CA6140車床法蘭盤加工工藝及夾具設(shè)計(jì),ca6140,車床,法蘭盤,加工,工藝,夾具,設(shè)計(jì) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 論文(設(shè)計(jì))題目 CA6140車床法蘭盤工藝設(shè)計(jì) 及夾具設(shè)計(jì) 作者所在系別 機(jī)電工程學(xué)院 作者所在專業(yè) 作者所在班級 作 者 姓 名 作 者 學(xué) 號 指導(dǎo)教師姓名 指導(dǎo)教師職稱 完 成 時(shí) 間 2017 年 2 月 說 明 1．根據(jù)學(xué)?！懂厴I(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作暫行規(guī)定》，學(xué)生必須撰寫《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告》。開題報(bào)告作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。 2．開題報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)教研室論證審查后生效。開題報(bào)告不合格者需重做。 3．畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告各項(xiàng)內(nèi)容要實(shí)事求是，逐條認(rèn)真填寫。其中的文字表達(dá)要明確、嚴(yán)謹(jǐn)，語言通順，外來語要同時(shí)用原文和中文表達(dá)。第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱。 4．開題報(bào)告中除最后一頁外均由學(xué)生填寫，填寫各欄目時(shí)可根據(jù)內(nèi)容另加附頁。 5．閱讀的主要參考文獻(xiàn)應(yīng)在10篇以上（土建類專業(yè)文獻(xiàn)篇數(shù)可酌減），其中外文資料應(yīng)占一定比例。本學(xué)科的基礎(chǔ)和專業(yè)課教材一般不應(yīng)列為參考資料。 6．參考文獻(xiàn)的書寫應(yīng)遵循畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫規(guī)范要求。 7．開題報(bào)告應(yīng)與文獻(xiàn)綜述、一篇外文譯文和外文原文復(fù)印件同時(shí)提交，文獻(xiàn)綜述的撰寫格式按畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫規(guī)范的要求，字?jǐn)?shù)在2000字左右。 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告 學(xué)生姓名 專 業(yè) 機(jī)電 班 級 指導(dǎo)教師姓名 職 稱 副教授 工作單位 課題來源 校企聯(lián)合 課題性質(zhì) 課題名稱 CA6140車床法蘭盤工藝設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)的科學(xué)依據(jù) （科學(xué)意義和應(yīng)用前景，國內(nèi)外研究概況，目前技術(shù)現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢等） 1．科學(xué)意義 法蘭盤是指在盤狀的金屬零件的周邊開一些固定用的孔，用于連接其他零件的一種零件。它主要是用來連接兩根管子，法蘭盤上面有孔，可以裝上螺栓，讓兩個法蘭緊密連接。法蘭之間用襯墊密封起來。它可焊接構(gòu)成，也可由螺紋聯(lián)接構(gòu)成或澆鑄而成。法蘭聯(lián)接由一對法蘭、一個墊片及若干個螺栓螺母組成。墊片放在兩法蘭密封面之間，擰緊螺母后，墊片表面上的比壓達(dá)到一定數(shù)值后產(chǎn)生變形，并填滿密封面上凹凸不平處，使聯(lián)接嚴(yán)密不漏。有的管件和器材已經(jīng)自帶法蘭盤，也是屬于法蘭連接。法蘭連接是管道施工的重要連接方式。 法蘭連接使用方便，能夠承受較大的壓力。在工業(yè)管道中，法蘭連接的使用十分廣泛。 進(jìn)行本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要意義有： （1）學(xué)習(xí)法蘭盤加工工藝設(shè)計(jì)的一般方法，了解和掌握法蘭盤整體設(shè)計(jì)、夾具設(shè)計(jì)的過程和計(jì)算方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題以及解決問題的能力，有助于學(xué)生設(shè)計(jì)思想的養(yǎng)成，尤其是計(jì)算的能力和總體設(shè)計(jì)的能力。 （2）綜合自己所學(xué)的課程和查閱的課外書籍等資料和生產(chǎn)實(shí)踐學(xué)到的知識去解決和分析加工工藝以及夾具設(shè)計(jì)問題，讓所學(xué)到的專業(yè)知識得到進(jìn)一步的鞏固和深化。 （3）通過繪圖和計(jì)算，學(xué)會運(yùn)用手冊、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、圖冊。 2．應(yīng)用前景及國內(nèi)外研究狀況 法蘭盤最早是由英國傳入我國的，它在我國的機(jī)械領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域和水利水電領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛。自20世紀(jì)90年代開始，在日本在我國開辟法蘭市場之后，歐美和韓國等國家也開始加入中國市場，導(dǎo)致我國泛濫市場份額大增。最近幾年，我國在法蘭研發(fā)領(lǐng)域和制造領(lǐng)域取得了一定的成績，由于市場和產(chǎn)業(yè)鏈的影響，同時(shí)還有政府的大力支持，大量的法蘭成品在工廠和個人作坊大批量的生產(chǎn)出來了。 3．目前技術(shù)狀況、水平及發(fā)展趨勢 最近幾年全球法蘭領(lǐng)域的市場容量逐漸增大，產(chǎn)銷規(guī)模也隨著大幅增加，價(jià)格更是居高不下。目前中國的法蘭產(chǎn)量在亞洲排名第一，法蘭采用先進(jìn)的技術(shù)和工藝，向著高質(zhì)量、高性能的方面發(fā)展。 設(shè)計(jì)內(nèi)容和預(yù)期成果 （具體設(shè)計(jì)內(nèi)容和重點(diǎn)解決的技術(shù)問題、預(yù)期成果和提供的形式） 1.設(shè)計(jì)內(nèi)容 （1）讀圖。根據(jù)零件圖的尺寸和技術(shù)要求，檢查其是否準(zhǔn)確、合理以及工藝要求是否能達(dá)到。 （2）繪圖。用AUTOCAD繪制零件的二維圖。 （3）確定毛坯。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)綱領(lǐng)選擇毛坯 ，毛坯的種類一般在零件圖上已有規(guī)定。 （4）擬定加工路線。確定零件的加工順序，通過查閱資料確定各個工序所使用的加工設(shè)備、夾具、刀具、量具、進(jìn)給速度等。 2．重點(diǎn)解決的技術(shù)問題 （1）確定此零件的工作環(huán)境，審核零件圖以及毛坯的確定。 （2）擬定詳細(xì)的加工路線。 （3）查閱相關(guān)資料確定各工序的切削用量、進(jìn)給速度。 3.預(yù)期成果 設(shè)計(jì)出合理的加工工藝路線以及夾具，最后再進(jìn)行強(qiáng)度校核。 擬采取設(shè)計(jì)方法和技術(shù)支持 （設(shè)計(jì)方案、技術(shù)要求、實(shí)驗(yàn)方法和步驟、可能遇到的問題和解決辦法等） 1.實(shí)驗(yàn)方法和步驟 （1）知道零件的作用，再對零件進(jìn)行工藝分析。 （2）確定毛坯的制造方法、尺寸及形狀。 （3）工藝設(shè)計(jì)。選擇定位基準(zhǔn)、選擇零件表面的加工方法、制定加工工藝路線，確定加工時(shí)使用的設(shè)備、量具和夾具，確定刀具、切削用量、基本工時(shí)。 2.可能遇到的問題及解決方法 （1）機(jī)械加工精度達(dá)不到要求 產(chǎn)品的質(zhì)量直接由機(jī)械設(shè)備的加工精度決定，只有在合理的工藝流程下使用高精度的設(shè)備，才能保證零件的質(zhì)量，在設(shè)計(jì)的過程中，還有許多的因素會影響到加工的精度。比如機(jī)械設(shè)備發(fā)生磨損會使加工精度變低，刀具和夾具的使用也會造成一定的誤差。所以為了保證零件的精度，就要分析精度的影響因素，然后制定相應(yīng)的解決方法。 （2）零件的表面質(zhì)量達(dá)不到要求 零件的表面質(zhì)量直接影響到零件的使用壽命以及性能。影響零件表面質(zhì)量的主要因素是原材料的性能和切削用量，原材料是選好的，所以主要就是切削用量，要合理的確定切削用量。 實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)和已具備的條件 （包括過去學(xué)習(xí)、研究工作基礎(chǔ)，現(xiàn)有主要儀器設(shè)備、設(shè)計(jì)環(huán)境及協(xié)作條件等） 1. 過去的學(xué)習(xí)、研究基礎(chǔ) 之前我們有進(jìn)行過減速器、變速器的設(shè)計(jì)，對零件的加工工藝以及夾具的設(shè)計(jì)有了一定的基礎(chǔ)，知道都該查閱哪些資料，以及設(shè)計(jì)的基本原則。機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)可分為四個階段：設(shè)計(jì)計(jì)劃，這個階段的目標(biāo)是編寫設(shè)計(jì)任務(wù)書；方案設(shè)計(jì)，這階段的目的是對設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行分析；技術(shù)設(shè)計(jì)，這個階段的主要任務(wù)是繪制零件圖、裝配圖；試制試驗(yàn)，這個階段的任務(wù)是制定工藝卡片、性能分析報(bào)告、實(shí)驗(yàn)方案以及制定改善的措施。 2. 現(xiàn)有儀器設(shè)備 現(xiàn)有的儀器設(shè)備主要有數(shù)控機(jī)床，各種刀具、量具等。 3. 設(shè)計(jì)環(huán)境及協(xié)作條件 公司為我們提供了電腦，讓我們進(jìn)行電腦繪圖。如果我們有什么不懂的，也可以在車間直接問師傅，那些師傅都在這行干了好多年，能為我們提供很多的幫助。 各環(huán)節(jié)擬定階段性工作進(jìn)度 (以周為單位) 1. 第一、二周：與指導(dǎo)教師取得聯(lián)系，確定畢業(yè)設(shè)計(jì)課題。 2. 第三周：完成畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告并進(jìn)行開題答辯。 3. 第四、五周：查閱相關(guān)資料，進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的具體工作。 4． 第六、七周：撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。 5． 第七、八周：對設(shè)計(jì)過程及任務(wù)說明書進(jìn)行整理、修改和檢查。 6． 第九、十周：指導(dǎo)教師對設(shè)計(jì)的資料進(jìn)行審查，學(xué)生對設(shè)計(jì)資料進(jìn)行修改。 7． 第十一、十二周：進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的答辯。 開 題 報(bào) 告 審 定 紀(jì) 要 時(shí) 間 地點(diǎn) 主持人 參 會 教 師 姓 名 職 務(wù)（職 稱） 姓 名 職 務(wù)（職 稱） 論 證 情 況 摘 要 記錄人： 指 導(dǎo) 教 師 意 見 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 教 研 室 意 見 教研室主任簽名： 年 月 日 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)文獻(xiàn)綜述 設(shè)計(jì) (論文)題目 CA6140車床法蘭盤工藝設(shè)計(jì) 及夾具設(shè)計(jì) 作者所在系別 機(jī)電工程學(xué)院 作者所在專業(yè) 作者所在班級 作 者 姓 名 作 者 學(xué) 號 指導(dǎo)教師姓名 指導(dǎo)教師職稱 完 成 時(shí) 間 2017 年 3 月  說 明 1．根據(jù)學(xué)?！懂厴I(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作暫行規(guī)定》，學(xué)生必須撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)文獻(xiàn)綜述。文獻(xiàn)綜述作為畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。 2．文獻(xiàn)綜述應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作前期內(nèi)完成，由指導(dǎo)教師簽署意見并經(jīng)所在專業(yè)教研室審查。 3．文獻(xiàn)綜述各項(xiàng)內(nèi)容要實(shí)事求是，文字表達(dá)要明確、嚴(yán)謹(jǐn)，語言通順，外來語要同時(shí)用原文和中文表達(dá)。第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱。 4．學(xué)生撰寫文獻(xiàn)綜述，閱讀的主要參考文獻(xiàn)應(yīng)在10篇以上（土建類專業(yè)文獻(xiàn)篇數(shù)可酌減），其中外文資料應(yīng)占一定比例。本學(xué)科的基礎(chǔ)和專業(yè)課教材一般不應(yīng)列為參考資料。 5．文獻(xiàn)綜述的撰寫格式按畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)撰寫規(guī)范的要求，字?jǐn)?shù)在2000字左右。文獻(xiàn)綜述應(yīng)與開題報(bào)告同時(shí)提交。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）文 獻(xiàn) 綜 述 Mechanical Design and Manufacturing Processes 摘要：機(jī)械設(shè)計(jì)是一門通過改進(jìn)老產(chǎn)品或設(shè)計(jì)新產(chǎn)品，為了滿足人類需求而有的應(yīng)用學(xué)科。