2292 變速器換檔叉的工藝過程及裝備設計

2292 變速器換檔叉的工藝過程及裝備設計,變速器,換檔,工藝,過程,進程,裝備,設備,設計 常州工學院成人（繼續(xù)）教育學院畢業(yè)設計（論文）任務書系： 機 電 系 專業(yè)： 數(shù)控技術應用 班級：數(shù)控 50205 學生姓名 鮑冬俊 指導教師 孫春海 職稱課題名稱 變速器換檔叉的工藝過程及裝備設計課題工作內容企業(yè)生產(chǎn)實際需求指標︵目標︶要求1.工藝過程的設計。2.變速器換檔叉的總裝及夾具的設計。3. 技術圖樣折合 A0 不少于二張 。4．設計說明書一份，字數(shù)不少于 10000 字。進程安排第一周 找課題 第二周 畫零件圖第三周到第五周 找資料、寫說明書、畫毛坯圖第六周 畫夾具圖第七周 去指導老師那里，糾正一些錯誤。第八周 打印、答辯主要參與文獻1.《機械加工工以及裝備》 上海市職業(yè)技術教育課程改革與教材建設委員會組編 -北京：機械工業(yè)出版社 19962.《機床夾具設計手冊》 王光斗、王春福主編 上海科學技術出版社 19953.《切削用量簡明實用手冊》 黃如林主編 化學工藝出版社 20014.《機床制造工藝設計手冊》 哈爾濱工業(yè)大學王紹俊主編 機械工業(yè)出版社 1994地點 無錫技師學院起止日期 07.2.27 至 07.4.27系主任： 指導教師：年 月 日 年 月 日- 1 -目 錄第一章 緒論 ………………………………… （1）1.1 設計目的 ……………………………………… （1）1.2 設計任務和要求 ……………………………… （1）第二章 零件的分析 ………………………………… （1）2.1 零件的作用………………………………… （1）2.1.1 對變速操縱機構的要求 …………………………（1）2.2 零件的工藝分析 ……………………………（2）第三章 工藝規(guī)程設計 ……………………………… （2）變速器換檔叉- 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…………………………………………………… （7）第四章 夾具設計 ……………………………………… （13）4.1 問題的提出 ……………………………… （13）4.2 夾具設計的基本要求和步驟- 3 -………………………………………… （13）4.2.1 基本要求 ……………………………… （13）4.2.2 設計步驟 …………………………… （13）4.3 夾具設計 ……………………………… （14）小結 ………………………………………… （16）致 謝 …………………………………………（17）參 考 文 獻 ………………………………… （18）變速器換檔叉- 4 -摘要機床變速機構是機床主軸轉速或進給量實現(xiàn)變速的具體機構。它要求機床的使用性能良好，制造、安裝及維修方便，同時節(jié)約成本。變速操縱機構常用于工作部件的啟動、停止、變速、變向以及控制各種輔助運動等。本次設計為機床變速換檔叉的工藝過程及設計裝備，包括它的加工過程及夾具設計，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。關鍵詞：變速、工藝、設計、裝備- 5 -第一章 緒論1.1 設計目的畢業(yè)設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學的基礎理論和專業(yè)理論知識，獨立解決機床設計問題的能力一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。因此，通過設計應達到下述目的。1）初步掌握正確的設計思想和設計的基本方法\步驟,鞏固\深化和擴大所學的知識,培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的工作方法和獨立工作能力。2）獲得結構設計，零件計算，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練及基本技能。3）熟悉有關標準、規(guī)格、手冊和資料的應用。4）對現(xiàn)有機械結構初具分析能力和改進設計的能力。1.2 設計任務和要求設計基本內容及要求按照設計任務，根據(jù)調查研究所提供的權據(jù)和有關技術資料，進行以下工作：制定工藝方案，確定選擇通用部件，設計專用部件，繪制有關圖紙（零件圖、毛坯圖、夾具零件圖、總裝圖等） ，編寫技術文件等。其基本內容如下：1）繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、夾具圖。2）零件裝配圖設計。3）按規(guī)定格式編制設計計算說明書。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。主變速器換檔叉- 6 -要作用:優(yōu)點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;其缺點是比較復雜。 2.1.1 對變速操縱機構的要求變速操縱機構常用于工作部件的啟動、停止、變速、變向以及控制各種輔助運動等。這些操縱機構的用途不同，但所應滿足的要求合設計原則卻沒有本質的區(qū)別。因此，這里僅僅介紹常用的變速操縱機構。機床的使用質量和結構的復雜程度，在很大的程度上取決于操縱機構設計的完善程度。所以，操縱機構的形式應與機床的性能相適應。一般操縱機構應滿足的要求，主要有以下幾個方面：1. 動作迅速操縱機構動作是否迅速，對生產(chǎn)率提高或在加工中需要操縱次數(shù)較多的機床，尤為重要。2. 省力方便生產(chǎn)中，為了減輕工人的疲勞，保證加工質量，設計操縱機構力求省力。一般情況下，許用操縱力不應超過下列數(shù)值：臺型機床精度位移手輪或儀表機床手輪————2㎏普通機床精度位移手輪或臺型機床手輪————4㎏≤10t 的普通機床手輪————8㎏普通機床很少操縱手輪或大于 10t 的機床手輪————16㎏3. 記憶方便，安全可靠為避免操縱錯誤并節(jié)省時間，以及防止意外事故，應盡量減少操縱機構的數(shù)量，操縱的運動方向和手輪操縱方向一致為好。手柄應以不同形狀或顏色加以區(qū)分，以便記憶。為保證安全，應防止手柄特別是運轉手柄碰傷人員；電器應注意防護和絕緣等。4. 控制準確對于精密機床部件移動準確要求較高時,設計時應特別注意。一般操縱機構大致都由三大部分組成：操縱部件（如手輪、手柄等） ；傳動裝置，可以是機械裝置（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。025.? 043.168F.5??- 7 -2. 以 孔為中心,加工 和 的表面。043.168F.5??1.05?019.?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019.?.03?043.168F.??差為 0.15。由以上分析可知,對于這組加工表面而言,應該先加工孔，然后借助于專用夾具加工 和 的表面。并043.168F.5??1.05?019.?且保證它們的位置精度要求。第三章 工藝規(guī)程設計3.1 確定毛坯的制造形式零件材料為 35 鋼。考慮到車床主軸在運行中要經(jīng)常的加速及正、反向轉動,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)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理,可以使加工質量得到保證,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)無法正常進行。