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課程設(shè)計(jì) 配氣機(jī)構(gòu)導(dǎo)塊加工工藝及銑46平面夾具設(shè)計(jì) 所在學(xué)院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學(xué) 號 指導(dǎo)老師 年 月 日 29 摘 要 配氣機(jī)構(gòu)導(dǎo)塊是某企業(yè)產(chǎn)品中的關(guān)鍵零件之一，本課題要求根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)需要和配氣機(jī)構(gòu)導(dǎo)塊零件的加工要求，首先完成零件的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)之上，選擇其關(guān)鍵工序之一進(jìn)行專用夾具，并完成必要的設(shè)計(jì)計(jì)算。本機(jī)床所用夾具的通用性強(qiáng)，工件采用定位夾緊，快速方便。夾緊采用手動加緊，采用這種方式完全能夠滿足精度要求。而且簡易方便，制造成本低，通用性好。由于配氣機(jī)構(gòu)導(dǎo)塊的生產(chǎn)量比較大，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高加工效率，需要對其加工工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并在關(guān)鍵工序使用組合機(jī)床或?qū)Ｓ脵C(jī)床進(jìn)行加工。 通過設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用了大學(xué)期間的多數(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)知識，加深所學(xué)知識體系，掌握了運(yùn)用各項(xiàng)繪圖軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法和技巧,熟悉了工程應(yīng)用設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞 配氣機(jī)構(gòu)導(dǎo)塊 零件分析 工藝路線 夾具設(shè)計(jì) 組合機(jī)床 Abstract The axile bush is one of the key parts of an enterprise products, this text expounds mainly the machining technology and the design of clamping device of the connecting rod and modular machine tool of the axile bush.The precision of size, the precision of profile and the precision of position , of the connecting rod is demanded highly , and the rigidity of the connecting rod is not enough, easy to deform,so arranging the craft course, need to separate the each main and superficial thick finish machining process. Reduce the function of processing the surplus , cutting force and internal stress progressively , revise the deformation after processing, can reach the specification requirement for the part finally .As the output of the axile bush is very large ,it is need to make optimal design for the machining technology and use modular machine tool for pivotal machining process ,to ensure product quality and to improve the processing efficiency. Through this design,the knowledge of more basic and specialty was synthetically applited.The system of knowledge we learned was intensified.Controlled to make use of various method and techniques that the painting software carry on a design,the design of engineering application was known well. Keywords Axile Bush Precision Processing Technology Design of Clamping Device Modular Machine Tool 目 錄 摘 要 II Abstract 1 1 引言 4 1.1 機(jī)械制造業(yè)及其現(xiàn)狀 4 1.2 機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展趨勢 5 1.3 設(shè)計(jì)目的 6 2 零件工藝性分析 7 2.1 零件的作用 7 2.2 零件的工藝分析 7 3 毛坯的選擇 8 3.1 毛坯的種類 8 3.2 確定毛坯是應(yīng)考慮到的因素 8 3.3 確定毛坯時的幾項(xiàng)工藝措施 9 3.4 毛坯的確定 9 4 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 10 4.1 工藝規(guī)程的作用 10 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 10 4.3 制定工藝路線 11 4.4 毛坯尺寸的確定與機(jī)械加工余量 14 4.5 確定切削用量及基本工時 15 第5章 銑46平面工序的夾具設(shè)計(jì) 25 5.1設(shè)計(jì)要求 25 5.2夾具設(shè)計(jì) 25 5.