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1、机械制造造工艺学学课程设计计说明书书设计题目目 设计“CA661400车床拨拨叉，型型号86610002”零件的的机械加加工工艺艺及工艺艺设备设计者 ： 学号： 指指导教师师：目录序言一 零件的分分析 1（一） 零件的作作用 .1（二） 零件的工工艺分析析.2二 工艺规程程的设计计3（一） 确定毛坯坯的制造造形式.3（二） 基面的选选择.3（三） 制定工艺艺路线.3（四） 机械加工工余量 工序尺尺寸及毛毛坯尺寸寸的确定定.5（五） 确立切削削用量及及基本工工时.7三 夹具设计计.13（一） 问题的提提出13（二） 夹具设计计.13四 参考文献献.17序言机械制造造工艺学学课程设设计使我我们学完
2、完了大学学的全部部基础课课、技术基基础课以以及大部部分专业业课之后后进行的的.这是是我们在在进行毕毕业设计计之前对对所学各各课程的的一次深深入的综综合性的的总复习习,也是是一次理理论联系系实际的的训练,因此,它在我我们四年年的大学学生活中中占有重重要的地地位。就我个个人而言言，我希希望能通通过这次次课程设设计对自自己未来来将从事事的工作作进行一一次适应应性训练练，从中中锻炼自自己分析析问题、解决问问题的能能力，为为今后参参加祖国国的“四化”建设打打下一个个良好的的基础。一、零件件的分析析（一） 零件的作作用题目所给给的零件件是CAA61440车床床的拨叉叉。它位位于车床床变速机机构中，主主要起
3、换换档，使使主轴回回转运动动按照工工作者的的要求工工作，获获得所需需的速度度和扭矩矩的作用用。零件件上方的的25孔与与操纵机机构相连连，二下下方的60半半孔则是是用于与与所控制制齿轮所所在的轴轴接触。通通过上方方的力拨拨动下方方的齿轮轮变速。两两件零件件铸为一一体，加加工时分分开。（二） 零件的工工艺分析析CA61140车车床共有有两处加加工表面面，其间间有一定定位置要要求。分分述如下下：1. 以25mmm孔为为中心的的加工表表面这一组加加工表面面包括：25HH7mmm的孔，以以及42mmm的圆圆柱两端端面，其其中主要要加工表表面为25HH7mmm通孔。2. 以60mmm孔为为中心的的加工表表
4、面这一组加加工表面面包括：60HH12的的孔，以以及60HH12的的两个端端面。主主要是60HH12的的孔。3. 铣166H111的槽这一组加加工表面面包括：此槽的的端面，116H111mmm的槽的的底面，16H111mmm的槽两两侧面。4. 以M2221.55螺纹孔孔为中心心的加工工表面。这一组加加工表面面包括：M2221.55的螺纹纹孔，长长32mmm的端端面。主要加工工表面为为M2221.55螺纹孔孔。这两组加加工表面面之间有有着一定定的位置置要求，主主要是：（1） 60孔孔端面与与25HH7孔垂垂直度公公差为00.1mmm.。（2） 16H111mmm的槽与与25HH7的孔孔垂直度度公
5、差为为0.008mmm。由上面分分析可知知，加工工时应先先加工一一组表面面，再以以这组加加工后表表面为基基准加工工另外一一组。二、工艺艺规程设设计(一)确确定毛坯坯的制造造形式 零件件材料为为HT2200。考考虑零件件在机床床运行过过程中所所受冲击击不大，零零件结构构又比较较简单，故故选择铸铸件毛坯坯。（二）基基面的选选择 基面选选择是工工艺规程程设计中中的重要要工作之之一。基基面选择择得正确确与合理理可以使使加工质质量得到到保证，生生产率得得以提高高。否则则，加工工工艺过过程中回回问题百百出，更更有甚者者，还会会造成零零件的大大批报废废，是生生产无法法正常进进行。（1）粗粗基准的的选择。对于