1. 粗基準的選擇（1） 當有不加工表面時，應選擇不加工表面作為粗基準如果有幾個不加工表面時，應選擇與加工表面有密切關系的不加工面作為粗基準。（2） 具有較多的加工表面時，應從以下幾點著重考慮合理分配各加工表面的余量。1） 應選擇零件上加工余量最小的面為粗基準。2） 對一些重要表面要求切除余量少而均勻時，就應選擇該表面作為準，以滿足其工藝要求。3） 粗基準的選擇應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） 粗基面應相當平整，無澆冒口、飛邊等缺陷，使工件定位變速器換檔叉- 8 -可靠穩(wěn)定。選擇 9.65 表面為粗基準025.?2. 精基準的選擇精基準的好壞會直接影響加工精度與質量，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?。海?） 盡可能把設計基準作為定位基準 ——— 基準重合原則（2） 盡可能選用統(tǒng)一的定位基準加工各個表面 ——— 基準統(tǒng)一的原則（3） 以加工表面本身作為定位基準 ——— 自為基準的原則（4） 加工表面與定位基面反復輪換使用 ——— 互為基準的原則選擇 孔為精基準043.168F.5??3.3 制訂工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點,應該是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。1.工藝路線方案一工序Ⅰ 按照圖示要求,鑄出毛坯。工序Ⅱ 粗銑 9.65 表面。025.?工序Ⅲ 精銑 9.65 表面。025.工序Ⅳ 粗鏜 的孔。043.168F.??工序Ⅴ 精鏜 的孔。043.16.5?工序Ⅵ 倒圓角 0.4 X 45°。工序Ⅶ 粗銑 的表面。019.?工序Ⅷ 精銑 的表面。019.5- 9 -工序Ⅸ 粗銑 的表面。1.05?工序Ⅹ 精銑 的表面。1.0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 按照圖示要求,鑄出毛坯。工序Ⅱ 粗鏜 的孔。043.168F.5??工序Ⅲ 精鏜 的孔。043.16.?工序Ⅳ 倒角 0.4 X 45°。工序Ⅴ 粗銑 9.65 表面。025.?工序Ⅵ 精銑 9.65 表面。025.工序Ⅶ 粗銑 的表面。1.0?工序Ⅷ 精銑 的表面。1.05工序Ⅸ 粗銑 的表面。019.?工序Ⅹ 精銑 的表面。019.5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工藝方案的特點在于：方案一是先加工 9.65 的表面,025.?然后以此為基準加工 的孔；而方案二則與此相反,先加043.168F.5??工 的孔,然后再以此 的孔為基準加工 9.65043.168F.5? 043.168.5?變速器換檔叉- 10 -的表面。兩相比較可以看出,先加工 9.65 的表面,再加工025.? 025.?的孔可以容易的保證位置精度,并且定位及裝夾都很方043.168F.??便。故選擇方案一。3.4 機械加工余量、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043.168F.5??(1)確定加工路線由成品尺寸 mm，R a3.2um，HBS180 的要求查《機械加043.16.?工工藝及裝備》表 5-5，確定工藝路線?？字睆?,其 T=0.027,公差等級為 IT9；硬度 HSB180,粗043.1685??糙度 Ra3.2um。由《機械加工工藝及裝備》表 5-13 得：粗鏜 - 精鏜。（2）確定各路線的經(jīng)濟精度由《機械加工工藝及裝備》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 Z Σ =??ni1可知： 粗鏜余量為 6㎜ - 0.5㎜ = 5.5㎜(4)計算各工序的基本尺寸精鏜后的工序基本尺寸為 ㎜8.5?粗鏜后的工序基本尺寸為 ㎜ = ㎜).01(?31.5?毛坯基本尺寸為 ㎜ = ㎜3.89(5)各道工序的工序尺寸公差- 11 -查公差表：精鏜 IT9，即 IT9 = 0.02781.5?粗鏜 IT11，即 IT11 = 0.193故精鏜工序尺寸為 ㎜034.16?粗鏜工序尺寸為 ㎜9.05毛坯公差對稱分布，故毛坯尺寸為 ㎜281.??(6)最大、最小加工余量計算精鏜加工時： Z bmax = ㎜- ㎜=0.534㎜4.53.Zbmin = ㎜- ㎜=0.326㎜65粗鏜加工時： Z bmax = ㎜- ㎜=7.69㎜.181.7Zbmin = ㎜- ㎜=3.5㎜?2. 51 的表面1.0?(1)確定加工路線由成品尺寸 51 ㎜，R a6.3um，HSB180 的要求查表，確定工藝路1.0?線。表面尺寸 51 ，其 T = 0.1，公差等級為 IT9；硬度 HSB180，1.0?粗糙度 Ra6.3um。由《機械加工工藝及裝備》表 5-13 得：粗銑 - 精銑。(2) 確定各路線的經(jīng)濟精度由《機械加工工藝及裝備》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 Z Σ =??ni1可知： 粗銑余量為 11㎜ – 1㎜ = 10㎜(4)計算各工序的基本尺寸精銑后工序基本尺寸為 51㎜變速器換檔叉- 12 -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 ㎜1.0?粗銑工序尺寸為 50 ㎜19.0毛坯公差對稱分布，故毛坯尺寸為 40 ㎜4?(6)最大、最小加工余量計算精銑加工時： Z bmax = 51.1㎜ – 50㎜ = 1.1㎜Zbmin = 51㎜ – 50.19㎜ = 0.81㎜粗銑加工時： Z bmax = 50.19㎜ – 36㎜ = 14.19㎜Zbmin = 50㎜ – 44㎜ = 6㎜3. 5.9 的表面019.?(1)確定加工路線由成品尺寸 5.9 ㎜，R a6.3um，HSB180 的要求查表，確定工019.?藝路線。表面尺寸為 5.9 ，T = 0.19，公差等級為 IT9 硬度019.?HSB180，粗糙度 Ra6.3um。由《機械加工工藝及裝備》表 5-13 得：粗銑 - 精銑。(2) 確定各路線的經(jīng)濟精度由《機械加工工藝及裝備》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 Z Σ =??ni1- 13 -可知： 粗銑余量為 11㎜ – 1㎜ = 10㎜(4)計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 ㎜019.?粗銑工序尺寸為 6.9 ㎜021.毛坯公差對稱分布，故毛坯尺寸為 16.9 ㎜4?(6)最大、最小加工余量計算精銑加工時： Z bmax = 6.9㎜ – 5.71㎜ = 1.19㎜Zbmin = 6.69㎜ – 5.9㎜ = 0.79㎜粗銑加工時： Z bmax = 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1. 確定 的孔基本用量043.1685??（1）粗鏜時的切削用量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《機械加工工藝及裝備》表 2-15 得f≈0.3～0.4㎜/r，按機床說明書選取進給量 f=0.35㎜/r。