它涉及到了工程技術(shù)的許多領(lǐng)域，主要研究產(chǎn)品的尺寸和形狀以及具體結(jié)構(gòu)的詳細(xì)構(gòu)思，同時(shí)還要研究產(chǎn)品在制造、銷售及使用中面臨的各種問題。 關(guān)鍵詞：機(jī)械；設(shè)計(jì)；加工工藝 Abstract: Mechanical?design?is?the?application?of?science?and?technology?to devise?new?or?improve-d?products?for?the?purpose of?satisfying?human?needs.It?is?a?vast?field?of?engineeringtechnology?which?no-t?only?concerns?itself?with?the?original?conception?of?the?product?in?terms?of its?size,?shape?and?construction?details but?also?considers?the?various?factors?involved?in?the?manufacture,?marketing?and?use?of?the?pro-duct. Keyword: Mechanical，design，manufacturing process 這篇文章主要寫了一個真正的設(shè)計(jì)工程師應(yīng)具備的品質(zhì)以及如何在實(shí)際生活中進(jìn)行一個好的設(shè)計(jì)。一個好的設(shè)計(jì)工程師應(yīng)當(dāng)敢于提出新的想法，并且敢于承擔(dān)一定的風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)方法不適合時(shí)，就立即采用以前的方法。所以，設(shè)計(jì)工程師必須要有耐心，因?yàn)榛ㄙM(fèi)許多時(shí)間努力可能并不會成功。一個創(chuàng)新的設(shè)計(jì)，要求設(shè)計(jì)者拋棄許多舊的、人們都知道的方法。因?yàn)樵S多人都容易墨守成規(guī)，所以這樣做不是一件簡單的事情。一個設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)不斷地努力探索改良舊產(chǎn)品的方法，在這個過程中，應(yīng)該選擇原有的設(shè)計(jì)原理，并把它同新觀念相結(jié)合起來。 1、前言 ?制造技術(shù)已經(jīng)是生產(chǎn)、國際經(jīng)濟(jì)競爭、產(chǎn)品革新的一種重要手段，所有國家都在尋求、獲得、開發(fā)和利用它。它正被看作是現(xiàn)代國家經(jīng)濟(jì)上獲得成功的關(guān)鍵因素。機(jī)械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法。生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機(jī)械加工工藝來體現(xiàn)。而機(jī)床夾具是在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機(jī)床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們的研究對機(jī)械工業(yè)有著很重要的意義。 2、現(xiàn)代機(jī)械制造工藝的技術(shù)特點(diǎn) 2.1柔性、集成、并行工作現(xiàn)代機(jī)械制造系統(tǒng)具有多功能性和信息密集性，夠制造生產(chǎn)成本與批量無關(guān)的產(chǎn)品，能按訂單制造，滿足產(chǎn)品的個性要求。 2.2制造智能化。能夠代替熟練工人的技藝，具有學(xué)習(xí)工程技術(shù)人員多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和知識的能力，并用以解決生產(chǎn)實(shí)際問題。智能制造系統(tǒng)能發(fā)揮人的創(chuàng)造能力和具有人的智能和技能，強(qiáng)調(diào)以人為系統(tǒng)的主導(dǎo)者這一總的概念。在智能制造系統(tǒng)中，智能和集成并列，集成是智能的重要支撐，來智能又促進(jìn)集成水平的提高。 2.3設(shè)計(jì)與工藝一體化，傳統(tǒng)的制造工程設(shè)計(jì)和工藝分步實(shí)施，造成了工藝從屬于設(shè)計(jì)、工藝與設(shè)計(jì)脫離等現(xiàn)象，影響了制造技術(shù)的發(fā)展。產(chǎn)品設(shè)計(jì)往往受到工藝條件的制約，受到制造可靠性、加工精度、表面粗糙度、尺寸等限制。因此，設(shè)計(jì)與工藝必須密切結(jié)合，要以工藝為突破口，形成設(shè)計(jì)與工藝的一體化。 2.4精密加工技術(shù)是關(guān)鍵，精密和超精密加工技術(shù)是衡量先進(jìn)制造技術(shù)水平的重要指標(biāo)之一。當(dāng)前，納米加工技術(shù)代表了制造技術(shù)的最高精度水平。 2.5產(chǎn)品生命周期的全過程，現(xiàn)代制造技術(shù)是一個從產(chǎn)品概念開始，到產(chǎn)品形成、使用，一直到處理報(bào)廢的集成活動和系統(tǒng)。在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，不僅要進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)，而且特別強(qiáng)調(diào)拆卸設(shè)計(jì)。使產(chǎn)品報(bào)廢處理時(shí)，能夠進(jìn)行材料的再循環(huán)。節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境。 2.6人、組織、技術(shù)三結(jié)合，現(xiàn)代制造技術(shù)強(qiáng)調(diào)人的創(chuàng)造性和作用的永恒性；提出了由技術(shù)支撐轉(zhuǎn)變?yōu)槿恕⒔M織、技術(shù)的集成；強(qiáng)調(diào)了經(jīng)營管理、戰(zhàn)略決策的作用。在制造工業(yè)戰(zhàn)略決策中，提出了市場驅(qū)動、需求牽引的概念，強(qiáng)調(diào)用戶是核心，用戶的需求是企業(yè)成功的關(guān)鍵，并且強(qiáng)調(diào)快速響應(yīng)市場需求的重要性。 ? 3、我國當(dāng)前制造技術(shù)的現(xiàn)狀及問題 機(jī)械制造業(yè)歷來是應(yīng)用科學(xué)技術(shù)的主要領(lǐng)域，是應(yīng)用最新科技推動社會、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。改革開放以來，我國的機(jī)械制造業(yè)不斷走大走強(qiáng)，形成品種繁多、門類齊全、布局基本合理的機(jī)械制造工業(yè)體系。但我國目前只能稱為機(jī)械大國，還不是機(jī)械強(qiáng)國。與先進(jìn)的國家相比仍有一定的差距。為了迎接世界的挑戰(zhàn)，我們必須認(rèn)清制造技術(shù)的發(fā)展趨勢，縮短與先進(jìn)國家的差距，使我國的產(chǎn)品上質(zhì)量、上效率、上品種和上水平。 