1、緒論  畢業設計使我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課和專業課之后進行的，這是我們在參加工作之前對所學各課程進行的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯系實際的訓練,因此,它在我們三年的大學生活中占有重要的地位。  就我個人而言，我希望能通過這次畢業設計對自己將來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。比如：自己最基本的視圖能力，零件的材料的分析能力，機加工各個方面的知識運用能力。為今后參加祖國基礎機械行業的發展和建設打下一個良好的基礎。  由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。&

2、#160; 河南機電高等專科學校畢業設計說明書         第1章  零件的分析  1.1零件作用  拖拉機高低檔撥叉位于拖拉機的變速機構中，主要用于高低檔之間的快速轉換，使操作者方便的從一個較高的速度降到一個較低的速度，也可以方便的從一個較高的速度升到一個較高的速度。  1.2零件的工作原理   拖拉機的高低檔撥叉是在變速機構中推動滑動齒輪的，滑動齒輪上有一個環形槽，撥叉就騎在這個

3、槽里，當駕駛員推動變速桿時，變速桿帶動撥叉軸，撥叉軸又帶動撥叉，撥叉在推動齒輪，改變齒輪的傳動比，以達到變速。  1.3零件的工藝分析      根據零件圖分析可知，高低檔撥叉主要有兩處加工面，其間有一定的位置度要求。 1.以16孔為中心的加工面，這一組加工面包括：16孔的加工，以及孔上下端面的加工。孔壁上有一個5的小孔，用來裝配的時候鉆鉸，這三個有一定的位置度要求，不是很高。 2. 以90孔中心的加工面：這一組包括R54半圓弧的加工，以及圓弧的上下兩個端面，R53，R45圓弧臺階槽的

4、加工，以偏離中心7.5度，相距10為圓心的R59，R57.15的臺階圓弧槽的加工，這兩組表面有一定的位置度要求，即R54圓弧槽的上下端面與16孔的中心線有一定的垂直度要求，由上面分析可知，加工時候應先加工一組表面，在以這組加工過的表面為基準加工另一組。    河南機電高等專科學校畢業設計說明書   第2章  工藝規程設計  2.1材料選取   根據撥叉的作用原理及工作環境可知撥叉最容易磨損的地方是和環形槽接觸的部位，在高速旋轉下，撥叉不轉，而齒輪高速旋轉，

5、所以要有一定的耐磨性。撥叉還要承受一定的震蕩和沖擊，所以要有一定的韌性和強度。否則撥叉容易失效，而掛不上檔。 根據以上分析，查工程材料手冊可知，球墨鑄鐵，鑄鋼，45鋼有這方面的綜合性能。 零件的生產綱領為每年8000件，單班作業，可知屬于中小零件的大批大量生產，所以要考慮到零件毛胚的生產方便性和快捷性。上面材料前三個可以鑄造，適合大批大量生產，45鋼鍛造也適合這樣的生產。 經濟上考慮，材料價格一次升高，但鑄造很麻煩，同時工作環境不好，工人強度大。 經以上綜合分析分析，球墨鑄鐵和45鋼比較適合生產的需要，又考慮到零件的強度要求和耐用性及安全性，選擇45鋼，

6、鍛造生產。 45鋼：強度較高，塑性很韌性較好，用于制造受載荷較大的消截面調質件和應力較小的大型正火零件，以及對心部強度要求不高的表面淬火件：如曲軸，齒輪，蝸桿，鍵，銷等。水淬時候有形成裂紋的傾向，形狀復雜的零件應在熱水油中淬火，其焊接性較差。 鍛造方法：自由鍛造適合單件小批量的生產，模鍛和精密模鍛適合大批大量的生產，但精密模鍛經濟性不很合理，所以選用金屬模鍛。  2.2基面的選擇  基面的選擇是工藝規程設計中的重要工作之一，基面選擇的正確合理可以加工的精度和質量得到保證，生產效率得以提高，否則加工過程中問題百出，更有甚者造成大批零件的

7、報廢，使生產無法進行。2.2.1.粗基準的選擇   粗基準主要是為了可靠方便的加工出精基準來，主要考慮一下基本原則。 1.為了保證不加工表面與加工表面之間的相互位置關系，應首先考慮選擇不加工的表面作為粗基準，當零件有多個不加工表面時候，應選擇與加工面相對位置關系要求較高的不加工表面。 2.為了使定位穩定，可靠，夾具結構的簡單，操作方便，作為粗基準的表面應不是分型面，應盡量平整光潔。 有以上原則根據零件圖和零件毛胚的成型方法可選擇用一個V型塊限制起主要定位作用，同時在用兩個定位銷限制叉口的位置，這樣來加工16孔，后在用此孔定位來加工其他