c .切削速度 切削速度可用公式計算得到，也可通過查表得到。先根據(jù)已知條件查《機械加工工藝及裝備》表 2-17 得：VC = 90 m/min再根據(jù) Vc和已知條件，計算工件轉速n = 1000 VC/ dw = 1000×90/9.81× = 2922r/min??按機床說明書選取實際主軸轉速 n=2800 r/min ，為此，實際切削速度為VC = dw/1000 = 3.14×9.81×2800/1000 變速器換檔叉- 14 -= 86.25 m/mind. 機床功率校驗切削力 F C = 9.81CFc apxFc fyFc VCnFc KFc式中 C Fc ———— 決定切削條件和工件材料的因數(shù)；xFc、yFc、nFc ———— 分別為三個分力公式中 ap 、f 、V C 的指數(shù)；KFc ———— 為分力的總修正系數(shù)，用下式表示KFc = KmFcKr0FcKKrFcKλsFc KrεFc查《機械加工工藝及裝備》表 2-3、2-4、2-5 得：FC = 9.81×100×2.75㎜×0.35 0.75㎜×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從機床說明書可知，車床電動機功率 PE = 7.5KW取機床傳動效率 m = 0.8，則機床有效功率為?P′E = PE m = 7.5KW×0.8 = 6KW因為 PC = 1.66KW 50m/min）得：f = 0.3～0.35㎜/r。按機床說明書取實際進給量 f = 0.3㎜/rc. 切削速度 根據(jù)已知條件查《機械加工工藝及裝備》表 2-17 得：VC = 140 m/min在根據(jù) VC和已知條件，計算工件轉速n = 1000 VC/ dW = 1000×140/3.14×（9.81+5.5）?= 2912r/min按機床說明書取實際主軸轉速 n = 2800 r/min。為此，實際切削速度為： V C = dW/1000 ?= 3.14×15.31×2800/1000= 134.6 m/min精鏜時的切削用量為：a p = 0.25㎜，V C = 134.6 m/min，f=0.3㎜- 15 -/r。(3) 工時定額的設定查《工藝手冊》表 6.2-1l = 43.4㎜ l 1 = 0 l2 = 0粗鏜時： t1 = 43.4/86.25×0.35 = 1.44 (min)精鏜時： t2 = 43.4/134.6×0.3 = 1.07 (min)2. 確定 5.9 的表面019.?（1）粗銑時的切削用量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《機械加工工藝及裝備》表 2-15 得f≈0.4～0.6㎜/r，按機床說明書選取進給量 f=0.5㎜/r。c .切削速度 切削速度可用公式計算得到，也可通過查表得到。先根據(jù)已知條件查《機械加工工藝及裝備》表 2-17 得：VC = 90 m/min再根據(jù) Vc和已知條件，計算工件轉速n = 1000 VC/ dW = 1000×90/16.9× = 1696 r/min??按機床說明書選取實際主軸轉速 n=1600 r/min ，為此，實際切削速度為VC = dW/1000 = 3.14×16.9×1600/1000 = 84.9 m/mind. 機床功率校驗切削力 F C = 9.81CFc apxFc fyFc VCnFc KFcKFc = KmFcKr0FcKKrFcKλsFc KrεFc查《機械加工工藝及裝備》表 2-3、2-4、2-5 得：FC =9.81×81×5㎜×0.5 0.75㎜×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從機床說明書可知，車床電動機功率 PE = 7.5KW取機床傳動效率 m = 0.8，則機床有效功率為?P′E = PE m = 7.5KW×0.8 = 6KW因為 PC = 3.15 KW 50m/min）得：f = 0.4～0.55㎜/r。按機床說明書取實際進給量 f = 0.45㎜/rc. 切削速度 根據(jù)已知條件查《機械加工工藝及裝備》表 2-17 得：VC = 120 m/min在根據(jù) VC和已知條件，計算工件轉速n = 1000 VC/ dW = 1000×120/3.14×（16.9-10）?= 5538r/min按機床說明書取實際主軸轉速 n = 5400 r/min。為此，實際切削速度為： V C = dW/1000 ?= 3.14×6.9×5400/1000= 117 m/min精銑時的切削用量為：a p = 0.5㎜，V C = 117 m/min，f=0.45㎜/r。3. 確定 51 的表面1.0?（1）粗銑時的切削用量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《機械加工工藝及裝備》表 2-15 得f≈0.4～0.6㎜/r，按機床說明書選取進給量 f=0.5㎜/r。c .切削速度 切削速度可用公式計算得到，也可通過查表得到。先根據(jù)已知條件查《機械加工工藝及裝備》表 2-17 得：VC = 90 m/min再根據(jù) Vc和已知條件，計算工件轉速n = 1000 VC/ dW = 1000×90/51× = 562 r/min??按機床說明書選取實際主軸轉速 n= 550 r/min ，為此，實際切削速度為VC = dW/1000 = 3.14×51×550/1000 - 17 -= 88.08 m/mind. 機床功率校驗切削力 F C = 9.81CFc apxFc fyFc VCnFc KFcKFc = KmFcKr0FcKKrFcKλsFc KrεFc查《機械加工工藝及裝備》表 2-3、2-4、2-5 得：FC =9.81×81×5㎜×0.5 0.75㎜×88.08m/min 0×1.1×0.92×1×1×0.93 = 2306.7 N切削功率 PC = FC VC/60000 =2306.7×88.08/60000=3.39KW從機床說明書可知，車床電動機功率 PE = 7.5KW取機床傳動效率 m = 0.8，則機床有效功率為?P′E = PE m = 7.5KW×0.8 = 6KW因為 PC = 3.39 KW 50m/min）得：f = 0.4～0.55㎜/r。按機床說明書取實際進給量 f = 0.45㎜/rc. 切削速度 根據(jù)已知條件查《機械加工工藝及裝備》表 2-17 得：VC = 120 m/min在根據(jù) VC和已知條件，計算工件轉速n = 1000 VC/ dW = 1000×120/3.14×（51-10）?= 932r/min按機床說明書取實際主軸轉速 n = 900 r/min。為此，實際切削速度為： V C = dW/1000 ?= 3.14×41×900/1000= 115.87 m/min精銑時的切削用量為：a p = 0.5㎜，V C = 115.87 m/min，f=0.45㎜/r。變速器換檔叉- 18 -第四章 夾具設計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經(jīng)過與指導老師的協(xié)商，決定設計工序Ⅶ ～ 工序Ⅹ---粗、精- 19 -銑 、 的表面的銑床夾具。本夾具將用于 X63 臥式銑床。019.5?1.0?刀具為兩把高速鋼鑲齒三面刃銑刀，對零件的表面進行加工。