畢業(yè)設計--變速器換擋叉零件工藝規(guī)程及夾具設計

1、<p>　　畢 業(yè) 設 計（論文）</p><p>　　20 年 月 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　論文的知識結構體系是以加工工藝路線為主線，包含“機械制造工藝學”、“金屬切削原理”、“機床夾具設計”、“公差配合與測量技術”，通過對知識的靈活運用設計變速器換擋叉零件的加工工藝規(guī)程及夾具

2、的設計。設計夾具是為了在生產過程中方便快捷的完成某一工序的加工，提高生產效率。論文中設計的是M10×1-7H工序的鉆床夾具，通過對零件材料的分析以及鉆床夾具的初步認識，選擇合適的定位方案，分析驗證方案的可行性；內容有變速器換擋叉的作用和加工工藝，重點是鉆床夾具的設計以及各工序中切削余量和切削速度以及夾緊力的計算；夾緊類型的選擇以及定位元件的選擇；鉆床夾具的設計要點，鉆模的類型選擇和鉆套的選擇設計。通過夾具的設計掌握所學的機械知

3、識，使之相互聯(lián)系，鞏固知識點。</p><p>　　關鍵詞: 夾具分析；工藝規(guī)程；鉆床夾具</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Papers of knowledge structures is to processing route main line that contains "mecha

4、nical manufacture technology", "metal cutting principle", "fixture design", "tolerance and measurement technology", through the knowledge of the flexible use of design shift fork parts

5、statutes and fixture design. Design of the fixture is in order in the production process convenient and complete processing of a process, and increase productivity. Papers in design is M10× 1-7H process of drilling

6、jig, through the</p><p>　　Key Words: Fixture Analysis；Procedure；Drill Fixture</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABSTRACTII&l

7、t;/p><p>　　1 零件的工藝分析1</p><p>　　1.1零件的作用1</p><p>　　1.2零件的工藝分析1</p><p>　　1.3主要加工表面及其要求2</p><p><b>　　2 毛坯的選擇3</b></p><p>　　2.1零件的材料

8、3</p><p>　　2.2確定毛坯的類型，制造的方法和尺寸及其公差3</p><p>　　2.3確定毛坯的技術要求3</p><p>　　2.4繪制毛坯圖4</p><p><b>　　3 基準的選擇5</b></p><p>　　3.1 基準面的選擇5</p>&l

9、t;p>　　3.2定位基準的選擇5</p><p>　　4 擬訂機械加工工藝路線7</p><p>　　4.1確定各加工表面的加工方法7</p><p>　　4.2擬訂加工工藝路線8</p><p>　　5 確定機械加工余量、工序尺寸及公差11</p><p>　　5.1 確定機械加工余量11<

10、/p><p>　　6 選擇機床及工藝設備14</p><p>　　6.1選擇機床14</p><p>　　6.2刀具選擇14</p><p>　　6.3選用夾具14</p><p>　　6.4選擇量具15</p><p>　　7 確定切削用量及基本用時17</p><

11、p>　　7.1 工序4017</p><p>　　7.2 工序60 粗銑叉腳內端面：保證尺寸51(+0.10)19</p><p>　　7.3 工序7019</p><p>　　7.4 工序80 粗銑操縱槽，保證14.220</p><p>　　7.5 工序100 攻螺紋孔M10×1-7H20</p>

12、<p>　　7.6 工序120 磨削換擋叉頭兩側面22</p><p><b>　　7.7 檢查22</b></p><p>　　8 機械加工工藝卡片和機械工序卡片23</p><p>　　9 機床夾具設計24</p><p>　　9.1定位方案及定位元件的選擇和設計24</p><

13、;p>　　9.1.1 定位方案的選擇24</p><p>　　9.1.2定位元件設計25</p><p>　　9.1.3鉆模的類型的選擇25</p><p>　　9.1.4鉆套的選擇和設計25</p><p>　　9.1.5鉆模板的設計26</p><p>　　9.2切削力及夾緊力計算26</p

14、><p>　　9.2.1切削力計算26</p><p>　　9.2.2定位誤差計算27</p><p>　　9.3 導向方案及導向元件的選擇和設計30</p><p>　　9.3.1 導向方案30</p><p>　　9.3.2 導向元件設計30</p><p>　　9.3.3 導向誤差計

15、算30</p><p>　　9.4夾具設計及操作的簡要說明31</p><p><b>　　總 結32</b></p><p><b>　　參考文獻33</b></p><p>　　附錄 1 機械加工工序卡片34</p><p>　　附錄 2 英文翻譯43<

16、;/p><p>　　附錄 3 中文翻譯50</p><p><b>　　致 謝56</b></p><p><b>　　1 零件的工藝分析</b></p><p>　　圖1-1為變速器換擋叉零件的圖樣。</p><p><b>　　圖1-1</b>&l

17、t;/p><p><b>　　1.1 零件的作用</b></p><p>　　題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的Φ15.81孔與操縱機構相連，而下方的換擋叉在雙聯(lián)交換齒輪的槽中，則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體

18、，加工時分開。</p><p>　　1.2 零件的工藝分析</p><p>　　零件圖上的主要技術要求為：兩叉腳口表面淬火至全厚硬度HRC45。零件正火硬度180HRC。去毛刺。</p><p>　　換擋叉的主要工作表面為操縱槽換擋叉腳兩端面。主要配合面為φ15.81F8孔，M10×1-7H螺紋孔和換擋叉腳側面51 。該零件屬于特殊形狀零件，但復雜程度一般

19、。由于換擋叉在工作時表面承受一定的壓力，因此，要求有一定的強度和韌度。</p><p>　　1.3 主要加工表面及其要求</p><p><b>　　（1）換擋叉安裝孔</b></p><p>　　孔徑Φ15.81F8孔是換擋叉的安裝孔，其形狀公差遵守包容要求，表面粗糙度Ra12.5µm。</p><p>&l

