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1、XX大学轴承座支架的加工工艺及铳0 72孔两端面夹具设计所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 轴承座内孔端面铳床夹具设计第2章轴承座的加工工艺规程设计2.1 零件的分析零件的作用题目所给的零件是轴承座。轴承座是用来支撑轴承的，固定轴承的外圈，仅 仅让内圈转动，外圈保持不动，始终与传动的方向保持一致(比如电机运转方向)， 并且保持平衡；，轴承座的概念就是轴承和箱体的集合体，以便于应用，这样的好处 是可以有更好的配合,更方便的使用，减少了使用厂家的成本.至于形状,多种多样, 通常是一个箱体,轴承可以安装在其中2. 1.2零件的工艺分析图1.1轴承座零件图零件的材料为Q235,焊接性能
2、和切削加工性能优良。以下是轴承座需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：(1)中心圆孔72H7。(2)两端面与中心孔中72H7有0.05的垂直度(4)底面与中心孔中72H7有位置关系。轴承座内孔端面铳床夹具和压盖安装孔钻床夹具设计由上面分析可知，可以先加工轴承座中心孔，然后以此作为基准采用专用夹 具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能 达到的位置精度，并且此轴承座零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要 求采用常规的加工工艺均可保证。2. 2确定生产类型已知此轴承座零件的生产类型为大批量生产，所以初步确定工艺安排为：加 工过程划分阶段；工序应当集中；加工设备
3、以通用设备为主，大量采用专用工装。2. 3确定毛坯2. 3.1确定毛坯种类零件材料为Q235。考虑零件零件结构简单，根据任务书，故选择焊接毛坯。2. 3. 2确定焊接加工余量及形状查机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册172页表1-4-72. 3. 3绘制焊接零件图图2.1零件毛坯图轴承座内孔端面铳床夹具设计2. 4工艺规程设计2. 4.1选择定位基准粗基准的选择以零件的下端孔为主要的定位粗基准，以较大面a面为辅助粗基准。精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基 准统一”原则，以加工后的通孔为主要的定位精基准，以下端孔为辅助的定位精 基准。2. 4. 2
4、制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，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,可以考虑采用各种机床配以专用夹 具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生 产成本尽量下降。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：表2. 1工艺路线方案一工序号工序内容工序一钻72H7的底孔11. 5工序二钱72H7的通孔,达到图纸尺寸公差工序三粗铳72H7的两端面，使粗糙度达到6. 3,使两面间的距禺为27工序四精铳72H7的两端面，使粗糙度达到3. 2,达到图纸尺寸公差工序五粗铳下端圆孔的两侧面，使两面之间的距离为6. 85工序六精铳下端圆
5、孔的两侧面，使两面之间的距离为5. 35,留0. 5mm的磨 削余量工序七磨削26半圆孔两凸台端面,达到图纸尺寸公差4. 85和粗糙度要 求0.8工序八镶孔中26,达到图纸尺寸公差工序九铳削距离为26：牌一段工序十铳斜面侧边，使距离72H7中心孔距离为8?。510轴承座内孔端面铳床夹具和压盖安装孔钻床夹具设计工序十一铳8孔端面，使距离72H7中心孔距离为9.5工序十二钻中8的底孔7. 5,垂直于72H7的通孔工序十三钱8的孔，垂直于72H7的通孔工序十四钳工打毛刺工序十五检验表2. 2工艺路线方案二工序号工序内容工序一锻造毛坯，正火后达到硬度HB167299工序二粗铳72H7的两侧面,使两面间