4.1 問題的提出本夾具主要用來加工 、 的表面，這兩表面與019.5?1.0?孔有一定的技術要求。加工這幾道工序粗銑不要求精度問043.1685??題，主要是精銑要保證表面粗糙度和位置精度。4.2 夾具設計的基本要求和步驟4.2.1 基本要求對機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。夾具設計所涉及知識面較廣，對同一零件可有不同的設計方案，而且從設計構思到出圖制造有一定周期。以前，結構修改、出圖等多是人工的重復勞動?，F(xiàn)在 CAD 夾具設計軟件使許多人工勞動由電腦完成，而且修改、出圖都能在很短的時間內完成，大大縮短了夾具設計周期。4.2.2 設計步驟1. 設計準備 首先應分析、研究工件的結構特點、工藝要求、工件的材料生產(chǎn)批量以及本工序的技術要求。然后，了解所使用機床的規(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要求等。2. 方案的確定 在經(jīng)過設計準備階段后，擬定設計方案。1） 確定夾具類型。2） 確定工件定位方案，選擇相應的定位裝置。3） 確定夾緊方式，選擇夾緊裝置。4） 確定刀具調整方案，選擇合適的導向元件及對刀元件。5） 考慮各種裝置、元件的布局，確定夾具的總體結構。在設計時，同時構思幾套方案，繪出草圖，經(jīng)過分析、比較選出最佳方案。變速器換檔叉- 20 -3. 夾具的精度分析 為保證夾具設計的正確性，必須對夾具精度進析，驗證夾具公差≤（1/3～1/5）工件允許公差。4. 繪制夾具總圖 夾具總圖應遵循國家制圖標準來繪圖，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。主視圖應取操作者實際工作時的位置，以作為裝配夾具時的依據(jù)并供使用時參考。總圖中的視圖應盡量少，當必須能夠清楚地表示出夾具的工作原理和整體結構，表示出各種裝置、元件相互位置關系等。繪制總圖的順序一般可采用：1） 用雙點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、導向、夾緊及其它元件或裝置。3） 繪出夾具體，形成一個夾具整體。4） 確定并標注有關尺寸和夾具技術要求。如標注輪廓尺寸，裝置、檢驗尺寸及公差，主要元件、裝置之間的相互位置精度要求等。5） 總圖上標出夾具名稱、零件編號，填寫夾具零件明細表和標題欄。6）繪制夾具零件圖 夾具總圖中非標準零件都需繪制零件圖。零件圖上的尺寸、公差和技術要求都必須滿足總圖的要求。4.3 夾具設計1. 定位基準的選擇由零件圖可知， 、 的表面與 孔的軸線有019.5?1.0?043.1685??垂直度，其設計基準為 孔的軸線。為了使定位誤差為零，043.168??最好選擇心軸為定位。2. 夾緊力工序采用的是螺旋夾緊機構3. 定位誤差Δ D = d 孔 max – d 軸 min = 15.853-15.78 = 0.073故 d 孔 = d 軸 = 15.81043.1685?03.?因此，誤差不影響它們垂直度要求。4. 夾具設計及操作的簡要說明如前所述，在設計夾具時應該注意提高勞動生產(chǎn)率，本道工序- 21 -的銑床夾具選擇了螺旋夾緊機構。且在粗加工切削力較大時，剛性也易于保證。結果，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。變速器換檔叉- 22 -小結這學期過來,說實在的輕松倒是蠻輕松的,因為每天不用怕上課遲到而起早趕到教室去,同時也覺得蠻有壓力的,因為一來要去公司上班，二來還要做畢業(yè)設計。剛開學,早早的趕到學校來,想把心穩(wěn)定下來,好好做做設計,前期在還沒有確定課題時,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)設計，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,你要做到工作和設計兩不誤。我聽了覺得有道理，就沒有辭職。后來在一邊工作一邊做設計的情況下也完成了任務。在工作時,另一件比較心煩的事來了,那就是要做設計,剛領到課題時,心里還是比較忐忑,我對那個課題一無所知。變速箱我見過不少（如分離傳動的變速箱、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)上和圖書館相關資料的查閱后,我還是對變速器一無所知啊,唉,的確心煩啊,于是想到去找孫老師討教一下,他畢竟經(jīng)驗比較豐富，好不容易了解了一些基本情況,心里還算有點安慰.經(jīng)過兩周的時間找資料,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，總算給設計好了。剩下的就是打印和等通知答辯了，唉,感覺程序是那么的復雜的。可能就是大專畢業(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,讓我學了很多東西,做人最起碼的就是要塌實,現(xiàn)在才感覺自己有時比較浮躁,比較清高的,挫折后才認識到做事情要塌實點,做人要謙虛點,考慮問題要全面點,對于很多自己不懂的問題句要多與別人交流交流,多請教別人。走上社會才感覺以前沒有好好學習,才發(fā)現(xiàn)有好多東西要學習啊,以后我會注意的.現(xiàn)在就要走出學校了,似乎對很對東西還有點戀戀不舍的,可能是剛進入社會對新的生活和新的環(huán)境不習慣吧,也許過段時間就會習慣了,那時一切就會好了,走向成熟總要有段時間的，不過希望時間不會太長就好了。學期結束了,我祝福大家一切都好,期望大家都會有個很好的未來。努力吧!- 23 -致 謝在此次變速器換檔叉的畢業(yè)設計中，通過對變速器的分析，對其進行了許多改進，解決了一些關鍵技術難點：1.完成了零件設計的全過程；2.熟悉裝配工藝過程；3.怎樣選擇機床夾具。在設計過程中我遇到了很多的難題，在指導老師孫老師不遺余力的幫助指導下我順利完成了零件圖、毛坯圖、夾具圖等的設計。使我把所學知識進行了一次系統(tǒng)性的使用，通過這一課題的實施可以使我們把所學知識學以至用。孫老師以他嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和豐富的理論知識為我糾正了設計中的錯誤，為我解答了設計中的疑問，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亮節(jié)，這將在我遇到困難的時候永遠激勵著我。另外，孫老師定期檢查設計完成情況，確保了質量和進度。在此，我感謝孫老師在這次畢業(yè)設計中予以我的極大幫助。最后，對各位專家、老師審閱我的論文深表感謝，并渴望給予批評指正！變速器換檔叉- 24 -參 考 文 獻1.《機床夾具設計手冊》 王光斗、王春福主編 上?？茖W技術出版社 19952.《切削用量簡明實用手冊》 黃如林主編 化學工藝出版社 20013.《機械設計綜合課程設計》 王之標、王大康主編 機械工業(yè)出版社 20024.《機床制造工藝設計手冊》 哈爾濱工業(yè)大學王紹俊主編 機械工業(yè)出版社 19945.《金屬切削機床》 宋玉鳴主編 -北京：中國勞動社會保障出版社 19986.