同時(shí)，就目前國內(nèi)的機(jī)械制造技術(shù)，但是設(shè)備升級單靠買發(fā)達(dá)國家的設(shè)備也是不行的，必須量體裁衣，才可能實(shí)現(xiàn)投入小、高效益。自2008年以來，中國出口企業(yè)多數(shù)都會面臨如下幾個問題：世界范圍的經(jīng)濟(jì)危機(jī)至訂單銳減、原材料成本上漲、勞動力成本不斷的攀高、人民幣升值等，令實(shí)力較弱的中小企業(yè)連連虧損，甚至倒閉。轉(zhuǎn)型升級已經(jīng)成了中國民營企業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。我們應(yīng)該在軟件和硬件兩個方面著手，一方面給企業(yè)和產(chǎn)品更多更廣闊的展示平臺；另一方面應(yīng)該根據(jù)國情研究生產(chǎn)適合的生產(chǎn)工具。 ?4、機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展的趨勢 當(dāng)今世界機(jī)械加工工藝發(fā)生了深刻變化，對制造業(yè)產(chǎn)生了深刻的影響，制造過程和制造工藝也有了新的內(nèi)涵。傳統(tǒng)制造業(yè)不斷吸收機(jī)械、信息、材料等方面的最新成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計(jì)、制造、檢測、管理及售后服務(wù)的制造全過程。 參考文獻(xiàn) [1]Alex Elias．Mechanical Design and Manufacturing Processes [J]．Journal of Composite Materials，1999．1． [2] 韓曉娟，孫丹．法蘭盤機(jī)械加工工藝及工裝設(shè)計(jì)[J]．2002. [3] 劉鴻文主編. 材料力學(xué)[M]. 北京：高等教育出版社1991. [4] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研組編. 理論力學(xué)[M]. 北京：高等教育出版社 1997. [5] 大連理工大學(xué)工程畫教研室編. 機(jī)械制圖[M]. 北京：高等教育出版社 1993. [6] 孫 桓，陳作模. 機(jī)械原理[M]. 北京：高等教育出版社 2000. [7] 高澤遠(yuǎn)，王 金主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)[M].沈陽：東北工學(xué)院出版社 1987. [8] 喻子建，張磊、邵偉平、喻子建主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)習(xí)題與解題分析[M].沈陽：東北大學(xué)出版社 .2000. [9] 張 玉，劉 平主編. 幾何量公差與測量技術(shù)[M] .沈陽：東北大學(xué)出版社. 1999. [10] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.化學(xué)工業(yè)出版社.1997. 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）文 獻(xiàn) 綜 述 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師： 年 月 日 專業(yè)教研室審查意見 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 4 密 級 分類號 編 號 成 績 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文) 外 文 翻 譯 原 文 標(biāo) 題 Mechanical Design and Manufacturing Processes 譯 文 標(biāo) 題 機(jī)械設(shè)計(jì)及加工工藝 作者所在系別 機(jī)電工程學(xué)院 作者所在專業(yè) 作者所在班級 作 者 姓 名 作 者 學(xué) 號 指導(dǎo)教師姓名 指導(dǎo)教師職稱 完 成 時(shí) 間 2017 年 2 月 譯文標(biāo)題 機(jī)械設(shè)計(jì)及加工工藝 原文標(biāo)題 Mechanical Design and Manufacturing Processes 作 者 Alex Elias 譯 名 艾力克斯 國 籍 美國 原文出處 Journal of Composite Materials 摘要：機(jī)械設(shè)計(jì)是一門通過改進(jìn)老產(chǎn)品或設(shè)計(jì)新產(chǎn)品，為了滿足人類需求而有的應(yīng)用學(xué)科。它涉及到了工程技術(shù)的許多領(lǐng)域，主要研究產(chǎn)品的尺寸和形狀以及具體結(jié)構(gòu)的詳細(xì)構(gòu)思，同時(shí)還要研究產(chǎn)品在制造、銷售及使用中面臨的各種問題。 關(guān)鍵詞：機(jī)械；設(shè)計(jì)；加工工藝 進(jìn)行各種機(jī)械設(shè)計(jì)的工作人員一般被稱為設(shè)計(jì)工程師或者設(shè)計(jì)人員。機(jī)械設(shè)計(jì)一個具有創(chuàng)造性的工作。設(shè)計(jì)工程師要求在工作上具有創(chuàng)新思維，還得在工程材料、機(jī)械制圖、動力學(xué)、運(yùn)動學(xué)和機(jī)械制造工藝學(xué)等學(xué)科具有強(qiáng)大的知識儲備。 像之前所說，機(jī)械設(shè)計(jì)的目的是生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品。發(fā)現(xiàn)、發(fā)明和科學(xué)知識并不一定能給人類帶來好處，只有當(dāng)它們被使用在產(chǎn)品上它們才能產(chǎn)生效益。所以，我們應(yīng)該在對一個產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，了解人們是否需要這種產(chǎn)品。 我們應(yīng)該把機(jī)械設(shè)計(jì)看成是設(shè)計(jì)人員運(yùn)用創(chuàng)造性的思維進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的分析以及制訂產(chǎn)品的加工工藝的一個機(jī)會。掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識比熟記一些公式和數(shù)據(jù)更重要。只用數(shù)據(jù)和公式并不能完整的做出一個好的設(shè)計(jì)。同時(shí)，設(shè)計(jì)者應(yīng)該精確定的進(jìn)行運(yùn)算。比如，即使將一個小數(shù)點(diǎn)的位置弄錯，正確的設(shè)計(jì)也會變成錯誤的。 一個好的設(shè)計(jì)工程師應(yīng)當(dāng)敢于提出新的想法，并且敢于承擔(dān)一定的風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)方法不適合時(shí)，就立即采用以前的方法。所以，設(shè)計(jì)工程師必須要有耐心，因?yàn)榛ㄙM(fèi)許多時(shí)間努力可能并不會成功。