6、零件件而言，尽尽可能选选择不加加工表面面为粗基基准。而而对有若若干个不不加工表表面的工工件，则则应以与与加工表表面要求求相对位位置精度度较高的的不加工工表面作作粗基准准。根据据这个基基准选择择原则，现现选取25孔的的不加工工外轮廓廓表面作作为粗基基准，利利用一组组共两块块V形块块支承这这两个42作作主要定定位面，限限制5个个自由度度，再以以一个销销钉限制制最后11个自由由度，达达到完全全定位,然后进进行铣削削。（2）精精基准的的选择。主要应该该考虑基基准重合合的问题题。当设设计基准准与工序序基准不不重合时时，应该该进行尺尺寸换算算，这在在以后还还要专门门计算，此此处不再再重复。（三）制制定工艺
7、艺路线制定工艺艺路线的的出发点点,应当当是使零零件的几几何形状状、尺寸精精度及位位置精度度等技术术要求能能得到合合理的保保证,在在生产纲纲领已确确定的情情况下,可以考考虑采用用万能性性机床配配以专用用夹具,并尽量量使工序序集中来来提高生生产率。除除此之外外，还应应当考虑虑经济效效果，以以便使生生产成本本尽量下下降。1. 工工艺路线线方案一一工序一 粗、钻、扩、铰、精精铰25、60孔工序二 粗、精铣60、25孔孔下端面面。工序三 粗、精铣25孔孔上端面面工序四 粗、精精铣60孔上上端面工序五 切断断。工序六 铣螺螺纹孔端端面。工序七 钻22孔孔（装配配时钻铰铰锥孔）。工序八 攻MM221.55螺
8、纹。工序九 粗铣铣 半精精铣 精精铣槽所所在的端端面工序十 粗铣铣 半精精铣 精精铣166H111的槽。工序十一一 检查查。上面的工工序加工工不太合合理，因因为由经经验告诉诉我们大大多数都都应该先先铣平面面再加工工孔，那那样会更更能容易易满足零零件的加加工要求求，效率率不高，但但同时钻钻两个孔孔，对设设备有一一定要求求。且看看另一个个方案。2. 工工艺路线线方案二二工序一 粗、精铣25孔孔上端面面。工序二 粗、精铣25孔孔下端面面。工序三 钻、扩、铰、精铰25孔孔。工序四 钻、扩、铰、精铰60孔孔。工序五 粗、精铣60孔孔上端面面工序六 粗、精铣60孔孔下端面面。工序七 切断断。工序八 铣螺螺
9、纹孔端端面。工序九 钻22孔孔（装配配时钻铰铰锥孔）。工序十 攻MM221.5螺纹纹。工序十一一 粗铣 半精铣铣 精铣铣槽所在在的端面面工序十二二 粗、半精铣铣 精铣铣16HH11的的槽。工序十三三 检查查。上面工序序可以适适合大多多数生产产，但是是在全部部工序中中间的工工序七把把两件铣铣断，对对以后的的各工序序的加工工定位夹夹紧不方方便，从从而导致致效率较较低。再再看另一一方案。3. 工工艺路线线方案三三工序一 粗、精铣25孔孔上端面面。工序二 粗、精铣25孔孔下端面面。工序三 钻、扩、铰、精铰25孔孔。工序四 钻、扩、铰、精铰60孔孔。工序五 粗、精铣60孔孔上端面面工序六 粗、精铣60孔
10、孔下端面面。工序七 铣螺螺纹孔端端面。工序八 钻22孔孔（装配配时钻铰铰锥孔）。工序九 攻MM221.55螺纹。工序十 粗铣铣 半精精铣 精精铣槽所所在的端端面。工序十一一 粗、半精铣铣 精铣铣16HH11的的槽。工序十二二 切断断。工序十三三 检查查。 此此方案仍仍有先钻钻孔再铣铣平面的的不足，所所以这个个方案仍仍不是最最好的工工艺路线线综合考考虑以上上各方案案的各不不足因素素，得到到以下我我的工艺艺路线。4. 工工艺路线线方案四四工序一 以42外外圆为粗粗基准，粗粗铣25孔孔下端面。工序二 精铣25孔孔上下端端面。工序三 以25孔孔上端面面为精基基准，钻钻、扩、铰、精铰25孔孔,孔的的精度
