机械制造工艺学课程设计diut.docx

湘潭大学学机械制造造工艺学学课程设设计说明明书题目：设设计“CA61140车车床拨叉叉”零件的的机械加加工艺规程及工工艺装备（年产产量为40000件）内容：11.零件件图 11张2.毛坯坯图1张3.机械械加工工工艺过程程综合卡卡片1张4.结构构设计装装配图11张5.结构构设计零零件图55张6课程程设计说说明书1份班级 05机机三学生指导老师师教研室主主任二零一零零年一月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.这是我们们在进行行毕业设设计之前前对所学学各课程程的一次次深入的的综合性性的总复复习,也是一一次理论论联系实实际的训训练,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。就我个人人而言，我我希望能能通过这这次课程程设计对对自己未未来将从从事的工工作进行行一次适适应性训训练，从从中锻炼炼自己分分析问题题、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基基础。由于能力力所限，设设计尚有有许多不不足之处处，恳请请各位老老师给予予指教。一、零件件的分析（一）零零件的作作用题目所给给的零件件是CAA61440车床的的拨叉。它它位于车车床变速速机构中中，主要要起换档档，使主主轴回转转运动按按照工作作者的要要求工作作，获得得所需的的速度和和扭矩的的作用。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半孔则则是用于于与所控控制齿轮轮所在的的轴接触触。通过过上方的的力拨动动下方的的齿轮变变速。两两件零件件铸为一一体，加加工时分分开。（二）零零件的工工艺分析析零件的材材料为HT2200，灰铸铸铁生产产工艺简简单，铸铸造性能能优良，但但塑性较较差、脆脆性高，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mm；位置要求求：小头孔上上端面与小小头孔中中心线的的垂直度度误差为为0.005mmm、大孔的的上下端端面与小小头孔中中心线的的垂直度度误差为0.007mm。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。再再根据各各加工方方法的经经济精度度及机床床所能达达到的位位置精度度，并且且此拨叉叉零件没没有复杂杂的加工工曲面，所所以根据据上述技技术要求求采用常常规的加加工工艺艺均可保保证。二、工艺艺规程设计（一）确确定毛坯坯的制造造形式零件材料料为HT2200。考虑虑到零件在在机床运运行过程程中所受受冲击不不大，零零件结构构又比较较简单，生生产类型型为大批批生产，故故选择铸铸件毛坯坯。选用用铸件尺尺寸公差差等级CT9级，已知此此拨叉零零件的生生产纲领领为40000件/年，零零件的质质量是1.00Kg/个，可可确定该该拨叉生生产类型型为大批批生产，所所以初步步确定工工艺安排排为：加加工过程程工序划分分阶段；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）粗粗基准的选选择：以以零件的的底面为为主要的的定位粗粗基准，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，就就可以达到到完全定定位。（2）精精基准的的选择：考虑要要保证零零件的加加工精度度和装夹夹准确方方便，依依据“基准重重合”原则和“基准统统一”原则，以以粗加工工后的底底面为主主要的定定位精基基准，以以两个小小头孔内内圆柱表表面为辅辅助的定定位精基基准。当当设计基基准和工工序基准准不重合合时，应应该进行行尺寸换换算，这这在以后后还要专专门的计计算，此此处不再再重复。（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。再再生产纲纲领已确确定为大大批生产产的条件件下，可可以考虑虑采用万万能性机机床配以以专用的的夹具，并并尽量使使工序集集中来提提高生产产率。处此之之外，还还应当考考虑经济济效果，以以便使生生产成本本尽量下下降。1.工艺艺路线方方案一工序粗粗铣40mmm孔的两两头的端端面，73mmm孔的上上下端面面。工序精精铣40mmm孔的两两头的端端面，73mmm孔的上上下端面面。