20、t;b>　　（2）換擋叉腳端面</b></p><p>　　換擋叉腳端面的厚度為5.9mm，兩端面對孔φ15.81F8軸線的垂直度公差為0.15mm，內端面與操縱槽的對稱面的距離為33.5+0.15mm，表面粗糙度Ra為6.3µm。</p><p>　?。?）換擋叉腳內側面</p><p>　　換擋叉腳內側面的寬度為51mm,其對稱面與換

21、擋叉頭對稱面同屬一個面表面粗糙度Ra為6.3µm。</p><p>　?。?）換擋叉頭兩側面</p><p>　　換擋叉腳端面的厚度為9.65mm,對稱面與φ15.81F8孔及換擋叉腳面屬同一面，表面粗糙度Ra為6.3µm。</p><p><b>　　（5）操縱槽</b></p><p>　　操縱槽

22、的寬度為14.2mm,槽底為半圓，半徑為R7.1，深度為19.1mm,對稱面與換擋叉頭內端面的距離為27.6mm, 表面粗糙度Ra為12.5µm，槽平面部分的倒角為0.8×45°。</p><p><b>　　（6）螺紋孔端面</b></p><p>　　螺紋孔M10×1-7H的端面的粗糙組要求為Ra12.5um。這幾組加工面之

23、間有著一定的位置要求，主要是：φ15.81F8mm孔的中心線與叉口的前后兩側面的垂直度公差為0.15mm；</p><p><b>　　2 毛坯的選擇</b></p><p><b>　　2.1 零件的材料</b></p><p>　　零件為35鋼，是中碳鋼，其強度和球貼接近，其鑄造工藝性介于低碳鋼和高碳鋼之間，可進行熱處

24、理，以活得所需要的機械性能。</p><p>　　2.2 確定毛坯的類型，制造的方法和尺寸及其公差</p><p>　?、僖蛄慵牟牧蠟殄懠?，要求成批生產，換擋叉的輪廓尺寸不大且有較多不需要加工的表面，所以毛坯選用模鍛鍛造成形。</p><p>　?、趽Q擋叉屬特殊形零件，且加工過程中利用不加工表面進行定位的工序較多又是成批生產，故零件的毛坯選用為鍛模。鍛件公差等級為

25、CTB（見表3-1），加工余量查表3-10，換擋叉腳內側面留單邊余量為2mm, φ15.81F8孔不鍛出,孔左右兩端面的加工余量為2mm.換擋叉頭兩端面的單邊余量為4.25mm.換擋叉腳內平端面為1.9mm,外凸端面為2.2mm,操縱槽不鍛出,單邊余量為7.1mm.</p><p>　　2.3 確定毛坯的技術要求</p><p><b>　　圖2-1所示：</b>&l

26、t;/p><p>　　①未注明鍛造圖角為R15,撥模斜度為7°</p><p>　?、阱懠鹩捕葹?80HBS</p><p><b>　?、鄄牧?35鋼</b></p><p><b>　　圖2-1</b></p><p><b>　　2.4繪制毛坯圖&l

27、t;/b></p><p>　　根據任務書圖35變速器換擋叉零件圖,在各加工表面上加上機械加工余量,繪制毛坯圖,并標注尺寸和技術要求。</p><p><b>　　3 基準的選擇</b></p><p>　　3.1 基準面的選擇</p><p>　　基面選擇是工藝規(guī)程設計的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使

28、加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。</p><p>　　1、粗基準的選擇。選擇定位粗基準是要能加工出精基準，同時要明確哪一方面的要求是主要的。粗基準的選擇應以下面的幾點為原則：a、應選能加工出精基準的毛坯表面作粗基準。b、當必須保證加工表面與不加工表面的位置尺寸時，應選不加工表面作粗基準。C、要保證工件上某重要表面的余量均勻時，則應

29、該選該表面為定位基準。d、當全部表面都需要加工時，應選余量最小的表面作為基準，以保證該表面有足夠的加工余量。</p><p>　　2、精基準的選擇。精基準的選擇應從保證零件加工精度出發(fā)，同時考慮裝夾方便，夾具結構簡單。選擇時應遵循以下原則：a、盡量選零件的設計基準作精基準，可以避免因基準不重合引起的定位誤差，這一原則稱為“基準重合”原則。b、盡可能使工件各主要表面的加工，采用統(tǒng)一的定位基準，這是“基準統(tǒng)一”原則。

30、C、當零件主要表面的相互位置精度要求很高時，應采用互為基準，反復加工的原則。d、選擇加工表面作為定位基準，即“滋為基準”。e、選擇的定位基準，應保證工件定位準確，夾緊可靠，夾具簡單，操作方便。</p><p>　　3.2 定位基準的選擇</p><p>　　該換檔叉零件圖中較多尺寸及形位公差以Φ15.81F8孔及其端面為設計基準的。因此，為避免由于基準不重合而產生的誤差，應該首先加工出Φ1

31、5.81F8孔端面及其孔Φ15.81F8，為后續(xù)工序作為基準，即遵循“基準重合”的原則。根據粗、精基準選擇原則，確定各工表面的基準如表3-11所示。</p><p>　　3-11加工表面的基準</p><p>　　4 擬訂機械加工工藝路線</p><p>　　4.1 確定各加工表面的加工方法</p><p>　　本零件的加工面有端面、槽、孔等

32、，材料為35鋼，以公差等級和表面粗糙度要求，參考本指南有關資料，其加工方法選擇如下。</p><p>　　Φ15.81F8孔端面的加工方法為銑削，Φ15.81F8孔的加工方法為鉆、擴、鉸和孔口倒角，換檔叉腳兩端面的加工方法銑削-吹砂，其內側面的加工方法為銑削，叉頭兩端面、操縱槽的加工方法為銑削，M10×1-7H的加工方法為先銑其端面，后定位鉆Φ8孔，深度是8mm，再用機用絲錐攻絲，使其達到M10

33、5;1-7H的要求。</p><p>　　具體加工方法分析如下： </p><p>　　① Φ15.81孔端面的粗糙度要求為Ra12.5µm，公差等級為IT12，粗銑。    </p><p>　?、?#160;Φ15.81孔內表面粗糙度為Ra3.2µm，公差等級為IT8，查表4-3知Φ15.81F8孔可用