6、距为27工序三精铳72H7的两侧面，使两面间距为25工序四粗铳中26孔的两面，使两面的间距为6. 85工序五精铳下端圆孔的两侧面，使两面之间的距禺为5. 35,留0. 5mm的磨 削余量工序六钻72H7的底孔H.5工序七钱72H7的通孔工序八镇孔26工序九铳削距离为26一段工序十铳斜面侧边,使距离72H7中心孔距离为8?(,5工序H-铳8孔端面，使距离中72H7中心孔距离为9.5工序十二钻中8的底孔7. 5,垂直于72H7的通孔工序十三铳削爪部开口槽至26工序十四热处理HRC55 + 5工序十五磨削爪部两端面，达到图纸尺寸公差4. 85和粗糙度要求0. 8工序十六钳工打毛刺工序十七检验工艺方案
7、的比较与分析：上述两个工艺方案的特点在于：方案二是加工工序分散，适合流水线生产,11轴承座内孔端面铳床夹具设计缩短装换刀具的时间。加工完前次的又可成为下次加工的基准，这样使工序非常 清晰易提高加工精度，是对大批量生产是很合适的。方案一把工件加工工序分得 很紊乱并且很集中，基准得不到保证，加工出来的精度低，不符合现代化的生产 要求。两种方案的装夹比较多，但是考虑到加工零件的方便性，及加工精度，且 还是大批生产，所以采用方案二比较合适。工序号工序内容工序一焊接成型工序二人工时效温度（500。550。）消除应力工序三粗铳底平面。工序四精铳底平面。工序五粗铳U型槽。工序六精铳U型槽。工序七粗铳立铳两端
8、面工序八精铳立铳两端面工序九铳顶面工序十粗镇中72孔工序十一精镇72孔工序十二钻孔9孑L。工序十三钻孔3X7孔工序十四钳工打毛刺工序十五检验2. 4. 3选择加工设备和工艺设备机床的选择工序3、4、5、6、7、8、9采用X62W铳床工序5、6、7、11采用Z525钻床选择夹具该轴承座的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。选择刀具12轴承座内孔端面铳床夹具和压盖安装孔钻床夹具设计在铳床上加工的各工序，采用硬质合金铳刀即可保证加工质量。选择量具加工的孔均采用极限量规。其他对垂直度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺 寸采用通用量具即可。2. 4. 4机械加工余量、工序尺寸及
9、公差的确定根据前面资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加 工工序的加工余量如下：表2. 3各加工工序的加工余量及达到的尺寸、经济度、粗糙度工序 号工序内容加工余 量经济精度表面 粗糙 度工序余量最小最大1粗铳72H7的两侧面3IT116.3-0. 10. 12粗铳上端孔侧面的工艺凸台3IT116.3-0. 10. 13粗链72H7通孔IT116.3-114精镇72H7通 孔2.0IT113.2-0. 050. 055粗铳72H7 的两 侧面粗铳左面3IT116.3-0. 10. 1粗铳右面13轴承座内孔端面铳床夹具设计6钻中9的孔IT136.3-112.5确定切削用量及基本
10、工时 2. 5. 1粗精铳底平面机床：X62W铳床刀具：两块镶齿套式面铳刀（间距为80）,材料：KT15, D = 2OO/7i/n ,齿数 Z = 20,为粗齿铳刀。因其单边余量：Z=3mm所以铳削深度%, ： ap =3mm每齿进给量。/：根据参考文献3表2. 4-73,取 = 0.15mm/Z铳削速度V ：参照参考文献3表2.4-81,取V = 2.54m/s机床主轴转速：1000V 1000x2.54x60/ .n =h 242.68r / min ,nd 3.14x200按照参考文献3表3. 1-74 = 245r/min!?-必必|、士心兀dn 3.14x200x245 f 一 ,
11、实际铳削速度v： v =x 2.56m/s10001000x60进给量Vf： K = afZn = 0.15x20x245/6012.25mm/s JJJ工作台每分进给量 fm ： fm - Vf = 12.25mm/s = 735mm/ min：根据参考文献3表2. 4-81, % =60mm切削工时被切削层长度/：由毛坯尺寸可知/ = 42m机，刀具切入长度4：/ =0.5（0-厅工F）+（1-3）= 0.5（200 - a/2002 - 602） + （1 - 3） = 7.6mm刀具切出长度4 ：取4= 2mm走刀次数为114轴承座内孔端面铳床夹具和压盖安装孔钻床夹具设计n - I n
12、r pI +1、+4 42 + 7.6 + 2.机动时间/ ： tj=!一二二0.07min77 fm 735查参考文献文,表2. 5-45工步辅助时间为：1.2工in2. 5. 2粗精铳U型槽机床：X62W刀具：硬质合金端铳刀（面铳刀）dw =mmni 齿数Z = 14粗铳a面铳削深度ctp := 3mm每齿进给量力：根据机械加工工艺手册表2.4-73,取叫=0.15的n/ZJJ铳削速度V：参照机械加工工艺手册表2.4-81,取V = 6机/s士n 生 +左山在、古1000V 1000x6x60 no_ / . 而 0M / .机床主轴转速： n = 287r/min , 取 = 300z7