工序粗粗镗、半半精镗、精精镗55mmm孔至图图样尺寸寸。工序钻钻、扩、铰铰两端22mmm孔至图图样尺寸寸。工序钻钻M8的螺纹纹孔，钻钻8的锥销销孔钻到到一半，攻M8的螺纹。工序铣铣断保证证图样尺尺寸。工序去去毛刺，检检查。2.工艺艺路线方方案二工序粗粗铣40mmm孔的两两头的端端面。工序钻钻、铰两端端22mm孔之图图样尺寸寸。工序粗粗铣中间间孔上端端面至25mmm，周径径至71mmm；粗铣铣中间孔孔下端面面至22mmm，周径至至71mmm；精铣铣两头孔孔的端面面至50mmm；精铣中中间孔上上端面至至25mmm，周径径至73mmm；精铣中间间孔下端端面至周周径至73mmm；工序粗粗镗、半半精镗、精精镗55mmm孔至图图样尺寸寸。工序钻钻8mm的锥销销孔钻到到一半，然然后与轴轴配做钻钻通，再再钻M8xx1mmm的螺纹纹孔，攻攻M8xx1mmm的螺纹纹。工序铣铣断保证证图样尺尺寸工序去去毛刺，检检查。3.工艺艺方案的的比较与与分析上述两个个工艺方方案的特点在于于：方案案一是先先加工完完与22mmm的孔有有垂直度度要求的的面再加加工孔。而而方案二二悄悄相相反，先先是加工工完22mmm的孔，再再以孔的的中心轴轴线来定定位加工工完与之之有垂直直度要求求的三个个面。方方案一的的装夹次次数少，但但在加工工22mmm的时候候最多只只能保证证一个面面定位面面与之的的垂直度度要求。其其他两个个面很难难保证。因因此，此此方案有有很大的的弊端。方方案二在在加工三三个面时时都是用用22mmm孔的中中心轴线线来定位位这样很很容易就就可以保保证其与与三个面面的位置置度要求求。这样样也体现现了基准准重合的的原则。很很是审美美！其他他的工序序尤为平平常简单单无需再再议。这这样一比比较最终终的工艺艺方案为为：工序粗粗铣40mmm孔的两头头的端面面。工序钻钻、铰两两端22mmm孔之图图样尺寸寸。工序粗粗铣中间间孔上端端面至25mmm，周径径至71mmm；粗铣铣中间孔孔下端面面至22mmm，周径至至71mmm；精铣铣两头孔孔的端面面至50mmm；精铣中中间孔上上端面至至25mmm，周径径至73mmm；精铣中中间孔下下端面至至周径至至73mmm；工序粗粗镗、半半精镗、精精镗55mmm孔至图图样尺寸寸。工序钻钻8mm的锥销销孔钻到到一半，然然后与轴轴配做钻钻通，再再钻M8xx1mmm的螺纹纹孔，攻攻M8xx1mmm的螺纹。工序铣铣断保证证图样尺尺寸工序去去毛刺，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）机机械加工工余量、工工序尺寸寸及毛坯坯尺寸的的确定“CA661400车床拨拨叉”零件材材料为HT2200，毛坯坯重量约约为1.6,生产类类型为大大批生产产，采用用砂型铸铸造毛坯坯。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、工工序尺寸寸及毛坯坯尺寸如如下：1.外圆圆表面（40mmm及73mmm外表面面）考虑到此此表面为为非加工工表面，其其精度为为铸造精精度CT9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，故故对40mmm的中心轴线线的尺寸寸偏差为为120±1.225的范围围内。2.两小小孔毛坯为实实心，两两内孔精精度要求求界于IT77ITT8之间，参参照切切屑加工工简明实实用手册册表8-221确定工工序尺寸寸及余量量：钻孔：21.8mmm 2ZZ=211.8mmm铰孔：mmm2ZZ=0.2mmm3.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1-13得：孔的铸铸造毛坯坯为49.73的孔是是在55孔的基基础之上上铣削加加工得到到，其轴轴向尺寸寸上下表表面距离离为30mmm，由于于其对轴轴向的尺尺寸要求求不高，直直接铸造造得到。参照切屑加工简明实用手册表8-95确定73mm工序尺寸及余量：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8-955确定55mmm工序尺尺寸及余余量：粗镗：53mmm 2Z=4mmm半精镗：54mm精镗：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8-770确定钻钻8螺纹孔孔和8圆柱销销孔及螺螺纹孔的的攻丝。5.