模具專業(yè)畢業(yè)論文_機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì).doc

武漢交通職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題名稱 機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 系 部 機(jī)電工程系 專業(yè)年級(jí) 指導(dǎo)教師 機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說明書【設(shè)計(jì)題目】設(shè)計(jì)中間軸齒輪零件（圖S0-1）機(jī)械加工工藝規(guī)程及某一重要工序的夾具。年產(chǎn)5000件。 1. 零件圖分析1.1 零件的功用本零件為拖拉機(jī)變速箱中倒速中間軸齒輪，其功用是傳遞動(dòng)力和改變輸出軸運(yùn)動(dòng)方向。1.2 零件工藝分析本零件為回轉(zhuǎn)體零件，其最主要加工面是62H7孔和齒面，且兩者有較高的同軸度要求，是加工工藝需要重點(diǎn)考慮的問題。其次兩輪轂端面由于裝配要求，對(duì)62H7孔有端面跳動(dòng)要求。最后，兩齒圈端面在滾齒時(shí)要作為定位基準(zhǔn)使用，故對(duì)62H7孔也有端面跳動(dòng)要求。這些在安排加工工藝時(shí)也需給予注意。2. 確定毛坯2.1 確定毛坯制造方法本零件的主要功用是傳遞動(dòng)力，其工作時(shí)需承受較大的沖擊載荷，要求有較高的強(qiáng)度和韌性，故毛坯應(yīng)選擇鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷。又由于年產(chǎn)量為5000件，達(dá)到了批量生產(chǎn)的水平，且零件形狀較簡(jiǎn)單，尺寸也不大，故應(yīng)采用模鍛。2.2 確定總余量確定直徑上總余量為6mm，高度（軸向）方向上總余量為5mm。2.3 繪制毛坯圖（圖S0-2）圖2.1 零件毛坯圖3 制定零件工藝規(guī)程3.1 選擇表面加工方法1） 62H7孔考慮： 生產(chǎn)批量較大，應(yīng)采用高效加工方法； 零件熱處理會(huì)引起較大變形，為保證62H7孔的精度及齒面對(duì)62H7孔的同軸度，熱處理后需對(duì)該孔再進(jìn)行加工。故確定熱前采用擴(kuò)孔拉孔的加工方法，熱后采用磨孔方法。2） 齒面 根據(jù)精度8-7-7的要求，并考慮生產(chǎn)批量較大，故采用滾齒剃齒的加工方法。3） 大小端面 采用粗車半精車精車加工方法。4） 環(huán)槽 采用車削方法。3.2 選擇定位基準(zhǔn)1） 精基準(zhǔn)選擇 齒輪的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是62H7孔，根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，并同時(shí)考慮統(tǒng)一精基準(zhǔn)原則，選62H7孔作為主要定位精基準(zhǔn)。考慮定位穩(wěn)定可靠，選一大端面作為第二定位精基準(zhǔn)。在磨孔工序中，為保證齒面與孔的同軸度，選齒面作為定位基準(zhǔn)。在加工 環(huán)槽工序中，為裝夾方便，選外圓表面作為定位基準(zhǔn)。2） 粗基準(zhǔn)選擇 重要考慮裝夾方便、可靠，選一大端面和外圓作為定位粗基準(zhǔn)。3.3 擬定零件加工工藝路線方案1： 1）擴(kuò)孔（立式鉆床，氣動(dòng)三爪卡盤）；2）粗車外圓，粗車一端大、小端面，一端內(nèi)孔倒角（多刀半自動(dòng)車床，氣動(dòng)可脹心軸）；3）半精車外圓，粗車另一端大、小端面，另一端內(nèi)孔倒角（多刀半自動(dòng)車床，氣動(dòng)可脹心軸）； 4）拉孔（臥式拉床，拉孔夾具）；5）精車外圓，精車一端大、小端面，一端外圓倒角（普通車床，氣動(dòng)可脹心軸）；6）精車另一端大、小端面，另一端外圓倒角（普通車床，氣動(dòng)可脹心軸）；7）車槽（普通車床，氣動(dòng)三爪卡盤）；8）中間檢驗(yàn)；9）滾齒（滾齒機(jī)，滾齒夾具）；10）一端齒圈倒角（倒角機(jī)，倒角夾具）；11）另一端齒圈倒角（倒角機(jī)，倒角夾具）；12）剃齒（剃齒機(jī)，剃齒心軸）；13）檢驗(yàn)；14）熱處理；15）磨孔（內(nèi)圓磨床，節(jié)圓卡盤）；16）最終檢驗(yàn)。方案2： 1）粗車一端大、小端面，粗車、半精車內(nèi)孔，一端內(nèi)孔倒角（普通車床，三爪卡盤）；2）粗車、半精車外圓，粗車另一端大、小端面，另一端外圓、內(nèi)孔倒角（普通車床，三爪卡盤）；3）精車內(nèi)孔，車槽，精車另一端大、小端面，另一端外圓倒角（普通車床，三爪卡盤）；4）精車外圓，精車一端大、小端面（普通車床，可脹心軸）；5）中間檢驗(yàn)；6）滾齒（滾齒機(jī)，滾齒夾具）；7）一端齒圈倒角（倒角機(jī)，倒角夾具）；8）另一端齒圈倒角（倒角機(jī)，倒角夾具）；9）剃齒（剃齒機(jī)，剃齒心軸）；10）檢驗(yàn)；11）熱處理；12）磨孔（內(nèi)圓磨床，節(jié)圓卡盤）；13）最終檢驗(yàn)。方案比較：方案2工序相對(duì)集中，便于管理，且由于采用普通機(jī)床，較少使用專用夾具，易于實(shí)現(xiàn)。方案1則采用工序分散原則，各工序工作相對(duì)簡(jiǎn)單。考慮到該零件生產(chǎn)批量較大，工序分散可簡(jiǎn)化調(diào)整工作，易于保證加工質(zhì)量，且采用氣動(dòng)夾具，可提高加工效率，故采用方案1較好。3.4 選擇各工序所用機(jī)床、夾具、刀具、量具和輔具）3.5 填寫工藝過程卡片,見附表。