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 25 5.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 25 5.3定位誤差的分析 26 5.4 定向鍵與對刀裝置設(shè)計(jì) 26 5.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 29 結(jié)束語 30 參 考 文 獻(xiàn) 31 致 謝 32 1 引言 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，是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益，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)，因此工藝規(guī)程編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的重要保證和重要依據(jù)。夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在加深對課程基本理論的理解和加強(qiáng)對解決工程實(shí)際問題能力的培養(yǎng)方面發(fā)揮極其重要的作用[1]。 利用更好的夾具可以保證加工質(zhì)量，機(jī)床夾具的首要任務(wù)是保證加工精度，特別是保證被加工工件的加工面與定位面以及被加工表面相互之間的位置精度；提高生產(chǎn)率、降低成本，使用夾具后可以減少劃線、找正等輔助時間，且易于實(shí)現(xiàn)多工位加工[2]。擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍，在機(jī)床上使用夾具可使加工變得方便，并可擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍。減輕工人勞動強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)。為了讓夾具有更好的發(fā)展，夾具行業(yè)應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)作的力度，加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與時俱進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。 ?1.1 機(jī)械制造業(yè)及其現(xiàn)狀 在國民經(jīng)濟(jì)的各條戰(zhàn)線上廣泛使用著大量的機(jī)械、機(jī)床、工具、儀器、儀表等工藝裝備。這些工藝裝備的制造過程總稱為機(jī)械制造，生產(chǎn)這些工藝裝備的工業(yè)即是機(jī)械制造業(yè)[3]。機(jī)械制造業(yè)的主要任務(wù)就是圍繞各種工程材料的加工技術(shù)，研究其工藝，并設(shè)計(jì)和制造各種工藝裝備。 機(jī)械制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)和支柱，是向其他各部門提供工具、儀器和各種機(jī)械設(shè)備的技術(shù)裝備部。據(jù)西方工業(yè)國家統(tǒng)計(jì)，機(jī)械制造業(yè)創(chuàng)造了60%的社會財(cái)富，完成45%的國民經(jīng)濟(jì)收入。如果沒有機(jī)械制造業(yè)提供質(zhì)量優(yōu)良、技術(shù)先進(jìn)的技術(shù)裝備，那么信息技術(shù)、新材料技術(shù)、海洋工程技術(shù)、生物工程技術(shù)、以及空間技術(shù)等新技術(shù)群的發(fā)展將會受到嚴(yán)重的制約。因此，一個國家的經(jīng)濟(jì)競爭歸根結(jié)底是機(jī)械制造業(yè)的競爭，機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展水平是衡量一個國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。 機(jī)械制造業(yè)是一個歷史悠久的產(chǎn)業(yè)，經(jīng)歷了一個漫長發(fā)展過程。蒸汽機(jī)和電力的兩次工業(yè)革命使機(jī)械制造業(yè)發(fā)生了巨大變革，世界各國都逐漸充分重視、發(fā)展和應(yīng)用機(jī)械制造技術(shù)。經(jīng)過建國五十多年的發(fā)展，機(jī)械工業(yè)已經(jīng)成為我國工業(yè)中產(chǎn)品門類比較齊全，具有相當(dāng)規(guī)模和一定技術(shù)基礎(chǔ)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。改革開放以來，機(jī)械工業(yè)引進(jìn)了大量的國外先進(jìn)技術(shù)，加上國內(nèi)自行研究開發(fā)的成果，使機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)正向合理化方向發(fā)展，對市場的適應(yīng)能力日益明顯增強(qiáng)。 但是，與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，我國的機(jī)械制造仍存在階段性的差距。集中表現(xiàn)為制造技術(shù)的落后——在設(shè)計(jì)方法和手段、制造工藝、制造過程自動化及管理技術(shù)諸方面都明顯落后于工業(yè)發(fā)達(dá)國家。制造技術(shù)的落后嚴(yán)重制約了機(jī)械工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，使我國機(jī)械傳動工業(yè)的技術(shù)來源大部分依賴引進(jìn)國外技術(shù)，全員勞動生產(chǎn)率低，機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量差，可靠性低，缺乏競爭力[4]。 1.2 機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展趨勢 1.2.1 常規(guī)工藝的不斷優(yōu)化 常規(guī)工藝優(yōu)化的方向是實(shí)現(xiàn)高效化、精密化、強(qiáng)韌化、輕量化，以形成優(yōu)質(zhì)高效、低耗、少（無）污染的先進(jìn)實(shí)用工藝為主要目標(biāo)，同時實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)備、輔助工藝、工藝材料、檢測控制系統(tǒng)的成套工藝服務(wù)，使優(yōu)化工藝易于為企業(yè)采用[5]。 