13、mm兀 d。3.14x400已-公用必I、击、7,兀d（）n 3.14x400x300 ,实际铳削速度V ： V =-二=6.28/7?/510001000x60进给量Vf：匕=Q/Z = 0.15X14X300/6010.5mm/s工作台每分进给量 fm ： fm - Vf - 10.5mm/s - 630mm/min%：根据机械加工工艺手册表2.4-81, & = 240mm被切削层长度/：由毛坯尺寸可知/ = 16僧刀具切入长度 4： /1 = 0.5（。- J。?靖 +（1 3）= 42mm刀具切出长度/2 -取A = 2小机走刀次数为1n-I nr p-/ + /+/? 16 + 4
14、2 + 2.机动时间/ ： t =!=0.095min77 力 630查参考文献文,表2. 5-45工步辅助时间为：1.5工in2. 5. 3粗精铳立铳两端面机床：X62W铳床15轴承座内孔端面铳床夹具设计刀具：两块镶齿套式面铳刀(间距为80),材料：YT5, D = 200mm ,齿数 Z = 20,为粗齿铳刀。因其单边余量：Z=3mm所以铳削深度ap =3mm每齿进给量“f：根据参考文献3表2. 4-73,取叫=0.15/ww/Z铳削速度V ：JJ参照参考文献表2.4-81,取V = 2.54m/s机床主轴转速：1OOOV 1000x2.54x60.n=x 242.68r/min ,7id
15、 3.14x200按照参考文献3表3. 1-74 n = 245/7 min-七4叼、击声ndn 3.14x200x245,实际铳削速度y： u =h 2.56m / s10001000x60进给量Vf： Vf = afZn = 0.15x20x245/6012.25mm/s工作台每分进给量 fm ： fm - Vf - 2.25mmls - 135mm! minar ：根据参考文献3表2. 4-81, a = 60mm切削工时被切削层长度/：由毛坯尺寸可知/ = 42l,刀具切入长度八/ = 0.5(D -+ (1 3) = 0.5(200 - a/2002 - 602) + (1 3) =
16、 76mm刀具切出长度4 ：取4= 2mm走刀次数为1I n 一l口4/ + Zi +42 + 7.6 + 2.机动时间，开：tiX = !二 0.07min八 L 735查参考文献文,表2.5-45工步辅助时间为：1.2工in2. 5. 4铳顶面机床:X62W16轴承座内孔端面铳床夹具和压盖安装孔钻床夹具设计刀具：硬质合金端铳刀（面铳刀）dw = 400/ran 齿数Z = 14粗铳a面铳削深度Cip ： cip= 3mm每齿进给量勺：根据机械加工工艺手册表2.4-73,取%=0.15mm/Z铳削速度V：参照机械加工工艺手册表2.4-81,取V = 6根/s1rl rH .大山 土*十、土1
17、000V 1000 x 6 x 60o_ . . 口口 八八,.机床主轴转速： n = 287r/min , 取 = 300r/min71do 3.14x400 管7idr.n 3.14x400x300 /实际铳削速度V ： V = =6.28m/510001000x60进给量匕：Vf =6ZzZn = 0.15x14x300/6010.5mm/s工作台每分进给量fm ： fm = Vf = 0.5mm/s = 630加%/mina ：根据机械加工工艺手册表2. 4-81, 4 = 240mm被切削层长度/：由毛坯尺寸可知/ = 16/71”刀具切入长度（：I、= 0.5（0-物4+（13）=
18、 42mm刀具切出长度4：取/2=23走刀次数为1机动时间： %630/ + E = 16 + 42 + 2 x 0.095 min查参考文献1,表2.5-45工步辅助时间为：L 52m助 2. 5. 5粗精锋。72的切削用量及基本工时镶。72,本工序采用计算法。所选用刀具为硬质合金（鸨钻类）FG6,直径为。72的圆形键刀。.确定切削深度Q”-5 _c ua 万2.5/77/71p 2.确定进给量f17本文是对轴承座零件加工应用及加工的工艺性分析，主要包括对零件图的分析、毛 坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺文 件的填写。选择正确的加工方法，设计合理的加
