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1、湘潭大学学 机械械制造工工艺学课课程设计计说明书书题目：设设计“CA661400车床拨拨叉”零件的的机械加加工艺规规程及工工艺装备备（年产产量为440000件）内容：11. 零零件图 1张张2. 毛毛坯图 1张张3. 机机械加工工工艺过过程综合合卡片 1张张4. 结结构设计计装配图图 11张5. 结结构设计计零件图图 55张 6课程设设计说明明书 1份班 级 055 机 三学 生指 导 老 师师教研室主主 任二零一零零年 一一 月8序言机械制造造工艺学学课程设设计使我我们学完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
2、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,它在我我们三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。由于能力力所限，设计尚尚有许多多不足之之处，恳恳请各位位老师给给予指教教。一、零 件 的的 分 析（一）零零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，主要起起换档，使主轴轴回转运运动按照照工作者者
3、的要求求工作，获得所所需的速速度和扭扭矩的作作用。零零件上方方的22孔与与操纵机机构相连连，二下下方的55mmm半孔孔则是用用于与所所控制齿齿轮所在在的轴接接触。通通过上方方的力拨拨动下方方的齿轮轮变速。两件零零件铸为为一体，加工时时分开。（二）零零件的工工艺分析析零件的材材料为HHT2000，灰灰铸铁生生产工艺艺简单，铸造性性能优良良，但塑塑性较差差、脆性性高，不不适合磨磨削，为为此以下下是拨叉叉需要加加工的表表面以及及加工表表面之间间的位置置要求需要加工工的表面面：1.小孔孔的上端端面、大大孔的上上下端面面；2.小头头孔mmm以及与与此孔相相通的mmm的锥锥孔、螺螺纹孔；3.大头头半圆孔孔
4、mm；位置要求求：小头孔上上端面与与小头孔孔中心线线的垂直直度误差差为0.05mmm、大大孔的上上下端面面与小头头孔中心心线的垂垂直度误误差为00.077mm。由上面分分析可知知，可以以粗加工工拨叉底底面，然然后以此此作为粗粗基准采采用专用用夹具进进行加工工，并且且保证位位置精度度要求。再根据据各加工工方法的的经济精精度及机机床所能能达到的的位置精精度，并并且此拨拨叉零件件没有复复杂的加加工曲面面，所以以根据上上述技术术要求采采用常规规的加工工工艺均均可保证证。二、 工工 艺 规 程程 设 计（一）确确定毛坯坯的制造造形式零件材料料为HTT2000。考虑虑到零件件在机床床运行过过程中所所受冲击
5、击不大，零件结结构又比比较简单单，生产产类型为为大批生生产，故故选择铸铸件毛坯坯。选用用铸件尺尺寸公差差等级CCT9级级，已知知此拨叉叉零件的的生产纲纲领为440000件/年年，零件件的质量量是1.0Kgg/个，可确定定该拨叉叉生产类类型为大大批生产产，所以以初步确确定工艺艺安排为为：加工工过程工工序划分分阶段；工序适适当集中中；加工工设备以以通用设设备为主主，大量量采用专专用工装装。（二）基基面的选选择基面的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，可以以使加工工质量得得到保证证，生产产效率得得以提高高。否则则，加工工工艺过过程中会会问题百百出，更更有甚者
6、者，还会会造成大大批报废废，使生生产无法法正常进进行。（1） 粗基准准的选择择：以零零件的底底面为主主要的定定位粗基基准，以以两个小小头孔外外圆表面面为辅助助粗基准准。这样样就可以以达到限限制五个个自由度度，再加加上垂直直的一个个机械加加紧，就就可以达达到完全全定位。 （2） 精基基准的选选择：考考虑要保保证零件件的加工工精度和和装夹准准确方便便，依据据“基准重重合”原则和和“基准统统一”原则，以粗加加工后的的底面为为主要的的定位精精基准，以两个个小头孔孔内圆柱柱表面为为辅助的的定位精精基准。当设计计基准和和工序基基准不重重合时，应该进进行尺寸寸换算，这在以以后还要要专门的的计算，此处不不再重