1.2.2 新型加工方法的不斷出現(xiàn)和發(fā)展 包括精密加工和超精密加工、微細(xì)加工、特種加工及高密度能加工、新硬材料加工技術(shù)、表面功能性覆蓋技術(shù)和復(fù)合加工，以適應(yīng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代對制造工藝提出的更高、更新的制造模式。 1.2.3 自動化等高新技術(shù)與工藝的精密結(jié)合 微電子、計(jì)算機(jī)和自動化技術(shù)與工藝及設(shè)備的相結(jié)合，使傳統(tǒng)工藝面貌產(chǎn)生顯著、本質(zhì)的變化，如生產(chǎn)線自動控制、在線檢測自適應(yīng)控制、計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助裝備工藝設(shè)計(jì)和智能制造系統(tǒng)等。 中國的機(jī)械制造工業(yè)任重而道遠(yuǎn)，我們必須不斷開拓進(jìn)取，改進(jìn)制造技術(shù)，使制造業(yè)達(dá)到一個新的高度。 1.3 設(shè)計(jì)目的 現(xiàn)代機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生在學(xué)完了《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》等技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)課理論之后進(jìn)行的一個實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的是鞏固和加深理論教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論，解決現(xiàn)代實(shí)際工藝設(shè)計(jì)問題的能力。通過工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì)，學(xué)生應(yīng)達(dá)到： （1） 掌握零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的能力； （2） 掌握加工方法及其機(jī)床、刀具及切削用量等的選擇應(yīng)用能力； （3） 掌握機(jī)床專用夾具等工藝裝備的設(shè)計(jì)能力； （4） 學(xué)會使用、查閱各種設(shè)計(jì)資料、手冊和國家標(biāo)準(zhǔn)等，以及學(xué)會繪制工序圖、夾具總裝圖，標(biāo)注必要的技術(shù)條件等。 2 零件工藝性分析 2.1 零件的作用 配氣機(jī)構(gòu)導(dǎo)塊是配氣機(jī)構(gòu)一個主要零件。通過配氣機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)氣體的內(nèi)外交換，該零件的加工好壞，將影響到整個配氣機(jī)構(gòu)的工作性能。 2.2 零件的工藝分析 由附圖1得知，其材料為HT200。該材料具有較高的強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力，要求耐磨的零件。 該零件上主要加工面為左、右端面，φ20mm以及加工。由參考文獻(xiàn)[1]中有關(guān)孔的加工的經(jīng)濟(jì)精度機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知上述要求可以達(dá)到的零件的結(jié)構(gòu)的工藝性也是可行的。 ⑴ 以外圓為主有：① 零件外圓粗、精車磨削加工，其粗糙度要求是； ② 配氣機(jī)構(gòu)導(dǎo)塊平面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是。 ⑵ 孔系加工有： ①Φ20、Φ25鉆擴(kuò)鉸加工，其表面粗糙度為； ②小孔2-Φ6鉆加工 3 毛坯的選擇 3.1 毛坯的種類 毛坯的種類主要有碳鋼、合金鋼、不銹鋼與耐熱鋼、鑄鐵與黃銅、青銅、鋁合金；在選擇毛坯的制造方法時，首先考慮材料的工藝特性，如鑄鐵不能鍛造，這類材料只能選擇鑄造；高碳鋼的鑄造性和焊接性都較差，一般都采用鍛造。 3.2 確定毛坯是應(yīng)考慮到的因素 在確定毛坯時應(yīng)考慮以下因素： (1)零件的材料及其力學(xué)性能 當(dāng)零件的材料選定之后，毛坯的類型就大體確定了。例如，材料為鑄鐵的零件，自然應(yīng)選擇鑄造毛坯；而對于重要的鋼質(zhì)零件，力學(xué)性能要求高時，可選擇鍛造毛坯。 (2)零件的結(jié)構(gòu)和尺寸 形狀復(fù)雜的毛坯常采用鑄件，但對于形狀復(fù)雜的薄壁件，一般不能采用砂型鑄造；對于一般用途的階梯軸，如果各段直接相差不大，力學(xué)性能要求不高時，可選擇棒料做毛坯，倘若各段直徑相差較大，為了節(jié)省材料，應(yīng)選者鍛件[6]。 (3)生產(chǎn)類型 當(dāng)零件的生產(chǎn)批量較大時，應(yīng)采用精度和生產(chǎn)率都比較高的毛坯制造方法，這時毛坯制造增加的費(fèi)用可由材料費(fèi)減少的費(fèi)用以及機(jī)械加工減少的費(fèi)用來補(bǔ)償。 (4)現(xiàn)有生產(chǎn)條件 選擇毛坯類型時，要結(jié)合本企業(yè)的具體生產(chǎn)條件，如現(xiàn)場毛坯制造的實(shí)際水平和能力，外協(xié)的可靠性等。 (5)充分考慮利用新技術(shù)，新工藝和新材料的可靠性 為了節(jié)約材料和能源，減少機(jī)械加工余量，提高經(jīng)濟(jì)效益，只要有可能，就必須盡量采用精密鍛造，精密鑄造，冷擠壓。粉末冶金和工程塑料等新工藝，新技術(shù)和新材料[7]。 3.3 確定毛坯時的幾項(xiàng)工藝措施 實(shí)現(xiàn)少切削，無切削加工，是現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢。但是，由于毛坯制造技術(shù)的限制，加之現(xiàn)代機(jī)器對精度和表面質(zhì)量的要求越來越高，為了保證機(jī)械加工能達(dá)到質(zhì)量要求，毛坯的某些表面仍需留有加工余量。加工毛坯時，由于一些零件形狀特殊，安裝和加工不大方便，必須采取一定的工藝措施才能進(jìn)行機(jī)械加工。 