34、鉆-擴-鉸 。</p><p>　?、郐?5.81孔口倒角未說明，公差等級為IT14，粗糙度為Ra12.5µm，粗車。  </p><p>　?、軗Q檔叉腳兩端面，粗糙度為Ra6.3µm，公差等級為IT12，查表4-5知粗銑可達到要求。 換擋叉腳局部淬火，然后進行吹砂。    </p>&

35、lt;p>　?、?#160;換檔叉腳內側面510+0.1  ，表面粗糙度為Ra6.3µm，公差等級為IT12，查表4-2可知粗銑即可。  </p><p>　?、?#160;換檔叉頭兩側面，表面粗糙度為Ra6.3µm，公差等級為IT12，查表4-2可知粗銑即可。     </p><p>　　⑦操縱槽，寬

36、度14.2mm, 表面粗糙度為Ra12.5µm，公差等級為IT12，查表4-2可知粗銑即可。</p><p>　　4.2 擬訂加工工藝路線</p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　表4-3 加工方案方案二：</p><p>　　工藝方案的比較與分析：</p><p

37、>　　上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先將Φ15.81F8孔作為定位空加工出來以便于其它面的加工；方案二則是先銑叉頭，然后再加工其它平面。兩者比較可以看出，先加工空再加工其它表面可以更好的保證各個平面的位置及方向誤差，因此決定方案一進行加工。</p><p>　　5 確定機械加工余量、工序尺寸及公差</p><p>　　5.1 確定機械加工余量</p><p&

38、gt;　　鋼質模鍛件的機械加工余量按有關標準確定。確定時，根據估算的模鍛件質量、加工精度及鍛件的形狀復雜系數，由附表1-1查的除孔以外各內、外表面的加工余量。孔的加工余量由表2-1-24查得。</p><p>　　表2-1-24 鍛件內孔直徑的機械加工余量（單面余量）</p><p>　　表2-1-25 鍛件形狀復雜系數S</p><p>　　加工余量可采用查表修正

39、法確定。換檔叉零件第一道工序各工步無基準轉換，其余各表面加工均用統(tǒng)一基準且基準重合，故只需查得加工余量以及根據零件情況確定加工余量，便可確定工序尺寸。為保證換檔叉腳局部淬火淬深，更要進行一個工藝尺寸鏈的計算。</p><p>　　根據上述原始資料和加工工藝，查各表面加工余量，確定各表面加工余量，工序尺寸及公差，如表5-1所示。</p><p>　　參照課程設計指南，鋼質模鍛件的公差及機械加

40、工余量按GB/T1236-2003確定。要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應先確定如下各項因素。</p><p>　　鍛件公差等級 由該零件的功能和技術要求，確定其鍛件公差等級為普通級。</p><p>　　鍛件質量 mf 根據零件成品質量0.8kg，估算為mf=1.6kg。</p><p><b>　　鍛件形狀復雜系數S</b></

41、p><p><b>　　S=mf/mn</b></p><p>　　該鍛件為長方形，假設其最大尺寸為135.7×69.4×76=715736.08mm3</p><p>　　mf=5.619kg</p><p><b>　　S==0.285</b></p><p&

42、gt;　　由于0.285 介于0.16和0.32之間，故該零件的形狀復雜系數S屬于S3級。</p><p>　　鍛件材質系數M 由于該零件材料為35鋼，是碳的質量分數小于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質系數屬于M1級。</p><p>　　零件的表面粗糙度 由零件圖知，零件各加工表面中￠15.81F8表面粗糙度要求為3.2m，其余為Ra≥6.3m。</p><p&g

43、t;　　表5-1 機械加工余量及工序尺寸</p><p>　　6 選擇機床及工藝設備</p><p><b>　　6.1 選擇機床</b></p><p>　　根據一般工廠現(xiàn)有的生產條件，為了滿足生產需求，現(xiàn)選用各工序所用的設備為：</p><p>　　（1）工序10，60，70，80，90，銑換擋叉頭兩端面，叉腳兩端

44、面幾內側面時，為提高效率，采用兩把鑲齒三面刃組合銑刀同時加工，銑操縱槽因要銑出半圓R7.1，所以選用特制直徑為φ14.2的圓柱立銑刀，以達到要求?？紤]到零件為成批生產，應選用范圍廣的機床，因此選用XA6132型臥式銑床能滿足要求；工序50用立式銑床。</p><p><b>　　（2）工序40</b></p><p>　　由于加工零件輪廓尺寸不大，工序包括4個工步，為

45、減少換到時間，可用專用夾具，選用Z525鉆床比較合適。</p><p><b>　?。?）工序100</b></p><p>　　攻螺紋孔M10×1-7H。由于鉆φ8的孔的直徑較小，故可采用專用夾具在立式鉆床上加工，攻螺紋用M10×1-7H的絲錐。</p><p><b>　　6.2 刀具選擇</b>&

46、lt;/p><p>　　該零件無特殊表面，成批生產，一般采用通用或標準刀具。鉆-擴-鉸φ15.81F8的孔及倒角，均可用標準刀具，φ14mm標準麻花鉆，φ15.6P10擴孔鉆；φ15.81P10機用鉸刀，φ8直柄麻花鉆。</p><p>　　查表5-40可知，銑換擋叉頭的兩端面，兩側面，叉腳兩內側面，可選高速剛錯齒三面刃銑刀，其規(guī)格為：直徑d=100mm，寬度L=30mm,齒數Z=10mm，孔

47、徑D=30mm, 銑操縱槽因要銑出半圓R7.1，所以選用特制直徑為φ14.2的圓柱立銑刀;特殊定制直徑d=100mm,L=14.2,D=30mm,z=10mm的鑲齒的三面刃圓弧銑刀，叉腳兩端面用d=125mm,D=40mm,L=40mm,Z=14的鑲齒套式面銑刀。</p><p><b>　　6.3 選用夾具</b></p><p>　　該零件加工工序40采用三爪自定