《機械加工工以及裝備》 上海市職業(yè)技術教育課程改革與教材建設委員會組編 -北京：機械工業(yè)出版社 1996常州工學院（成人教育）畢 業(yè) 設 計（論文）題 目 變速器換檔叉的工藝過程及裝備設計 副標題 性 質： 畢業(yè)設計 畢業(yè)論文學生姓名 鮑 冬 俊 年 級 2005 級 教 學 點 無錫技師學院 專 業(yè) 數(shù)控技術應用 指導教師 孫 春 海 評定成績 優(yōu) 良 中 及格 不及格常州工學院（成人教育）畢 業(yè) 設 計（論文）題 目 副標題 性 質： 畢業(yè)設計 畢業(yè)論文學生姓名 年 級 教 學 點 專 業(yè) 指導教師 評定成績 優(yōu) 良 中 及格 不及格常州工學院成人（繼續(xù)）教育學院畢業(yè)設計（論文）任務書系： 機 電 系 專業(yè)： 數(shù)控技術應用 班級：數(shù)控 50205 學生姓名 鮑冬俊 指導教師 孫春海 職稱課題名稱 變速器換檔叉的工藝過程及裝備設計課題工作內容企業(yè)生產(chǎn)實際需求指標︵目標︶要求1.工藝過程的設計。2.變速器換檔叉的總裝及夾具的設計。3. 技術圖樣折合 A0 不少于二張 。4．設計說明書一份，字數(shù)不少于 10000 字。進程安排第一周 找課題 第二周 畫零件圖第三周到第五周 找資料、寫說明書、畫毛坯圖第六周 畫夾具圖第七周 去指導老師那里，糾正一些錯誤。第八周 打印、答辯主要參與文獻1.《機械加工工以及裝備》 上海市職業(yè)技術教育課程改革與教材建設委員會組編 -北京：機械工業(yè)出版社 19962.《機床夾具設計手冊》 王光斗、王春福主編 上?？茖W技術出版社 19953.《切削用量簡明實用手冊》 黃如林主編 化學工藝出版社 20014.《機床制造工藝設計手冊》 哈爾濱工業(yè)大學王紹俊主編 機械工業(yè)出版社 1994地點 無錫技師學院起止日期 07.2.27 至 07.4.27系主任： 指導教師：年 月 日 年 月 日- 1 -目 錄第一章 緒論 ………………………………… （1）1.1 設計目的 ……………………………………… （1）1.2 設計任務和要求 ……………………………… （1）第二章 零件的分析 ………………………………… （1）2.1 零件的作用………………………………… （1）2.1.1 對變速操縱機構的要求 …………………………（1）2.2 零件的工藝分析 ……………………………（2）第三章 工藝規(guī)程設計 ……………………………… （2）變速器換檔叉- 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…………………………………………………… （7）第四章 夾具設計 ……………………………………… （13）4.1 問題的提出 ……………………………… （13）4.2 夾具設計的基本要求和步驟- 3 -………………………………………… （13）4.2.1 基本要求 ……………………………… （13）4.2.2 設計步驟 …………………………… （13）4.3 夾具設計 ……………………………… （14）小結 ………………………………………… （16）致 謝 …………………………………………（17）參 考 文 獻 ………………………………… （18）變速器換檔叉- 4 -摘要機床變速機構是機床主軸轉速或進給量實現(xiàn)變速的具體機構。它要求機床的使用性能良好，制造、安裝及維修方便，同時節(jié)約成本。變速操縱機構常用于工作部件的啟動、停止、變速、變向以及控制各種輔助運動等。本次設計為機床變速換檔叉的工藝過程及設計裝備，包括它的加工過程及夾具設計，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。關鍵詞：變速、工藝、設計、裝備- 5 -第一章 緒論1.1 設計目的畢業(yè)設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學的基礎理論和專業(yè)理論知識，獨立解決機床設計問題的能力一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。因此，通過設計應達到下述目的。1）初步掌握正確的設計思想和設計的基本方法\步驟,鞏固\深化和擴大所學的知識,培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的工作方法和獨立工作能力。2）獲得結構設計，零件計算，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練及基本技能。3）熟悉有關標準、規(guī)格、手冊和資料的應用。4）對現(xiàn)有機械結構初具分析能力和改進設計的能力。1.2 設計任務和要求設計基本內容及要求按照設計任務，根據(jù)調查研究所提供的權據(jù)和有關技術資料，進行以下工作：制定工藝方案，確定選擇通用部件，設計專用部件，繪制有關圖紙（零件圖、毛坯圖、夾具零件圖、總裝圖等） ，編寫技術文件等。其基本內容如下：1）繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、夾具圖。2）零件裝配圖設計。3）按規(guī)定格式編制設計計算說明書。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。主變速器換檔叉- 6 -要作用:優(yōu)點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;其缺點是比較復雜。 2.1.1 對變速操縱機構的要求變速操縱機構常用于工作部件的啟動、停止、變速、變向以及控制各種輔助運動等。這些操縱機構的用途不同，但所應滿足的要求合設計原則卻沒有本質的區(qū)別。因此，這里僅僅介紹常用的變速操縱機構。機床的使用質量和結構的復雜程度，在很大的程度上取決于操縱機構設計的完善程度。所以，操縱機構的形式應與機床的性能相適應。一般操縱機構應滿足的要求，主要有以下幾個方面：1. 動作迅速操縱機構動作是否迅速，對生產(chǎn)率提高或在加工中需要操縱次數(shù)較多的機床，尤為重要。2. 省力方便生產(chǎn)中，為了減輕工人的疲勞，保證加工質量，設計操縱機構力求省力。一般情況下，許用操縱力不應超過下列數(shù)值：臺型機床精度位移手輪或儀表機床手輪————2㎏普通機床精度位移手輪或臺型機床手輪————4㎏≤10t 的普通機床手輪————8㎏普通機床很少操縱手輪或大于 10t 的機床手輪————16㎏3. 記憶方便，安全可靠為避免操縱錯誤并節(jié)省時間，以及防止意外事故，應盡量減少操縱機構的數(shù)量，操縱的運動方向和手輪操縱方向一致為好。手柄應以不同形狀或顏色加以區(qū)分，以便記憶。為保證安全，應防止手柄特別是運轉手柄碰傷人員；電器應注意防護和絕緣等。4. 控制準確對于精密機床部件移動準確要求較高時,設計時應特別注意。一般操縱機構大致都由三大部分組成：操縱部件（如手輪、手柄等） ；傳動裝置，可以是機械裝置（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。025.? 043.168F.5??- 7 -2. 以 孔為中心,加工 和 的表面。043.168F.5??1.05?019.?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019.?.03?043.168F.??差為 0.15。由以上分析可知,對于這組加工表面而言,應該先加工孔，然后借助于專用夾具加工 和 的表面。并043.168F.5??1.05?019.?且保證它們的位置精度要求。第三章 工藝規(guī)程設計3.1 確定毛坯的制造形式零件材料為 35 鋼?？