3.4 毛坯的確定 零件材料是HT200。零件年產(chǎn)量是大批量,而且零件加工的輪廓尺寸不大,在考慮提高生產(chǎn)率保證加工精度后可采用鑄造成型，采用方法為砂模機(jī)器造型。零件形狀并不復(fù)雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內(nèi)孔不鑄出。 4 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 對于機(jī)器中的某一零件，可以采用多種不同的工藝過程完成。在特定條件下，總存在一種相對而言最為合理的工藝規(guī)程，將這個工藝規(guī)程用工藝文件的形式加以規(guī)定，由此得到的工藝文件統(tǒng)稱工藝規(guī)程[8]。 4.1 工藝規(guī)程的作用 工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)組織、計(jì)劃調(diào)度的主要依據(jù)，是指導(dǎo)工人操作的主要技術(shù)文件，也是工廠和車間進(jìn)行設(shè)計(jì)或技術(shù)改造的重要原始資料。工藝規(guī)程的制訂須嚴(yán)格按照規(guī)定的程序和格式進(jìn)行，并隨技術(shù)進(jìn)步和企業(yè)發(fā)展，定期修改完善。 (1)根據(jù)機(jī)械加工工藝規(guī)程進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備（包括技術(shù)準(zhǔn)備）。在產(chǎn)品投入生產(chǎn)以前，需要做大量的生產(chǎn)準(zhǔn)備和技術(shù)準(zhǔn)備工作，例如，關(guān)鍵技術(shù)的分析與研究；刀、夾、量具的設(shè)計(jì)、制造或采購；設(shè)備改裝與新設(shè)備的購置或定做等。這些工作都必須根據(jù)機(jī)械加工工藝規(guī)程來展開。 (2)機(jī)械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度、工人的操作、質(zhì)量檢查等的依據(jù)。 (3)新建或擴(kuò)建車間(或工段),起原始依據(jù)也是機(jī)械加工工藝規(guī)程，根據(jù)機(jī)械加工工藝規(guī)程確定機(jī)床的種類和數(shù)量，確定機(jī)床的布置和動力配置，確定生產(chǎn)面積的大小和工人的數(shù)量。 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，定位基準(zhǔn)選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高，否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 粗基準(zhǔn)的選擇：考慮到以下幾點(diǎn)要求，選擇零件的重要面和重要孔做基準(zhǔn)。在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量盡量均勻 精基準(zhǔn)的選擇：主要考慮基準(zhǔn)重合問題，配氣機(jī)構(gòu)導(dǎo)塊的下端面既是裝配基準(zhǔn)又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，用它作為精基準(zhǔn)，能使加工遵循基準(zhǔn)重合的原則。?20孔及左右兩端面都采用底面做基準(zhǔn)，這使得工藝路線又遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則，下端面的面積比較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單，可靠，操作方便。 4.3 制定工藝路線 制定工藝路線應(yīng)該使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度）和表面質(zhì)量等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。還有，應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本[9]。 4.3.1 工藝路線方案一 10 采用鑄造的方法獲得毛坯 20 退火熱處理 30 劃線打點(diǎn) 40 粗車Φ60外圓及端面 50 半精車Φ60外圓及端面 60 掉頭，車左端面 70 車R1槽 80 半精車Φ59.5外圓及端面 90 精車Φ60外圓 100 鉆Φ17孔 110 擴(kuò)Φ19.7孔 120 鉸Φ20H8孔 130 車Φ50內(nèi)孔 140 鉆擴(kuò)鉸Φ25H7 150 銑削寬度為46的兩側(cè)面（銑46平面） 160 粗銑30H11槽 170 精銑30H11槽 180 磨Φ60外圓 190 終檢 200 清洗入庫 4.3.2 工藝路線方案二 10 采用鑄造的方法獲得毛坯 20 退火熱處理 30 劃線打點(diǎn) 40 粗車Φ60外圓及端面 50 半精車Φ60外圓及端面 60 掉頭，車左端面 70 車R1槽 80 半精車Φ59.5外圓及端面 90 精車Φ60外圓 100 車Φ50內(nèi)孔 110 鉆Φ17孔 120 擴(kuò)Φ19.7孔 130 鉸Φ20H8孔 140 鉆擴(kuò)鉸Φ25H7 150 銑削寬度為46的兩側(cè)面（銑46平面） 160 粗銑30H11槽 170 精銑30H11槽 180 磨Φ60外圓 190 終檢 200 清洗入庫 4.3.3 工藝方案的比較與分析 因左右兩端面均對φ20mm孔有較高的位置要求，故它們的加工宜采用工序集中原則，減少裝次數(shù)，提高加工精度。根據(jù)先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則，將端面的精銑和下端面的粗銑放在前面，下端面的精銑放在后面，每一階段要首先加工上端面后鉆孔，左右端面上φ20mm孔放后面加工。初步擬訂加工路線方案一。方案一遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序還有一些問題還值得進(jìn)一步討論。如車上端面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車床上加工時，它們慣性力較大，平衡困難；又由上端面不是連續(xù)的圓環(huán)面，車削中出現(xiàn)斷續(xù)切削容易引起工藝系統(tǒng)的震動，故改動銑削加工。 