3.6 機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)工序02 圖3.1 工序圖1）刀具安裝 由于采用多刀半自動(dòng)車床，可在縱向刀架上安裝一把左偏刀（用于車削外圓）和一把45彎頭刀（用于車倒角）；可在橫刀架上安裝兩把45彎頭刀（用于車削大、小端面）。加工時(shí)兩刀架同時(shí)運(yùn)動(dòng)，以減少加工時(shí)間（圖S0-3）。 2）走刀長(zhǎng)度與走刀次數(shù) 以外圓車削為例，若采用75偏刀，則由表151可確定走刀長(zhǎng)度為251228mm；一次走刀可以完成切削（考慮到模角及飛邊的影響，最大切深為34mm）。3） 切削用量選擇 首先確定背吃刀量：考慮到毛坯為模鍛件，尺寸一致性較好，且留出半精車和精車余量后（直徑留3 mm），加工余量不是很大，一次切削可以完成。?。篴P =（136133）/2 + 12.5tan（7） 3mm；考慮毛坯誤差，?。篴P = 4 mm； 確定進(jìn)給量： f 0.6 mm/ r； 最后確定切削速度： v = 1.5m/s，n = 212r/min。4） 工時(shí)計(jì)算 計(jì)算基本時(shí)間：tm = 28 /（2120.6）= 0.22min； 考慮多刀半自動(dòng)車床加工特點(diǎn)（多刀加工，基本時(shí)間較短，每次更換刀具后均需進(jìn)行調(diào)整，即調(diào)整時(shí)間所占比重較大等），不能簡(jiǎn)單用基本時(shí)間乘系數(shù)的方法確定工時(shí)?？筛鶕?jù)實(shí)際情況加以確定：TS = 2.5min。該工序的工序卡片見表3.6 機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)（續(xù)）工序061） 刀具安裝 由于在普通車床上加工，盡量減少刀具更換次數(shù)，可采用一把45彎頭刀（用于車削大、小端面）和一把75左偏刀（用于倒角），見圖S0-4。圖3.2 工序圖2）走刀長(zhǎng)度與走刀次數(shù) 考慮大端面，采用45彎頭刀，可確定走刀長(zhǎng)度為27.51130mm；因?yàn)槭蔷?，加工余量只?.5 mm，一次走刀可以完成切削。小端面和倒角也一次走刀完成。3）切削用量選擇 首先確定背吃刀量：精車余量0.5mm，一次切削可以完成。?。篴P = 0.5mm； 確定進(jìn)給量： f 0.2 mm/ r； 最后確定切削速度： v = 1.8m/s，n = 264r/min。4）工時(shí)計(jì)算 計(jì)算基本時(shí)間：tm =（30 +8 + 3）/（2640.2） 0.8 min； 考慮到該工序基本時(shí)間較短，在采用基本時(shí)間乘系數(shù)的方法確定工時(shí)，系數(shù)應(yīng)取較大值（或輔助時(shí)間單獨(dú)計(jì)算）。可得到：TS = 2tm = 1.6 min。該工序的工序卡片見表。4. 小結(jié)（略）【參考文獻(xiàn)】 （略）致 謝 注：此處應(yīng)該對(duì)論文寫作過程中得到哪些老師、同學(xué)或同事等人的幫助予以道謝。（字?jǐn)?shù)應(yīng)在100字左右）附 圖機(jī)械加工工藝卡片 一張 （略）機(jī)械加工工藝卡片 兩張 （略）- 26 -附件8武漢交通職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）（范文）課題名稱 機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 張三 學(xué)號(hào) 05xx 系 部 機(jī)電工程系 專業(yè)年級(jí) 05模具一班 指導(dǎo)教師 宋艷麗 年 月燈座塑料模具設(shè)計(jì)【設(shè)計(jì)題目】零件名稱：燈座。設(shè)計(jì)要求：大批量生產(chǎn)，未注公差取MT5級(jí)精度，塑料原材料為聚碳酸酯PC，要求設(shè)計(jì)燈座模具。摘要 （略）對(duì)全文內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)要概括,字?jǐn)?shù)應(yīng)該控制在150200字左右。關(guān)鍵詞 （略）35左右1 引言 日用品，有時(shí)采用精度和強(qiáng)度不太高的塑料傳動(dòng)，由于塑料具有可塑性強(qiáng)，密度小、比強(qiáng)度高、結(jié)緣性、化學(xué)穩(wěn)定性高、外觀多樣的特點(diǎn)，因而受到越來越多的廠家及人民的喜愛。塑料工業(yè)是新興的工業(yè)，是隨著石油工業(yè)的發(fā)展而應(yīng)而生的，目前塑料制件幾乎已經(jīng)進(jìn)入一切工業(yè)部門以及人民日常生活的各個(gè)領(lǐng)域1。隨著機(jī)械工業(yè)電子工業(yè)，航空工業(yè)、儀器儀表工業(yè)和日常用品工業(yè)的發(fā)展，塑料成型制件的需求量越來越多，質(zhì)量要求也越來越高，這就要求成型塑件的模具的開發(fā)，設(shè)計(jì)制造的水平也須越來越高。本文也就對(duì)日用品中的燈座模具設(shè)計(jì)過程進(jìn)行闡述。2 塑件的工藝性分析2.1 塑件的原材料分析 聚碳酸酯PC的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：線型結(jié)構(gòu)非結(jié)晶型材料，透明；使用溫度：小于130，耐寒性好，脆化溫度-100；化學(xué)穩(wěn)定性：有一定的化學(xué)穩(wěn)定性，不耐堿、酮、酯等；性能特點(diǎn)：透光率較高，介電性能好，吸水性小，但水敏性強(qiáng)（含水量不得超過0.2%），且吸水后會(huì)降解。