19、工工艺过程。此外还对轴承座零件的工 序的加工设计了专用夹具.机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并 且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具, 则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。本论文夹具设计的主要内容是设计轴 承座内孔端面铳床夹具设计。关键词：轴承座，加工工艺，加工方法，工艺文件，夹具轴承座内孔端面铳床夹具设计根据切削用量简明使用手册表1.5可知，当粗镶铸件时，锤刀直径20加机,cip 1.75加n/r。由于机床 进给机构允许的轴向力治这=15690N (由机床说明书查出)，根据参考文献2, 表28-9,允许的进
20、给量/1&加/厂。由于所选进给量/远小于及故所选/可用。确定切削速度丫、轴向力F、转矩T及切削功率匕根据参考文献2,表28-15,由插入法得隈=17w/min, /=4732Nq = 51.69N M , Pm表=1.25kW由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。根据参考文献2,由表28-3, % =0.88,勺v =0.75,故u 衣=17m/minx 0.88 x 0.75 = 11.22(m/ min)、1000b及 1000x 11.22mm/min . . .n =- = 174.3/7 min7rd()ttx 20.5mm查Z525机床说明书，取几= 1
21、75min。实际切削速度为7icLn x20.5mmxl75r/min 一 ” ,.v =11.26m / min10001000由参考文献2,表 28-5, kMF=kMT=1.069 故F = 4732Axl.O6 = 5016(N)7 = 5L69NmxL06 = 54.8N 加校验机床功率切削功率pnl为4=七5/)喘= 1.25kW x (195 / 246) xl.06 = 1.05kW机床有效功率PE = PEr/ = 4.5Wx0.81 = 3.65W Pm 故选择的钻削用量可用。即19轴承座内孔端面铳床夹具设计t/0 = 20.5mm, f = 0A3mm/r , = 175
22、r/min, v = l 1.22m/min 相应地尸= 5016N, T = 54.8Nm, Pm=l.05kW切削工时被切削层长度/： I = 32mm刀具切入长度4：=y ctgkr + (1 2)=20.5ctgl 20 +1 = 6.9mm刀具切出长度/2: % = 14mm 取。=3mm走刀次数为1机动时间。2：机动时间。2：L32 + 6.9 + 3 .=x 0.56 minnf 0.43x175查参考文献1,表2.5-41工步辅助时间为：L58min2. 5. 7确定钻孔3-7m772的切削用量钻孔3-7忖选用机床为Z525摇臂机床，刀具选用GB1436-85直柄短麻花钻, 机
23、械加工工艺手册第2卷。根据机械加工工艺手册第2卷表10. 4-2查得钻头直径小于10 mm的钻孔 进给量为 0. 200. 35。则取了 = 0.30 mmjr确定切削速度，根据机械加工工艺手册第2卷表10. 4-9切削速度计算公式为v = *若(m/mm厂工厂v /(3-20)查得参数为% =8.l,z- =0.25,%,=0,% =0.55,根= 0.125 ,刀具耐用度T=35min=1. 6 m/min=1. 6 m/min8.1X702535o125x5xO.3-5520轴承座内孔端面铳床夹具和压盖安装孔钻床夹具设计所以n = 1000xl,6=723.14x7选取n = 120 r
24、/min所以实际切削速度为12x3.14x7 =2. 64旬nin1000确定切削时间（一个孔）片吐出二20s2x0.36本章小结本章节主要从零件的结构和外型入手分析，从而得出设计毛坯的依据。再查 阅有关资料，设计出零件加工的毛坯。在工艺规程的制定上，将两种方案进行比 较，选取一个最佳方案来。在计算每一步的切削用量时，先选用刀具和机床，再 查阅资料找出进给量，由它算出机床所需的转速，翻阅机床手册选一个最接近它 的一值。算切削速度、机动时间等。21轴承座内孔端面铳床夹具设计第3章铳床夹具设计3.1问题的指出为了提高劳动生产率和降低生产成本，保证加工质量，降低劳动强度，需要设 计专用夹具。由于对加