11、达达到ITT7。工序四 以25孔孔为精基基准，粗粗铣60孔孔上下端端面。工序五 以25孔孔为精基基准，精精铣60孔孔上下端端面，保保证端面面相对孔孔的垂直直度误差差不超过过0.11。工序六 以25孔孔为精基基准，钻钻、镗、铰60孔孔，保证证空的精精度达到到IT88。工序七 以25孔孔为精基基准，铣铣螺纹孔孔端面。工序八 以25孔孔为精基基准，钻钻20孔孔（装配配时钻铰铰锥孔）。工序九 以25孔孔为精基基准，钻钻一个20孔孔，攻MM221.55螺纹。工序十 以25孔孔为精基基准，铣铣槽端面面。工序十一一 以以25孔孔为精基基准，铣铣16HH11的的槽保证证槽的侧侧面相对对孔的垂垂直度误误差是00
12、.088。工序十二二 两两件铣断断工序十三三 检检查。虽然工序序仍然是是十三步步，但是是效率大大大提高高了。工工序一和和工序二二比起工工艺路线线方案二二快了一一倍（实实际铣削削只有两两次，而而且刀具具不用调调整）。多多次加工工60、25孔孔是精度度要求所所致。以上工艺艺过程详详见图33。（四）机机械加工工余量、工序尺尺寸及毛毛皮尺寸寸的确定定”CA661400车床拨拨叉”；零件件材料为为HT2200，硬硬度19902210HHB，毛毛坯重量量1.445kgg，生产产类型为为中批量量，铸造造毛坯。据以上原原始资料料及加工工路线，分分别确定定各家工工表面的的机械加加工余量量、工序尺尺寸及毛毛坯尺寸
13、寸如下：1. 外圆表面面（42）考虑其零零件外圆圆表面为为非加工工表面，所所以外圆圆表面为为铸造毛毛坯， 没没有粗糙糙度要求求，因此此直接铸铸造而成成。2. 外圆表表面沿轴轴线方向向长度方方向的加加工余量量及公差差（25，60端端面）。查机械械制造工工艺设计计简明手手册（以以下称工工艺手册册）表表3.11266，取25，60端端面长度度余量均均为2.5（均均为双边边加工）铣削加工工余量为为：粗铣 22mm半精铣 0.77mm3. 内孔（60已铸成50的孔）查工艺艺手册表表2.222.5，为为了节省省材料，取取60孔孔已铸成成孔长度度余量为为3，即即铸成孔孔半径为为50mmm。 工序尺尺寸加工工
14、余量：钻孔 5mmm 扩孔孔 00.5mmm铰孔 0.11mm 精铰铰 00mm 同上上，零件件25的的孔也已已铸出15的的孔。 工工序尺寸寸加工余余量： 钻孔至至23 余量为为8mmm 扩孔钻钻 1.88 mmm 粗铰孔孔 0.14 mm 精铰孔孔 0.06 mm4. 槽槽端面至至中心线线垂直中中心线方方向长度度加工余余量 铸出槽槽端面至至中心线线47mmm的距距离，余余量为33mm。 工工序尺寸寸加工余余量： 粗铣端端面 22.1 mm 半精铣铣 0.77 mmm 精铣铣 0.2 mmm5. 螺螺纹孔顶顶面加工工余量铸出螺纹纹孔顶面面至25孔孔轴线且且垂直轴轴线方向向40mmm的距距离，余
15、余量为44 mmm工序尺寸寸加工余余量： 粗铣铣顶面 33.1 mm 半精精铣 0.77 mmm 精精铣 0.2 mmm6. 其他尺尺寸直接接铸造得得到由于本设设计规定定的零件件为中批批量生产产，应该该采用调调整加工工。因此此在计算算最大、最小加加工余量量时应按按调整法法加工方方式予以以确认。（五）确确立切削削用量及及基本工工时工序一 以42外外圆为粗粗基准，粗粗铣25孔孔上下端面面。1. 加加工条件件工件材料料：HTT2000,b =00.166GPaa HBB=20002241,铸造。加工要求求：粗铣铣25孔孔上下端面面。机床： X533立式铣铣床。刀具： W188Cr44V硬质质合金钢钢