力學(xué)性能很好，抗沖擊抗蠕變性能突出，但耐磨性較差；成型特點(diǎn)：熔融溫度高（超過3300C才嚴(yán)重分解），但熔體粘度大，流動(dòng)性差（溢邊值為0.06mm），流動(dòng)性對(duì)溫度變化敏感，冷卻速度快， 成型收縮率小，易產(chǎn)生應(yīng)力集中2。 根據(jù)上面的原材料的特點(diǎn)再結(jié)合所制造塑件的形狀得到以下結(jié)論： 1熔融溫度高且熔體粘度大，對(duì)于大于200g的塑件應(yīng)用螺桿式注射機(jī)成型，噴嘴宜用敞開式延伸噴嘴，并加熱，嚴(yán)格控制模具溫度，一般在701200為宜，模具應(yīng)用耐磨鋼，并淬火。 2水敏性強(qiáng)，加工前必須干燥處理，否則會(huì)出現(xiàn)銀絲、氣泡及強(qiáng)度顯著下降現(xiàn)象。 3易產(chǎn)生應(yīng)力集中，嚴(yán)格控制成型條件，塑件成型后需退火處理，消除內(nèi)應(yīng)力；塑件壁不宜厚，避免有尖角、缺口和金屬嵌件造成應(yīng)力集中，脫模斜度宜取2。2.2 塑件的尺寸精度分析 該塑件尺寸精度無特殊要求，所有尺寸均為自由尺寸，可按MT5查取公差，其主要尺寸公差標(biāo)注如下（單位均為mm）：塑件外形尺寸： （略）孔尺寸： （略）孔心距尺寸： （略）2.3 塑件表面質(zhì)量分析 該塑件要求外形美觀，色澤鮮艷，外表面沒有斑點(diǎn)及熔接痕，粗糙度可取Ra0.4m。而塑件內(nèi)部沒有較高的表面粗糙度要求。2.4 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析（1）從圖紙上分析，該塑件的外形為回轉(zhuǎn)體，壁厚均勻，且符合最小壁厚要求。（2）塑件型腔較大，有尺寸不等的孔，如12、4-10、4-4.5、4-5它們均符合最小孔徑要求。（3）在塑件內(nèi)壁有4個(gè)高2.2，長(zhǎng)11的內(nèi)凸臺(tái)。因此，塑件不易取出。需要考慮側(cè)抽裝置。 結(jié)論：綜上所述，該塑件可采用注射成型加工。 2.5 確定成型工藝參數(shù) 查閱相應(yīng)的表格得出工藝參數(shù)見下表，試模時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整。表2.1 成型工藝參數(shù)聚碳酸脂預(yù)熱和干燥溫度t/110120成型時(shí)間注射時(shí)間2090時(shí)間/h812保壓時(shí)間05料筒溫度t/后段210240冷卻時(shí)間2090中段230280總周期40190前段240285螺桿轉(zhuǎn)速n/(rmin-1)28噴嘴溫度t/ 240250后處理方法紅外線燈模具溫度t/70（90）120溫度t/鼓風(fēng)烘箱100110注射壓力p/Ma80130時(shí)間r/h812 3 成型零部件的設(shè)計(jì)3.1 型腔尺寸的確定 型腔可采用整體式或組合式結(jié)構(gòu)。由于該塑件尺寸較大，最大達(dá)170mm，且形狀復(fù)雜，有錐面過渡。若采用整體式型腔，加工和熱處理都較困難。所以，采用拼塊組合式，型腔的底部大面積鑲拼結(jié)構(gòu)。 查有關(guān)手冊(cè)3得PC的收縮率為=0.50.7，故平均收縮率為：Scp=（0.5+0.7）2=0.6=0.006，根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取Z=3。表3.1 型腔尺寸已知條件：平均收縮率SCP =0.006mm；模具的制造公差取Z=3。類別零件圖號(hào)模具零件名稱塑件尺寸計(jì)算公式型腔工作尺寸型腔的計(jì)算件25導(dǎo)滑板（型腔1）小端對(duì)應(yīng)的型腔690-0.86Lm=（Ls+LsScp%-3/4）0+Z68.770+0.22700-0.8669.780+0.223.2 型芯尺寸的確定 型芯型腔可采用整體式或組合式結(jié)構(gòu)?？紤]模具溫度調(diào)節(jié)，型芯采用整體式結(jié)構(gòu)。 表3.2 型芯尺寸已知條件：平均收縮率SCP =0.006mm；模具的制造公差取Z=3。類別零件圖號(hào)模具零件名稱塑件尺寸計(jì)算公式型芯工作尺寸型腔的計(jì)算件25導(dǎo)滑板（型腔1）內(nèi)凸對(duì)應(yīng)的型芯1140+1.14lm=（ls+lsScp%+3/4）0-Z115.540-0.291210+1.28122.680-0.324 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1 分型面的選擇 在選擇分型面時(shí)，根據(jù)分型面的選擇原則，考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量以及成型后能順利取出塑件，有兩種分型面的選擇方案。 圖4.1 圖4.2 圖4.1小端為分型面, 圖4.2大端為分型面。本文采用圖4.2這種方案，側(cè)面抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)在動(dòng)模部分，模具結(jié)構(gòu)也較為簡(jiǎn)單。所以，選塑件大端底平面作為分型面較為合適。4.2 確定澆口形式及位置 由于該塑件外觀質(zhì)量要求較高，澆口的位置和大小應(yīng)以不影響塑件的外觀質(zhì)量為前提。同時(shí)，也應(yīng)盡量使模具結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。