48、心卡盤,其余工序需用專用夾具加工。</p><p><b>　　6.4 選擇量具</b></p><p>　　該零件屬于批量生產，一般采用通用量具。</p><p>　?、胚x擇鉆-擴-鉸φ15.81F8孔量具.</p><p>　　現(xiàn)按照計量器的不確定地選擇該表面加工時所用量具,叉頭兩端面間距56mm，換擋叉頭兩側面間距

49、9.65(0-0.25)mm,套軸筒外徑25.5mm,其公差分別為Tce=0.25,和Tt=1.2,粗糙度要求分別為Ra12.5um和Ra6.3μm.查表5-56和表5-59，可選用0-200mm/0.02mm的游標卡尺達要求。鉸孔φ15.81F8，此時達到的公差的等級為IT8，由于精度高，加工時每個工件部需要進行測量，故選用極限量規(guī)，孔量具選用錐柄圓柱塞規(guī)。</p><p>　　⑵選擇銑換擋叉腳兩端面,內側面,

50、銑操縱槽的量具,換擋叉腳兩端面的距離, 內側面,銑操縱槽的間距的公差等級都為IT12均可選用分度值為0.02mm,測量范圍為0-200mm的游標卡尺。</p><p>　　⑶攻螺紋孔M10×1-7H</p><p>　　鉆φ8孔表面公差等級要求為IT12，可選用0-200mm/0.02mm的游標卡尺</p><p>　　⑷對換擋叉腳的兩端面吹砂</p

51、><p>　　查表5-56和表5-59，可選用0-200mm/0.02mm的游標卡尺。根據生產類型和滿足被加工零件的技術要求，且結合工廠現(xiàn)有的生產條件，個工序所選用的機床設備和工藝裝備如下表6-2所示：</p><p>　　表6-2機床設備和工藝裝配表</p><p>　　7 確定切削用量及基本用時</p><p><b>　　7.1

52、工序40</b></p><p>　　1）15.8F8(+0.043 +0.016)孔至φ15</p><p><b>　?、俅_定進給量f</b></p><p>　　根據《機械制造設計課程設計指導》以下簡稱《指導》表5-113，取f=0.02d0=0.02×15mm/r=0.30mm/r,根據Z525（見《機械制造設計課

53、程設計指導》表5-113）實際縱向進給量取f=0.36mm/r.</p><p><b>　?、诖_定切削速度Vc</b></p><p>　　查《指導》表5-113，取Vc=20m/min</p><p>　?、鄞_定機床主軸轉速n.</p><p><b>　　n=</b></p>&

54、lt;p>　　根據《指導》表5-3，按機床實際轉速取n=392r/min,實際切削速度</p><p><b>　　vc=</b></p><p>　?、苡嬎慊緯r間Tj。</p><p>　　被加工孔的長度l=42.9mm</p><p><b>　　切入量y=</b></p>

55、<p>　　==5.3—6.3mm</p><p>　　式中為鉆頭直徑（mm）；為鉆頭半頂角；常為。</p><p>　　取y=6mm，切出量=4mm</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　⑤確定輔助時間</b></p><p>　　

56、查《指導》表5-153得，變換刀架的時間為0.05min，變速或變換進給量的時間為0.02min，啟動和調節(jié)切削液的時間為0.05min，共計=0.12min。</p><p>　　2）φ15.8F8(+0.043 +0.016)孔至φ15.75</p><p>　　方法同上，查《指導》表5-114，背吃刀量=0.375mm，選進給量f=0.48mm/r,機床轉速n=392r/min,切削

57、速度，基本時間，輔助時間=0.44min。</p><p>　　3）15.8F8(+0.043 +0.016)孔</p><p>　　查《指導》表5-117，背吃刀量=0.025mm，選擇進給量f=0.28mm/r,主軸轉速n=195r/min,切削速度，基本時間，輔助時間=0.56min。</p><p><b>　　4）倒角C0.4</b>

58、</p><p>　　取n=760r/min,基本時間，輔助時間=0.08min。</p><p>　　7.2 工序60 粗銑叉腳內端面：保證尺寸51(+0.10)</p><p>　　由《工藝手冊》表3.1-29查的采用硬質合金立銑刀，齒數為5個，由《數控加工工藝》表5-5得硬質合金立銑刀每齒進給量f為0.15-0.30，由手冊得f取0.15mm/z</p&

59、gt;<p>　　銑削速度：由《數控加工工藝》表5-6得硬質合金立銑刀切削速度為45-90mm/min，由手冊得V取60mm/min。</p><p>　　主軸轉速： n=1000v/∏d=1000×60/∏×40=477.7r/min</p><p>　　根據機床說明書，取n=450r/min故實際切削速度為：</p><p>　

60、　v=∏dn/1000=∏×40×450/1000=56.52m/min</p><p><b>　　切削工時 </b></p><p>　　行程=L+L1+L2=50mm</p><p>　　t=50/330=0.16min</p><p><b>　　7.3 工序70</b>

61、</p><p>　　已知工件材料35＃鋼，硬度為180HBS，高速剛錯齒三面刃銑刀直徑d=100mm，齒數z=18，已知銑削寬度a=4.25mm，銑削深度a=18.4mm </p><p>　　1.確定每齒進給量 查《機械制造技術課程設計指導書》表5-122,f=0.02～0.03mm/z,取f=0.02 mm/z</p><p>　　2.確定切削速度 查《機

62、械制造技術課程設計指導書》表5-124, Vc＝20～40m/min，取Vc＝30m/min</p><p>　　3.確定主軸轉速 n=1000V/∏d=1000×30/3.14×100=95.54 r/min 查《機械制造技術課程設計指導書》表5-8，相近的主軸轉速n =95 r/min 工作臺進給量fm=125mm/min</p><p><b>

63、;　　則切削速度 </b></p><p>　　Vc =∏dn/1000 =3.14×100×95/1000=39.83 m/min</p><p><b>　　4．確定加工時間 </b></p><p>　　Tj=L+L1+L2/Fm=56+200+3/125=2.07min</p>

64、<p>　　啟動機床的時間為0.02min.取量具并測量的時間為0.5min共計T輔助2.59min</p><p>　　7.4 工序80 粗銑操縱槽，保證14.2</p><p>　　進給量：采用槽銑刀加工，銑刀的規(guī)格為φ14，齒數為10.由《機械加工工藝手冊》表21-5，取每齒進給量為0.15mm/z，ap=2mm。</p><p>　　由《工藝手冊

65、》表3.1-74，取主軸轉速為190r/min。則相應的切削速度為：</p><p>　　V=∏Dn/1000=∏×14×190/1000=8.35m/min</p><p><b>　　切削工時：</b></p><p>　　行程=L+L1+L2=70mm</p><p>　　t=70/190=0.