一個創(chuàng)新的設(shè)計(jì)，要求設(shè)計(jì)者拋棄許多舊的、人們都知道的方法。因?yàn)樵S多人都容易墨守成規(guī)，所以這樣做不是一件簡單的事情。一個設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)不斷地努力探索改良舊產(chǎn)品的方法，在這個過程中，應(yīng)該選擇原有的設(shè)計(jì)原理，并把它同新觀念相結(jié)合起來。 新設(shè)計(jì)的本身可能會有很多的缺陷和問題，只有在這些問題和缺陷解決之后，新產(chǎn)品的優(yōu)越性才能體現(xiàn)出來。所以，一個好的產(chǎn)品產(chǎn)生的同時(shí)，也有著巨大的風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，如果設(shè)計(jì)不要求采用完全新的方法，那就沒有必要為了改變而采用全新的辦法。 在設(shè)計(jì)的開始階段，應(yīng)當(dāng)讓設(shè)計(jì)工程師充分發(fā)揮自己的創(chuàng)造性，擺脫各種約束?；蛟S在這之中可能會產(chǎn)生許多不適用的想法，但是這可以在設(shè)計(jì)的開始階段，在生產(chǎn)圖紙繪制之前進(jìn)行改正。只有這樣，才不會阻擋創(chuàng)新的思維。一般需要提出幾種設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行比較?？赡茉谧詈筮x擇的方案中，采用了一些未被接受的方案中的一些想法。 心理學(xué)家經(jīng)常探討怎樣讓人們適應(yīng)所操作的機(jī)器。設(shè)計(jì)工程師的基本職責(zé)是讓機(jī)器來適應(yīng)人們。這并不是一個簡單的工作，因?yàn)橐粋€對所有人都做好的操作范圍和操作過程是并不存在的。 另外一個應(yīng)當(dāng)被知道的重要問題，設(shè)計(jì)者必須能夠和其他相關(guān)人員進(jìn)行溝通和交流。與別人進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的交流和溝通是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵階段也是最后階段。有很多偉大的發(fā)明設(shè)計(jì)和創(chuàng)造并沒有被人們所利用，因?yàn)閯?chuàng)造者不愿意或者不善于向他人介紹自己的成果。提出方案是一個說服別人的事情。當(dāng)一個設(shè)計(jì)工程師向經(jīng)營、管理部門或者領(lǐng)導(dǎo)提出自己的新方案時(shí)，就是希望說明或證明自己的方案很好。只有很好的完成這個工作，為了這個方案耗費(fèi)的大量時(shí)間和精力才會有意義。 人們只有三種表達(dá)自己思想的方式，分別是文字說明、口頭闡述和繪圖說明。所以，一個優(yōu)秀的設(shè)計(jì)師不到要掌握大量的技術(shù)，還應(yīng)該掌握這幾種表達(dá)方式。如果一個技術(shù)很強(qiáng)的人，但是表達(dá)能力較差，他就會面臨巨大的困難。如果以上三種表達(dá)能力都很差，那么永遠(yuǎn)都沒有人知道他的才能。 一個真正有能力的設(shè)計(jì)工程師不該漢派自己提出的方案可能不可行。實(shí)際上，失敗是肯定會發(fā)生的，因?yàn)槊總€每個真正有創(chuàng)造性的想法總是有批評或者失敗伴隨著它。從一次失敗中可以學(xué)到很多的東西，只有不怕失敗的人才能取到巨大的收獲。 總之，決定不把方案提交出來，才是真正的失敗。? 為了進(jìn)行有效的交流，需要解決下列問題： (1)所要設(shè)計(jì)的這個產(chǎn)品是否真正為人們所需要?? ?(2)此產(chǎn)品與其他公司的現(xiàn)有同類產(chǎn)品相比有無競爭能力?? ?(3)生產(chǎn)這種產(chǎn)品是否經(jīng)濟(jì)?? ?(4)產(chǎn)品的維修是否方便?? ?(5)產(chǎn)品有無銷路?是否可以盈利?? 只有時(shí)間才能對上述問題給出正確的答案。但是，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造和銷售只能在對上述問題的初步肯定答案的基礎(chǔ)上進(jìn)行。設(shè)計(jì)工程師還應(yīng)該通過零件圖和裝配圖，與制造部門一起對最終設(shè)計(jì)方案進(jìn)行溝通。通常，在制造過程中會出現(xiàn)某個問題?？赡芤髮δ硞€零件尺寸或公差做一些更改，使零件的生產(chǎn)變得容易。但是，工程上的更改必須經(jīng)過設(shè)計(jì)人員批準(zhǔn)，以保證不會損傷產(chǎn)品的功能。 有時(shí)，在產(chǎn)品的裝配時(shí)或者裝箱外運(yùn)前的試驗(yàn)中才發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的某種缺陷。這些事例恰好說明了設(shè)計(jì)是一個動態(tài)過程?？偸谴嬖谥玫姆椒▉硗瓿稍O(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該不斷努力，尋找這些更好的方法。 不能采用解析法計(jì)算的情況下，可以在基本公式內(nèi)引入系數(shù)。例如，對于薄壁鋼管，考慮到腐蝕性，可將根據(jù)壓力求得的厚度增加一些。當(dāng)必須應(yīng)用一個基本公式來確定形狀、材料和使用條件，而這些被確定的量僅僅與在公式推導(dǎo)中的假設(shè)比較接近時(shí)，要采取措施使結(jié)果“偏于安全”。當(dāng)數(shù)據(jù)不完全時(shí)，可以應(yīng)用理論公式作為尺寸的指南，在擴(kuò)展后的范圍內(nèi)獲得令人滿意的設(shè)計(jì)結(jié)果。 4．根據(jù)性能組合選擇材料。選擇材料時(shí)需要考慮有關(guān)的性能組合，不僅考慮強(qiáng)度，硬度和重量，而且有時(shí)還要考慮抗沖擊性，抗腐蝕性和耐高溫或低溫的能力。成本和制造性能都是應(yīng)該考慮的因素，這些因素包括可焊接性，機(jī)械加工性能，對熱處理溫度變化的敏感性和所需要的涂層等。 5．在現(xiàn)有零件和整體零件之間進(jìn)行認(rèn)真的選擇。若一個以前研制的零件能夠滿足性能要求和可靠性要求，并適用于所設(shè)計(jì)的那臺機(jī)器而無須附加的研制費(fèi)用，那么設(shè)計(jì)人員及其公司通常會從零件制造廠的現(xiàn)貨中選取該零件。但是，只有充分了解其性能，才能進(jìn)行認(rèn)真的選擇工作，因?yàn)槿魏我粋€機(jī)器零件的失效都會影響公司的信譽(yù)，并使公司承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任。在其他情況下，若機(jī)器設(shè)計(jì)人員自己來設(shè)計(jì)零件，則零件的強(qiáng)度，可靠性和成本等方面的要求就可以更好地得到滿足。可將某個零件與其他零件設(shè)計(jì)成一個整體零件，例如將幾個齒輪設(shè)計(jì)為一個鍛件或者將齒輪與軸設(shè)計(jì)為一體，這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是緊湊。 6．保證零件在裝配中準(zhǔn)確定位和不發(fā)生干涉。一個良好的設(shè)計(jì)能夠保證零件定位準(zhǔn)確，裝配和修理方便容易。