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目 錄
第一章 緒論 ………………………………… （1）
1.1 設(shè)計(jì)目的 ……………………………………… （1）
1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 ……………………………… （1）
第二章 零件的分析 ………………………………… （1）
2.1零件的作用………………………………… （1）
2.1.1對(duì)變速操縱機(jī)構(gòu)的要求 …………………………（1）
2.2零件的工藝分析 ……………………………（2）
第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) ……………………………… （2）
3.1 確定毛坯的制造形式………………………… （2）
3.2 基面的選擇 ………………………………………（3）
3.3 制訂工藝路線 ………………………………… （4）
3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
…………………………………………………… （5）
3.5 確定基本用量及基本工時(shí)
…………………………………………………… （7）
第四章 夾具設(shè)計(jì) ……………………………………… （13）
4.1 問題的提出 ……………………………… （13）
4.2 夾具設(shè)計(jì)的基本要求和步驟
………………………………………… （13）
4.2.1 基本要求 ……………………………… （13）
4.2.2 設(shè)計(jì)步驟 …………………………… （13）
4.3 夾具設(shè)計(jì) ……………………………… （14）
小結(jié) ………………………………………… （16）
致 謝 …………………………………………（17）
參 考 文 獻(xiàn) ………………………………… （18）
摘要
機(jī)床變速機(jī)構(gòu)是機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速或進(jìn)給量實(shí)現(xiàn)變速的具體機(jī)構(gòu)。它要求機(jī)床的使用性能良好，制造、安裝及維修方便，同時(shí)節(jié)約成本。變速操縱機(jī)構(gòu)常用于工作部件的啟動(dòng)、停止、變速、變向以及控制各種輔助運(yùn)動(dòng)等。本次設(shè)計(jì)為機(jī)床變速換檔叉的工藝過程及設(shè)計(jì)裝備，包括它的加工過程及夾具設(shè)計(jì)，切削用量的選擇，加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸的選擇，零件的分析等。
關(guān)鍵詞：變速、工藝、設(shè)計(jì)、裝備
第一章 緒論
1.1設(shè)計(jì)目的
畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)理論知識(shí)，獨(dú)立解決機(jī)床設(shè)計(jì)問題的能力一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。因此，通過設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到下述目的。
1）初步掌握正確的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)的基本方法\步驟,鞏固\深化和擴(kuò)大所學(xué)的知識(shí),培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的工作方法和獨(dú)立工作能力。
2）獲得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，零件計(jì)算，編寫說明書。繪制部件總裝圖（展開圖，裝配圖）和零件工作圖等方面的基本訓(xùn)練及基本技能。
3）熟悉有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格、手冊(cè)和資料的應(yīng)用。
4）對(duì)現(xiàn)有機(jī)械結(jié)構(gòu)初具分析能力和改進(jìn)設(shè)計(jì)的能力。
1.2設(shè)計(jì)任務(wù)和要求
設(shè)計(jì)基本內(nèi)容及要求
按照設(shè)計(jì)任務(wù)，根據(jù)調(diào)查研究所提供的權(quán)據(jù)和有關(guān)技術(shù)資料，進(jìn)行以下工作：制定工藝方案，確定選擇通用部件，設(shè)計(jì)專用部件，繪制有關(guān)圖紙（零件圖、毛坯圖、夾具零件圖、總裝圖等），編寫技術(shù)文件等。其基本內(nèi)容如下：
1）繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、夾具圖。
2）零件裝配圖設(shè)計(jì)。
3）按規(guī)定格式編制設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。
第二章 零件的分析
2.1 零件的作用
題目所給的零件是變速器換檔叉(見附圖1),它位于主軸箱。主要作用:優(yōu)點(diǎn)是可以從一種變速直接變到另一種速度,而不需要經(jīng)過中間的一系列,因此變速很方便;其缺點(diǎn)是比較復(fù)雜。