66、38min</p><p>　　7.5 工序100 攻螺紋孔M10×1-7H</p><p><b>　　⑴ ①確定進給量f</b></p><p>　　查表5-113得，f=(0.01-0.02)d,考慮鉆頭直徑小，剛性差，選進給量量選小值，取f=0.01d=0.01×8=0.08mm/r,臺式鉆床沒有自動進給系統(tǒng)，均采用

67、手動進給。</p><p><b>　?、诖_定切削速度Vc</b></p><p>　　查表5-113得，加工材料為合金鋼，考慮到孔徑小，切削速度可高些，鼓取Vc=20m/mm</p><p>　?、鄞_定鉆床主軸的轉速n</p><p>　　n=1000Vc/dπ=1000×20/8π=796.2r/min&l

68、t;/p><p>　　按表5-3，Z525臺式鉆床主軸轉速可取835r/min，實際切削速度Vc=21m/min.</p><p><b>　?、苡嬎慊緯r間Tj</b></p><p>　　M10*1-7H應鉆孔深L=8mm，切人量y=[d/2cotφ+（1-2）]mm=[8/2cot6°+（1-2）]mm=3.4-4.4mm ,取y=

69、4mm,切人量Δ=4mm .</p><p>　　Tj=l+y+Δ/nf=8+4+4/835×0.08min=0.24min.</p><p>　　確定輔助時間Tf,查表5-153取工件裝夾時間為0.5min，啟動機床時間為0.02min，共計Tf=0.52min.</p><p>　?、?①確定攻螺紋進給量f</p><p>　　

70、因為p=1mm,所以f=1mm/r,查表5-3取Z525鉆床主軸轉速為n=320r/mm,即機用絲錐轉速為320r/min.</p><p>　?、诖_定攻螺紋的基本時間Tj</p><p>　　Tj={(L+L1+L2/fn)+ (L+L1+L2/fn1)}</p><p>　　L1=(1-3)p=1-3,取L1=2</p><p>　　L2

71、=（2-3）p =2-3,取L2=3。使用絲錐的數量Z=1，絲錐回程的轉速為N=320r/min</p><p>　　Tj={(8+2+3/1×320)+(8+2+3/1×320)} ×1=0.08min</p><p>　?、塾杀?-153確定輔助時間Tf</p><p>　　將鉆頭換成絲錐02min,絲錐上刷油0.1 min，啟動機

72、床0.02min，移動搖臂和絲錐對準鉆套0.06min，取下工件0.3min，共計Tf=0.68min.</p><p>　　7.6 工序120 磨削換擋叉頭兩側面</p><p>　　加工條件：M7130平面磨床，砂輪，專用夾具</p><p>　?。?） 選擇砂輪 根據《工藝手冊》第三章中磨料選擇各表，選擇WA46KVP350×40×1

73、27砂輪，即砂輪磨料為白剛玉，粒度為46°，硬度為中軟1級，陶瓷結合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為350×40×127（D×B×d）。</p><p>　　（2） 選擇切削用量 砂輪轉速nw=1500r/min，v砂=27.5m/s，工件速度vw=10m/min，徑向進給量f=0.015mm/雙行程。</p><p>　?。?） 計

74、算基本時間 根據《工藝手冊》表6.2-8，加工長度L=71mm，10件一起加工，單面加工余量Zp=0.3mm，系數K=1.1,磨削一面的機動時間為</p><p><b>　　基本時間為</b></p><p><b>　　7.7 檢查</b></p><p>　　最后將以上各工序切削用量、公式定額的加算結果，連同其它加

75、工數據，一并填入機械加工工藝過程綜合卡片。</p><p>　　8 機械加工工藝卡片和機械工序卡片</p><p>　　按上述確定的工藝過程填寫機械加工工藝卡片和機械工序卡片。</p><p><b>　　見附錄 1 。</b></p><p><b>　　9 機床夾具設計</b></p>

76、;<p>　　零件為變速器換擋叉，材料為35號鋼，屬大批大量生產。該零件的工藝規(guī)程設計如上所述，現(xiàn)要求設計第100道工序用的攻M10×1—7H螺紋孔的夾具。為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。</p><p>　　零件的加工要求為：螺紋孔M10×1—7H的表面粗糙度Ra為12.5um，螺紋孔的軸線與換擋叉頭圓弧槽的中心軸線相距3.1+-0.1，與Φ1

77、5.81F8孔的軸線垂直。</p><p>　　本工序的裝備為：Z515鉆床及此標準麻花鉆。工件上拔叉頭端面，Φ15.81F8孔，操縱槽，拔叉腳內側面均已加工，達到設計圖樣要求，拔叉腳端面已粗加工。</p><p>　　螺紋孔表面粗糙度Ra為12.5μm，在鉆夾具上加工時適當控制切削用量，可以保證孔的尺寸精度要求和表面粗糙的要求，因此，在本工序加工時，主要考慮如何保證螺紋孔軸線與換擋叉頭圓

78、弧槽的中心軸線距離。</p><p>　　9.1 定位方案及定位元件的選擇和設計</p><p>　　9.1.1 定位方案的選擇</p><p>　　根據工序加工要求，工件在夾具中的定位方案如下：以Φ15.81F8孔為主要定位基準，限制4個自由度，以操縱槽為止推基準，限制1個自由度，以拔叉腳內側面為防轉基準，限制1個自由度，夾緊操縱槽。</p><