7、复复。（三）制制定工艺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、尺寸寸精度及及位置精精度等技技术要求求能得到到合理的的保证。再生产产纲领已已确定为为大批生生产的条条件下，可以考考虑采用用万能性性机床配配以专用用的夹具具，并尽尽量使工工序集中中来提高高生产率率。处此此之外，还应当当考虑经经济效果果，以便便使生产产成本尽尽量下降降。1.工艺艺路线方方案一工序 粗铣铣40mmm孔的的两头的的端面，73mmm孔的的上下端端面。工序 精铣铣40mmm孔的的两头的的端面，73mmm孔的的上下端端面。工序 粗镗镗、半精精镗、精精镗55mmm孔至至图样尺尺寸。工序 钻、扩、铰铰两端22
8、mmm孔至至图样尺尺寸。工序 钻MM8的螺螺纹孔，钻8的锥锥销孔钻钻到一半半，攻MM8的螺螺纹。工序 铣断断保证图图样尺寸寸。工序 去毛毛刺，检检查。2.工艺艺路线方方案二工序 粗铣铣40mmm孔的的两头的的端面。工序 钻、铰两端端22mmm孔之之图样尺尺寸。工序粗粗铣中间间孔上端端面至25mmm，周周径至71mmm；粗粗铣中间间孔下端端面至222mmm，周径径至71mmm；精精铣两头头孔的端端面至550mmm；精铣铣中间孔孔上端面面至255mm，周径至至73mmm；精精铣中间间孔下端端面至周周径至73mmm；工序 粗镗镗、半精精镗、精精镗55mmm孔至至图样尺尺寸。工序 钻8mmm的锥销销孔
9、钻到到一半，然后与与轴配做做钻通，再钻MM8x11mm的的螺纹孔孔，攻MM8x11mm的的螺纹。工序 铣断断保证图图样尺寸寸工序 去毛毛刺，检检查。3. 工工艺方案案的比较较与分析析上述两个个工艺方方案的特特点在于于：方案案一是先先加工完完与22mmm的孔孔有垂直直度要求求的面再再加工孔孔。而方方案二悄悄悄相反反，先是是加工完完22mmm的孔孔，再以以孔的中中心轴线线来定位位加工完完与之有有垂直度度要求的的三个面面。方案案一的装装夹次数数少，但但在加工工22mmm的时时候最多多只能保保证一个个面定位位面与之之的垂直直度要求求。其他他两个面面很难保保证。因因此，此此方案有有很大的的弊端。方案二二
10、在加工工三个面面时都是是用22mmm孔的的中心轴轴线来定定位这样样很容易易就可以以保证其其与三个个面的位位置度要要求。这这样也体体现了基基准重合合的原则则。很是是审美！其他的的工序尤尤为平常常简单无无需再议议。这样样一比较较最终的的工艺方方案为：工序 粗铣铣40mmm孔的的两头的的端面。工序 钻、铰两端端22mmm孔之之图样尺尺寸。工序粗粗铣中间间孔上端端面至25mmm，周周径至71mmm；粗粗铣中间间孔下端端面至222mmm，周径径至71mmm；精精铣两头头孔的端端面至550mmm；精铣铣中间孔孔上端面面至255mm，周径至至73mmm；精精铣中间间孔下端端面至周周径至73mmm；工序 粗镗
11、镗、半精精镗、精精镗55mmm孔至至图样尺尺寸。工序 钻8mmm的锥销销孔钻到到一半，然后与与轴配做做钻通，再钻MM8x11mm的的螺纹孔孔，攻MM8x11mm的的螺纹。工序 铣断断保证图图样尺寸寸工序 去毛毛刺，检检查。以上工艺艺过程详详见“机械加加工工艺艺过程综综合卡片片”。（四） 机械加加工余量量、工序序尺寸及及毛坯尺尺寸的确确定“CA661400车床拨拨叉”零件材材料为HHT2000，毛毛坯重量量约为11.6,生产产类型为为大批生生产，采采用砂型型铸造毛毛坯。根据上述述原始资资料及加加工工艺艺，分别别确定各各加工表表面的机机械加工工余量、工序尺尺寸及毛毛坯尺寸寸如下：1.外圆圆表面（4