2.1.1 對(duì)變速操縱機(jī)構(gòu)的要求
變速操縱機(jī)構(gòu)常用于工作部件的啟動(dòng)、停止、變速、變向以及控制各種輔助運(yùn)動(dòng)等。這些操縱機(jī)構(gòu)的用途不同，但所應(yīng)滿足的要求合設(shè)計(jì)原則卻沒有本質(zhì)的區(qū)別。因此，這里僅僅介紹常用的變速操縱機(jī)構(gòu)。機(jī)床的使用質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，在很大的程度上取決于操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的完善程度。所以，操縱機(jī)構(gòu)的形式應(yīng)與機(jī)床的性能相適應(yīng)。一般操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足的要求，主要有以下幾個(gè)方面：
1. 動(dòng)作迅速
操縱機(jī)構(gòu)動(dòng)作是否迅速，對(duì)生產(chǎn)率提高或在加工中需要操縱次數(shù)較多的機(jī)床，尤為重要。
2. 省力方便
生產(chǎn)中，為了減輕工人的疲勞，保證加工質(zhì)量，設(shè)計(jì)操縱機(jī)構(gòu)力求省力。一般情況下，許用操縱力不應(yīng)超過下列數(shù)值：
臺(tái)型機(jī)床精度位移手輪或儀表機(jī)床手輪 ————2㎏
普通機(jī)床精度位移手輪或臺(tái)型機(jī)床手輪 ————4㎏
≤10t的普通機(jī)床手輪————8㎏
普通機(jī)床很少操縱手輪或大于10t的機(jī)床手輪————16㎏
3. 記憶方便，安全可靠
為避免操縱錯(cuò)誤并節(jié)省時(shí)間，以及防止意外事故，應(yīng)盡量減少操縱機(jī)構(gòu)的數(shù)量，操縱的運(yùn)動(dòng)方向和手輪操縱方向一致為好。手柄應(yīng)以不同形狀或顏色加以區(qū)分，以便記憶。為保證安全，應(yīng)防止手柄特別是運(yùn)轉(zhuǎn)手柄碰傷人員；電器應(yīng)注意防護(hù)和絕緣等。
4. 控制準(zhǔn)確
對(duì)于精密機(jī)床部件移動(dòng)準(zhǔn)確要求較高時(shí),設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)特別注意。
一般操縱機(jī)構(gòu)大致都由三大部分組成：操縱部件（如手輪、手柄等）；傳動(dòng)裝置，可以是機(jī)械裝置（如杠桿、齒輪齒條、絲杠螺母和凸輪等）、液壓裝置或電氣裝置等；執(zhí)行部件（如撥叉、滑塊等）。
2.2 零件的工藝分析
變速器換檔叉有組加工表面,他們有一定的加工要求?，F(xiàn)分析如下：
1. 以9.65表面為中心,加工的孔。
2. 以孔為中心,加工和的表面。
這組加工表面之間有著一定的位置要求,主要是：
(1) 和 的表面與孔的軸線的垂直度公差為0.15。
由以上分析可知,對(duì)于這組加工表面而言,應(yīng)該先加工孔，然后借助于專用夾具加工和的表面。并且保證它們的位置精度要求。
第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3.1 確定毛坯的制造形式
零件材料為35鋼?？紤]到車床主軸在運(yùn)行中要經(jīng)常的加速及正、反向轉(zhuǎn)動(dòng),零件在工作過程中則經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷,因此應(yīng)該選用鍛件,保證零件工作可靠。由零件年產(chǎn)量為4000件,已達(dá)到大批量生產(chǎn)的水平,而且零件的輪廓尺寸不大,故可采用金屬型鑄造。這樣即保證了產(chǎn)量,也保證了零件的精度要求。
3.2 基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理,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(huì)問題百出,更有甚者,還會(huì)造成零件大批報(bào)廢,使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
1. 粗基準(zhǔn)的選擇
（1） 當(dāng)有不加工表面時(shí)，應(yīng)選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn)
如果有幾個(gè)不加工表面時(shí)，應(yīng)選擇與加工表面有密切關(guān)系的不加工面作為粗基準(zhǔn)。
（2） 具有較多的加工表面時(shí)，應(yīng)從以下幾點(diǎn)著重考慮合理分配各加工表面的余量。
1） 應(yīng)選擇零件上加工余量最小的面為粗基準(zhǔn)。
2） 對(duì)一些重要表面要求切除余量少而均勻時(shí)，就應(yīng)選擇該表面作為
準(zhǔn)，以滿足其工藝要求。
3） 粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)使各加工面切除的總的材料量為最小。
（3） 粗基面在同一尺寸方向上，一般只允許使用一次。
（4） 粗基面應(yīng)相當(dāng)平整，無澆冒口、飛邊等缺陷，使工件定位可靠穩(wěn)定。
選擇9.65表面為粗基準(zhǔn)
2. 精基準(zhǔn)的選擇
精基準(zhǔn)的好壞會(huì)直接影響加工精度與質(zhì)量，影響工件安裝的可靠性與方便程度，一般可按下列原則來選?。?