25、工精度要求不是很高，所以在本道工序加工时，主要考虑 如何降低降低生产成本和降低劳动强度。现需设计铳672mm孔两端面的铳夹具。3. 2定位基准的选择在加工中用作确定工件在夹具中占有正确位置的基准，称为定位基准。据夹 具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽 量采用同一定位基准进行加工。根据本道工序，选G面为定位基准。2. 3定位方案和元件设计根据工序图及对零件的结构的分析，本道工序需限制4个自由度，为了增加 定位的可靠行，实际限制了其6个自由度。本夹具采用6点定位原则，用两个固 定的支撑板作为一大平面，限制了工件的两个旋转自由度和一个移动自由度；用 一个侧向支撑板作
26、为一小平面，限制了工件的一个旋转自由度和一个移动自由度; 用一个支撑钉作为止推点，本夹具的止推点采用了自位支撑的方式。（一）零件本工序的加工要求分析本工序的加工要求，铳618nlm孔的两端面，两端面表面粗糙度为“3. 2 u m, 圆跳动不允许超过0. 1mm。故本工序采用两把高速钢三面刃铳刀，对工件的两个端 面同时进行铳削加工。（二）拟定定位方案和选择定位元件1 .定位方案以A面和 两个U型孔作为定位基准，限制4个自由度，再加2个防转销限定 工件一个自由度，这样工件六个自由度全部被限定。222 .选择定位元件根据定位方式，采用带台肩的定位销，其它装工件部分的直径为小11卜6。（三）定位误差计
27、算工序尺寸定位误差分析如下：由于定位孔与定位销为任意边接触，贝I： Y= 3 D+ S d+ Xmin =（0.039+0.016+0.009）mm=0.064mm所以D=4B+aY=（0+0.064）mm=0.0643 3k因此，定位精度足够。由于加工要求不高，其它精度可不必计算。（四）确定夹紧方案采用如摘要所述的定位销，用M8螺母把工件轴夹紧在定位销上，下端用双螺 母结构将定位销与夹具固定在一起。（五）确定对刀装置1 .根据加工要求采用GB2240-80圆形刀块；塞尺符合GB2240-80,基本尺寸及7偏差乙-。4 mm。2 .计算对刀尺寸图2圆形对刀块23轴承座内孔端面铳床夹具设计计算时
28、应把尺寸化为双向对称偏差，即440.1符合要求公差取工件相应公差的1/3,即_3 X0.1=0.033mm3. 4定位误差的计算本夹具的定位表面为工序所要求的基准不重合误差 JB=0;由于G面是加工表 面，根据其制造方式，其表面粗糙度为Ra25,由于H7/g6为间隙配合，最大间隙 为 0. 017 因此基准位移误差”,二(). 025+0. 017=0. 042。总定位误差AjK). 042=0.333,因此该夹具满足精度要求。本夹具总图上与工件加工精度直接有关的技术要求如下：7对刀塞尺度一。14 mm.定位销轴线与夹具安装面平行度公差为0.03mm对刀块工作表面对夹具安装面的垂直度为0.03
29、mm(1)尺寸44端面厚度的精度分析D=0.064mmAT=0.16mm0.1A=233 x 20=0.0086mmii 26VAD2 +AT2 +AA2 = VO. 0642 +0. 162+0. 00862 =0j72mmv 3 k所以此夹具能保证44mm尺寸。243. 5本章小结铳床夹具的设计本次主要是选择了铳背面，但是看上去比较简单，实际上还 是有很多问题存在的，当中也遇到了很多难题，说明平时的基础掌握的不够扎实, 很多方面都是考虑不周全的原因，所以夹具设计真的是一门千变万化的艺术，我 们以后再工作中也许还会碰到许多这样的夹具，我们不妨多去观察观察，学习学 习，以这样的方式来提升自我。
30、25轴承座内孔端面铳床夹具设计结论本次设计从零件的毛坯生产到最终成品，中间经过了铳、像、钻、攻螺纹、 打毛刺等工序。因为是大批量生产，工序就分得很散，中间就可省去换刀具和调 试的时间。在每道工序中都有计算切削用量和工时。在本次设计中已无大的问题，基本达到了要求。只是在夹具的设计中没有能 提出多中方案进行分析比较，有所不足。26结论参考文献1东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学，机床夹具设 计手册M,上海：上海科学技术出版社，1980。2张进生。机械制造工艺与夹具设计指导M。机械工业出版社，1995。3李庆寿。机床夹具设计M。机械工业出版社，1991。4李洪。机械加工工艺手册M