紤]到車床主軸在運行中要經(jīng)常的加速及正、反向轉動,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)程設計中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理,可以使加工質量得到保證,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)無法正常進行。1. 粗基準的選擇（1） 當有不加工表面時，應選擇不加工表面作為粗基準如果有幾個不加工表面時，應選擇與加工表面有密切關系的不加工面作為粗基準。（2） 具有較多的加工表面時，應從以下幾點著重考慮合理分配各加工表面的余量。1） 應選擇零件上加工余量最小的面為粗基準。2） 對一些重要表面要求切除余量少而均勻時，就應選擇該表面作為準，以滿足其工藝要求。3） 粗基準的選擇應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） 粗基面應相當平整，無澆冒口、飛邊等缺陷，使工件定位變速器換檔叉- 8 -可靠穩(wěn)定。選擇 9.65 表面為粗基準025.?2. 精基準的選擇精基準的好壞會直接影響加工精度與質量，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取：（1） 盡可能把設計基準作為定位基準 ——— 基準重合原則（2） 盡可能選用統(tǒng)一的定位基準加工各個表面 ——— 基準統(tǒng)一的原則（3） 以加工表面本身作為定位基準 ——— 自為基準的原則（4） 加工表面與定位基面反復輪換使用 ——— 互為基準的原則選擇 孔為精基準043.168F.5??3.3 制訂工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點,應該是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。1.工藝路線方案一工序Ⅰ 按照圖示要求,鑄出毛坯。工序Ⅱ 粗銑 9.65 表面。025.?工序Ⅲ 精銑 9.65 表面。025.工序Ⅳ 粗鏜 的孔。043.168F.??工序Ⅴ 精鏜 的孔。043.16.5?工序Ⅵ 倒圓角 0.4 X 45°。工序Ⅶ 粗銑 的表面。019.?工序Ⅷ 精銑 的表面。019.5- 9 -工序Ⅸ 粗銑 的表面。1.05?工序Ⅹ 精銑 的表面。1.0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 按照圖示要求,鑄出毛坯。工序Ⅱ 粗鏜 的孔。043.168F.5??工序Ⅲ 精鏜 的孔。043.16.?工序Ⅳ 倒角 0.4 X 45°。工序Ⅴ 粗銑 9.65 表面。025.?工序Ⅵ 精銑 9.65 表面。025.工序Ⅶ 粗銑 的表面。1.0?工序Ⅷ 精銑 的表面。1.05工序Ⅸ 粗銑 的表面。019.?工序Ⅹ 精銑 的表面。019.5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工藝方案的特點在于：方案一是先加工 9.65 的表面,025.?然后以此為基準加工 的孔；而方案二則與此相反,先加043.168F.5??工 的孔,然后再以此 的孔為基準加工 9.65043.168F.5? 043.168.5?變速器換檔叉- 10 -的表面。兩相比較可以看出,先加工 9.65 的表面,再加工025.? 025.?的孔可以容易的保證位置精度,并且定位及裝夾都很方043.168F.??便。故選擇方案一。3.4 機械加工余量、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043.168F.5??(1)確定加工路線由成品尺寸 mm，R a3.2um，HBS180 的要求查《機械加043.16.?工工藝及裝備》表 5-5，確定工藝路線。孔直徑 ,其 T=0.027,公差等級為 IT9；硬度 HSB180,粗043.1685??糙度 Ra3.2um。由《機械加工工藝及裝備》表 5-13 得：粗鏜 - 精鏜。（2）確定各路線的經(jīng)濟精度由《機械加工工藝及裝備》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 Z Σ =??ni1可知： 粗鏜余量為 6㎜ - 0.5㎜ = 5.5㎜(4)計算各工序的基本尺寸精鏜后的工序基本尺寸為 ㎜8.5?粗鏜后的工序基本尺寸為 ㎜ = ㎜).01(?31.5?毛坯基本尺寸為 ㎜ = ㎜3.89(5)各道工序的工序尺寸公差- 11 -查公差表：精鏜 IT9，即 IT9 = 0.02781.5?粗鏜 IT11，即 IT11 = 0.193故精鏜工序尺寸為 ㎜034.16?粗鏜工序尺寸為 ㎜9.05毛坯公差對稱分布，故毛坯尺寸為 ㎜281.??(6)最大、最小加工余量計算精鏜加工時： Z bmax = ㎜- ㎜=0.534㎜4.53.Zbmin = ㎜- ㎜=0.326㎜65粗鏜加工時： Z bmax = ㎜- ㎜=7.69㎜.181.7Zbmin = ㎜- ㎜=3.5㎜?2. 51 的表面1.0?(1)確定加工路線由成品尺寸 51 ㎜，R a6.3um，HSB180 的要求查表，確定工藝路1.0?線。表面尺寸 51 ，其 T = 0.1，公差等級為 IT9；硬度 HSB180，1.0?粗糙度 Ra6.3um。由《機械加工工藝及裝備》表 5-13 得：粗銑 - 精銑。(2) 確定各路線的經(jīng)濟精度由《機械加工工藝及裝備》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 Z Σ =??ni1可知： 粗銑余量為 11㎜ – 1㎜ = 10㎜(4)計算各工序的基本尺寸精銑后工序基本尺寸為 51㎜變速器換檔叉- 12 -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 ㎜1.0?粗銑工序尺寸為 50 ㎜19.0毛坯公差對稱分布，故毛坯尺寸為 40 ㎜4?(6)最大、最小加工余量計算精銑加工時： Z bmax = 51.1㎜ – 50㎜ = 1.1㎜Zbmin = 51㎜ – 50.19㎜ = 0.81㎜粗銑加工時： Z bmax = 50.19㎜ – 36㎜ = 14.19㎜Zbmin = 50㎜ – 44㎜ = 6㎜3. 5.9 的表面019.?(1)確定加工路線由成品尺寸 5.9 ㎜，R a6.3um，HSB180 的要求查表，確定工019.?藝路線。表面尺寸為 5.9 ，T = 0.19，公差等級為 IT9 硬度019.?HSB180，粗糙度 Ra6.3um。由《機械加工工藝及裝備》表 5-13 得：粗銑 - 精銑。(2) 確定各路線的經(jīng)濟精度由《機械加工工藝及裝備》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 Z Σ =??ni1- 13 -可知： 粗銑余量為 11㎜ – 1㎜ = 10㎜(4)計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 ㎜019.?粗銑工序尺寸為 6.9 ㎜021.毛坯公差對稱分布，故毛坯尺寸為 16.9 ㎜4?(6)最大、最小加工余量計算精銑加工時： Z bmax = 6.9㎜ – 5.71㎜ = 1.19㎜Zbmin = 6.69㎜ – 5.9㎜ = 0.79㎜粗銑加工時： Z bmax = 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1. 