasticity and strength of materials for stress and deflection; of physical behavior of materials; and of fluid mechanics for lubrication and hydrodynamic drives. The analyses may be made by the same engineer

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who conceived the arrangement of mechanisms, or, in a large company, they may be made by a separate analysis division or research group. Design is a reiterative and cooperative process, whether done formally or

informally, and the analyst can contribute to phases other than his own. Product design requires much research and development. Many Concepts of an idea must be studied, tried, 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.

Product liability suits designers and forced in material selection, using the best program. In the process of material, the most common problems for five (a) don't understand or not use about the latest application materials to the best information, (b) failed to foresee and consider the reasonable use material may (such as possible, designers should further forecast and consider due to improper use products. In recent years, many products liability in litigation, the use of products and hurt the plaintiff accused manufacturer, and won the decision), (c) of the materials used all or some of the data, data, especially when the uncertainty long-term performance data is so, (d) quality control method is not suitable and unproven, (e) by some completely incompetent persons choose materials. Through to the above five questions analysis, may obtain these questions is does not have the sufficient reason existence the conclusion. May for avoid these questions to these questions research analyses the appearance indicating the direction. Although uses the best choice of material method not to be able to avoid having the product responsibility lawsuit, designs the personnel and the industry carries on the choice of material according to the suitable procedure, may greatly reduce the lawsuit the quantity. May see from the above discussion, the choice material people should to the material nature, the characteristic and the processing method have comprehensive and the basic understanding.

Finally, a design based upon function, and a prototype may be built. If its tests are satisfactory, the initial design will undergo certain modifications that enable it to be manufactured in quantity at a lower cost. During subsequent years of manufacture and service, the design is likely to undergo changes as new ideas are conceived or as further analyses based upon tests and experience indicate alterations. Sales appeal.

Some Rules for Design

In this section it is suggested that, applied with a creative attitude, analyses can lead to important improvements and to the conception and perfection of alternate, perhaps more functional, economical, and durable products.

To stimulate creative thought, the following rules are suggested for the designer and analyst. The first six rules are particularly applicable

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for the analyst.

1. A creative use of need of physical properties and control process. 2. Recognize functional loads and their significance. 3. Anticipate unintentional loads.

4. Devise more favorable loading conditions. 5. Provide for favorable stress distribution and stiffness with minimum weight.

6. Use basic equations to proportion and optimize dimensions. 7. Choose materials for a combination of properties. 8. Select carefully, stock and integral components.

9. Modify a functional design to fit the manufacturing process and reduce cost.

10. Provide for accurate location and noninterference of parts in assembly.

Machinery design covers the following contents.

1. Provides an introduction to the design process , problem formulation ,safety factors.

2. Reviews the material properties and static and dynamic loading analysis ,

Including beam , vibration and impact loading.

3. Reviews the fundamentals of stress and defection analysis.

4. Introduces 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.

5. Discusses thoroughly the phenomena of wear mechanisms, surface contact stresses ,and surface fatigue.

6. Investigates shaft design using the fatigue-analysis techniques. 7. Discusses fluid-film and rolling-element bearing theory and application

8. Gives a thorough introduction to the kinematics, design and stress analysis of spur gears , and a simple introduction to helical ,bevel ,and worm gearing.

9. Discusses spring design including compression ,extension and torsion springs.

10. Deals with screws and fasteners including power screw and preload fasteners.

11. Introduces the design and specification of disk and drum clutches and brakes. Machine Design The complete design of a machine is a complex process. The machine design is a creative work. Project engineer not only must have the creativity in the work, but also must in aspect and so on mechanical drawing, kinematics, engineerig material, materials mechanics and machine manufacture technology has the deep elementary knowledge.

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One of the first steps in the design of any product is to select the material from which each part is to be made. Numerous materials are available to today's designers. The function of the product, its

appearance, the cost of the material, and the cost of fabrication are important in making a selection. A careful evaluation of the properties of a. material must be made prior to any calculations.

Careful calculations are necessary to ensure the validity of a design. In case of any part failures, it is desirable to know what was done in originally designing the defective components. The checking of calculations (and drawing dimensions) is of utmost importance. The misplacement of one decimal point can ruin an otherwise acceptable project. All aspects of design work should be checked and rechecked.