12、0mmm及73mmm外表表面）考虑到此此表面为为非加工工表面，其精度度为铸造造精度CCT9即即可。又又因它们们是对称称的两个个零件最最后还需需铣断，故对40mmm的中中心轴线线的尺寸寸偏差为为12001.225的范范围内。2.两小小孔毛坯为实实心，两两内孔精精度要求求界于IIT7IT88之间，参照切屑加加工简明明实用手手册表表8-221确定定工序尺尺寸及余余量：钻孔：21.8mmm 2ZZ=211.8mmm铰孔：mmm 2Z=0.22mm3.中间间孔（55mmm及73mmm）中间孔尺尺寸相对对较大可可以铸造造，根据据机械制制造工艺艺设计手手册表11-133得：孔孔的铸造造毛坯为为49. 733
13、的孔是是在55孔孔的基础础之上铣铣削加工工得到，其轴向向尺寸上上下表面面距离为为30mmm，由由于其对对轴向的的尺寸要要求不高高，直接接铸造得得到。参参照切切屑加工工简明实实用手册册表88-955确定73mmm工序序尺寸及及余量：粗铣：71mmm ZZ=4mmm精铣：73mmm ZZ=1mmm参照切切屑加工工简明实实用手册册表88-955确定55mmm工序序尺寸及及余量：粗 镗镗：53mmm 2Z=4mmm半精镗：54mmm精 镗镗：55mmm4.螺纹纹孔及销销孔无可非议议此销尺尺寸铸造造为实体体。参照切切屑加工工简明实实用手册册表88-700确定钻钻8螺纹纹孔和8圆柱柱销孔及及螺纹孔孔的攻丝
14、丝。5.铣断断（五）确确定切削削用量及及基本工工时工序 粗铣铣40mmm孔的的两头的的端面。1. 加加工条件件工件材料料：HTT2000，硬度度19002600HBSS，b =00.166Gpa，铸铸造。加工要求求：粗铣铣两头端端面至551mmm、粗铣铣大孔端端面至330mmm。机床：XX52KK立式铣铣床参数数。刀具：涂涂层硬质质合金盘盘铣刀45mmm，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.计算算切削用用量1）铣削削深度 因为切切削量较较小，故故可以选选择app=2mmm，一一次
15、走刀刀即可完完成所需需长度。2）计算算切削速速度 按按简明明手册V c=算得 VVc988mm/s，nn=4339r/minn,Vff=4990mmm/s据X522K立式式铣床参参数，选选择ncc=4775r/minn,Vffc=4475mmm/ss,则实实际切削削速度 V c=3.14804755/10000=1.006m/s,实实际进给给量为f zcc=V fc/nncz=4475/(300010)=0.16mmm/zz。3)校验验机床功功率 查查简明明手册Pccc=1.5kww,而机机床所能能提供功功率为PPcmPccc。故校校验合格格。最终确定定 app=2mmm，nnc=4775r/
16、minn,Vffc=4475mmm/ss，V c=1.06mm/s，f zz=0.15mmm/zz。4）计算算基本工工时tmLL/ VVf=9.4s。工序 钻、铰两端端22mmm孔之之图样尺尺寸。1. 加加工条件件工件材料料：HTT2000，硬度度19002600HBSS，b =00.166Gpa，铸铸造。加工要求求：钻孔孔至21.8mmm，精铰铰至22mmm，保保证孔壁壁粗糙度度Ra=1.66m。机床：ZZ5122台式钻钻床。刀具：YYG8硬硬质合金金麻花钻钻21.8mmm，钻头头采用双双头刃磨磨法，后后角112、二重重刃长度度=2.5mmm、横刀刀长b=1.55mm、宽l=3mmm、棱带带
17、长度 、。YGG8硬质质合金铰铰刀22mmm。2.计算算切削用用量1）查切削用用量简明明手册 。 按钻头头强度选选择 按机床床强度选选择，最终决定定选择机机床已有有的进给给量 。2）钻头头磨钝标标准及寿寿命后刀面最最大磨损损限度（查简简明手册册）为为0.55.mmm，寿命命3）切削削速度查切削削用量简简明手册册 修正正系数 故。查简明明手册机床实实际转速速为。故实际的的切削速速度。3. 计计算基本本工时由于所有有工步所所用工时时很短，所以使使得切削削用量一一致，以以减少辅辅助时间间。钻和精铰铰的切削削用量如如下：钻孔： 。精铰： 。工序粗粗铣中间间孔上端端面至25mmm，周周径至71mmm；粗
