车床拨叉机械加工工艺规程编制及工时定额计算-机械制造技术基础课程设计说明书

机械制造技术基础课程设计说明书题目车床拨叉机械加工工艺规程编制及工时定额计算院系机械与电子工程系班级姓名学号指导教师日期目录第1章零件分析311零件的作用312拨叉的技术要求313零件的工艺性分析和零件图的审查414确定拨叉的生产类型4第2章选择毛坯521确定毛坯的成形方法522铸件结构工艺性分析523铸造工艺方案的确定524铸造工艺参数的确定525铸造毛坯简图6第3章拟定拨叉工艺路线831定位基准的选择832各表面加工方案的选择833制定机械加工工艺路线9第4章确定机械加工余量和工序尺寸12第5章确定切削用量及时间定额18设计心得25参考文献26序言机械制造工艺学是一门以机械产品的制造工艺为研究对象的专业主干课程。它包括和涉及的范围很广，需要多门学科知识的支持，同时又和生产实际联系十分紧密。掌握课程的内容要有习题、课程设计、实验、实习等各环节的相互配合才能解决。因此，课程设计是本课程教学的一个重要环节，是学习过程中的一个不可缺少的部分。通过课程设计使学生能获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的能力，同时，为以后的毕业设计进行一次综合训练和准备。机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。对我个人来说，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后实际工作打下一个良好的基础。由于知识水平和生产实践经验的限制，设计有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。希望在这次课程设计中学到一些经验，以后少走弯路。第一章零件分析11零件的作用CA6140车床的拨叉零件用在车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。拨叉通过叉轴孔25MM安装在变速叉轴上，与操纵机构相连，拨叉脚55MM半孔则是夹在双联变速齿轮的槽中，当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机构通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，拨叉脚拨动双联滑移齿轮在花键轴上滑动以改变档位，从而改变车床主轴转速。拨叉在换挡时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用，因此零件应具有足够的强度、刚度和韧性，以适应拨叉的工作条件。拨叉的主要表面为拨叉脚的两端面、变速叉轴孔25H7和操纵槽，在设计工艺规程时应重点予以保证。12拨叉的技术要求按文献一表11形式将该拨叉的全部技术要求列于下表12中。拨叉属于典型的叉架类零件，其叉轴孔是主要的装配基准，叉轴孔与变速叉轴有配合要求，因此加工精度要求较高。为保证拨叉拨动齿轮换挡时叉脚受力均匀，要求叉脚两端面对变速叉轴孔25H7轴线的垂直度要求为01MM。拨叉采用操纵槽定位，操纵槽的宽度尺寸为16H11且与变速叉轴孔25H7轴线的垂直度要求为01MM。综上所述，该拨叉的各项技术要求制定的较合理，符合零件在变速箱中的功用。表12拨叉零件技术要求表加工表面基本尺寸/MM公差及精度表面粗糙度RA/MM形位公差/MM拨叉脚内表面55IT1332拨叉脚两端面12IT1132垂直度01变速叉轴孔25IT716操纵槽内侧面16IT1132垂直度01操纵槽底面8IT1363操纵槽下端面23IT123240外圆斜面17IT136313零件的工艺性分析和零件图的审查分析拨叉零件图可知，拨叉头部一段面和拨叉脚两端面在轴向方向上均高于相邻表面，这样既减少了加工面积，又提高了换挡时叉脚端面的接触刚度；25MM孔和55MM孔的端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外，该零件除主要工作表面外，其余表面加工精度均较低，通过铣削、钻削的一次加工就可以达到加工要求；主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。