確定 的孔基本用量043.1685??（1）粗鏜時的切削用量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《機械加工工藝及裝備》表 2-15 得f≈0.3～0.4㎜/r，按機床說明書選取進給量 f=0.35㎜/r。c .切削速度 切削速度可用公式計算得到，也可通過查表得到。先根據(jù)已知條件查《機械加工工藝及裝備》表 2-17 得：VC = 90 m/min再根據(jù) Vc和已知條件，計算工件轉速n = 1000 VC/ dw = 1000×90/9.81× = 2922r/min??按機床說明書選取實際主軸轉速 n=2800 r/min ，為此，實際切削速度為VC = dw/1000 = 3.14×9.81×2800/1000 變速器換檔叉- 14 -= 86.25 m/mind. 機床功率校驗切削力 F C = 9.81CFc apxFc fyFc VCnFc KFc式中 C Fc ———— 決定切削條件和工件材料的因數(shù)；xFc、yFc、nFc ———— 分別為三個分力公式中 ap 、f 、V C 的指數(shù)；KFc ———— 為分力的總修正系數(shù)，用下式表示KFc = KmFcKr0FcKKrFcKλsFc KrεFc查《機械加工工藝及裝備》表 2-3、2-4、2-5 得：FC = 9.81×100×2.75㎜×0.35 0.75㎜×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從機床說明書可知，車床電動機功率 PE = 7.5KW取機床傳動效率 m = 0.8，則機床有效功率為?P′E = PE m = 7.5KW×0.8 = 6KW因為 PC = 1.66KW 50m/min）得：f = 0.3～0.35㎜/r。按機床說明書取實際進給量 f = 0.3㎜/rc. 切削速度 根據(jù)已知條件查《機械加工工藝及裝備》表 2-17 得：VC = 140 m/min在根據(jù) VC和已知條件，計算工件轉速n = 1000 VC/ dW = 1000×140/3.14×（9.81+5.5）?= 2912r/min按機床說明書取實際主軸轉速 n = 2800 r/min。為此，實際切削速度為： V C = dW/1000 ?= 3.14×15.31×2800/1000= 134.6 m/min精鏜時的切削用量為：a p = 0.25㎜，V C = 134.6 m/min，f=0.3㎜- 15 -/r。(3) 工時定額的設定查《工藝手冊》表 6.2-1l = 43.4㎜ l 1 = 0 l2 = 0粗鏜時： t1 = 43.4/86.25×0.35 = 1.44 (min)精鏜時： t2 = 43.4/134.6×0.3 = 1.07 (min)2. 確定 5.9 的表面019.?（1）粗銑時的切削用量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《機械加工工藝及裝備》表 2-15 得f≈0.4～0.6㎜/r，按機床說明書選取進給量 f=0.5㎜/r。c .切削速度 切削速度可用公式計算得到，也可通過查表得到。先根據(jù)已知條件查《機械加工工藝及裝備》表 2-17 得：VC = 90 m/min再根據(jù) Vc和已知條件，計算工件轉速n = 1000 VC/ dW = 1000×90/16.9× = 1696 r/min??按機床說明書選取實際主軸轉速 n=1600 r/min ，為此，實際切削速度為VC = dW/1000 = 3.14×16.9×1600/1000 = 84.9 m/mind. 機床功率校驗切削力 F C = 9.81CFc apxFc fyFc VCnFc KFcKFc = KmFcKr0FcKKrFcKλsFc KrεFc查《機械加工工藝及裝備》表 2-3、2-4、2-5 得：FC =9.81×81×5㎜×0.5 0.75㎜×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從機床說明書可知，車床電動機功率 PE = 7.5KW取機床傳動效率 m = 0.8，則機床有效功率為?P′E = PE m = 7.5KW×0.8 = 6KW因為 PC = 3.15 KW 50m/min）得：f = 0.4～0.55㎜/r。按機床說明書取實際進給量 f = 0.45㎜/rc. 切削速度 根據(jù)已知條件查《機械加工工藝及裝備》表 2-17 得：VC = 120 m/min在根據(jù) VC和已知條件，計算工件轉速n = 1000 VC/ dW = 1000×120/3.14×（16.9-10）?= 5538r/min按機床說明書取實際主軸轉速 n = 5400 r/min。為此，實際切削速度為： V C = dW/1000 ?= 3.14×6.9×5400/1000= 117 m/min精銑時的切削用量為：a p = 0.5㎜，V C = 117 m/min，f=0.45㎜/r。3. 確定 51 的表面1.0?（1）粗銑時的切削用量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《機械加工工藝及裝備》表 2-15 得f≈0.4～0.6㎜/r，按機床說明書選取進給量 f=0.5㎜/r。c .切削速度 切削速度可用公式計算得到，也可通過查表得到。先根據(jù)已知條件查《機械加工工藝及裝備》表 2-17 得：VC = 90 m/min再根據(jù) Vc和已知條件，計算工件轉速n = 1000 VC/ dW = 1000×90/51× = 562 r/min??按機床說明書選取實際主軸轉速 n= 550 r/min ，為此，實際切削速度為VC = dW/1000 = 3.14×51×550/1000 - 17 -= 88.08 m/mind. 機床功率校驗切削力 F C = 9.81CFc apxFc fyFc VCnFc KFcKFc = KmFcKr0FcKKrFcKλsFc KrεFc查《機械加工工藝及裝備》表 2-3、2-4、2-5 得：FC =9.81×81×5㎜×0.5 0.75㎜×88.08m/min 0×1.1×0.92×1×1×0.93 = 2306.7 N切削功率 PC = FC VC/60000 =2306.7×88.08/60000=3.39KW從機床說明書可知，車床電動機功率 PE = 7.5KW取機床傳動效率 m = 0.8，則機床有效功率為?P′E = PE m = 7.5KW×0.8 = 6KW因為 PC = 3.39 KW 50m/min）得：f = 0.4～0.55㎜/r。按機床說明書取實際進給量 f = 0.45㎜/rc. 切削速度 根據(jù)已知條件查《機械加工工藝及裝備》表 2-17 得：VC = 120 m/min在根據(jù) VC和已知條件，計算工件轉速n = 1000 VC/ dW = 1000×120/3.14×（51-10）?= 932r/min按機床說明書取實際主軸轉速 n = 900 r/min。為此，實際切削速度為： V C = dW/1000 ?= 3.14×41×900/1000= 115.87 m/min精銑時的切削用量為：a p = 0.5㎜，V C = 115.87 m/min，f=0.45㎜/r。變速器換檔叉- 18 -第四章 夾具設計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經(jīng)過與指導老師的協(xié)商，決定設計工序Ⅶ ～ 工序Ⅹ---粗、精- 19 -銑 、 的表面的銑床夾具。