铣断断（五）确确定切削削用量及及基本工工时工序粗粗铣40mmm孔的两两头的端端面。1.加工工条件工件材料料：HT2200，硬硬度19002600HBSS，b =00.166Gpa，铸造。加工要求求：粗铣铣两头端端面至51mmm、粗铣铣大孔端面至30mm。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，选择刀刀具前角角o5°后角o8°，副后角角o=8°，刀齿齿斜角s=10°,主刃Kr=60°°,过渡刃Kr=300°,副刃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ap=2mm，一次次走刀即即可完成成所需长长度。2）计算算切削速速度按简简明手册册V c=算得 VVc98mmm/ss，n=4439rr/miin,Vf=4990mmm/s据X522K立式铣铣床参数数，选择择nc=4775r/minn,Vffc=4475mmm/ss,则实际际切削速速度V c=3.14××80×4755/10000=1.006m/s,实际进进给量为为f zcc=V fcc/ncz=4775/(3000×10)=0.16mmm/zz。3)校验验机床功功率查简简明手册册Pccc=1.5kw,而机床床所能提提供功率率为Pcmm>Pccc。故校校验合格格。最终确定定 ap=2mmm，nc=4775r/minn,Vffc=4475mmm/ss，V c=1.006m/s，f z=0.15mm/z。4）计算算基本工工时tmLL/ VVf=9.44s。工序钻钻、铰两两端22mmm孔之图图样尺寸寸。1.加工工条件工件材料料：HT2200，硬度19002600HBSS，b =00.166Gpa，铸造造。加工要求求：钻孔孔至21.8mmm，精铰铰至22mmm，保证证孔壁粗粗糙度Ra=1.66m。机床：ZZ5122台式钻钻床。刀具：YYG8硬质合合金麻花花钻21.8mmm，钻头采采用双头头刃磨法法，后角角12°、二重重刃长度度=2.5mmm、横刀刀长b=11.5mmm、宽l=3mmm、棱带长长度、°°、°。YG8硬质合合金铰刀22mmm。2.计算算切削用用量1）查切切削用量量简明手手册。按钻头强强度选择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（查查简明明手册）为0.5.mm，寿命3）切削削速度查切削削用量简简明手册册修正系系数故。查简明明手册机机床实际际转速为为。故实际的的切削速速度。3.计算算基本工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。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，周径至至71mmm；粗铣中间孔下端端面至222mm，周径至至71mmm；精铣铣两头孔孔的端面面至50mmm；精铣中中间孔上上端面至至25mmm，周径径至73mmm；精铣中中间孔下端面至周周径至73mmm。1.加工工条件工件材料料：HT2200，硬度19002600HBSS，b =00.166Gpa，铸造造。加工要求求：粗铣铣中间孔孔上端面面至25mmm，周径径至71mmm；粗铣铣中间孔下下端面至至22mmm，周径至71mmm；精铣铣两头孔孔的端面面至50mmm；保证证粗糙度度Ra=3.22m；精铣中中间孔上上端面至至25mmm，周径径至73mmm；精铣中中间孔下下端面至至保证20mmm,周径至至73mm，保证证端面粗粗糙度Ra=3.22m，保证证孔壁粗粗糙度Ra=6.33m。机床：XX63卧式铣铣床。刀具：涂涂层硬质质合金盘盘铣刀45mmm，选择刀具具前角o5°后角o8°，副后后角o=8°，刀齿齿斜角s=10°,主刃Kr=60°°,过渡刃Kr=300°,副刃Krr=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ap=4mmm，一次次走刀即即可完成成所需长长度。2）计算算切削速速度按简简明手册册V c=算得 VVc98mmm/ss，n=7780rr/miin,VVf=4990mmm/s据X522K立式铣铣床参数数，选择择nc=7550r/minn,Vffc=4475mmm/ss,则实际切切削速度度 VV c=3.14××80×7500/10000=1.778m/s,实际进进给量为为f zcc=V fc/nncz=7750/(3000×10)=0.25mmm/zz。