軸肩和導(dǎo)向表面在裝配過程中不需要測量就能提供準(zhǔn)確定位。零件的形狀應(yīng)該被設(shè)計(jì)得保證這個零件不會被裝反或裝錯位置。必須能夠預(yù)見和防止諸如不同的螺紋孔中的螺釘之間的干涉和不同的連桿機(jī)構(gòu)之間的干涉。必須避免部件之間的找正對中誤差和定位誤差，或者必須采用措施，減小任何由此引起的不利的位移和應(yīng)力。人類通過使用工具和智能，制造使其生活變得更容易和更舒適的物品這種方法，把他們自己與其他種類的生命區(qū)別開來。許多世紀(jì)以來，工具和為工具提供動力能源的種類都在不斷地發(fā)展，以滿足人類日益完善和越來越復(fù)雜的想法。 在最早的時(shí)期，工具主要是由石器構(gòu)成的?？紤]到所制造的物品相對簡單的形狀和被加工的材料，石頭作為工具是適用的。當(dāng)鐵制工具被發(fā)明出來以后，耐 用的金屬和更精致的物品能夠被制造出來。在20世紀(jì)中，已經(jīng)有了一些由有史以來最耐用，同時(shí)也是最難加工的材料制造的產(chǎn)品。為了迎接這些材料給制造業(yè)帶來的挑戰(zhàn)，工具材料已經(jīng)發(fā)展到包括合金鋼、硬質(zhì)合金、金剛石和陶瓷。給我們的工具提供動力的方法也發(fā)生了類似的進(jìn)步。最初，是由人或動物的肌肉為工具提供動力；隨后，水力、風(fēng)力、蒸汽和電力得到了利用，人類通過采用新型機(jī)器、更高的精度和更快的加工速度來進(jìn)一步提高制造能力。 附錄： Mechanical Design and Manufacturing Processes Abstract: Mechanical?design?is?the?application?of?science?and?technology?to devise?new? or?improved?products?for?the?purpose of?satisfying?human?needs.It?is?a?vast?field?of?engine technology?which?not?only?concerns?itself?with?the?original?conception?of?the?product?in ?terms?of its?size,?shape?and?construction?details but?also?considers?the?various?factors?involved?in?the?manufacture,?marketing?and?use?of?the?product. Keywords: Mechanical，design，manufacturing process People?who?perform?the?various?functions?of?mechanical?design?are?typically?called?desi-gners,?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? a-reas?of?mechanical?drawing,?kinematics,?dynamics,?materials?engineering,?strength?of materials?and?manufacturing?processes. As?stated?previously,?the?purpose?of?mechanical?design?is?to?produce?a?product?which will?serve?a?need?for?man.?Inventions,?discoveries?and?scientific?knowledge?by?themselve-s?do?not?necessarily?benefit?people;?only? if ?they? are ?incorporated? into? a?designed? product? will? a? benefit?be? derived.?It?should?be?recognized,?therefore,?that?a?human?nee-d?must?be?identified?before?a?particular?product?is?designed. Mechanical?design?should?be?considered?to?be?an?opportunity?to?use?innovative?talents?t-o?envision?a?design?of?a?product,?to?analyze?the?system?and?then?make?sound?judgments?o-n?how?the?product?is?to?be?manufactured.?It?is?important?to?understand?the?fundamentals?o-f?engineering?rather? than?memorize?mere?facts? and?equations.?There?are?no? facts?or?equ-ations?which?alone?can?be?used?to?provide?all?the?correct?decisions?required?to?produce?a?go-od?design.? On?the?other?hand,?any?calculations?made?must?be?done?with?the?utmost?care?and?precisi-on.?For?example,?if?a?decimal?point?is?misplaced,?an?otherwise?acceptable?design?may?not?f-unction. Good?designs?require?trying?new?ideas?and?being?willing?to?take?a certain?amount?of?ris-k,?knowing?that?if?the?new?idea?does?not?work?the?existing?method?can?be?reinstated.?Thu-s?a?designer?must?have?patience,?since?there?is?no?assurance?of?success?for?the?time?and?effo-rt?expended.?Creating?a?completely?new?design?generally?requires?that?many?old?and?well-established?methods?be?thrust?aside.?This?is?not?easy?since?many?people?cling?to?familiar?id-eas,?techniques?and?attitudes.?A?design?engineer?should?constantly?search?for?ways?to?impr-ove?an?existing?product?and?must?decide?what?old,?proven?concepts?should?be?used?and?what?new,?untried?ideas?should?be?incorporated.? New?designs?generally?have?"bugs"?or?unforeseen?problems?which?must?be?worked?out?b-efore?the?superior?characteristics?of?the?new?designs?can?be?enjoyed.?Thus?there?is?a?chanc-e?for?a?superior?product,?but?only?at?higher?risk.It?should?be?emphasized?that,if?a?design?do-es?not?warrant?radical?new?methods,?such?methods?should?not?be?applied?merely?for?the?sa-ke?of?change.? During?the?beginning?stages?of?design,?creativity?should?be?allowed?to?flourish?withou-t?a?great?number?of?constraints.Even?though?many?impractical?ideas?may?arise,?it?is?usuall-y?easy?to?eliminate?them?in?the?early?stages?of?design?before?firm?details?are?required?by?ma-nufacturing.?In?this?way,?innovative ideas?are?not?inhibited.?Quite?often,?more?than?one?de-sign?is?developed,?up?to?the?point?where?they?can?be?compared?against?each?other.It?is?entir-ely?possible?that?the?design?which?is?ultimately?accepted?will?use?ideas?existing?in?one?of?t-he?rejected?designs?that?did?not?show?as?much?overall?promise.? Psychologists?frequently?talk?about?trying?to?fit?people?to?the?machines?they?operate.?It?i-s?essentially?the?responsibility?of?the?design?engineer?to?strive?to?fit?machines?to?people.?Th-is?is?not?an?easy?task,?since?there?is?really?no?average?person?for?which?certain?operating??d-imensions?and?procedures?are?optimum.? ? Another?important?point?which?should?be?recognized?is?that?a?design?engineer?must?be?a-ble?to?communicate?ideas?to?other?people?if?they?are?to?be?incorporated.?Communicating?th-e?design?to?others?is?the?final,?vital?step?in?the?design?process.?Undoubtedly?many?great?desi-gns,?inventions,?and?creative?works?have?been?lost?to?mankind?simply?because?the?originat-ors?were?unable?or?unwilling?to?explain?their?accomplishments?to?others.?Presentation?i-s?a?selling?job.?The?engineer,?when?presenting?a?new?solution?to?administrative,?manageme-nt,?or?supervisory?persons,?is?attempting?to?sell?or?to?prove?to?them?that?this?solution?is?a?be-tter?one.?Unless?this?can?be?done?successfully,?the?time?and?effort?spent?on?obtaining?the?so-lution?have?been?largely?wasted.? ? Basically,?there?are?only?three?means?of?communication?available?to?us.?These?are?the?w-ritten,?the?oral,?and?the?graphical?forms.?Therefore?the?successful?engineer?will?be?technica-lly?competent?and?versatile?in?all?three?forms?of?communication.?A?technically?competen-t?person?who?lacks?ability?in?any?one?of?these?forms?is?severely?handicapped.If?ability?in?al-l?three?forms?is?lacking,?no?one?will?ever?know?how?competent?that?person?is! The?competent?engineer?should?not?be?afraid?of?the?possibility?of?not?succeeding?in?a?pre-sentation.?In?fact,?occasional?failure?should?be?expected?because?failure?or?criticism?seem-s?to?accompany?every?really?creative?idea.?There?is?a?great?deal?to?be?learned?from?a?failure,and?the?greatest?gains?are?obtained?by?those?willing?to?risk?defeat.?In?the?final?analysis,?th-e?real?failure?would?lie?in?deciding?not?to?make?the?presentation?at?all.? ?To?communicate?effectively,?the?following?questions?must?be?answered:? ?(1)?Does?the?design?really?serve?a?human?need?? ?(2)?Will?it?be?competitive?with?existing?products?of?rival?companies?? ?(3)?Is?it?economical?to?produce?? ?(4)?Can?it?be?readily?maintained?? ?