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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(guò)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(shuō)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(shuō)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(guò)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(guò)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。現(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。考慮到車床主軸在運(yùn)行中要經(jīng)常的加速及正、反向轉(zhuǎn)動(dòng),零件在工作過(guò)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?；孢x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(guò)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(wú)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(wú)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(lái)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(shuō)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(guò)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(shuō)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(shuō)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(shuō)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(shuō)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(shuō)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(guò)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(shuō)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(shuō)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(shuō)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(shuō)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(shuō)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(guò)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(shuō)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(shuō)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(shuō)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(shuō)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(guò)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(lái)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)。現(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(guò)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(guò)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(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)來(lái)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。總圖中的視圖應(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(shuō)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(guò)來(lái),說(shuō)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?lái)要去公司上班，二來(lái)還要做畢業(yè)設(shè)計(jì)。
剛開學(xué),早早的趕到學(xué)校來(lái),想把心穩(wěn)定下來(lái),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(shuō)句心里話比較累人,有過(guò)好多的挫折,我本想把工作辭掉的，來(lái)做畢業(yè)設(shè)計(jì)，我去和老師說(shuō)明一下情況，老師說(shuō)，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(lái)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(lái)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(wú)所知。變速箱我見過(guò)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(guò)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(wú)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(guò)兩周的時(shí)間找資料,終于畫了一些圖和寫了一部分說(shuō)明書,倒是感覺有了些許輕松.不過(guò)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(lái)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。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(guò)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(guò)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(guò)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(lái)。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(guò)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(guò)程；2.熟悉裝配工藝過(guò)程；3.怎樣選擇機(jī)床夾具。在設(shè)計(jì)過(guò)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(guò)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(shuō)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 上海科學(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(guó)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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