8、面和孔，具體的分析下面會詳細敘述。 2.2.2.精基準的選擇： 考慮到基準的重合原則，以及基準統一原則。選擇16孔來作為定位的精基 準。 2.3制定工藝路線  制定工藝路線得出發點,應當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,在生產綱領已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。 2.3.1.工藝路線方案一 工序一 粗、精銑16上下端面 工序二 鉆、擴、鉸、精鉸16孔

9、 工序三 粗、臺鉆倒角 工序四 銑90圓弧面 工序五 粗銑叉口上端面 工序六 粗銑R59，R57.15圓弧槽面 工序七 精銑叉口上端面。 工序八 精銑銑R59，R57.15圓弧槽面 工序九 銑凸臺 工序十 鉆鉸5孔 工序十一 檢驗 河南機電高等專科學校畢業設計說明書  V 這一工藝路線生產效率高，但對夾具的精度有有一定的要求  2.3.2.藝路線方案二

10、60;工序一 鉆、擴、鉸、精鉸16孔 工序二 粗、精銑16上下端面 工序三 粗、臺鉆倒角 工序四 銑90圓弧面 工序五 粗銑叉口上端面 工序六 粗銑R59，R57.15圓弧槽面 工序七 精銑叉口上端面。 工序八 精銑R59，R57.15圓弧槽面 工序九 銑凸臺 工序十 鉆鉸5孔 工序十一、檢驗  本工藝路線生產效率也不錯，但是對毛胚精度要求太高，同時沒有遵循先面后孔的加工原則&

11、#160;   結合零件的精度的要求以及加工的方便和快捷性，同時考慮到經濟效益，選擇工藝路線一加工  2.4機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定  拖拉機高低檔撥叉，材料為45鋼，生產類型大批量，鍛造毛胚。 據以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 2.4.1. 外圓表面延軸線方向長度方向的加工余量及公差（16端面） 查1表2.22.5，取16長度余量均為2.5（為雙邊加工），其他尺寸直接鍛造得到。  銑削加工余量為：&

12、#160;粗銑 1.5mm 精銑 1mm   河南機電高等專科學校畢業設計說明書  VI 由于本設計規定的零件為大批量生產，應該采用調整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應按調整法加工方式予以確認。  2.4.2.工序一 以撥叉底面為粗基準，粗銑16上下端面。 1. 加工條件 工件材料：45鋼 HRC55-62，鍛造。 加工要求：粗銑16孔上下端面。 機床：X6140臥式銑床。 刀具：W18Cr4V硬質合

13、金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數z=10,故據3取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角o5°后角o8°，副后角o=8°，刀齒斜角s=10°,主刃Kr=60°,過渡刃Kr=30°,副刃Kr=5°過渡刃寬b=1mm。 2. 切削用量 1）銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）每齒進給量 機床功率為7.5kw。查切削手冊f=0.140.24mm/z。 3）查后刀面最大磨

14、損及壽命  查3表3.7，后刀面最大磨損為1.01.5mm。 查3表3.8，壽命T=180min 4）計算切削速度 按3，V c=vpvvevzvpmvovKZuayfXaTqdC 算得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據XA6132銑床參數，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min, 實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)

15、=0.16mm/z。 5)校驗機床功率 查3Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。 最終確定 ap=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。河南機電高等專科學校畢業設計說明書  VII 以28為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸16保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達到IT7。 1. 選擇鉆頭  選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=17.00頭采用雙頭刃磨法，

16、后角o12°，二重刃長度b=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度mml5.11=  1202=j°  100=a°  30=b°  2.選擇切削用量  1）決定進給量 查3 rmmf/86.070.0=  35.12030<=dl  所以，rmmf/70.0=     按鉆頭強度選擇rmmf/75.1= 

17、0;按機床強度選擇rmmf/53.0= 最終決定選擇機床已有的進給量rmmf/48.0= 經校驗 max6090FFf<= 校驗成功。   2）鉆頭磨鈍標準及壽命  后刀面最大磨損限度（查3）為0.5.mm，壽命min60=T  3）切削速度 查3 rmmvc/18=  修正系數 0.1=TVK 0.1=MVK 0.1=tvK 0.1=Kxv 0.11=vK 10=apvK