16、端铣刀刀,牌号号YG66。铣削削宽度aae=660,深深度app=44,齿数数z=110,故故据切切削用量量简明手手册（后后简称切切削手册册）取取刀具直直径doo=800mm。选选择刀具具前角o0后角o155，副后后角o=100，刀齿齿斜角s=15,主刃刃Kr=60,过渡渡刃Krr=300,副刃刃Kr=5过渡刃刃宽b=1.5mmm。2. 切切削用量量1）铣削削深度 因为切削削量较小小，故可可以选择择ap=1.3mmm，一次次走刀即即可完成成所需长长度。2）每齿齿进给量量 机床功率率为100kw。查查切削削手册ff=0.080.115mmm/z。由由于是对对称铣，选选较小量量f=00.155 m
17、mm/z。3）查后后刀面最最大磨损损及寿命命 查机械械切削用用量手册册表88，寿命命T=1180mmin4）计算算切削速速度 按按2表表14， VV=1.84n=7.32=6.4445）计算算基本工工时tmLL/ VVf=(990+336)/6.444=66.999minn。工序二 精铣25孔孔上下端端面。1. 加加工条件件工件材料料：HTT2000,b =00.166GPaa HBB=20002241,铸造。加工要求求：精铣25上下下端面。机床： X61140卧卧式铣床床。刀具： W188Cr44V硬质质合金钢钢端铣刀刀,牌号号YG66。铣削削宽度aae=660,深深度app=44,齿数数z
18、=110,故故据切切削用量量简明手手册（后后简称切切削手册册）取取刀具直直径doo=800mm。选选择刀具具前角o55后角o8，副后后角o=8，刀齿齿斜角s=10,主刃刃Kr=60,过渡渡刃Krr=300,副刃刃Kr=5过渡刃刃宽b=1mmm。2. 切切削用量量1） 铣铣削深度度 因为切削削量较小小，故可可以选择择ap=1.0mmm，一次次走刀即即可完成成所需长长度。2） 每每齿进给给量 机床功率率为7.5kww。查切切削手册册表55 ff=0.140.224mmm/z。由由于是对对称铣，选选较小量量f=00.144 mmm/z。3） 查查后刀面面最大磨磨损及寿寿命 查切削削手册表表8，寿寿命
19、T=1800minn4） 计计算切削削速度 按切切削手册册表114，查查得 VVf6.444mmm/s， 5） 计计算基本本工时tmLL+1882/ Vf=(22+1882)/6.444=55.9mmin。工序三 以25孔孔上端面面为精基基准，钻钻、扩、铰、精铰25孔孔，孔的的精度达达到ITT7。 1. 选择择钻床及及钻头 选择ZZ51225A钻钻床，选选择高速速钢麻花花钻钻头头，粗钻钻时doo=23mmm，钻钻头采用用双头刃刃磨法， 2.选选择切削削用量 （1）决决定进给给量由do=23mmm,查查2表表5 按钻头 按机机床强度度查11表110.11-2选选择最终决定定选择机机床已有有的进给
20、给量 （22）耐用用度查2表9T=45500ss=755minn （33）切削削速度查1表表10.1-22n=500-20000rr/miin 取取n=110000r/mmin. .计算算工时由于所有有工步所所用工时时很短，所所以使得得切削用用量一致致，以减减少辅助助时间。扩铰和精精铰的切切削用量量如下：扩钻：选选高速钢钢扩孔钻钻 铰孔：选选高速钢钢铰刀 精铰：选选高速钢钢铰刀 工序四 以25孔孔为精基基准，钻钻、粗镗、 精镗镗60孔孔，保证证孔的精精度达到到IT77。 11. 选选择钻头头 选择高高速钢麻麻花钻钻钻头，粗粗钻时ddo=55mmm，钻钻头采用用双头刃刃磨法。选择Z551633A