3)校验验机床功功率查简简明手册册Pccc=2kkw,而机床床所能提提供功率率为Pcmm>Pccc。故校校验合格格。最终确定定 ap=1mmm，nc=7550r/minn,Vffc=4475mmm/ss，V c=1.78mm/s，f 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；tm1=LL/ VVf=13ss粗铣中间间孔下端端面至22mmm，周径至至71mmm；tm2=LL/ VVf=133s精铣小孔孔上端面面至50mmm，tm3=L/ Vff=8s；精铣中间间孔上端端面至周周径至73mmm，tm4= LL/ VVf=100s；精铣中间间孔下端端面至周周径至73mmm，tm5= LL/ VVf=100s。工序粗粗镗、半半精镗、精精镗55mmm孔至图图样尺寸寸。1.加工工条件工件材料料：HT2200，硬度1902600HBSS，b =00.166Gpa，铸造造。加工要求求：粗镗镗中间孔孔至53mmm、半精精镗中间间孔至54mmm、精镗镗中间孔孔至55mmm。机床：TT6166卧式镗镗床。刀具：YYG8硬质合合金镗刀刀。2.计算算切削用用量单边余量量分三次切切除，则则第一次次。根据据简明明手册4.22-20查得，取取。根据据简明明手册4.22-211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，进进给量和和，机床床主轴转转速都取取64rr/miin，切削基基本工时时分别为1000s和80s。工序钻钻8mm的锥销销孔钻到到一半，然然后与轴轴配做钻钻通，再再钻M8xx1mmm的螺纹纹孔，攻攻M8xx1mmm的螺纹纹。1.加工工条件工件材料料：HT2200，硬度19002600HBSS，b =00.166Gpa，铸造造。加工要求求：先钻钻8mm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10mmm；再钻M8xx1mmm的螺纹纹孔，攻攻M8xx1mmm的螺纹纹。机床：组组合机床床。刀具：8mm麻花钻钻、7.55mm麻花钻钻、8mm的丝锥锥。2.计算算切削用用量（1）钻钻8mm的锥销销孔根据切切削手册册查得得，进给给量为00.1880.333mm/z,现取f=00.3mm/z，v=5m/mmin，则：查简明明手册表4.2-15，取。所以实际切削速度为：计算切削削基本工工时：（2）钻钻M8的螺纹纹孔刀具：7.55mm麻花钻钻。根据切切削手册册查得得，进给给量为00.1880.333mm/z,现取f=00.3mm/z，v=5m/mmin，则：查简明明手册表4.2-15，取。所以实际切削速度为：计算切削削基本工工时：（3）攻攻M8xx1mmm的螺纹纹刀具：丝丝锥M6，P=11mm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，计计算切削削基本工工时：工序铣铣断保证证图样尺尺寸1.加工工条件工件材料料：HT2200，硬度19002600HBSS，b =00.166Gpa，铸造造。加工要求求：铣断断后保证证两边对对称相等等。刀具：YYG硬质合合金圆盘盘铣刀，厚厚度为4mm。机床：组组合机床床。2.计算算切削用用量查切削削手册，选选择进给给量为：,切削速速度为：，则：根据简简明手册册表4.22-399，取，故故实际切切削速度度为：查切削削手册表4.2-40，刚好有。计算切削削基本工工时：工序去去毛刺，检检查。三、夹具具设计为了提高高劳动生生产率，保保证加工工质量，降降低劳动动强度，需需要设计计专用夹夹具。并并设计工序粗铣40mmm孔的两两头的端端面。(一)问问题的提提出本夹具是是用来粗粗铣40mmm孔的两两头的端端面,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，所所以主要要考虑如如何提高高劳动生产率,降低劳动动强度和和表面粗粗糙度要要求。(二)夹夹具设计计1定位位基准选选择由于是第第一道工工序，只只能是以以底面为为粗基准准。由于于底面是是粗基准准，所以以采用四四个球头头支撑钉钉。