18、0;故rmmvc/18=。 min/3.31810000rdvns=p 查3機床實際轉速為min/272rnc= 故實際的切削速度rmmndvsc/4.1510000=p 4）校驗扭矩功率 NmMc60=  NmMm2.144=   所以mcMM<  EcPkwP<=0.27.1故滿足條件，校驗成立。 .計算工時 n10.045.12721030=´+=nfLtm河南機電高等專科學校畢業設計說明書  VIII

19、60;由于所有工步所用工時很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時間。 擴鉸和精鉸的切削用量如下： 擴鉆： min/272rn=  rmmf/48.0=  min/4.15mvc= mmd8.190= 鉸孔： min/272rn=  rmmf/48.0=  min/4.15mvc= mmd94.190= 精鉸： min/272rn=  rmmf/48.0=  min/4.15mvc=&#

20、160;7200ITd= 工序三：臺鉆倒角         以16孔為基準，倒角。 1. 加工條件 工件材料：45鋼 HRC5562，鍛造。 加工要求：粗銑20孔上下端面。 機床：Z525     臺式鉆床上倒角，這個都能滿足技術要求，不做精細的敘述。 工序四：銑90圓弧面 以16孔為基準，粗銑圓弧面。 工件材料：45鋼 HRC5562，鍛造。&#

21、160;查文獻1表2.3-59平面加工余量，得到精加工余量ZP精為1mm。已知N面總余量ZP總為2.5 mm。故粗加工余量為ZP粗=2.5-1=1.5mm。              查文獻1表2.6-6，得粗加工公差等級為IT1114，取IT11，其公差TP粗=0.13mm，所以，XP粗=250.065±mm。 校核精銑余量ZP精： ZP精min= XP粗min- XP精max 

22、60;     =(25 -0.13)-(24+0.05) =0.82mm 故余量足夠。 參考文獻1表2.4-73,取粗銑的每齒進給量fz為0.2 mm/z; 取精銑的每轉進給量f=0.5 mm/r粗銑走刀一次, ap=1.5mm, 精銑走刀一次, ap=1mm。 參考文獻1表3.1-74,取，取粗銑的主軸轉速為150r/min精銑的主軸轉速為300r/min,因前面已選定銑刀直徑為D=100mm，則相應的切削速度分別為： V

23、粗 = 1000Dnp 河南機電高等專科學校畢業設計說明書  IX     = 3#180;´ m/min     =37.7m/min V精 = 1000Dnp     = 3#180;´ m/min    

24、0;=75.4m/min 校核機床功率（只校核粗加工工序）： 參考4表9.4-10，得切削功率Pm為：               PM=167.9×10-5×ap0.9×fz0.74×ae×Z×n×kpm 取Z=10個齒，n=150/60=2.5r/s,ae=168mm,ap=1.5mm,fz=0.2mm/z,kpm=1,將它們代入式中得：

25、60;PM=167.9×10-5×1.50.9×0.20.74×168×10×2.5×1               =3.09KW 又有4表3.1-73得機床功率為4.5KW，若取效率為0.85，則4.5×0.85=3.825KW3.09KW. 故機床的功率足夠。 參考文獻1表3.1-74,取，取粗銑的主軸轉速為150r/min精銑的主

26、軸轉 速為300r/min,因前面已選定銑刀直徑為D=100mm，則相應的切削速度分別為： V粗 = 1000Dnp     = 3#180;´ m/min     =37.7m/min 河南機電高等專科學校畢業設計說明書  X V精 = 1000Dnp = 3#180;´ m

27、/min    =75.4m/min 校核機床功率（只校核粗加工工序）： 參考4表9.4-10，得切削功率Pm為：             PM=167.9×10-5×ap0。9×fz0.74×ae×Z×n×kpm 取Z=10個齒，n=150/60=2.5r/s,ae=168mm,ap=1.5mm,fz=0.2mm/z,kpm=