The computer is a tool helpful to mechanical designers to lighten tedious calculations, and provide extended analysis of available data. Interactive systems, based on computer capabilities, have made possible the concepts of computer aided design (CAD) and computer-aided

manufacturing (CAM). How does the psychologist frequently discuss causes the machine which the people adapts them to operate. Designs personnel''s basic responsibility is diligently causes the machine to adapt the people. This certainly is not an easy work, because certainly does not have to all people to say in fact all is the most superior operating area and the operating process. Another important question, project engineer must be able to carry on the exchange and the consultation with other concerned personnel. In the initial stage, designs the personnel to have to carry on the exchange and the consultation on the preliminary design with the administrative personnel, and is approved. This generally is through the oral discussion, the schematic diagram and the writing material carries on.

If front sues, the machine design goal is the production can meet the human need the product. The invention, the discovery and technical knowledge itself certainly not necessarily can bring the advantage to the humanity, only has when they are applied can produce on the product the benefit. Thus, should realize to carries on before the design in a specific product, must first determine whether the people do need this kind of product

Must regard as the machine design is the machine design personnel carries on using creative ability the product design, the system analysis and a formulation product manufacture technology good opportunity. Grasps the project elementary knowledge to have to memorize some data and the formula is more important than. The merely service data and the formula is insufficient to the completely decision which makes in a good design needs. On the other hand, should be earnest precisely carries on all operations. For example, even if places wrong a decimal point position, also can cause the correct design to turn wrongly.

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A good design personnel should dare to propose the new idea, moreover is willing to undertake the certain risk, when the new method is not suitable, use original method. Therefore, designs the personnel to have to have to have the patience, because spends the time and the endeavor certainly cannot guarantee brings successfully. A brand-new design, the request screen abandons obsoletely many, knows very well the method for the people. Because many person of conservativeness, does this certainly is not an easy matter. A mechanical designer should unceasingly explore the improvement existing product the method, should earnestly choose originally, the process confirmation principle of design in this process, with has not unified it after the confirmation new idea.

机械设计 摘要： 机器是由机械装置和其它组件组成的。它是一种用来转换或传递能量的装置，例如：发动机、涡轮机、车辆、起重机、印刷机、洗衣机、照相机和摄影机等。许多原则和设计方法不但适用于机器的设计，也适用于非机器的设计。术语中的“机械装置设计” 的含义要比“机械设计”的含义更为广泛一些，机械装置设计包括机械设计。在分析运动及设计结构时，要把产品外型以及以后的保养也要考虑在机械设计中。在机械工程领域中，以及其它工程领域中，所有这些都需要机械设备，比如：开关、凸轮、阀门、船舶以及搅拌机等。 关键词： 设计流程 设计规则 机械设计

设计流程

设计开始之前就要想到机器的实际性，现存的机器需要在耐用性、效率、重量、速度，或者成本上得到改善。新的机器必需具有以前机器所能执行的功能。

在设计的初始阶段，应该允许设计人员充分发挥创造性，不要受到任何约束。即使产生了许多不切实际的想法，也会在设计的早期，即在绘制图纸之前被改正掉。只有这样，才不致于阻断创新的思路。通常,还要提出几套设计方案，然后加以比较。很有可能在这个计划最后决定中,使用了某些不在计划之内的一些设想。

一般的当外型特点和组件部分的尺寸特点分析得透彻时，就可以全面的设计和分析。接着还要客观的分析机器性能的优越性，以及它的安全、重量、耐用性，

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并且竞争力的成本也要考虑在分析结果之内。每一个至关重要的部分要优化它的比例和尺寸，同时也要保持与其它组成部分相协调。

也要选择原材料和处理原材料的方法。通过力学原理来分析和实现这些重要的特性，如那些静态反应的能量和摩擦力的最佳利用，像动力惯性、加速动力和能量；包括弹性材料的强度、应力和刚度等材料的物理特性，以及流体润滑和驱动器的流体力学。设计的过程是重复和合作的过程，无论是正式或非正式的进行，对设计者来说每个阶段都很重要。

最后，以图样为设计的标准，并建立将来的模型。如果它的测试是符合事先要求的，则再将对初步设计进行某些修改，使它能够在制造成本上有所降低。产品的设计需要不断探索和发展。许多方案必须被研究、试验、完善，然后决定使用还是放弃。虽然每个工程学问题的内容是独特的，但是设计师可以按照类似的步骤来解决问题。

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)未能预见和考虑材料的合理用途（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，尤其是当其性能数据长期不更新；(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而存在的结论。对这些问题的研究分析可以为避免这些问题的出现而指明方向。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。