澆口位置在塑件內(nèi)表面，不影響其外觀質(zhì)量?？梢圆捎脻摲綕部?，但采用這種澆口形式增加了模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。圖4.3 潛伏式澆口 點(diǎn)澆口是中心澆口的一種變異形式。采用幾股料進(jìn)入型腔，縮短流程，去除澆口時(shí)較方便，但有澆口痕跡。模具結(jié)構(gòu)較潛伏式澆口的模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 圖4.4 點(diǎn)澆口 針澆口或菱形澆口，采用這種澆口，可獲得外觀清晰，表面光澤的塑件。但是模具需要設(shè)計(jì)成雙分型面，以便脫出澆注系統(tǒng)凝料，增加了模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，但能保證塑件成型要求。 圖4.5 針澆口或菱形澆口綜合對(duì)塑料成型性能和澆口的分析比較，確定成型該塑件的模具采用點(diǎn)澆口形式。4.3 設(shè)計(jì)主流道及分流道形狀和尺寸4.3.1 主流道設(shè)計(jì) 根據(jù)手冊(cè)查得xs-zy-250型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸：噴嘴球面半徑R0=18mm 噴嘴孔直徑：d0=4mm根據(jù)模具主流與噴嘴的關(guān)系：R=R0+(12)mm d=d0+0.5 mm圖4.6 主流道4.3.2 分流道的設(shè)計(jì) 分流道的形狀及尺寸與塑件的體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注射速率等因素有關(guān)。該塑件的體積比較大，但形狀不算太復(fù)雜，且壁厚均勻，可考慮采用多點(diǎn)進(jìn)料方式，縮短分流道長(zhǎng)度，有利于塑件的成型和外觀質(zhì)量的保證。本例從便于加工的方面考慮，采用截面形狀為半圓形的分流道。查有關(guān)手冊(cè)得流道半徑R=5mm。 圖4.7 分流道5 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)5.1 推桿的設(shè)計(jì) 根據(jù)塑件的形狀特點(diǎn)，模具型腔在動(dòng)模部分，開模后，塑件留在型腔。推出機(jī)構(gòu)可采用推塊推出或推桿推出。推塊推出結(jié)構(gòu)可靠，頂出力均勻，不影響塑件的外觀質(zhì)量，但塑件上有圓弧過渡，推塊制造困難；推桿推出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，推出平穩(wěn)可靠，雖然推出時(shí)會(huì)在塑件上留下頂出痕跡，但塑件頂部裝配后使用時(shí)并不影響外觀。從以上分析得出：該塑件采用推桿推出機(jī)構(gòu)。5.2 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)抽芯距的計(jì)算 S抽=h+(23)=（121-114）/2+2.5 =6mm滑塊傾角的確定 本例抽芯距較小，選擇=10。確定斜滑塊尺寸斜滑塊在件25導(dǎo)滑板中導(dǎo)滑，導(dǎo)滑板的高度設(shè)計(jì)為85mm， 斜滑塊在件25導(dǎo)滑板中能導(dǎo)滑的行程40mm（考慮限位螺釘?shù)陌惭b尺寸和推出行程）。 S實(shí)際=tga40= tg1048=0.17640=7.04 mm S抽 滿足抽芯距要求。圖5.1 斜滑塊抽芯圖5.2 斜銷抽芯6 注射機(jī)的選擇6.1 計(jì)算塑件的體積和重量1 計(jì)算塑件的體積：V=200172.303（過程略）2 計(jì)算塑件的重量：根據(jù)有關(guān)手冊(cè)查得=1.2K3 所以，塑件的重量為：W=V200172.301.210-3240.20 根據(jù)塑件形狀及尺寸采用一模一件的模具結(jié)構(gòu)，考慮外形尺寸及注射時(shí)所需的壓力情況，參考模具設(shè)計(jì)手冊(cè)初選螺桿式注射機(jī)：XSZY250。6.2 模具閉合高度的確定和校核6.2.1 模具閉合高度的確定 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架各模板尺寸及模具設(shè)計(jì)的其他零件尺寸：定模座板H定=45mm，壓板H壓=25mm，型芯固定板H固=25mm，型腔板H型=93mm,凹模鑲塊H凹=65mm,墊板H墊=35mm，模腳H模=85mm 模具閉合高度： H閉=H足+H動(dòng)+H導(dǎo)+H型+H固+H流+H定 =85mm+35mm+65mm+93mm+25mm+25mm+45mm =373mm6.2.2 模具安裝部分的校核 該模具的外形尺寸為365mm315mm ，XS-ZY-250型注射機(jī)模板最大安裝尺寸為598520，故能滿足模具安裝要求。 XS-ZY-250型注射機(jī)所允許模具的最小厚度為Hmin=165mm，最大厚度Hmax=350mm即模具不滿足HminHHmax的安裝條件。所以，另選注射機(jī)XS-ZY-500，即可滿足模具安裝要求。6.3 模具開模行程校核 經(jīng)查資料型注射機(jī)XS-ZY-500的最大開模行程s=500mm,滿足下式計(jì)算所需的出件要求：s=H1+H2+a+(510)mm =40+133+95+7 =275mm 此外，由于側(cè)分型抽芯距較短，不會(huì)過大增加開模式距離，注射機(jī)的開模行程足夠。 經(jīng)驗(yàn)證XS-ZY-500型注射機(jī)能滿足使用要求，故可以采用。7 模架的選擇 本塑件采用點(diǎn)澆口注射成型，根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式，選擇A4型模架。