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 代入上式式，可得得 F=8899.4NN 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为断续切切削系数数1.11所以2)夹紧紧力采用V型型块夹紧紧防止转动动=K=2.5=0.116R=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。应应使夹具具结构简单单，便于于操作，降降低成本本。提高高夹具性性价比。本本道工序序为镗床床夹具选选择了压压紧螺钉钉夹紧方方式。本本工序为为精镗切切削余量量小，切切削力小小，所以以一般的的手动夹夹紧就能能达到本本工序的的要求。本本夹具的的最大优优点就是是结构简简单紧凑凑。夹具具的夹紧紧力不大大，故使使用手动动夹紧。为为了提高高生产力力，使用用快速螺螺旋夹紧紧机构。参考文献献:1.杨叔叔子，机机械加工工工艺师师手册M，北京京：机械械工业出出版社，2004。2.上海海金属切切削技术术协会，金金属切削削手册M，上海海：上海海科学技技术出版版社，20004。3.李洪洪，机械械加工工工艺手册册M，北京：机械工工业出版版社，19990。4.方昆昆凡，公公差与配配合手册册M，北京京：机械械工业出出版社，19999。5.王光光斗，王王春福，机机床夹具具设计手手册M，上海海科学技技术出版版社，20000。6.东北北重型机机械学院院等，机机床夹具具设计手手册MM，上海海：上海海科学技技术出版版社，19779。7.吴宗宗泽，机机械设计计实用手手册M，北京京：化学学工业出出版社，20000。8.刘文文剑，曹曹天河，赵赵维，夹夹具工程程师手册册M，哈尔尔滨：黑黑龙江科科学技术术出版社社，19887。9.上海海金属切切削技术术协会，金金属切削削手册M，上海海：上海海科学技技术出版版社，19884。10.周周永强，高高等学校校毕业设设计指导导M，北京京：中国国建材工工业出版版社，20002。11.黄黄如林.切屑加加工简明明实用手手册北京：化学工工业出版版社,20004.7.12.王王绍俊.机械制制造工艺艺手册.北京:机械工工业出版版社,119855.13.孟孟少农.机械加加工工艺艺手册.北京:机械工工业出版版社,119911.14.杨杨叔子.机械加加工工艺艺师手册册.北京:机械工工业出版版社，20001.15.王王光斗、王王春福机床夹夹具设计计手册上海：上海科科学技术术出版社社，20001.16.吴吴宗泽、罗罗圣国.机械设设计课程程设计手手册.北京:高等教教育出版版社20006.附件图纸纸V形块对中块滑块夹具体零零件图螺杆毛坯工艺卡片片理工大学学零件号7材料HT2000编制.机械加工工工艺过过程综合合卡片零件名称称拨叉毛胚重量量.KKG指导老师生产类型型大批量毛胚种类类铸件审核工序安装（工工位）工步工序说明明工序简图图机床辅助工具具或夹具具刀具量具走刀次数数走刀长度度切削深度度进给量主轴转速速切削速度度工作定额额（min)基本时间间辅助时间间工作的服服时务间间粗铣两小小头孔端端面T3至粗铣上侧侧面T3X61440卧式式铣床。专用夹具具YG8硬硬制合金金刀具千分表.粗铣中间间孔上端面T2至X61440卧式铣铣床。专用夹具具YG8硬硬制合金金刀具千分表.03011粗铣中间间孔下端端面至X61440卧式铣铣床专用夹具具铣刀11353590.90.4550.8135687.64.21.80.755040112精铣两小小头上端端面至摇臂钻床床Z30025BB专用夹具具铣刀11203520.8880.70.8686810.3310.660.5440.75505011精铣中间间孔上端端面至摇臂钻床床Z30025BB专用夹具具铣刀1115352.540.20.296096015.1124.11.精铣中间间孔下端端面至攻丝机专用夹具具铣刀.07011扩两端小小头孔至至21.88立式升降降台铣床床XQ550255A专用夹具具YG8硬硬质合金金刀片千分表.08011精铰两端端小头孔孔至立式升降降台铣床床XQ550255A专用夹具具YG8硬硬质合金金刀片千分表.09011粗镗中间间孔至55.8立式升降降台铣床床XQ550255A专用夹具具硬质合金金刀片千分表.10011半精镗中中间孔至至摇臂钻床床Z30025BB专用夹具具硬质合金金刀片塞规.11011钻2-锥锥销孔、螺纹孔、功螺纹组合机床床专用夹具具麻花钻刀刀具塞规.12011铣断组合机床床专用夹具具圆盘铣刀刀塞规.0.3956.02.11113011去毛刺专用铣断断机床专用夹具具14011检查