在随后生产和售后服务的几年中，要接受新观念的变化，或者由试验和经验为基础，进一步分析并改进。

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一些设计规则

在本节中，建议要运用创造性的态度来替代和改进。也许会创造出更实用、更经济、更耐用的产品。

为了激发创造性思维，下列是设计和分析的建议规则。前六个规则对设计者来说特别适用。

1. 要有创造性的利用所需要的物理性质和控制过程。 2. 认识负载产生的影响及其意义。 3. 预测没有想到的负载。

4. 创造出对载荷更为有利的条件。 5. 提供良好的应力分布和最小的刚度条件。 6. 运用最简单的方程来优化体积和面积。 7. 选择组合材料。

8. 仔细选择所备的原料和不可缺少的组件。

9. 调整有效的设计方案，以适应生产过程和降低成本。 10. 规定好准确的位置条件为了使组件安装时不干涉。

机械设计包括一下内容：

1. 对设计过程、设计所需要公式以及安全系数进行介绍。

2. 回顾材料特性、静态和动态载荷分析，包括梁、振动和冲击载荷。 3. 回顾应力的基本规律和失效分析。

4. 介绍静态失效理论和静态载荷下机械断裂分析。

5. 介绍疲劳失效理论并强调在压力条件下接近高循环的疲劳设计，这通常用在旋转机械的设计中。

6. 深入探讨机械磨损机理、表面接触应力和表面疲劳现象。 7. 使用疲劳分析技术校核轴的设计。 8. 讨论润滑油膜与滚动轴承的理论和应用。

9. 深入介绍直齿圆柱齿轮的动力学、设计和应力分析，并简单介绍斜齿轮、锥齿轮和涡轮有关方面的问题。

10. 讨论弹簧设计、螺杆等紧固件的设计，包括传动螺杆和预紧固件。 11. 介绍盘式和鼓式离合器以及制动器的设计和技术说明。

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机械设计

一台完整机器的设计是一个复杂的过程。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。

任何产品在设计时第一步就是选择产品每个部分的构成材料。许多的材料被今天的设计师所使用。对产品的功能，它的外观、材料的成本、制造的成本作出必要的选择是十分重要的。对材料的特性必须事先作出仔细的评估。

仔细精确的计算是必要的，以确保设计的有效性。在任何失败的情况下，最好知道在最初设计中有有缺陷的部件。计算（图纸尺寸）检查是非常重要的。一个小数点的位置放错，就可以导致一个本可以完成的项目失败。设计工作的各个方面都应该检查和复查。

计算机是一种工具，它能够帮助机械设计师减轻繁琐的计算，并对现有数据提供进一步的分析。互动系统基于计算机的能力，已经使计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）成为了可能。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。

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。

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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。

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学位论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

学位论文作者（本人签名）： 年 月 日

学位论文出版授权书

本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》(以下简称“章程”)，愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入CNKI《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。

论文密级：

□公开 □保密（___年__月至__年__月）(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)

作者签名：_______ 导师签名：_______

_______年_____月_____日

_______年_____月_____日

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独 创 声 明

本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。

本声明的法律后果由本人承担。

作者签名: 二〇一〇年九月二十日

毕业设计（论文）使用授权声明

本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。

本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。

（保密论文在解密后遵守此规定）

作者签名: 二〇一〇年九月二十日

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致 谢

时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。

首先非常感谢学校开设这个课题，为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验，奠定了基础。本次毕业设计大概持续了半年，现在终于到结尾了。本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。这期间凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。

首先，我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导，在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导，为我理清了设计思路和操作方法，并对我所做的课题提出了有效的改进方案。郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。从他身上，我学到了许多能受益终生的东西。再次对周巍老师表示衷心的感谢。

其次，我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求，感谢他们对我学习上和生活上的帮助，使我了解了许多专业知识和为人的道理，能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。

另外，我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持，与他们一起学习、生活，让我在大学期间生活的很充实，给我留下了很多难忘的回忆。

最后，我要感谢我的父母对我的关系和理解，如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。

四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。

回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。

学友情深，情同兄妹。四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。

在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。

最后，我要特别感谢我的导师赵达睿老师、和研究生助教熊伟丽老师。是他们在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励，给了我很多解决问题的思路，在此表示衷心的感激。老师们认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢他耐心的辅导。在论文的撰写过程中老师们给予我很大的帮助，帮助解决了不少的难点，使得论文能够及时完成，这里一并表示真诚的感谢。

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