通過以上的兩工藝路線的優(yōu)、缺點(diǎn)分析，最后確定工藝路線方案一為該零件的加工路線。該工藝過程詳見附表１和附表2，機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片。 10 采用鑄造的方法獲得毛坯 20 退火熱處理 30 劃線打點(diǎn) 40 粗車Φ60外圓及端面 50 半精車Φ60外圓及端面 60 掉頭，車左端面 70 車R1槽 80 半精車Φ59.5外圓及端面 90 精車Φ60外圓 100 鉆Φ17孔 110 擴(kuò)Φ19.7孔 120 鉸Φ20H8孔 130 車Φ50內(nèi)孔 140 鉆擴(kuò)鉸Φ25H7 150 銑削寬度為46的兩側(cè)面（銑46平面） 160 粗銑30H11槽 170 精銑30H11槽 180 磨Φ60外圓 190 終檢 200 清洗入庫 4.4 毛坯尺寸的確定與機(jī)械加工余量 ⑴ 30H11槽的偏差及加工余量計(jì)算 30H11槽計(jì)算。根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：由參考文獻(xiàn)[4]表11～19。其余量值規(guī)定為2-3mm，現(xiàn)取3mm。查[3]可知其粗銑時精度等級為IT12，粗銑平面時厚度偏差取 精銑：由參考文獻(xiàn)[3]表2.3～59，其余量值規(guī)定為。 參照參考文獻(xiàn)[3]表3～2，3～25,2.3～13和參考文獻(xiàn)[15]表1～8，可以查得： 鉆孔Φ25 鉆孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。 擴(kuò)孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。 鉸孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。 鉆孔Φ20 參照參考文獻(xiàn)[3]表2.3～47，表2.3～48。確定工序尺寸及加工余量為： 加工該孔的工藝是：鉆——擴(kuò)——鉸 由以上資料得出毛坯尺寸圖。 4.5 確定切削用量及基本工時 在工藝文件中還要確定每一工步的切削用量。 (1)切削用量指：背吃刀量asp(即切削深度ap、進(jìn)給量f及切削速度Vc 。 (2)確定方法是：確定切削深度——>確定進(jìn)給量——>確定切削速度． (3)具體要求是： ①由工序或工步余量確定切削深度：精、半精加工全部余量在一次走刀中去除 在中等功率機(jī)床上一次走刀ap可達(dá)8mm～10mm。 ②按本工序或工步加工表面粗糙度確定進(jìn)給量：對粗加工工序或工步按加工表面粗糙度初選進(jìn)給量后還要校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。 ③可用查表法或計(jì)算法得出切削速度Vc查，用公式 換算出查或計(jì)算法所得的轉(zhuǎn)速nc查，根據(jù)Vc查在選擇機(jī)床實(shí)有的主軸轉(zhuǎn)速表中選取接近的主軸轉(zhuǎn)速n機(jī)作為實(shí)際的轉(zhuǎn)速，再用 換算出實(shí)際的切削速度Vc機(jī)填入工藝文件中。 對粗加工，選取實(shí)際切削速度Vc機(jī)實(shí)際進(jìn)給量f機(jī)和背吃刀量asp之后，還要校驗(yàn)機(jī)床功率是否足夠等，才能作為最后的切削用量填入工藝文件中。 工序30：粗車Φ60外圓及端面 機(jī)床：車床CA6140 所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.1，由于CA6140機(jī)床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃傾角=，刀尖圓弧半徑=。 ①.確定切削深度 由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成 ②.確定進(jìn)給量 根據(jù)《切削加工簡明實(shí)用手冊》可知：表1.4 刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時， 進(jìn)給量=0.5～1.0 按CA6140機(jī)床進(jìn)給量（表4.2—9）在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》可知： =0.7 確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表1—30，CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。 根據(jù)表1.21，當(dāng)強(qiáng)度在174～207時，，，=時，徑向進(jìn)給力：=950。 切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實(shí)際進(jìn)給力為： =950=1111.5 （3-2） 由于切削時進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。 ④.確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.11，當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200～219的鑄件，，，切削速度=。 切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故： ==63 （3-3） ===120 （3-4） 根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125 這時實(shí)際切削速度為： == （3-5） ⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。 由《切削用量簡明使用手冊》表1.25，=～，，，切削速度時， = 切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實(shí)際切削時間的功率為： =1.7=1.2 （3-6） 根據(jù)表1.30，當(dāng)=時，機(jī)床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為： =3.75，=，==，= ⑥.倒角 換車刀手動進(jìn)給。 ⑦. 計(jì)算基本工時 （3-7） == （3-8） 工序40：半精車Φ60外圓及端面 已知條件與工序相同，車端面及倒角，可采用工序相同的可轉(zhuǎn)位車刀。 