（1） 盡可能把設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn) ——— 基準(zhǔn)重合原則
（2） 盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)加工各個(gè)表面 ——— 基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則
（3） 以加工表面本身作為定位基準(zhǔn) ——— 自為基準(zhǔn)的原則
（4） 加工表面與定位基面反復(fù)輪換使用 ——— 互為基準(zhǔn)的原則
選擇孔為精基準(zhǔn)
3.3 制訂工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)該是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。
1.工藝路線方案一
工序Ⅰ 按照?qǐng)D示要求,鑄出毛坯。
工序Ⅱ 粗銑9.65表面。
工序Ⅲ 精銑9.65表面。
工序Ⅳ 粗鏜的孔。
工序Ⅴ 精鏜的孔。
工序Ⅵ 倒圓角0.4 X 45°。
工序Ⅶ 粗銑的表面。
工序Ⅷ 精銑的表面。
工序Ⅸ 粗銑的表面。
工序Ⅹ 精銑的表面。
工序Ⅺ 倒角0.8 X 45°兩端。
工序Ⅻ 檢查。
2.工藝路線方案二
工序Ⅰ 按照?qǐng)D示要求,鑄出毛坯。
工序Ⅱ 粗鏜的孔。
工序Ⅲ 精鏜的孔。
工序Ⅳ 倒角0.4 X 45°。
工序Ⅴ 粗銑9.65表面。
工序Ⅵ 精銑9.65表面。
工序Ⅶ 粗銑的表面。
工序Ⅷ 精銑的表面。
工序Ⅸ 粗銑的表面。
工序Ⅹ 精銑的表面。
工序Ⅺ 倒角0.8 X 45°兩端。
工序Ⅻ 檢查。
3.工藝方案的比較與分析
上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是先加工9.65的表面,然后以此為基準(zhǔn)加工的孔；而方案二則與此相反,先加工的孔,然后再以此的孔為基準(zhǔn)加工9.65的表面。兩相比較可以看出,先加工9.65的表面,再加工的孔可以容易的保證位置精度,并且定位及裝夾都很方便。故選擇方案一。
3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“變速器換檔叉”零件材料為35鋼,硬度HBS180,生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),采用模鍛毛坯。
1. 的孔
(1)確定加工路線
由成品尺寸mm，Ra3.2um，HBS180的要求查《機(jī)械加工工藝及裝備》表5-5，確定工藝路線。
孔直徑,其T=0.027,公差等級(jí)為IT9；硬度HSB180,粗糙度Ra3.2um。
由《機(jī)械加工工藝及裝備》表5-13得：粗鏜 - 精鏜。
（2）確定各路線的經(jīng)濟(jì)精度
由《機(jī)械加工工藝及裝備》表5-5得：粗鏜IT11； 精鏜IT9
（3）查表確定各工序的加工余量
由《機(jī)械加工工藝及裝備》表5-22：精鏜余量0.5㎜
由于粗鏜前的孔是鍛造而成，并非用鉆頭鉆出，故先確定毛坯的總余量。
參照《機(jī)械加工工藝及裝備》表5-16經(jīng)修正后：毛坯鍛件孔的余量為6±2㎜
則由 ZΣ=
可知： 粗鏜余量為6㎜ - 0.5㎜ = 5.5㎜
(4)計(jì)算各工序的基本尺寸
精鏜后的工序基本尺寸為㎜
粗鏜后的工序基本尺寸為㎜ = ㎜
毛坯基本尺寸為㎜ = ㎜
(5)各道工序的工序尺寸公差
查公差表：精鏜IT9，即IT9 = 0.027
粗鏜IT11，即IT11 = 0.19
故精鏜工序尺寸為㎜
粗鏜工序尺寸為㎜
毛坯公差對(duì)稱分布，故毛坯尺寸為㎜
(6)最大、最小加工余量計(jì)算
精鏜加工時(shí)： Zbmax = ㎜-㎜=0.534㎜
Zbmin = ㎜-㎜=0.326㎜
粗鏜加工時(shí)： Zbmax = ㎜-㎜=7.69㎜
Zbmin = ㎜-㎜=3.5㎜
2. 51的表面
(1)確定加工路線
由成品尺寸51㎜，Ra6.3um，HSB180的要求查表，確定工藝路線。
表面尺寸51，其T = 0.1，公差等級(jí)為IT9；硬度HSB180，粗糙度Ra6.3um。
由《機(jī)械加工工藝及裝備》表5-13得：粗銑 - 精銑。
(2) 確定各路線的經(jīng)濟(jì)精度
由《機(jī)械加工工藝及裝備》表5-5查得：粗銑IT11；精銑IT9。
(3) 查表確定各工序的加工余量
由《機(jī)械加工工藝及裝備》表5-22：精銑余量1㎜
由于表面是鍛造而成，故因確定毛坯的總余量。
參照《機(jī)械加工工藝及裝備》表5-16經(jīng)修正后：毛坯鍛件表面的余量為11±4㎜
則由 ZΣ=
可知： 粗銑余量為11㎜ – 1㎜ = 10㎜
(4)計(jì)算各工序的基本尺寸
精銑后工序基本尺寸為51㎜
粗銑后工序基本尺寸為(51-1)㎜ =50㎜
毛坯基本尺寸為(50-10)㎜ = 40㎜