圖7.1 模架7 結(jié)論（略）注：此處應(yīng)該從論文寫作過程即模具設(shè)計(jì)過程中遇到了哪些問題，采用了什么方法進(jìn)行解決，通過本篇論文的寫作所獲得心得等方面進(jìn)行總結(jié)。（字?jǐn)?shù)應(yīng)在300字左右）【參考文獻(xiàn)】1 王志明，姚來根，李書紳等. 塑料制品在日常生活中的重要性J. 成都航空職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，23（3）：156-1622 施梅梧，姚穆. 塑料的品種及特性J. 西北紡織工學(xué)院學(xué)報(bào)，2001，15（2）：29-323 齊衛(wèi)東. 塑料模具設(shè)計(jì)與制造M. 北京：高等教育出版社，2004：1致 謝 注：此處應(yīng)該對(duì)論文寫作過程中得到哪些老師、同學(xué)或同事等人的幫助予以道謝。（字?jǐn)?shù)應(yīng)在100字左右）附 圖注：此處要將非標(biāo)準(zhǔn)的零件圖和模具裝配圖附在此處。（零件圖要用A4紙，裝配圖用A2紙，可以電腦繪圖，也可以手繪）。 2010年 5 月 2日The Graduation Design for Bachelors DegreeQingnian to Qianjin of the Beicui highwayin section two stages preliminary designs Candidate： Wang Wei Specialty：civil engineeringClass：B04-53Supervisor：Associate lect. Li Jian Heilongjiang Institute of Technology2008-06HarBin黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)摘 要本設(shè)計(jì)根據(jù)給定的資料，通過對(duì)原始數(shù)據(jù)的分析,根據(jù)該路段的地質(zhì)、地形、地物、水文等自然條件,依據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 、公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范等交通部頒發(fā)的相關(guān)技術(shù)指標(biāo),在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下完成的。設(shè)計(jì)內(nèi)業(yè)詳細(xì)資料有：路線設(shè)計(jì)，包括紙上定線（山嶺區(qū)或越嶺線）、繪制路線平面圖、路線縱斷面設(shè)計(jì)）；路基設(shè)計(jì)，完成兩公里橫斷面和路基土石方的計(jì)算及路基排水設(shè)計(jì)；路面設(shè)計(jì)，水泥混凝土路面設(shè)計(jì)；小橋涵設(shè)計(jì)，完成一項(xiàng)涵洞設(shè)計(jì)；路線交叉設(shè)計(jì)，完成一項(xiàng)路線平面交叉；設(shè)計(jì)概算編制，完成全線設(shè)計(jì)路段的初步設(shè)計(jì)概算；應(yīng)用計(jì)算機(jī)繪制工程圖，按老師指導(dǎo)和要求完成。整個(gè)設(shè)計(jì)計(jì)算了路線的平、縱、橫要素,設(shè)計(jì)了路基、路面、平面交叉、小橋涵的尺寸等內(nèi)容,由此圓滿完成了北翠公路青年農(nóng)場(chǎng)至前進(jìn)段兩階段初步設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：路線，路基,路面,涵洞，平面交叉，概算ABSTRACTData that this design according to give to settle to complition, complete the Threexin forest of Mulin to lianhe highway station segment (1) first design station segment (2) the relevant technique index sign for kind, geography for second class highway route, from this design learning a lot of knowledge concerning highways, passing analysis primitive dataing, according to the roads segment, characteristics of term nature, such as, ground thing, and hydrology etc., Basis highway engineering technique standard , highway route designing the normal waiting the transport, and complete to design under the help that the teachers leading is with the classmate of constitute the circumstance, The design inside of stage first steps include: Route design,The paper up settles the lines( mountain range area, or more mountain