28、1,將它們河南機電高等專科學校畢業設計說明書  XXI  根據零件的工作原理，可知道所加工的孔主要和軸裝配在一起，通過軸的旋轉帶動撥叉的轉動，撥叉在推動齒輪作位置的改變，所以工件的孔有不低的精度，同時還要保證孔在一個正確的位置，提出一定的位置度公差。為保證推動的可靠，和力方向的準確，同時為了減小的工件的扭斷的可能，所以提出了一定的垂直度公差。這兩個都是要保正的。 通過一個V型塊，利用它的好的對中性能，來保證孔的位置。通過兩個支撐釘的位置來起一定的定位作用。在用一個快速加緊機構來將工件壓緊。  4.2.2計算夾緊力 

29、 由參考文獻6表1-10-16得，工件與平面定位，夾緊力方向與切削力的方向一致，當其他切削分力較小時，僅需要較小的夾緊力，來防止工件在加工過程中產生振動和轉動；當夾具的夾緊力方向與切削力的方向相反，所需的實際夾緊力Wk與切削力W之間的關系為Wk=K*W. 式中K為安全系數 由參考文獻6表1-2-1得，K=K0×K1×K2×K3×K4×K5×K6 K0=1.21.5,取 K0=1.5, K1=1.2,  K3=1.0 K2由參考文獻6表1-2-2得

30、,K2取1.15 K4=1.3(手動夾緊)  K5=1.0(裝卸方便)  K6=1.0 K=K0×K1×K2×K3×K4×K5×K6=2.69 鉆N面上的44.5mm的孔的切削力為W=719N， 故Wk=K*W=719×2.69=1934N  4.2.3 定位精度分析  因N面上的44.5mm的孔的位置度為0.1mm，由文獻6表1-10-1得，按工件公差選取夾具公差，一般取工件相應的公差1/51/

31、3，我們取工件的公差的1/5，即夾具尺寸公差為±0.05mm。 由參考文獻6表1-10-16得，孔與平面的垂直度為0.03mm，平面與夾具體的平行度為0.05mm。 河南機電高等專科學校畢業設計說明書  XXII 此外，夾具上還應該標注下列技術要求： 鉆套軸線與定位面的垂直度為0.1mm； 定位面的平面度為0.05mm； 定位面與夾緊面的垂直度0.05mm； 工件以平面為定位基準，其定位誤差主要是由基準不重合誤差引起的。這時基準位移誤差為0，這是因為基準位移誤差主要是由平面度誤差引起的，該誤差很

32、小可忽略不計，在此只計算基準不重合誤差。 B=0.15-0.10=0.05 定位誤差：     D=Y+B=0.05 所以，定位誤差為0.05。  4.2.4  作用點       關于作用點分度問題，本次夾具設計只是一個簡單的平面上分布的1個孔，工件已用定位塊，銷釘定位，。  4.2.5 操作說明  工件安裝時，首先擰松夾緊螺釘，然后向右旋轉鎖扣，鉆模板被

33、放松，并在彈簧力的作用下向上翻開，即可安放工件。 工件定位后，先將鉆模板壓向下墊板，鎖扣在彈簧的作用下，將鉆模板卡住，然后順時針轉動夾緊螺釘，后在轉動手柄，通過快速加緊機構將工件壓緊。 該夾具結構簡單，操作方便，可以較高精度的加工出孔來，不過還是有很多問題存在，需要進一步改進。 相信通過以后的學習和經驗，會設計出更快捷方便的省力的夾具來。       河南機電高等專科學校畢業設計說明書  XXIII   結  論 &

34、#160;畢業設計是在完成了三年的專業課學習，并進行了大量生產實習的基礎上進行的最后的一個教學環節。此次設計我們綜合運用所學的機械制造與自動化專業課，尤其是機械制造工藝學及機械加工工藝學的基本理論，結合生產實習中所積累的知識和經驗，在老師的指導下，獨立分析和解決零件加工工藝問題，初步具備了設計一個中等復雜程度零件（高低檔撥叉）的工藝規程的能力，同時也提高了自己查閱和運用有關手冊、圖表、運用AUTOCAD、CAXA電子圖版繪圖軟件等技術資料及編寫技術文件的技能，是很重要的一次實踐環節。在設計中遇到了很多技術方面的問題，在進行查閱資料和老師的幫助下，修改核對后問題都一一解決。設計過程中除了考察我們專業課的能力之外還培養了我們分析問題、解決問題和克服困難的能力，為即將離開母校河南機電高等專科學校，以后的工作奠定了良好的基礎，更是對我們三年專業課學習的一個良好的總結。 由于能力所限，經驗不足，設計中肯定有很多不足之處，希望各位老師多加指教。