21、钻床床 nn=222.410000r/minn, f=00.066311.2mmm/rr. 22.选择择切削用用量 （11）决定定进给量量 查22表55钻头进进给量 按钻钻头强度度选择 按机机床强度度选择 最终决决定选择择Z51163AA机床已已有的进进给量 （2）计计算工时时选择n=6000r/mmin所所以.选择择镗刀选择高速速钢镗刀刀， 粗粗镗时ddo=599.9mmm选择卧式式镗床TT68, 粗镗时时 vv=200-355 m/minn,f=0.33-1.0 mmm/rr 精精镗时 v=115-330 mm/miin,ff=0.15-0.55 mmm/r工序五 粗铣 半精铣铣 精铣铣槽
22、166H111的端面面1. 选选择机床床刀具 选选择立式式铣床XX53KK硬质合合金钢YYab端端铣刀2. 切切削用量量查2表55 f=00.1440.24mmm/rrT=1880miin 取f=0.15mmm/rr vv=1.84mm/miin n=7.32rr/miin 3. 计计算工时时半精铣工序六 精铣铣槽166H111 本道道工序精精铣槽之之前已进进行了粗粗铣和半半精铣工工步，此此工序精精铣槽须须满足各各技术要要求包括括：槽宽宽16HH11，槽槽深8HH12，槽槽两侧面面粗糙度度为3.2，槽槽底面粗粗糙度为为6.33。1. 选择机床床及刀具具机床 x611W型万万能铣床床刀具 错错齿
23、三面面刃铣刀刀铣槽ddo=166mm查查1表8 国家标标准 GGB11118 D=1600mm dd=400mmL=166mm 齿数数z=2242. 计算切削削用量（1） 由1表9.41和3查查得 走刀量量 f=0.667 mmm/rr（2） 铣刀磨钝钝标准和和耐用度度由1表9.46查得得 磨钝钝标准为为 0.200.3 表9.47查得得 耐用用度为 T=1150mmin （3） 切削速度度 由11 式式3.22查表 99.48 得得其中： 修修正系数数 m=0.55 代入上上式，可可得 vv=499.5mm/miin=00.822m/ss （4） 确定机床床主轴速速度由3 按按机床选选取主轴
24、轴转速为为6.333 rr/s所以 实实际切削削速度为为 3. 计算切削削工时工序七 铣螺纹纹孔顶面面1. 选选择机床床及刀具具机床：XX53KK立式铣铣床。刀具：硬硬质合金金钢端铣铣刀,牌牌号YGG6。2. 切切削用量量1） 铣铣削深度度 因为切削削量较小小，故可可以选择择ap=1.5mmm，一次次走刀即即可完成成所需长长度。2） 刀刀具耐用用度 查22表 寿命命T=1180mmin。 3） 计计算切削削速度查2得 VVc0.38mmm/ss，n=1.553r/minn,Vff=1.42mmm/ss工序八 两件铣铣断三、 夹具设设计设计工序序精铣铣槽166H111的夹具具。（一） 问题的提提
25、出本夹具要要用于精精铣槽116H111，对对槽166H111的要求求有：槽槽宽166H111 精度度等级为为IT112级，槽槽深8HH12 精度等等级为IIT122级，槽槽两侧面面粗糙度度为3.2，槽槽底面粗粗糙度为为6.33。本道道工序只只精铣一一下槽即即达到各各要求，因因此，在在本道工工序加工工时，我我们应首首先考虑虑保证槽槽的各加加工精度度，如何何提高生生产效率率，降低低劳动强强度。 （二） 夹具设计计1 定位基准准的选择择拟定加工工路线的的第一步步是选择择定位基基准。定定位基准准的选择择必须合合理，否否则将直直接影响响所制定定的零件件加工工工艺规程程和最终终加工出出的零件件质量。基基准