采用工序30確定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本時間如下： a=2.5 f=0.65 n=3.8 v=50.4 T=56 工序50：半精車Φ60外圓及端面 所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.1，由于C602—1機(jī)床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃傾角=，刀尖圓弧半徑=。 ①.確定切削深度 由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成，故 == ②.確定進(jìn)給量 根據(jù)《切削加工簡明實(shí)用手冊》可知：表1.4 刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時， 進(jìn)給量=0.5～1.0 按CA6140機(jī)床進(jìn)給量（表4.2—9）在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》可知： =0.7 確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表1—30，CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。 根據(jù)表1.21，當(dāng)強(qiáng)度在174～207時，，，=時，徑向進(jìn)給力：=950。 切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實(shí)際進(jìn)給力為： =950=1111.5 由于切削時進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。 ④.確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.11，當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200～219的鑄件，，，切削速度=。 切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故： ==63 （3-12） ===120 （3-13） 根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125 這時實(shí)際切削速度為： == （3-14） ⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。 由《切削用量簡明使用手冊》表1.25，=～，，，切削速度時， = 切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實(shí)際切削時間的功率為： =1.7=1.2 根據(jù)表1.30，當(dāng)=時，機(jī)床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為： =1.25，=，==，= 工序60：鉆擴(kuò)鉸Φ20H8。 機(jī)床：立式鉆床Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 ⑴ 鉆孔 進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～38，取。 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4～41，取。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取 所以實(shí)際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動時間： ⑵ 擴(kuò)孔 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～31選擇硬質(zhì)合金錐柄麻花擴(kuò)孔鉆頭。 片型號：E403 切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～52，取。 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4～53，取。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取 所以實(shí)際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度有： 刀具切出長度： ，取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動時間： ⑶ 鉸孔Φ20 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～54，選擇硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀。 切削深度：，且。 進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～58，取。 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4～60，取。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31取 實(shí)際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度， 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動時間： 該工序的加工機(jī)動時間的總和是： 工序70：車Φ50內(nèi)孔 所選用的刀具為YG6X硬質(zhì)合金圓形鏜刀，主偏角為K=45，直徑為16mm的圓形鏜刀，其耐用度為。 ①.確定切削深度 a ②.根據(jù)表1.5，當(dāng)半精鏜鑄料，鏜刀直徑為，a≤，鏜刀伸出長度時，進(jìn)給量為：。 ③ .確定切削速度 按表1.27的計(jì)算公式確定 V = （3-16） 式中 C=189.8 m = 0.2 X=0.15 Y=0.20 V=124.6 選擇CA6140機(jī)床轉(zhuǎn)速：n= n =1200=20 實(shí)際切削速度為： v = 2.08 ④.