18、粗铣中间孔下端端面至222mmm，周径径至71mmm；精精铣两头头孔的端端面至550mmm；精铣铣中间孔孔上端面面至255mm，周径至至73mmm；精精铣中间间孔下端端面至周周径至73mmm。1. 加加工条件件工件材料料：HTT2000，硬度度19002600HBSS，b =00.166Gpa，铸铸造。加工要求求：粗铣铣中间孔孔上端面面至25mmm，周周径至71mmm；粗粗铣中间孔下下端面至至22mmm，周周径至71mmm；精精铣两头头孔的端端面至550mmm；保证证粗糙度度Ra=3.22m；精铣铣中间孔孔上端面面至255mm，周径至至73mmm；精精铣中间间孔下端端面至保保证200mm,周径
19、至至73mmm，保保证端面面粗糙度度Ra=3.22m，保保证孔壁壁粗糙度度Ra=6.33m。机床：XX63卧卧式铣床床。刀具：涂涂层硬质质合金盘盘铣刀45mmm，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.计算算切削用用量1）铣削削深度 因为切切削量较较小，故故可以选选择app=4mmm，一一次走刀刀即可完完成所需需长度。2）计算算切削速速度 按按简明明手册V c=算得 VVc988mm/s，nn=7880r/minn,Vff=4990mmm/s据X522K立式式铣床参参数，选选择ncc
20、=7550r/minn,Vffc=4475mmm/ss,则实实际切削削速度 V c=3.14807500/10000=1.778m/s,实实际进给给量为f zcc=V fc/nncz=7750/(300010)=0.25mmm/zz。3)校验验机床功功率 查查简明明手册Pccc=2kkw,而而机床所所能提供供功率为为PcmmPccc。故故校验合合格。最终确定定 app=1mmm，nnc=7550r/minn,Vffc=4475mmm/ss，V c=1.78mm/s， ff z=0.15mmm/zz。4）计算算基本工工时粗铣中间间孔上端端面至25 mmm，周周径至71mmm；ttm1=LL/ V
21、Vf=133s粗铣中间间孔下端端面至222mmm，周径径至71mmm；ttm2=LL/ VVf=133s精铣小孔孔上端面面至500mm，tm33=L/ Vff=8ss；精铣中间间孔上端端面至周周径至73mmm，ttm4= L/ Vf=100s；精铣中间间孔下端端面至周周径至73mmm，ttm5= L/ Vf=100s。工序 粗镗镗、半精精镗、精精镗55mmm孔至至图样尺尺寸。1. 加加工条件件工件材料料：HTT2000，硬度度19002600HBSS，b =00.166Gpa，铸铸造。加工要求求：粗镗镗中间孔孔至53mmm、半半精镗中中间孔至至54mmm、精精镗中间间孔至55mmm。机床：TT
22、6166卧式镗镗床。刀具：YYG8硬硬质合金金镗刀。2.计算算切削用用量单边余量量 分三三次切除除，则 第一次次。根据据简明明手册4.22-200查得，取 。根据简明手手册44.2-21查查得，取取：。3.计算算切削基基本工时时：同理，当当第二次次，第三三次时，进给量量和，机床床主轴转转速都取取64rr/miin，切切削基本本工时分分别为1100ss和800s。工序 钻8mmm的锥销销孔钻到到一半，然后与与轴配做做钻通，再钻MM8x11mm的的螺纹孔孔，攻MM8x11mm的的螺纹。1. 加加工条件件工件材料料：HTT2000，硬度度19002600HBSS，b =00.166Gpa，铸铸造。加