26、选择择不当往往往会增增加工序序或使工工艺路线线不合理理，或是是使夹具具设计更更加困难难甚至达达不到零零件的加加工精度度（特别别是位置置精度）要要求。因因此我们们应该根根据零件件图的技技术要求求，从保保证零件件的加工工精度要要求出发发，合理理选择定定位基准准。此零零件图没没有较高高的技术术要求，也也没有较较高的平平行度和和对称度度要求，所所以我们们应考虑虑如何提提高劳动动效率，降降低劳动动强度，提提高加工工精度。25的孔和其两端面都已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的25孔和其端面作为定位精基准，来设计本道工序的夹具，以两销和两已加工好的25孔的端面作为定位夹具。 为为了提高高加工效效率
27、，缩缩短辅助助时间，决决定用简简单的螺螺母作为为夹紧机机构。2 切削力和和夹紧力力计算（1）刀刀具： 高速速钢错齿齿三面刃刃铣刀 160mmm z=224机床： xx61WW型万能能铣床 由由3 所所列公式式 得查表 99.48 得得其中： 修正正系数 z=24 代入上式式，可得 FF=8889.44N 因在计算算切削力力时，须须把安全全系数考考虑在内内。安全系数数 KK=其中：为为基本安安全系数数1.55为加工性性质系数数1.11为刀具钝钝化系数数1.11 为断续续切削系系数1.1 所所以 （2）夹夹紧力的的计算 选用用夹紧螺螺钉夹紧紧机 由由 其中中f为夹夹紧面上上的摩擦擦系数，取取 F=
28、+GG GG为工件件自重夹紧螺钉钉： 公公称直径径d=220mmm，材料料45钢钢 性性能级数数为6.8级螺钉疲劳劳极限：极限应力力幅：许用应力力幅：螺钉的强强度校核核：螺钉钉的许用用切应力力为 s=3.544 取ss=44 得 满满足要求求经校核： 满足足强度要要求，夹夹具安全全可靠， 使用用快速螺螺旋定位位机构快快速人工工夹紧，调调节夹紧紧力调节节装置，即即可指定定可靠的的夹紧力力3. 定位误误差分析析（1） 定位元件件尺寸及及公差确确定。夹具的主主要定位位元件为为一平面面和两定定位销，孔孔与销间间隙配合合。 （2） 工件件的工序序基准为为孔心，当当工件孔孔径为最最大，定定位销的的孔径为为
29、最小时时，孔心心在任意意方向上上的最大大变动量量等于孔孔与销配配合的最最大间隙隙量。本本夹具是是用来在在卧式镗镗床上加加工，所所以工件件上孔与与夹具上上的定位位销保持持固定接接触。此此时可求求出孔心心在接触触点与销销中心连连线方向向上的最最大变动动量为孔孔径公差差多一半半。工件件的定位位基准为为孔心。工工序尺寸寸方向与与固定接接触点和和销中心心连线方方向相同同，则其其定位误误差为： Td=Dmaax-DDminn 本工序采采用一定定位销，一一挡销定定位，工工件始终终靠近定定位销的的一面，而而挡销的的偏角会会使工件件自重带带来一定定的平行行于夹具具体底版版的水平平力，因因此，工工件不在在在定位位
30、销正上上方，进进而使加加工位置置有一定定转角误误差。但但是，由由于加工工是自由由公差，故故应当能能满足定定位要求求。4. 夹具设设计及操操作的简简要说明明如前所述述，在设设计夹具具时，应应该注意意提高劳劳动生产产率避免免干涉。应应使夹具具结构简简单，便便于操作作，降低低成本。提提高夹具具性价比比。本道道工序为为镗床夹夹具选择择了压紧紧螺钉夹夹紧方式式。本工工序为精精镗切削削余量小小，切削削力小，所所以一般般的手动动夹紧就就能达到到本工序序的要求求。本夹具的的最大优优点就是是结构简简单紧凑凑。夹具的夹夹紧力不不大，故故使用手手动夹紧紧。为了了提高生生产力，使使用快速速螺旋夹夹紧机构构。参考文献献1 赵家家齐主编编 机械械制造工工艺学课课程设计计指导书书。北京京：机械械工业出出版社2 东北北重型机机械学院院，洛阳阳农业机机械学院院编。机机床夹具具设计手手册 上上海：上上海科学学技术出出版社，1197993 艾兴兴，肖诗诗纲主编编。切削削用量手手册 北北京：机机械工业业出版社社4 金属属切削手手册 上上海：上上海科学学文化技技术出版版社