79、;p>　　此方案是按照基準重合原則確定的，不存在基準不重合誤差，有利于保證加工精度，夾緊力可以抵消部分切削力，有利于提高夾緊剛性。缺點是，夾緊力較大時容易引起定位元件變形。</p><p>　　本工序加工的M10×1—7H螺紋孔和Φ15.81F8孔垂直相通，在定位銷上必須開一個直徑大于10mm的徑向孔，以便加工時鉆頭不與定位銷相撞，而定位銷的直徑Φ15.81mm，開孔后定位銷軸向的強度較小，定位銷

80、不宜承受較大夾緊力。另外，鉆孔加工的切削力主要是鉆頭進給的軸向力和鉆削轉矩，沿工件軸向幾乎沒有切削力，所需要的夾緊力不大。</p><p>　　9.1.2 定位元件設計</p><p>　　根據定位方案，設計定位元件如圖（9—1）所示。Φ15.81F8采用圓柱心軸定位，操縱槽采用圓偏心輪式的定位夾緊裝置，拔叉腳內側面采用圓柱擋銷定位。根據《互換性與測量技術基準》書中表3—3，3—5，3—7

81、所示心軸配合，圓柱心軸的直徑及公差為Φ15.81h7（0-0.027）mm。</p><p>　　9.1.3 鉆模的類型的選擇</p><p>　　鉆模的類型很多，在設計鉆模時，首先需要根據工件的形狀、尺寸、重量和加工要求、并考慮生產批量和工廠的技術情況等具體條件來選擇鉆模的結構類型。選擇時候應注意以下幾點：</p><p>　?。?）被鉆孔直徑大于10mm或加工精

82、度要求高時，宜采用固定式鉆模。</p><p>　?。?）翻轉式和移動式鉆模適用于加工中、小型工件，包括工件在內所產生的總重量不宜超過100kg。</p><p>　?。?）當加工分布不在同心圓周上的平行孔系時，如工件與夾具所產生的總重量超過150kg，宜采用固定鉆模在搖臂鉆床上加工。如生產批量大，則可在立式鉆床上采用多軸傳動頭加工。</p><p>　?。?）對于

83、孔的垂直度和孔距要求不高的中、小型工件，有條件時宜優(yōu)先采用滑柱鉆模。如孔的垂直度公差小于0.1mm，孔距尺寸公差小于±0.15mm時，一般不宜采用這類鉆模。</p><p>　　（5）鉆模板和夾具體為焊接式的鉆模，因焊接應力不能徹底消除，精度不能長久保持，故一般在工件孔距公差要求不高（大于±0.15mm）時才采用。</p><p>　　9.1.4 鉆套的選擇和設計<

84、;/p><p>　　鉆套是鉆模的特殊元件，其作用是確定被加工工件上孔的位置，引導鉆頭、擴孔鉆或絞刀，并防止加工過程中偏斜。氣結構有以下四種類型。</p><p>　?。?）固定鉆套。主要用于中小批量生產。</p><p>　?。?）可換鉆套。這種鉆套在大批量生產中使用。當鉆套磨損后，為更換鉆套方便，常采用可換鉆套。為避免更換鉆套時鉆模板磨損，鉆套與鉆模板之間加一襯套，并

85、以螺釘固定鉆套。</p><p>　　（3）快換鉆套。當被加工孔需要依次進行鉆、擴、絞孔或加工臺階孔、攻螺紋等多工步加工時，應采用快換鉆套。</p><p><b>　?。?）特殊鉆套</b></p><p>　　9.1.5 鉆模板的設計</p><p>　?。?）固定式鉆模板，鉆模板和夾具體或支架的固定方法，一般采用兩

86、個圓錐銷和螺釘裝配連接；對于簡單的結構也可采用整體的鑄造或焊接結構。</p><p>　?。?）鉸鏈式鉆模板。當鉆模板妨礙工件裝卸或鉆孔后需攻螺紋時，可采用鉸鏈式鉆模板。</p><p>　　鉸鏈銷與鉆模板的銷孔采用G7/h6配合，與鉸鏈座的銷孔采用N7/h6配合。鉆模板與鉸鏈座凹槽一般采用H8/h7配合，精度要求高時應配制，控制0.01～0.02mm的間隙。鉆套導向孔與夾具安裝面的垂直度

87、，可通過調整墊片或修磨支撐件的高度予以保證。加工是鉆模板需要</p><p>　　菱形螺母或其他方法予以鎖緊。由于鉸鏈銷孔之間存在配合間隙，其加工精度比固定鉆模板低。</p><p><b>　?。?）可卸式鉆模板</b></p><p>　　根據零件的加工工藝要求和鉆模板的分析，加工此孔應選用鉸鏈式鉆模板。</p><p&

88、gt;　　9.2 切削力及夾緊力計算</p><p>　　9.2.1 切削力計算</p><p>　　刀具：硬質合金麻花鉆，。</p><p>　　由實際加工的經驗可知,鉆削時的主要切削力為鉆頭的切削方向,即垂直于工作臺,查《切削手冊》表2.3，切削力計算公式為：</p><p>　　其中：，，，，，，與加工材料有關,取0.94；與刀具刃磨形

89、狀有關,取1.33；與刀具磨鈍標準有關,取1.0，則：</p><p>　　在Φ20孔兩個端面只需要采用開口墊圈和六角螺母適當夾緊后本夾具即可安全工作. </p><p>　　9.2.2 定位誤差計算</p><p>　　（1）圓柱心軸與工件Φ15.81F8（0.0430.016）mm孔的配合為Φ15.81F8/h7，影響位置度的定位誤差為</p>&

90、lt;p><b>　　ΔD=ΔY+ΔB</b></p><p>　　根據基準分析，ΔB=0.利用上述定位方案，根據《機械制造技術課程設計指導書》表7—12所示定位簡圖（3）可得</p><p>　　ΔD=δD/2+δd/2=（0.027/2+0.018/2）=0.0225mm</p><p>　　此值小于工件相應位置度公差，即</p