確定基本時間 確定的基本時間50s 工序80：鉆2-φ6孔 機(jī)床：鉆床Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～9，選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭 切削深度： 根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表查得：進(jìn)給量,切削速度。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取。 實(shí)際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取。 加工基本時間： 工序90：鉆擴(kuò)鉸Φ25H7 由于工序90與工序60的計(jì)算方法完全一樣，故在此不一一計(jì)算了。 工序100：銑削寬度為46的兩側(cè)面 機(jī)床：立式銑床 刀具：錯齒三面刃銑刀 銑刀直徑，齒數(shù) 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4.77，取 銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4.88，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺每分進(jìn)給量： 走刀次數(shù)為1 機(jī)動時間：（其中） 因?yàn)椋? 本工序機(jī)動時間： 工序110：粗銑30H11槽。 機(jī)床：立式銑床 刀具：錯齒三面刃銑刀 切削深度： 根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表查得：進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表查得切削速度。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～74，取 實(shí)際切削速度： 進(jìn)給量： 工作臺每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =63mm 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動時間： 工序120：精銑30H11槽。 切削深度： 根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表查得：進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表查得切削速度， 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～74，取。 實(shí)際切削速度： 進(jìn)給量： 工作臺每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =81mm 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動時間： 本工序機(jī)動時間： 工序180: 磨Φ60外圓 1）確定磨削深度=0.4mm 2）確定進(jìn)給量,取f= 0.05mm/r 3）根據(jù)機(jī)床選n=2667r/min，計(jì)算出= =2093.6m/min 4）基本時間=，故 ==0.195min 5) 計(jì)算,查表得輔助時間=0.2min,布置工作地時間=0.3min,休息與生理需要時間=0.1min 則=0.195+0.2+0.3+0.1=0.795min 6）小結(jié) 綜上所述，機(jī)床為磨床床M114W，主軸轉(zhuǎn)速為2667r/min，切削速度2093.6m/min，進(jìn)給量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，機(jī)動時間0.195min, 輔助時間0.2min。 第5章 銑46平面工序的夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。下面即為銑床夾具銑46平面工序的專用夾具，本夾具將用于X52K立式銑床。 5.1設(shè)計(jì)要求 本夾具無嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，精度不是主要考慮的問題。 5.2夾具設(shè)計(jì) 5.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采用手動夾緊。 5.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 查， 選擇7:24錐柄立銑刀，標(biāo)準(zhǔn)系列L=198mm，標(biāo)準(zhǔn)系列l(wèi)=63mm，粗齒數(shù)為4。 由參考文獻(xiàn)[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計(jì)算公式： 有： 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有： 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得： 螺旋夾緊力： 該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如2.1. 由表得：原動力計(jì)算公式 即： 由上述計(jì)算易得： 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 5.3定位誤差的分析 制造誤差ZZ （1）中心線對定位件中心線位置精度 . 取. （2）V型塊同軸度誤差（查表P297） 故， 則. 知此方案可行。 5.4 定向鍵與對刀裝置設(shè)計(jì) 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。 根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖4.1 夾具體槽形與螺釘 根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表4.1： 表4.1 定向鍵 B L H h D 夾具體槽形尺寸 公稱尺寸 允差d 允差 公稱尺寸 允差D 18 ～0.012 ～0.035 25 12 4 12 4.5 18 +0.019 5 對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。 由于本道工序是完成零件銑加工，所以選用直角對刀塊。