(5)各道工序的工序尺寸公差
查公差表： 精銑IT9，即51IT9 = 0.1㎜
精銑IT11，即50IT11 = 0.19㎜
按“入體”分布，故精銑工序尺寸為51㎜
粗銑工序尺寸為50㎜
毛坯公差對(duì)稱分布，故毛坯尺寸為40㎜
(6)最大、最小加工余量計(jì)算
精銑加工時(shí)： Zbmax = 51.1㎜ – 50㎜ = 1.1㎜
Zbmin = 51㎜ – 50.19㎜ = 0.81㎜
粗銑加工時(shí)： Zbmax = 50.19㎜ – 36㎜ = 14.19㎜
Zbmin = 50㎜ – 44㎜ = 6㎜
3. 5.9的表面
(1)確定加工路線
由成品尺寸5.9㎜，Ra6.3um，HSB180的要求查表，確定工藝路線。
表面尺寸為5.9，T = 0.19，公差等級(jí)為IT9硬度HSB180，粗糙度Ra6.3um。
由《機(jī)械加工工藝及裝備》表5-13得：粗銑 - 精銑。
(2) 確定各路線的經(jīng)濟(jì)精度
由《機(jī)械加工工藝及裝備》表5-5查得：粗銑IT11；精銑IT9。
(3) 查表確定各工序的加工余量
由《機(jī)械加工工藝及裝備》表5-22：精銑余量1㎜
由于表面是鍛造而成，故因確定毛坯的總余量。
參照《機(jī)械加工工藝及裝備》表5-16經(jīng)修正后：毛坯鍛件表面的余量為11±4㎜
則由 ZΣ=
可知： 粗銑余量為11㎜ – 1㎜ = 10㎜
(4)計(jì)算各工序的基本尺寸
精銑后工序基本尺寸為5.9㎜
粗銑后工序基本尺寸為(5.9+1)㎜ = 6.9㎜
毛坯基本尺寸為(6.9+10)㎜ = 16.9㎜
(5)各道工序的工序尺寸公差
查公差表： 精銑IT9，即5.9IT9 = 0.19㎜
精銑IT11，即6.9IT11 = 0.21㎜
按“入體”分布，故精銑工序尺寸為5.9㎜
粗銑工序尺寸為6.9㎜
毛坯公差對(duì)稱分布，故毛坯尺寸為16.9㎜
(6)最大、最小加工余量計(jì)算
精銑加工時(shí)： Zbmax = 6.9㎜ – 5.71㎜ = 1.19㎜
Zbmin = 6.69㎜ – 5.9㎜ = 0.79㎜
粗銑加工時(shí)： Zbmax = 20.9㎜ – 6.69㎜ =14.21㎜
Zbmin = 12.9㎜ – 6.9㎜ = 6㎜
3.5 確定基本用量及基本工時(shí)
1. 確定的孔基本用量
（1）粗鏜時(shí)的切削用量
a .背吃刀量 單邊加工余量Z = （15.81㎜-9.81㎜）/2 = 3㎜，粗鏜取ap粗 = 2.75㎜，精鏜取ap精 = 0.25㎜。
b .進(jìn)給量 根據(jù)零件材料，刀桿截面尺寸，工件直徑及背吃刀量，查《機(jī)械加工工藝及裝備》表2-15得f≈0.3～0.4㎜/r，按機(jī)床說明書選取進(jìn)給量f=0.35㎜/r。
c .切削速度 切削速度可用公式計(jì)算得到，也可通過查表得到。先根據(jù)已知條件查《機(jī)械加工工藝及裝備》表2-17得：VC = 90 m/min
再根據(jù)Vc和已知條件，計(jì)算工件轉(zhuǎn)速
n = 1000 VC/dw = 1000×90/9.81×= 2922r/min
按機(jī)床說明書選取實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速n=2800 r/min ，為此，實(shí)際切削速度為
VC = dw/1000 = 3.14×9.81×2800/1000
= 86.25 m/min
d. 機(jī)床功率校驗(yàn)
切削力 FC = 9.81CFc apxFc fyFc VCnFc KFc
式中 CFc ———— 決定切削條件和工件材料的因數(shù)；
xFc、yFc、nFc ———— 分別為三個(gè)分力公式中ap 、f 、VC 的指數(shù)；
KFc ———— 為分力的總修正系數(shù)，用下式表示
KFc = KmFcKr0FcKKrFcKλsFcKrεFc
查《機(jī)械加工工藝及裝備》表2-3、2-4、2-5得：
FC = 9.81×100×2.75㎜×0.350.75㎜×86.25 m/min0×1.1×0.92×1×1×0.93 = 1155.4N
切削功率PC = FC VC/60000 = 1155.4×86.25/60000=1.66KW
從機(jī)床說明書可知，車床電動(dòng)機(jī)功率PE = 7.5KW
取機(jī)床傳動(dòng)效率m = 0.8，則機(jī)床有效功率為
P′E = PE m = 7.5KW×0.8 = 6KW
因?yàn)镻C = 1.66KW < P′E = 6KW，所以機(jī)床功率足夠。
粗鏜時(shí)的切削用量為：ap = 2.75㎜，VC = 86.25 m/min，
f=0.35㎜/r。
（2）精鏜時(shí)的切削用量
a.背吃刀量 ap = 0.25㎜
b.進(jìn)給量 根據(jù)表面粗糙度Ra3.2um，rε = 1㎜，工件材料為35鋼。查《機(jī)械加工工藝及裝備》表2-18（預(yù)估切削速度VC預(yù) > 50m/min）