91、><p>　　ΔD=0.225<0.1mm</p><p>　　偏心輪兩側面緊貼在操縱槽兩內側面實施定位夾緊，偏心輪具有定心作用，由于其定位基準是操縱槽的對稱面，故ΔB=0，且基準位移誤差ΔY=0.</p><p>　　換擋叉頭圓弧操縱槽的中心線與M10×1—7H螺紋孔的距離是3.1+-0.1，對M10×1—7H螺紋孔的位置度產生影響。位置度誤

92、差為0.1.</p><p>　?。?）計算鉆套中心線與工作臺的垂直度誤差。</p><p>　　鉆套外徑與襯套孔的最大間隙為：</p><p>　　襯套外徑與鉆模板孔的最大間隙為：</p><p>　　則鉆套中心與工作臺平面的垂直度誤差為：0.026-0.005=0.021。</p><p>　?。?）計算定位銷軸與

93、工作臺的平行度誤差。</p><p>　　定位銷軸與夾具體孔的最大間隙為：</p><p>　　夾具體孔的長度為14mm，則上述間隙引起的最大平行度誤差為：0.034/14，即0.24/100。</p><p>　?。?）偏心夾緊原理和偏心夾緊力的計算</p><p>　　偏心夾緊原理及其特點：圖9-1</p><p>

94、;<b>　　圖9-1</b></p><p>　　用偏心件直接夾緊工件的機構，稱為偏心夾緊機構。O1是圓偏心輪的幾何中心，R是幾何半徑，O2是圓偏心輪的回轉中心，O1O2之間的距離e稱為偏心距。當偏心輪繞O2點回轉時，圓周上各點到O2的距離不斷地變化，即O2到工件夾緊面距離h是變化的，偏心輪就是由于這個h值變化而實現(xiàn)對工件的夾緊。</p><p>　　根據機床夾具設

95、計手冊表1-2-17偏心輪的基本類型知此偏心輪為Ⅰ型，得</p><p>　　=45°～60°，=120°～135°；由表1-2-21圓偏心輪的設計計算表查的</p><p>　　s1—為裝卸工件方便所需的空隙，一般應大于等于0.3mm</p><p>　　s2—夾緊機構彈性變形的補償量，可取0.05-0.15mm</p

96、><p>　　s3—工件在夾緊方向上的尺寸誤差補償量，即工件尺寸公差</p><p>　　s4—行程儲備量0.1-0.3mm</p><p>　　-----偏心夾緊時的夾緊力（N）;</p><p>　　Q--------作用在手柄上的作用力（N）;</p><p>　　L---------力臂長（mm）；</p&g

97、t;<p>　　--------摩擦系數（）；</p><p>　　R---------偏心輪半徑，（mm）；</p><p>　　r----------轉軸半徑（mm）；</p><p>　　e----------偏心量（mm）；</p><p>　　---------偏心輪幾何中心與轉動中心聯(lián)線和幾何中心與夾緊點聯(lián)線間的夾角

98、（°）</p><p>　　當大于7～10時各點均能產生自鎖。</p><p>　　根據實際情況選擇偏心輪半徑R=50mm</p><p>　　根據機床夾具設計手冊表1-2-20k值及夾緊力計算查的r=12mm，k=0.18（1/mm），e=2.5mm，Q=100N,L=100mm，=2080N。</p><p>　　9.3 導向方

99、案及導向元件的選擇和設計</p><p>　　9.3.1 導向方案</p><p>　　由于零件的生產類型為大批大量生產，考慮到鉆套磨損后可以更換，所以選擇標準結構的可換鉆套，鉆套至工件表面的距離按（1—1.5）d=5—7.5選取，考慮本加工工序加工時鉆頭較細，為防止切屑將鉆頭別斷，應有足夠的排屑空間，故鉆套至工件表面的距離取10mm</p><p>　　9.3.2

100、 導向元件設計</p><p>　　襯套與鉆模板的配合選H7/n6，鉆套與襯套（GB/T6623-91）的配合選F7/m6。</p><p>　　當鉆套磨損后，可卸下螺釘（GB/T2268-91）更換新鉆套螺釘能防止鉆套加工時轉動及退刀時脫出。因此，根據《機械制造技術課程設計指導書》表7—32確定可換鉆套為8.5F7*15m6*28JB/T8045.2—1995.根據《機械制造技術課程設計

101、指導書》表7—35確定可換襯套為A15*28JB/T8045.4—1995.</p><p>　　9.3.3 導向誤差計算</p><p>　　由于工件以夾具上的Φ15.81h7圓柱面等位限位基面，工件上Φ15.81F8孔端面并未用來定位，故《機械制造技術課程設計指導書》表7—39計算精度公式中的L,F,δL'均不存在，若以ΔT代表導向誤差，則公式成為</p><

102、;p><b>　　ΔT=K</b></p><p>　　式中；d—鉆套內孔最大直徑，由M10×1—7H知，d=80528mm；</p><p>　　d1—鉆頭最小直徑，按GB/T613 5.2—1996，鉆頭直徑公差為h8，故d1=8.382mm；</p><p>　　d2—可換鉆套外徑的最小尺寸，由《機械制造技術課程設計指導書

103、》表7—32知，d2=15.007mm；</p><p>　　d3—固定襯套內孔的最大直徑，由《機械制造技術課程設計指導書》表7—35知，d3=15.034mm；</p><p>　　e—可換鉆套內外徑軸線的偏心量，e=0.004mm（按同軸度公差Φ0.008mm算得）；</p><p>　　l=38mm；h=10mm；b=30mm；由《機械制造技術課程設計指導書》

104、表7—39中查得K=0.5，m=0.4，p=0.35.</p><p><b>　　將各參數代入上式得</b></p><p>　　ΔT=0.0986mm<0.1mm（能滿足位置度要求）</p><p>　　9.4 夾具設計及操作的簡要說明</p><p>　　如前所述，在設計夾具時，應該考慮提高勞動生產率。為此，