range line),Draw the route plane chart, Proceed route vertical section of design;Roadbed design, Complete two kilometer cross sections are with the roadbed the calculation of square ground and roadbed drain the design;Road design, Cement concrete road design;Small bridge culvert design, Complete the design of a culvert;The route crosses the design, Complete a route flat surface to cross; Design budgetary estimate establishment: Completes the entire line todesign the road section the preliminary design budgetary estimate;The application calculator draws the engineering diagram, Complete under the teachers leading request.we compute the route even, vertical , horizontal main factor, designed the flat surface to designtheroadbed,roadthesizefor, small bridge culvert, fromhere,successfully completed Qingnian to Qianjin of the Beicui highway in section two stages preliminary designs. Key words: Route, roadbed, road, culvert，Route cross，Budgetary estimateII目 錄摘要Abstract 第1章 緒論11.1 選題的背景、目的及意義1 1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)11.3 路線概況11.4 公路等級(jí)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)21.5 路線采用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)21.6 路線設(shè)計(jì)起訖點(diǎn)31.7 本章小結(jié)3第2章 路線42.1路線方案的說明和比較4 2.1.1 了解資料4 2.1.2 定線的原則與方法4 2.1.3 定線具體過程 4 2.1.4 路線方案的比選52.2 路線平面設(shè)計(jì)5 2.2.1 確定各平曲線半徑及緩和曲線長(zhǎng)度5 2.2.2設(shè)計(jì)確定平曲線的原則6 2.2.3特殊線形設(shè)計(jì)方法7 2.2.4 編制直線及轉(zhuǎn)角一覽表11 2.2.5平面圖標(biāo)注11 2.2.6 彎道視距的檢查11 2.2.7 繪圖11 2.3 路線縱斷面設(shè)計(jì)11 2.3.1點(diǎn)繪地面線11 2.3.2 拉坡 調(diào)坡 定坡11 2.3.3 確定縱坡度，變坡點(diǎn)的位置11 2.3.4 縱斷面圖的詳細(xì)設(shè)計(jì)11 2.3.5 平、豎曲線的組合11 2.3.6豎曲線要素的計(jì)算122.3.7 平縱線形設(shè)計(jì)應(yīng)注意避免的組合122.4 本章小結(jié)13第3章 路基路面及排水143.1路基設(shè)計(jì)14 3.1.1 邊坡的確定14 3.1.2 路基高度的確定14 3.1.3 加寬超高設(shè)計(jì)15 3.1.4 排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則17 3.1.5 橫斷面的繪出18 3.2路面設(shè)計(jì)18 3.2.1 設(shè)計(jì)原則19 3.2.2 路面結(jié)構(gòu)的確定及材料的選擇19 3.2.3 施工要求19 3.2.4 路面設(shè)計(jì)計(jì)算書193.3 排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則283.4本章小結(jié)28第4章 橋涵 涵洞294.1 全線采用的涵洞294.2 涵洞的設(shè)計(jì)29 4.2.1 小橋涵位置確定29 4.2.2 洞口類型的選擇29 4.2.3 涵洞計(jì)算294.3 本章小結(jié)31第5章 路線交叉325.1 交叉概述32 5.1.1 交叉口設(shè)計(jì)的基本要求32 5.1.2 交叉口設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容325.2 交叉口設(shè)計(jì)類型325.3 交叉口設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)325.4 交叉口設(shè)計(jì)325.5 本章小結(jié)34第6章 環(huán)保設(shè)計(jì)356.1 環(huán)保設(shè)計(jì)方案356.2 本章小結(jié)35第7章 設(shè)計(jì)概算367.1 概算的編制依據(jù)367.2 路線工程概算項(xiàng)目主要包括的內(nèi)容367.3 本章小結(jié)37結(jié)論38參考文獻(xiàn)39致謝40第1章 緒 論1.1 選題的背景、目的及意義本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在對(duì)公路勘測(cè)設(shè)計(jì)、路基工程、路面工程、橋梁工程及其它有關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，并在教師的指導(dǎo)下，完成一段公路的兩階段初步設(shè)計(jì)任務(wù)。