得：f = 0.3～0.35㎜/r。
按機(jī)床說明書取實(shí)際進(jìn)給量f = 0.3㎜/r
c. 切削速度 根據(jù)已知條件查《機(jī)械加工工藝及裝備》表2-17得：VC = 140 m/min
在根據(jù)VC和已知條件，計(jì)算工件轉(zhuǎn)速
n = 1000 VC/dW = 1000×140/3.14×（9.81+5.5）
= 2912r/min
按機(jī)床說明書取實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速n = 2800 r/min。
為此，實(shí)際切削速度為： VC = dW/1000
= 3.14×15.31×2800/1000
= 134.6 m/min
精鏜時(shí)的切削用量為：ap = 0.25㎜，VC = 134.6 m/min，f=0.3㎜/r。
(3) 工時(shí)定額的設(shè)定
查《工藝手冊(cè)》表6.2-1
l = 43.4㎜ l1 = 0 l2 = 0
粗鏜時(shí)： t1 = 43.4/86.25×0.35 = 1.44 (min)
精鏜時(shí)： t2 = 43.4/134.6×0.3 = 1.07 (min)
2. 確定5.9的表面
（1）粗銑時(shí)的切削用量
a .背吃刀量 單邊加工余量Z = （16.9㎜-5.9㎜）/2 = 5.5㎜，粗銑取ap粗 = 5㎜，精銑取ap精 = 0.5㎜。
b .進(jìn)給量 根據(jù)零件材料，刀桿截面尺寸，工件直徑及背吃刀量，查《機(jī)械加工工藝及裝備》表2-15得f≈0.4～0.6㎜/r，按機(jī)床說明書選取進(jìn)給量f=0.5㎜/r。
c .切削速度 切削速度可用公式計(jì)算得到，也可通過查表得到。先根據(jù)已知條件查《機(jī)械加工工藝及裝備》表2-17得：VC = 90 m/min
再根據(jù)Vc和已知條件，計(jì)算工件轉(zhuǎn)速
n = 1000 VC/dW = 1000×90/16.9× = 1696 r/min
按機(jī)床說明書選取實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速n=1600 r/min ，為此，實(shí)際切削速度為
VC = dW/1000 = 3.14×16.9×1600/1000
= 84.9 m/min
d. 機(jī)床功率校驗(yàn)
切削力 FC = 9.81CFc apxFc fyFc VCnFc KFc
KFc = KmFcKr0FcKKrFcKλsFcKrεFc
查《機(jī)械加工工藝及裝備》表2-3、2-4、2-5得：
FC =9.81×81×5㎜×0.50.75㎜×84.9 m/min0×1.1×0.92×1×1×0.93 = 2223.4 N
切削功率PC = FC VC/60000 =2223.4×84.9/60000=3.15KW
從機(jī)床說明書可知，車床電動(dòng)機(jī)功率PE = 7.5KW
取機(jī)床傳動(dòng)效率m = 0.8，則機(jī)床有效功率為
P′E = PE m = 7.5KW×0.8 = 6KW
因?yàn)镻C = 3.15 KW < P′E = 6KW，所以機(jī)床功率足夠。
粗銑時(shí)的切削用量為：ap = 5㎜，VC = 84.9 m/min，
f=0.5㎜/r。
（2）精銑時(shí)的切削用量
a.背吃刀量 ap = 0.5㎜
b.進(jìn)給量 根據(jù)表面粗糙度Ra6.3um，rε = 1㎜，工件材料為35鋼。查《機(jī)械加工工藝及裝備》表2-18（預(yù)估切削速度VC預(yù) > 50m/min）
得：f = 0.4～0.55㎜/r。
按機(jī)床說明書取實(shí)際進(jìn)給量f = 0.45㎜/r
c. 切削速度 根據(jù)已知條件查《機(jī)械加工工藝及裝備》表2-17得：VC = 120 m/min
在根據(jù)VC和已知條件，計(jì)算工件轉(zhuǎn)速
n = 1000 VC/dW = 1000×120/3.14×（16.9-10）
= 5538r/min
按機(jī)床說明書取實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速n = 5400 r/min。
為此，實(shí)際切削速度為： VC = dW/1000
= 3.14×6.9×5400/1000
= 117 m/min
精銑時(shí)的切削用量為：ap = 0.5㎜，VC = 117 m/min，f=0.45㎜/r。
3. 確定51的表面
（1）粗銑時(shí)的切削用量
a .背吃刀量 單邊加工余量Z = （51㎜-40㎜）/2 = 5.5㎜，粗銑取ap粗 = 5㎜，精銑取ap精 = 0.5㎜。
b .進(jìn)給量 根據(jù)零件材料，刀桿截面尺寸，工件直徑及背吃刀量，查《機(jī)械加工工藝及裝備》表2-15得f≈0.4～0.6㎜/r，按機(jī)床說明書選取進(jìn)給量f=0.5㎜/r。
c .切削速度 切削速度可用公式計(jì)算得到，也可通過查表得到。先根據(jù)已知條件查《機(jī)械加工工藝及裝備》表2-17得：VC = 90 m/min
再根據(jù)Vc和已知條件，計(jì)算工件轉(zhuǎn)速
n = 1000 VC/dW = 1000×90/51× = 562 r/min
按機(jī)床說明書選取實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速n= 550 r/min ，為此，實(shí)際切削速度為
VC = dW/1000 = 3.14×51×550/1000
= 88.08 m/min
d. 機(jī)床功率校驗(yàn)
切削力 FC = 9.81CFc apxFc fyFc VCnFc KFc
KFc = KmFcKr0FcKKrFcKλsFcKrεFc
查《機(jī)械加工工藝及裝備》表2-3、2-4、2-5得：
FC =9.81×81×5㎜×0.50.75㎜×88.08m/min0×1.1×0.92×1×1×0.93 = 2306.7 N
切削功率PC = FC VC/60000 =2306.7×88.08/60000=3.39KW
從機(jī)床說明書可知，車床電動(dòng)機(jī)功率PE = 7.5KW
取機(jī)床傳動(dòng)效率m = 0.8，則機(jī)床有效功率為
P′E = PE m = 7.5KW×0.8 = 6KW
因?yàn)镻C = 3.39 KW < P′E = 6KW，所以機(jī)床功率足夠。
粗銑時(shí)的切削用量為：ap = 5㎜，VC = 88.08 m/min，
f=0.5㎜/r。
（2）精銑時(shí)的切削用量
a.背吃刀量 ap = 0.5㎜
b.進(jìn)給量 根據(jù)表面粗糙度Ra 6.3um，rε = 1㎜，工件材料為35鋼。查《機(jī)械加工工藝及裝備》表2-18（預(yù)估切削速度VC預(yù) > 50m/min）
得：f = 0.4～0.55㎜/r。
按機(jī)床說明書取實(shí)際進(jìn)給量f = 0.45㎜/r
c. 切削速度 根據(jù)已知條件查《機(jī)械加工工藝及裝備》表2-17得：VC = 120 m/min
在根據(jù)VC和已知條件，計(jì)算工件轉(zhuǎn)速
n = 1000 VC/dW = 1000×120/3.14×（51-10）
= 932r/min
按機(jī)床說明書取實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速n = 900 r/min。
為此，實(shí)際切削速度為： VC = dW/1000
= 3.14×41×900/1000
= 115.87 m/min
精銑時(shí)的切削用量為：ap = 0.5㎜，VC = 115.87 m/min，f=0.45㎜/r。
第四章 夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。
經(jīng)過與指導(dǎo)老師的協(xié)商，決定設(shè)計(jì)工序Ⅶ ～ 工序Ⅹ---粗、精銑、的表面的銑床夾具。本夾具將用于X63臥式銑床。刀具為兩把高速鋼鑲齒三面刃銑刀，對(duì)零件的表面進(jìn)行加工。
4.1 問題的提出
本夾具主要用來加工、的表面，這兩表面與孔有一定的技術(shù)要求。加工這幾道工序粗銑不要求精度問題，主要是精銑要保證表面粗糙度和位置精度。
4.2 夾具設(shè)計(jì)的基本要求和步驟
4.2.1 基本要求
對(duì)機(jī)床夾具的基本要求是保證工件加工工序的精度要求，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低工件的制造成本，保證夾具有良好的工藝性和勞動(dòng)條件。在這些基本條件中，有一些是有矛盾的，例如，提高工序的精度，夾具的制造成本就要提高，隨著工件制造精度的不斷提高，對(duì)夾具本身也提出更高的精度，那末，工件制造成本也將提高。因此，必須綜合考慮零件批量和制造成本，是否用夾具保證加工精度，或采用其它方法加工。
夾具設(shè)計(jì)所涉及知識(shí)面較廣，對(duì)同一零件可有不同的設(shè)計(jì)方案，而且從設(shè)計(jì)構(gòu)思到出圖制造有一定周期。以前，結(jié)構(gòu)修改、出圖等多是人工的重復(fù)勞動(dòng)?，F(xiàn)在CAD夾具設(shè)計(jì)軟件使許多人工勞動(dòng)由電腦完成，而且修改、出圖都能在很短的時(shí)間內(nèi)完成，大大縮短了夾具設(shè)計(jì)周期。
4.2.2 設(shè)計(jì)步驟