31、。北京出版社，1996。5上海市金属切削技术协会。金属切削手册M。上海科学技术出版社，2544o 6黄如林，刘新佳，汪群。切削加工简明实用手册M。化学工业出版社，2544。 7余光国，马俊，张兴发，机床夹具设计M,重庆：重庆大学出版社，1995。8周永强，高等学校课程设计指导M,北京：中国建材工业出版社，2542。9刘文剑，曹天河，赵维，夹具工程师手册M,哈尔滨：黑龙江科学技术出 版社，1987。10王光斗，王春福。机床夹具设计手册M。上海科学技术出版社，2542。11东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学。机床夹具设 计手册M.上海科学技术出版社，1984。12李庆寿，机械制
32、造工艺装备设计适用手册M,银州：宁夏人民出版社，1991。 13廖念钊，莫雨松，李硕根，互换性与技术测量M,中国计量出版社，2540： 9-19o14王光斗，王春福，机床夹具设计手册M,上海科学技术出版社，2540o15乐兑谦，金属切削刀具，机械工业出版社，2545： 4-1727AbstractThis article is for the bearing parts processing application and processing technology and analysis, including the parts of the plan, the choice of bla
33、nk, the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition to the bearing part two process designing special fixture.Machine tool fixture of many kinds, amo
34、ng them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to de
35、sign and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design the bearing seat hole end milling fixture and cover mounting hole drilling fixture design.Key Words ： Bearing seat, processing technology, processing method, process documentation, fixture轴承座内孔端面铳床夹具设计致谢在毕业设计即将结束之际我向
36、所有帮助过我的老师和同学说一声，谢谢！我 想没有他们的帮助，毕业设计就会做得很困难。这次毕业设计是在老师悉心指导下完成的。X老师以其渊博的学识、严谨的 治学风范、高度的责任感使我受益非浅。在做设计的过程中也遇到了不少的问题, 杨老师给了我许多关怀和帮助，并且随时询问我毕业设计的进展情况、细心的指 导我们，也经常打电话或者发电子邮件过来指导我的设计。在论文工作中，得到了XX学院有关领导和老师的帮助与支持，在此表示衷心 的感谢。最后，在即将完成毕业设计之时，我再次感谢对我指导、关心和帮助过老师、 领导及同学。谢谢了！机械设计理论机械设计是一门通过设计新产品或者改进老产品来满足人类需求的应用技 术科
37、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。应当把机械设计看成是机械设计人员运
38、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28结论的位置放错，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 机械设计师应该不断地
39、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
40、的方案中，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
41、否方便？(5)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29轴承座内孔端面铳床夹具设计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
42、好的方 法。近些年来，工程材料的选择己经显得重要。此外，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。止匕外，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
43、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