本次設(shè)計(jì)的目的和意義是應(yīng)用學(xué)過的專業(yè)知識(shí)，根據(jù)自己專業(yè)的服務(wù)去向,在老師的指導(dǎo)下獨(dú)立的完成一段公路的初步設(shè)計(jì)任務(wù)。通過此次設(shè)計(jì)可以培養(yǎng)我們的綜合設(shè)計(jì)能力,進(jìn)而把學(xué)過的知識(shí)加以系統(tǒng)的應(yīng)用和鞏固，使理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合。掌握路線設(shè)計(jì)、路基設(shè)計(jì)、路面設(shè)計(jì)、小橋涵設(shè)計(jì)及初步設(shè)計(jì)概算設(shè)計(jì)理論和具體設(shè)計(jì)方法，并能夠獨(dú)立完成全部設(shè)計(jì)的圖表。為自己走向工作崗位后適應(yīng)生產(chǎn)實(shí)踐的需要打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)本次設(shè)計(jì)任務(wù)主要包括：依據(jù)地形圖完成給定的初步設(shè)計(jì)路線設(shè)計(jì)： 紙上定線（山嶺區(qū)或越嶺線） 進(jìn)行方案比較（局部） 進(jìn)行路線平面設(shè)計(jì) 進(jìn)行路線縱斷面設(shè)計(jì)。路基設(shè)計(jì)： 完成2km路基橫斷面設(shè)計(jì).土石方計(jì)算 及路基排水設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，邊坡設(shè)計(jì)。路面設(shè)計(jì)： 水泥混凝土路面設(shè)計(jì)（詳細(xì)設(shè)計(jì)）。小橋涵設(shè)計(jì)：結(jié)合自身設(shè)計(jì)，完成一項(xiàng)涵洞設(shè)計(jì)。路線平面交叉設(shè)計(jì)：完成一處路線平面交叉設(shè)計(jì)。初步設(shè)計(jì)概算：完成初步設(shè)計(jì)概算01表，02表，03表專項(xiàng)設(shè)計(jì)：公路幾何線形。1.3 路線概況本設(shè)計(jì)路段為山嶺區(qū),沿線為第四級(jí)沖擊和洪積層，表層土壤為粉質(zhì)低液限粘土，中層為沖積形成的砂礫，圓礫，底層為白堊系砂巖。土壤滲透性較好，地層比較穩(wěn)定。工程名稱：北（安）翠（巒）公路青年農(nóng)場(chǎng)至前進(jìn)段,路線位于東經(jīng)12616381271433，北緯473504483356之間。屬山嶺重丘區(qū)，植被為人工林和次生林，沿線所處自然區(qū)劃為區(qū)。年平均氣溫為3.0C 降雨量400mm600mm。冬季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng) 年平均風(fēng)速3.5m/s 多年平均最大凍深2.4米。水文情況：地表排水良好，地下水位埋深小于3米。公路主要病害：凍脹翻漿延流水。1.4 公路等級(jí)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)確定公路等級(jí)： (1-1)遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年平均日交通量（輛/日）；起始年平均日交通量（輛/日），包括現(xiàn)有交通量和道路建成后從其它道路吸引過來的交通量；r設(shè)計(jì)交通量年平均增長(zhǎng)率（%）；n設(shè)計(jì)交通量預(yù)測(cè)年限交通量年平均增長(zhǎng)率為7.0%，一般能適應(yīng)各種車輛折合成小客車的年平均晝夜交量，=小型車+1.5中型車+2大型車 =3950，= 3950（1+7.0%）=10185.21，交通量在500015000之間，所以所選路段為二級(jí)公路表1.1 技術(shù)指標(biāo)選取表計(jì)計(jì)速度（km/h）行車道寬度（m）路基寬度(m)最大縱坡(%)平曲線最小半徑(m)會(huì)車視距橋涵設(shè)計(jì)載重607106極限125一般200150公路-級(jí)1.5 路線采用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)路線的起點(diǎn)樁號(hào)為K125+000.00 ，終點(diǎn)樁號(hào)為K130+850.2，總里程為5.8502公里，在路線設(shè)計(jì)路段4.9公里上，設(shè)置了5個(gè)圓管涵洞，7條平曲線，設(shè)計(jì)速度為60km/h，路基寬度為10m，平曲線最小半徑采用值為300米，最大縱坡度為6%，會(huì)車視距為150m，路面寬度為8.5米。該路設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為15年，路面采用水泥混凝土路面，路面結(jié)構(gòu)為面層（水泥混凝土），基層（5%水泥水穩(wěn)砂礫），底基層（水泥、石灰綜合穩(wěn)定土），墊層（天然砂礫）。