1. 設(shè)計(jì)準(zhǔn)備 首先應(yīng)分析、研究工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工藝要求、工件的材料生產(chǎn)批量以及本工序的技術(shù)要求。然后，了解所使用機(jī)床的規(guī)格、性能、精度及使用刀具、量具的規(guī)格，了解本廠工人的技術(shù)要求等。
2. 方案的確定 在經(jīng)過設(shè)計(jì)準(zhǔn)備階段后，擬定設(shè)計(jì)方案。
1） 確定夾具類型。
2） 確定工件定位方案，選擇相應(yīng)的定位裝置。
3） 確定夾緊方式，選擇夾緊裝置。
4） 確定刀具調(diào)整方案，選擇合適的導(dǎo)向元件及對(duì)刀元件。
5） 考慮各種裝置、元件的布局，確定夾具的總體結(jié)構(gòu)。
在設(shè)計(jì)時(shí)，同時(shí)構(gòu)思幾套方案，繪出草圖，經(jīng)過分析、比較選出最佳方案。
3. 夾具的精度分析 為保證夾具設(shè)計(jì)的正確性，必須對(duì)夾具精度進(jìn)
析，驗(yàn)證夾具公差≤（1/3～1/5）工件允許公差。
4. 繪制夾具總圖 夾具總圖應(yīng)遵循國家制圖標(biāo)準(zhǔn)來繪圖，總圖比例除特殊情況外，一般按1∶1繪制，以保證良好的直觀性。主視圖應(yīng)取操作者實(shí)際工作時(shí)的位置，以作為裝配夾具時(shí)的依據(jù)并供使用時(shí)參考?？倛D中的視圖應(yīng)盡量少，當(dāng)必須能夠清楚地表示出夾具的工作原理和整體結(jié)構(gòu)，表示出各種裝置、元件相互位置關(guān)系等。繪制總圖的順序一般可采用：
1） 用雙點(diǎn)劃線繪出工件輪廓外形，并顯示出加工余量。
2） 把工件輪廓線視為“透明體” ，按照工件的形狀及位置依次繪出定位、導(dǎo)向、夾緊及其它元件或裝置。
3） 繪出夾具體，形成一個(gè)夾具整體。
4） 確定并標(biāo)注有關(guān)尺寸和夾具技術(shù)要求。如標(biāo)注輪廓尺寸，裝置、檢驗(yàn)尺寸及公差，主要元件、裝置之間的相互位置精度要求等。
5） 總圖上標(biāo)出夾具名稱、零件編號(hào)，填寫夾具零件明細(xì)表和標(biāo)題欄。
6）繪制夾具零件圖 夾具總圖中非標(biāo)準(zhǔn)零件都需繪制零件圖。零件圖上的尺寸、公差和技術(shù)要求都必須滿足總圖的要求。
4.3 夾具設(shè)計(jì)
1. 定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知，、的表面與孔的軸線有垂直度，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為孔的軸線。為了使定位誤差為零，最好選擇心軸為定位。
2. 夾緊力
工序采用的是螺旋夾緊機(jī)構(gòu)
3. 定位誤差
ΔD = d孔max – d軸min = 15.853-15.78 = 0.073
故 d孔 = d軸 = 15.81
因此，誤差不影響它們垂直度要求。
4. 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，本道工序的銑床夾具選擇了螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。且在粗加工切削力較大時(shí)，剛性也易于保證。結(jié)果，本夾具總的感覺還比較緊湊。
銑床夾具的裝配圖及夾具體零件圖分別見附圖3及附圖4。
小結(jié)
這學(xué)期過來,說實(shí)在的輕松倒是蠻輕松的,因?yàn)槊刻觳挥门律险n遲到而起早趕到教室去,同時(shí)也覺得蠻有壓力的,因?yàn)橐粊硪ス旧习?，二來還要做畢業(yè)設(shè)計(jì)。
剛開學(xué),早早的趕到學(xué)校來,想把心穩(wěn)定下來,好好做做設(shè)計(jì),前期在還沒有確定課題時(shí),每天都要工作,說句心里話比較累人,有過好多的挫折,我本想把工作辭掉的，來做畢業(yè)設(shè)計(jì)，我去和老師說明一下情況，老師說，現(xiàn)在找工作非常的困難,你要做到工作和設(shè)計(jì)兩不誤。我聽了覺得有道理，就沒有辭職。后來在一邊工作一邊做設(shè)計(jì)的情況下也完成了任務(wù)。
在工作時(shí),另一件比較心煩的事來了,那就是要做設(shè)計(jì),剛領(lǐng)到課題時(shí),心里還是比較忐忑,我對(duì)那個(gè)課題一無所知。變速箱我見過不少（如分離傳動(dòng)的變速箱、Z35型搖臂鉆床的變速箱、T68型鏜床的變速箱等）。經(jīng)過在網(wǎng)上和圖書館相關(guān)資料的查閱后,我還是對(duì)變速器一無所知啊,唉,的確心煩啊,于是想到去找孫老師討教一下,他畢竟經(jīng)驗(yàn)比較豐富，好不容易了解了一些基本情況,心里還算有點(diǎn)安慰.經(jīng)過兩周的時(shí)間找資料,終于畫了一些圖和寫了一部分說明書,倒是感覺有了些許輕松.不過還是帶了幾分忐忑的心情去給了指導(dǎo)老師看了下,得到的答案是基本符合要求,還不算很失望啊,起碼是算合格了。在后來的七周里我看了很多資料，總算給設(shè)計(jì)好了。剩下的就是打印和等通知答辯了，唉,感覺程序是那么的復(fù)雜的?？赡芫褪谴髮．厴I(yè)必經(jīng)的形式吧。希望一切都順利吧。