本夾具將用于 X63 臥式銑床。019.5?1.0?刀具為兩把高速鋼鑲齒三面刃銑刀，對零件的表面進行加工。4.1 問題的提出本夾具主要用來加工 、 的表面，這兩表面與019.5?1.0?孔有一定的技術要求。加工這幾道工序粗銑不要求精度問043.1685??題，主要是精銑要保證表面粗糙度和位置精度。4.2 夾具設計的基本要求和步驟4.2.1 基本要求對機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。夾具設計所涉及知識面較廣，對同一零件可有不同的設計方案，而且從設計構思到出圖制造有一定周期。以前，結構修改、出圖等多是人工的重復勞動?，F(xiàn)在 CAD 夾具設計軟件使許多人工勞動由電腦完成，而且修改、出圖都能在很短的時間內完成，大大縮短了夾具設計周期。4.2.2 設計步驟1. 設計準備 首先應分析、研究工件的結構特點、工藝要求、工件的材料生產(chǎn)批量以及本工序的技術要求。然后，了解所使用機床的規(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要求等。2. 方案的確定 在經(jīng)過設計準備階段后，擬定設計方案。1） 確定夾具類型。2） 確定工件定位方案，選擇相應的定位裝置。3） 確定夾緊方式，選擇夾緊裝置。4） 確定刀具調整方案，選擇合適的導向元件及對刀元件。5） 考慮各種裝置、元件的布局，確定夾具的總體結構。在設計時，同時構思幾套方案，繪出草圖，經(jīng)過分析、比較選出最佳方案。變速器換檔叉- 20 -3. 夾具的精度分析 為保證夾具設計的正確性，必須對夾具精度進析，驗證夾具公差≤（1/3～1/5）工件允許公差。4. 繪制夾具總圖 夾具總圖應遵循國家制圖標準來繪圖，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。主視圖應取操作者實際工作時的位置，以作為裝配夾具時的依據(jù)并供使用時參考。總圖中的視圖應盡量少，當必須能夠清楚地表示出夾具的工作原理和整體結構，表示出各種裝置、元件相互位置關系等。繪制總圖的順序一般可采用：1） 用雙點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、導向、夾緊及其它元件或裝置。3） 繪出夾具體，形成一個夾具整體。4） 確定并標注有關尺寸和夾具技術要求。如標注輪廓尺寸，裝置、檢驗尺寸及公差，主要元件、裝置之間的相互位置精度要求等。5） 總圖上標出夾具名稱、零件編號，填寫夾具零件明細表和標題欄。6）繪制夾具零件圖 夾具總圖中非標準零件都需繪制零件圖。零件圖上的尺寸、公差和技術要求都必須滿足總圖的要求。4.3 夾具設計1. 定位基準的選擇由零件圖可知， 、 的表面與 孔的軸線有019.5?1.0?043.1685??垂直度，其設計基準為 孔的軸線。為了使定位誤差為零，043.168??最好選擇心軸為定位。2. 夾緊力工序采用的是螺旋夾緊機構3. 定位誤差Δ D = d 孔 max – d 軸 min = 15.853-15.78 = 0.073故 d 孔 = d 軸 = 15.81043.1685?03.?因此，誤差不影響它們垂直度要求。4. 夾具設計及操作的簡要說明如前所述，在設計夾具時應該注意提高勞動生產(chǎn)率，本道工序- 21 -的銑床夾具選擇了螺旋夾緊機構。且在粗加工切削力較大時，剛性也易于保證。結果，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。變速器換檔叉- 22 -小結這學期過來,說實在的輕松倒是蠻輕松的,因為每天不用怕上課遲到而起早趕到教室去,同時也覺得蠻有壓力的,因為一來要去公司上班，二來還要做畢業(yè)設計。剛開學,早早的趕到學校來,想把心穩(wěn)定下來,好好做做設計,前期在還沒有確定課題時,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)設計，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,你要做到工作和設計兩不誤。我聽了覺得有道理，就沒有辭職。后來在一邊工作一邊做設計的情況下也完成了任務。在工作時,另一件比較心煩的事來了,那就是要做設計,剛領到課題時,心里還是比較忐忑,我對那個課題一無所知。變速箱我見過不少（如分離傳動的變速箱、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)上和圖書館相關資料的查閱后,我還是對變速器一無所知啊,唉,的確心煩啊,于是想到去找孫老師討教一下,他畢竟經(jīng)驗比較豐富，好不容易了解了一些基本情況,心里還算有點安慰.經(jīng)過兩周的時間找資料,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，總算給設計好了。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,讓我學了很多東西,做人最起碼的就是要塌實,現(xiàn)在才感覺自己有時比較浮躁,比較清高的,挫折后才認識到做事情要塌實點,做人要謙虛點,考慮問題要全面點,對于很多自己不懂的問題句要多與別人交流交流,多請教別人。走上社會才感覺以前沒有好好學習,才發(fā)現(xiàn)有好多東西要學習啊,以后我會注意的.現(xiàn)在就要走出學校了,似乎對很對東西還有點戀戀不舍的,可能是剛進入社會對新的生活和新的環(huán)境不習慣吧,也許過段時間就會習慣了,那時一切就會好了,走向成熟總要有段時間的，不過希望時間不會太長就好了。學期結束了,我祝福大家一切都好,期望大家都會有個很好的未來。努力吧!- 23 -致 謝在此次變速器換檔叉的畢業(yè)設計中，通過對變速器的分析，對其進行了許多改進，解決了一些關鍵技術難點：1.完成了零件設計的全過程；2.熟悉裝配工藝過程；3.怎樣選擇機床夾具。在設計過程中我遇到了很多的難題，在指導老師孫老師不遺余力的幫助指導下我順利完成了零件圖、毛坯圖、夾具圖等的設計。使我把所學知識進行了一次系統(tǒng)性的使用，通過這一課題的實施可以使我們把所學知識學以至用。孫老師以他嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和豐富的理論知識為我糾正了設計中的錯誤，為我解答了設計中的疑問，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亮節(jié)，這將在我遇到困難的時候永遠激勵著我。另外，孫老師定期檢查設計完成情況，確保了質量和進度。在此，我感謝孫老師在這次畢業(yè)設計中予以我的極大幫助。最后，對各位專家、老師審閱我的論文深表感謝，并渴望給予批評指正！變速器換檔叉- 24 -參 考 文 獻1.《機床夾具設計手冊》 王光斗、王春福主編 上?？茖W技術出版社 19952.《切削用量簡明實用手冊》 黃如林主編 化學工藝出版社 20013.《機械設計綜合課程設計》 王之標、王大康主編 機械工業(yè)出版社 20024.《機床制造工藝設計手冊》 哈爾濱工業(yè)大學王紹俊主編 機械工業(yè)出版社 19945.《金屬切削機床》 宋玉鳴主編 -北京：中國勞動社會保障出版社 19986.《機械加工工以及裝備》 上海市職業(yè)技術教育課程改革與教材建設委員會組編 -北京：機械工業(yè)出版社 1996