1.6 路線設(shè)計(jì)起訖點(diǎn)及設(shè)計(jì)高程起點(diǎn)坐標(biāo) N-5332750 E-22455500 起點(diǎn)高程 486.02終點(diǎn)坐標(biāo) N-5337000 E-22453000 終點(diǎn)高程 284.011.7 本章小結(jié)本章介紹了北（安）翠（巒）公路青年農(nóng)場(chǎng)至前進(jìn)段的設(shè)計(jì)任務(wù)和整個(gè)路段的自然地理狀況，為整個(gè)路段的設(shè)計(jì)提供了良好的依據(jù)。設(shè)計(jì)路段前應(yīng)先確定路線的等級(jí)及路線采用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，因此，本章還介紹了公路等級(jí)及路線等級(jí)的技術(shù)指標(biāo)。第2章 路線線形設(shè)計(jì)2.1路線方案的說明和比較2 .1.1 了解資料首先要熟悉地形圖和所給的原始資料，分析其地貌、高差、河渠、 耕地、建筑物等的分布情況。2.1.2定線的原則根據(jù)給定的起終點(diǎn)，分析其直線距離和所需的展線長(zhǎng)度，選擇合適的中間控制點(diǎn)。在路線各種可能的走向中，初步擬定可行的路線方案，（如果有可行的局部路線方案，應(yīng)進(jìn)行比較確定），然后進(jìn)行紙上定線。1在1:10000的小比例尺地形圖上在起，終控制點(diǎn)間研究路線的總體布局，找出中間控制點(diǎn)。根據(jù)相鄰控制點(diǎn)間的地形、地貌、地質(zhì)、農(nóng)田等分布情況，選擇地勢(shì)平緩山坡順直的地帶，擬定路線各種可行方案。 2.對(duì)于山嶺重丘地形，定線時(shí)應(yīng)以縱坡度為主導(dǎo)；對(duì)于平原微丘區(qū)域（即地形平坦）地面自然坡度較小，縱坡度不受控制的地帶，選線以路線平面線形為主導(dǎo)。最終合理確定出公路中線的位置（定出交點(diǎn)）。2.1.3定線具體過程 （1）試坡：定均坡線。在山嶺重丘地帶，根據(jù)等高線間距和所選定的平均縱坡（視路線高差大小，一般選5%-5.5%）按計(jì)算得等高線間平均長(zhǎng)度a(a=等高距/平均縱坡)進(jìn)行試坡（用分規(guī)卡等高線），本設(shè)計(jì)中a取2cm，將各點(diǎn)連成折線，即均坡線。 （2）定導(dǎo)向線：分析這條均坡線對(duì)地形、地物等艱苦工程和不良地質(zhì)的避讓情況。如有不合理之處，應(yīng)選擇出須避讓的中間控制點(diǎn)，調(diào)整平均縱坡，重新試坡。經(jīng)過調(diào)整后得出的折線，稱為導(dǎo)向線。（3）平面試線：穿直線：按照“照顧多數(shù)，保證重點(diǎn)”的原則綜合考慮平面線形設(shè)計(jì)的要求，穿線交點(diǎn)，初定路線導(dǎo)線（初定出交點(diǎn)）。敷設(shè)曲線：按照路中線計(jì)劃通過部位選取且注明各彎道的圓曲線的長(zhǎng)度。平面試線中要考慮平縱橫配合，滿足線形設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和要求，綜合分析地形、地物等情況，穿出直線并選定曲線半徑。 （4）修正導(dǎo)向線：縱斷面控制：在平面試線的基礎(chǔ)上點(diǎn)繪出粗略縱斷面地形線，（可用分規(guī)直接在圖紙上量距，確定地面標(biāo)高），進(jìn)行初步縱坡設(shè)計(jì)，并根據(jù)縱坡設(shè)計(jì)情況修正平面線形。橫斷面較核：根據(jù)初步縱坡設(shè)計(jì)，計(jì)算出路基填挖高度，繪出工程困難地段的路基橫斷面圖（如地面橫坡陡或工程地質(zhì)不良地段等），根據(jù)路基橫斷面的情況修平面線形。 （5）定線： 經(jīng)過幾次修正后，最終確定出滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，平縱線型都比較合適的路線導(dǎo)線，最終定出交點(diǎn)位置（一般由交點(diǎn)坐標(biāo)控制）。2.1.4 路線方案的比選 如有路線局部方案，應(yīng)分別進(jìn)行定線設(shè)計(jì)，經(jīng)論證比較定出推薦方案，路線方案比較選擇主要考慮下列因素：（1）路線長(zhǎng)度；（2）平、縱面線形指標(biāo)的高低及配合情況；（3）占地面積；（4）工程數(shù)量（路基土石工程數(shù)量，橋梁涵洞工程數(shù)量）；（5）造價(jià)等。2.2 路線平面設(shè)計(jì) 根據(jù)路線幾何線形設(shè)計(jì)要求，確定路線平面線形各要素及其他們之間的配合；線形應(yīng)與地、地物相適應(yīng)，與道路所經(jīng)地帶的地形、地物、環(huán)境、景觀相協(xié)調(diào)，而且減少工程數(shù)量，節(jié)省投資。2.2.1 確定各平曲線半徑及緩和曲線長(zhǎng)度公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JTGB01-2003規(guī)定：當(dāng)平曲線半徑小于等于250m時(shí)應(yīng)設(shè)置加寬；當(dāng)平曲線半徑大于等于1500m時(shí)可以不設(shè)置緩和曲線和超高，超高的橫坡度計(jì)算由行車速度、半徑大小、結(jié)合路面類型、自然條件和車輛組成等情況確定。二級(jí)最大超高不應(yīng)大于8%，在積雪地區(qū)不宜大于6%。當(dāng)超高橫坡度的計(jì)算值小于路拱坡度時(shí)，應(yīng)當(dāng)設(shè)等于路拱坡度的超高值。極限最小半徑：（規(guī)范值125m）一般最小半徑