通過一邊工作一邊做論文,讓我學(xué)了很多東西,做人最起碼的就是要塌實(shí),現(xiàn)在才感覺自己有時(shí)比較浮躁,比較清高的,挫折后才認(rèn)識(shí)到做事情要塌實(shí)點(diǎn),做人要謙虛點(diǎn),考慮問題要全面點(diǎn),對(duì)于很多自己不懂的問題句要多與別人交流交流,多請(qǐng)教別人。走上社會(huì)才感覺以前沒有好好學(xué)習(xí),才發(fā)現(xiàn)有好多東西要學(xué)習(xí)啊,以后我會(huì)注意的.現(xiàn)在就要走出學(xué)校了,似乎對(duì)很對(duì)東西還有點(diǎn)戀戀不舍的,可能是剛進(jìn)入社會(huì)對(duì)新的生活和新的環(huán)境不習(xí)慣吧,也許過段時(shí)間就會(huì)習(xí)慣了,那時(shí)一切就會(huì)好了,走向成熟總要有段時(shí)間的，不過希望時(shí)間不會(huì)太長(zhǎng)就好了。學(xué)期結(jié)束了,我祝福大家一切都好,期望大家都會(huì)有個(gè)很好的未來。努力吧!
致 謝
在此次變速器換檔叉的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，通過對(duì)變速器的分析，對(duì)其進(jìn)行了許多改進(jìn)，解決了一些關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)：1.完成了零件設(shè)計(jì)的全過程；2.熟悉裝配工藝過程；3.怎樣選擇機(jī)床夾具。在設(shè)計(jì)過程中我遇到了很多的難題，在指導(dǎo)老師孫老師不遺余力的幫助指導(dǎo)下我順利完成了零件圖、毛坯圖、夾具圖等的設(shè)計(jì)。使我把所學(xué)知識(shí)進(jìn)行了一次系統(tǒng)性的使用，通過這一課題的實(shí)施可以使我們把所學(xué)知識(shí)學(xué)以至用。
孫老師以他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和豐富的理論知識(shí)為我糾正了設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤，為我解答了設(shè)計(jì)中的疑問，為我的說明書的編寫提出了許多寶貴性的意見，付出了很多心血。而我始終感覺到孫老師那種誨人不倦的高風(fēng)亮節(jié)，這將在我遇到困難的時(shí)候永遠(yuǎn)激勵(lì)著我。另外，孫老師定期檢查設(shè)計(jì)完成情況，確保了質(zhì)量和進(jìn)度。在此，我感謝孫老師在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中予以我的極大幫助。
最后，對(duì)各位專家、老師審閱我的論文深表感謝，并渴望給予批評(píng)指正！
參 考 文 獻(xiàn)
1.《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 王光斗、王春福主編 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1995
2.《切削用量簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》 黃如林主編 化學(xué)工藝出版社 2001
3.《機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)》 王之標(biāo)、王大康主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2002
4.《機(jī)床制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》 哈爾濱工業(yè)大學(xué)王紹俊主編
機(jī)械工業(yè)出版社 1994
5.《金屬切削機(jī)床》 宋玉鳴主編 -北京：中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社 1998
6.《機(jī)械加工工以及裝備》 上海市職業(yè)技術(shù)教育課程改革與教材建設(shè)委員會(huì)組編 -北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1996
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