23、工要求求：先钻钻8mmm的锥销销孔，钻钻到一半半后将与与该孔配配合的轴轴安装进进去，把把两者配配做加工工，为的的使保证证孔与轴轴的同轴轴度，同同时在尺尺寸上保保证距上上端面110mmm；再钻钻M8xx1mmm的螺纹纹孔，攻攻M8xx1mmm的螺纹纹。机床：组组合机床床。刀具：8mmm麻花钻钻、7.55mm麻麻花钻、8mmm的丝锥锥。2.计算算切削用用量（1）钻钻8mmm的锥销销孔根据切切削手册册查得得，进给给量为00.1880.33mmm/z,现取ff=0.3mm/z，vv=5m/mmin，则：查简明明手册表4.2-115，取取。所以以实际切切削速度度为：计算切削削基本工工时：（2）钻钻M8的
24、的螺纹孔孔刀具：7.55mm麻麻花钻。根据切切削手册册查得得，进给给量为00.1880.33mmm/z,现取ff=0.3mm/z，vv=5m/mmin，则：查简明明手册表4.2-115，取取。所以以实际切切削速度度为：计算切削削基本工工时：（3）攻攻M8xx1mmm的螺纹纹刀具：丝丝锥M66，P=1mmm切削用量量选为：，机床床主轴转转速为：，按机机床使用用说明书书选取：，则 ；机动动时，计算切切削基本本工时：工序 铣断断保证图图样尺寸寸1. 加加工条件件工件材料料：HTT2000，硬度度19002600HBSS，b =00.166Gpa，铸铸造。加工要求求：铣断断后保证证两边对对称相等等。
25、刀具：YG硬硬质合金金圆盘铣铣刀，厚厚度为44mm。 机床：组合机机床。2.计算算切削用用量查切削削手册，选择择进给量量为：,切削速速度为：，则：根据简简明手册册表44.2-39，取，故故实际切切削速度度为：查切削削手册表4.2-440，刚刚好有。计算切削削基本工工时：工序 去毛毛刺，检检查。三、 夹具设设计为了提高高劳动生生产率，保证加加工质量量，降低低劳动强强度，需需要设计计专用夹夹具。并并设计工工序 粗粗铣40mmm孔的的两头的的端面。(一)问问题的提提出本夹具是是用来粗粗铣40mmm孔的的两头的的端面,包括后后面工序序的精铣铣，该工工序完成成后此端端面主要要作为后后道工序序的精基基准，
26、所所以主要要考虑如如何提高高劳动生生产率,降低劳劳动强度度和表面面粗糙度度要求。 (二)夹具设设计 1定定位基准准选择 由于是是第一道道工序，只能是是以底面面为粗基基准。由由于底面面是粗基基准，所所以采用用四个球球头支撑撑钉。2切削削力及夹夹紧力计计算1）.切切削力查表得其其中： 修正系系数 z=24 代入入上式，可得 F=8889.4N 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) 夹夹紧力采用V型型块夹紧紧防止转动动=K=2.5=0.116
27、R=188得出=11.2防止移动动=K=2.5=0.22得出=86886.11N由于工件件所受夹夹紧力大大于工件件所受的的切削力力，而且且实际夹夹紧力大大于所需需夹紧力力。故本本夹具安安全可靠靠。3.具体体夹具的的装配图图见附图图4.夹具具设计及及操作的的简要说说明如前所述述，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。应使夹夹具结构简单单，便于于操作，降低成成本。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，所以一一般的手手动夹紧紧就能达达到本工工序的要要求。本本夹具的的最大优优点就是是结构简简单紧凑
28、凑。夹具具的夹紧紧力不大大，故使使用手动动夹紧。为了提提高生产产力，使使用快速速螺旋夹夹紧机构构。参考文献献:1.杨叔叔子，机机械加工工工艺师师手册M，北京：机械工工业出版版社，220044。2. 上上海金属属切削技技术协会会，金属属切削手手册MM，上上海：上上海科学学技术出出版社，20004。3. 李李洪，机机械加工工工艺手手册MM，北北京：机机械工业业出版社社，19990。4. 方方昆凡，公差与与配合手手册MM，北北京：机机械工业业出版社社，19999。5.王光光斗，王王春福，机床夹夹具设计计手册M，上海科科学技术术出版社社，20000。6. 东东北重型型机械学学院等，机床夹夹具设计计手册
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