105、設計采用了快換裝置。拆卸時，松開夾緊螺母1~2扣，拔下開口墊圈，實現(xiàn)工件的快換。攻螺紋時，松開壓緊螺母即可替換可換鉆套，進行攻螺紋加工。</p><p>　　使用說明:本夾具用于在立式鉆床上加工撥叉上M10底孔￠8.4mm。由于鉆孔后需要攻絲，并且 考慮使工件裝卸方便，故采用了可翻開的鉸鏈模板式結構。</p><p>　　工件以圓孔￠15.81F8、叉口51（0，+0.1）mm及槽14.2

106、（0，+0.1）mm作定位基準，分別定位于夾具的定位軸8、扁銷1及偏心輪9上，從而實現(xiàn)六點定位。</p><p>　　夾緊時，通過手柄順時針轉動偏心輪9，偏心輪上的對稱斜面鍥入工件槽內，在定位的同時將工件夾緊。由于鉆削力不大，故工作時比較可靠。鉆模板7用銷軸4采用基軸制裝在模板座5上，翻下時與支撐釘6接觸，以保證鉆套的位置精度，并用鎖緊螺釘3鎖緊。</p><p>　　本夾具對工件定位合理

107、，且采用偏心輪使工件定位并夾緊，簡化了夾具結構，適用于成批生產。</p><p><b>　　總 結</b></p><p>　　變速器換檔撥叉的畢業(yè)設計，主要是端面、孔的加工，需要考慮的是加工方法，定位基準，刀具和加工余量的確定等。本夾具用于在立式鉆床上加工撥叉上M10底孔￠8.4mm。由于鉆孔后需要攻絲，并且 考慮使工件裝卸方便，故采用了可翻開的鉸鏈模板式結

108、構。</p><p>　　工件以圓孔￠15.81F8、叉口51（0，+0.1）mm及槽14.2（0，+0.1）mm作定位基準，分別定位于夾具的定位軸8、扁銷1及偏心輪9上，從而實現(xiàn)六點定位。</p><p>　　夾緊時，通過手柄順時針轉動偏心輪9，偏心輪上的對稱斜面鍥入工件槽內，在定位的同時將工件夾緊。由于鉆削力不大，故工作時比較可靠。鉆模板7用銷軸4采用基軸制裝在模板座5上，翻下時與支撐

109、釘6接觸，以保證鉆套的位置精度，并用鎖緊螺釘3鎖緊。</p><p>　　本夾具對工件定位合理，且采用偏心輪使工件定位并夾緊，簡化了夾具結構，適用于成批生產。</p><p>　　作為一名機械工程學院的學生，我覺得能做類似的機械制造畢業(yè)設計是十分有意義的，而且是十分必要的。在已度過的三年時間里我們大多數接觸的是專業(yè)基礎課。我們在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)基礎課的理論方面，如何去鍛煉我們的實踐方

110、面？如何把我們所學到的專業(yè)知識用到實踐中去呢？我想通過此次的設計就為我們提供了良好的設計平臺。在做本次的畢業(yè)設計過程中，我感觸最深的當數查閱大量的設計手冊了，為了讓自己的設計更加完善，更加符合工程標準，一次次翻閱機械設計手冊是十分必要的，同時也是必不可少的。</p><p>　　同時還在設計中了解了UG建模、裝配和仿真，自己對UG的軟件接觸較少，因此仿真效果欠缺。我覺得我們的指導老師對我們畢業(yè)設計的完成有著很大的

111、幫助，劉蘋老師給我們的畢業(yè)設計提出了很多好的建議，對我們整個設計的過程起著很大的引導作用。當然，這其中也培養(yǎng)了我們的團隊精神，加強了我們的學習興趣，同時還可以通過實踐鍛煉一下我們，使我們不但不再對所學專業(yè)感到陌生，而且還可以培養(yǎng)大家的積極性。</p><p>　　當然，這其中定有不足之處，望老師給予我們寶貴的指教！</p><p><b>　　參考文獻</b><

112、/p><p>　　[1] 趙家奇. 機械制造工藝學課程設計指導書(2版).北京：機械工業(yè)出版社,2006年.</p><p>　　[2] 曾志新,呂明主編.機械制造技術基礎.湖北:武漢理工大學出版社,2001年.</p><p>　　[3] 李益明主編. 機械制造工藝設計簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社,1993年.</p><p>　　[4] 艾

113、興，肖詩綱主編.切削用量手冊.北京：機械工業(yè)出版社,1993年.</p><p>　　[5] 上海柴油機廠工藝設備研究所編.金屬切削機床夾具設計手冊.機械工業(yè)出版社，1987年.</p><p>　　[6] 倪森主編.機械制造工藝與裝備習題集和課程設計指導書.北京：化學工業(yè)出版社，2009.1.</p><p>　　[7] 張德泉，陳思夫，林彬編.機械制造裝備及其設

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116、 張幼楨.金屬切削原理及刀具.北京：國防工業(yè)出版社，1999.</p><p>　　[15] 張維紀.金屬切削原理及刀具.杭州:浙江大學出版社，1991.</p><p>　　[16] 薛源順.機床夾具設計.北京：機械工業(yè)出版社，1996.</p><p>　　[17] 徐嘉元.機械制造工藝學.北京：機械工業(yè)出版社，1998.</p><p>

117、;　　[17]孫巳德.機床夾具圖冊.北京：機械工業(yè)出版社，1984.</p><p>　　附錄 1 機械加工工序卡片</p><p><b>　　附錄 2 英文翻譯</b></p><p>　　1.Introduction</p><p>　　We thank you for choosing a Kistler qua

118、lity product.Please take the time to thoroughly read this instruction manual. It will help you with the installation,maintenance,and use of the DynoWare system.</p><p>　　DynoWare is an easy-to-use data acqui

119、sition and manipulation program.The typical Windows controls apply to the graphs and dialog boxes in DynoWare.This section will give you a quick overview of the capabilities of DynoWare.</p><p>　　The menu ba

120、r is your access to all ares of DynoWare.It is divided into sections covering specific functions such as file handling,data acquisition configuration,hardware configuration,data viewing,window control,and obtaining help.