(5)?Will?it?sell?and?make?a?profit? Only?time?will?provide?the?true?answers?to?the?preceding?questions,?but?the?product?shou-ld?be?designed,?manufactured?and?marketed?only?with?initial?affirmative?answers.?The?desi-gn?engineer?also?must?communicate?the?finalized?design?to?manufacturing?through?the?us-e?of?detail?and?assembly?drawings.? ? Quite?often,?a?problem?will?occur?during?the?manufacturing?cycle[3].?It?may?be?that?a?ch-ange?is?required?in?the?dimensioning?or?tolerancing?of?a?part?so?that?it?can?be?more?readil-y?produced.?This?fails?in?the?category?of?engineering?changes?which?must?be?approved?by?t-he?design?engineer?so?that?the?product?function?will?not?be?adversely?affected.? In?other?cases,?a?deficiency?in?the?design?may?appear?during?assembly?or?testing?just?prio-r?to?shipping.?These?realities?simply?bear?out?the?fact?that?design?is?a?living?process.?Ther-e?is?always?a?better?way?to?do?it?and?the?designer?should?constantly?strive?towards?finding?t-hat?better?way.? Designing?starts?with?a?need,real?or?imagined.Existing?apparatus?may?need?improvement-s?in?durability,?efficiently,?weight,?speed,?or?cost.?New?apparatus?may?be?needed?to?perfor-m?a?function?previously?done?by?men,?such?as?computation,?assembly,?or?servicing.?With?th-e?objective?wholly?or?partly?defined,?the?next?step?in?design?is?the?conception?of?mechanis-ms?and?their?arrangements?that?will?perform?the?needed?functions.?For?this,?freehand?sketch-ing?is?of?great?value,?not?only?as?a?record?of?one's?thoughts?and?as?an?aid?in?discussion?wit-h?others,?but?particularly?for?communication?with?one's?own?mind,?as?a?stimulant?for?creati-ve?ideas.When?the?general?shape?and?a?few?dimensions?of?the?several?components?becom-e?apparent, analysis?can?begin?in?earnest.The?analysis?will?have?as?its?objective?satisfactor-y?or?superior?performance,?plus?safety?and?durability?with?minimum?weight,and?a?competit-ive?east.? Optimum?proportions?and?dimensions?will?be?sought?for?each?critically?loaded?section,to-gether?with?a?balance?between?the?strength?of?the?several?components.?Materials?and?thei-r?treatment?will?be?chosen.?These?important?objectives?can?be?attained?only?by?analysis?bas-ed?upon?the?principles?of?mechanics,?such?as?those?of?statics?for?reaction?forces?and?for?th-e?optimum?utilization?of?friction;?of?dynamics?for?inertia,?acceleration,?and?energy;of?elasticity?and?strength?of?materials?for?stress?and?deflection;?and?of?fluid?mechanics?for?lubrication?and?hydrodynamic?drives.? Finally,?a?design?based?upon?function?and?reliability?will?be?completed,?and?a?proto typ-e?may?be?built.?If?its?tests?are?satisfactory,?and?if?the?device?is?to?be?produced?in?quantity,?th-e?initial?design?will?undergo?certain?modifications?that?enable?it?to?be?manufactured?in?qua-ntity?at?a?lower?cost.?During?subsequent?years?of?manufacture?and?service,?the?design?is?lik-ely?to?undergo?changes?as?new?ideas?are?conceived?or?as?further?analysis?based?upon?test-s?and?experience?indicate?alterations.?Sales?appeal,?customer?satisfaction,?and?manufactur-e?cost?are?all?related?to?design,?and?ability?in?design?is?intimately?involved?in?the?success?o-f?an?engineering?venture. 8 指 導(dǎo) 教 師 評 語 外文翻譯成績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 注：1. 指導(dǎo)教師對譯文進(jìn)行評閱時(shí)應(yīng)注意以下幾個方面：①翻譯的外文文獻(xiàn)與畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主題是否高度相關(guān)，并作為外文參考文獻(xiàn)列入畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的參考文獻(xiàn)；②翻譯的外文文獻(xiàn)字?jǐn)?shù)是否達(dá)到規(guī)定數(shù)量（3 000字以上）；③譯文語言是否準(zhǔn)確、通順、具有參考價(jià)值。 2. 外文原文應(yīng)以附件的方式置于譯文之后。