根據(jù)GB2243—80側(cè)裝對刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖5.2所示： 圖4.2對刀塊 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖4.3所示： 圖4.3 平塞尺 塞尺尺寸參數(shù)如表4.4： 表4.4塞尺 公稱尺寸H 允差d C 3 ～0.006 0.25 5.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動生產(chǎn)率。因此設(shè)計(jì)時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設(shè)計(jì)，用移動夾緊的大平面定位三個自由度，定位兩個自由度，用定位塊定位最后一個轉(zhuǎn)動自由度。此時雖然有過定位，但底面是經(jīng)精銑的面，定位是允許的。 結(jié)束語 課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和參考過程. 回顧這次課程設(shè)計(jì),從選題到定稿,從理論到實(shí)踐,在這段課程設(shè)計(jì)期間里,可以說得是苦多于甜.通過本次課程設(shè)計(jì),不僅鞏固了以前所學(xué)過的知識,而且學(xué)到了很多在書本上沒有學(xué)到過的知識. 對我來說,收獲最大的是方法和能力-----那些和解決問題的方法和能力.在整個設(shè)計(jì)過程中,我發(fā)現(xiàn)我們這些學(xué)生最缺少的是經(jīng)驗(yàn),沒有感性的認(rèn)識,空有理論知識,有些東西很可能與實(shí)際脫節(jié).此次設(shè)計(jì)需要我們將學(xué)過的相關(guān)知識都系統(tǒng)地聯(lián)系起來,從中暴露出自身的不足,以待改進(jìn).通過這次課程設(shè)計(jì),我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的-----只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來,從理論中得出結(jié)論,才能真正為社會服務(wù),從而提該自己的實(shí)際動手能力. 在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說是困難重重.在設(shè)計(jì)的過程中也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處:對以前所學(xué)過的知識理解的不夠深刻,掌握的不夠牢固.通過這次課程設(shè)計(jì)之后,有把以前所學(xué)過的知識重新溫故. 這次課程設(shè)計(jì)使我受益匪淺,為我以后的學(xué)習(xí)和工作打下了一個堅(jiān)實(shí)而良好的基礎(chǔ).在此衷心感謝各位老師的幫助和指導(dǎo). 參 考 文 獻(xiàn) [1] 裘愉弢. 組合機(jī)床[M].第一版，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995. 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[20]《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》聯(lián)合編寫組. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M].第二版，北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1987. 致 謝 經(jīng)過近四個月的忙碌和工作，本次課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個大學(xué)生的課程設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周的地方，如果沒有指導(dǎo)老師的督促指導(dǎo)，以及一起工作學(xué)習(xí)的同學(xué)、朋友們的支持，想要完成這個設(shè)計(jì)是難以想象的。 在這里，首先要感謝的是我的指導(dǎo)老師王教授和吳老師。王教授雖然工作繁忙，但是每周都不辭辛苦抽出時間由南京過來到這里親自指導(dǎo)和檢查督促我們做課程設(shè)計(jì)，吳老師平日也是工作繁忙，但是在我做課程設(shè)計(jì)的每個階段，從開題報告到查閱資料，從設(shè)計(jì)草案的確定、修改，到中期檢查，再到后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝備草圖等等整個過程中兩位老師都給予我悉心的指導(dǎo)。除了敬佩老師的專業(yè)水平以外，王教授治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，吳老師科學(xué)研究的精神是永遠(yuǎn)值得我學(xué)習(xí)的榜樣，并會一直積極影響我今后的工作和學(xué)習(xí)。 其次我要感謝我的父母和與我一起做課程設(shè)計(jì)的同學(xué)們。父母給了我強(qiáng)大的精神動力，同學(xué)們在本次設(shè)計(jì)中勤奮工作克服許多困難來完成此次設(shè)計(jì)，并分擔(dān)了許多工作。如果沒有他們的支持和努力，此次設(shè)計(jì)的過程將變得非常困難。 我還要感謝的是學(xué)校圖書館的開放，讓我們有足夠的資料可以參考，查閱。還要感謝四年以來所有的老師，為我打下了機(jī)械專業(yè)知識的基礎(chǔ)；同時感謝所有的同學(xué)們，正因?yàn)橛辛四銈兊闹С?，本次課程設(shè)計(jì)才會順利完成。 通過課程設(shè)計(jì)，使我對機(jī)械加工工藝這門課程進(jìn)一步加深了理解。對于各方面知識之間的相互聯(lián)系有了實(shí)際的體會。同時也深深感到自己初步掌握的知識與實(shí)際需要還有相當(dāng)?shù)木嚯x，還需進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和實(shí)踐。 本設(shè)計(jì)由于時間緊和對知識掌握的程度有限，在設(shè)計(jì)上不很周詳，許多應(yīng)該考慮的因素可能沒有體現(xiàn)出來。在設(shè)計(jì)過程中，我得到了老師的精心指導(dǎo)和各方面的幫助，才得以順利進(jìn)行，在這里再次表達(dá)我對王教授和吳老師的謝意。 最后感謝學(xué)院四年來對我的培養(yǎng)！