由此可见，该零件的工艺性很好。14确定拨叉的生产类型依设计题目知Q3000台/年，M1件/台；结合生产实际，备品率A和废品率B分别为3和05。NQM（1A）1B30001（13）（105）310545件/年根据拨叉的质量112KG查文献一表14知，该拨叉属轻型零件；再由表15可知，该拨叉的生产类型为中批生产。第2章选择毛坯21确定毛坯的成形方法该零件材料为HT200，考虑到拨叉在工作过程中受力不大，轮廓尺寸也不大，各处壁厚相差较小，从结构形式看，几何形体不是很复杂，并且该零件年产量为3000件/年，采用铸造生产比较合适，故可采用铸造成形。22铸件结构工艺性分析该零件拨叉脚部分因散热面积大，壁厚较薄，冷却快，故有可能产生白口铁组织，但因为此件对防止白口的要求不严，又采用砂型铸造，保温性能好，冷却速度较才慢，故能满足拨叉的使用要求。23铸造工艺方案的确定231铸造方法的选择根据铸件的尺寸较小，形状比较简单，而且选用灰口铸铁为材料，并且铸件的表面精度要求不高，结合生产条件（参考文献一表16）选用砂型铸造。232造型及造芯方法的选择在砂型铸造中，因铸件制造批量为中批生产，故选用砂型机器造型造型。型芯尺寸不大，形状简单，故选择手工芯盒造芯。24铸造工艺参数的确定241加工余量的确定按手工砂型铸造，灰铸铁查文献一表21，查得加工余量等级为IT8IT12，取铸造尺寸公差为10级，加工余量等级为F，得RMA数值为15MM。由公式RF2RMACT/2（外圆面进行机械加工时用）RF2RMACT/2（内腔面进行机械加工时用）得毛坯基本尺寸25孔RF2RMACT/22515224/2208MM55左右端面厚度RF2RMACT/21221524/2162MM55孔RF2RMACT/25515223/2516MM槽端面RFRMACT/2231524/2257MM其余尺寸铸造直接得到，毛坯简图如下图24所示242收缩率的确定通常，灰铸铁的收缩率为071，在本设计中铸件取1的收缩率。243不铸孔的确定为简化铸件外形，减少型芯数量，较小的操纵槽不铸出，而采用机械加工形成。244铸造圆角的确定为防止产生铸造应力集中，铸件各表面相交处和尖角处，以R3MM5MM圆滑过渡。25铸造毛坯简图第3章拟定拨叉工艺路线31定位基准的选择基面是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得到提高。否则，加工过程中会问题百出，甚至造成零件大批量报废，使生产无法正常进行。311粗基准的选择作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。本例选择拨叉头部40外圆和右端面作为粗基准。采用40外圆定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀；采用拨叉头的右端面做粗基准加工拨叉脚左端面，接着以左端面为基准加工右端面，可以为后续准备好精基准。312精基准的选择根据拨叉零件的技术要求和装配要求，选择拨叉的设计基准叉脚的左端面、叉脚内孔表面和叉轴孔作为精基准，符合基准重合原则；同时，零件上很多表面都可以采用该组表面作为精基准，又遵循了基准统一的原则；叉轴孔的轴线是设计基准，选用其做精基准定位加工拨叉脚两端面，有利于保证被加工表面的垂直度；选用拨叉脚左端面为精基准同样是服从了基准重合的原则，因为该拨叉在轴向方向上的尺寸多以该端面作为设计基准。32各表面加工方案的选择根据拨叉零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查文献一表110和表111，确定各表面加工方案如下。（1）叉轴孔25内孔表面粗糙度为RA16,经济精度为IT7，加工方案确定为扩粗铰精铰；（2）拨叉脚55内表面表面粗糙度为RA32,经济精度为IT10,加工方案确定为粗车半精车；（3）拨叉脚两端面表面粗糙度为RA32，经济加工精度为IT11，加工方案确定为粗铣半精铣；（4）操纵槽内侧面表面粗糙度为RA32，经济精度为IT11，加工确定为粗铣半精铣（5）操纵槽底面表面粗糙度为RA63，经济精度为IT13,加工方案确定为粗铣（6）40外圆45度斜面表面粗糙度为RA63，经济精度为IT13，加工方案确定为粗铣；（7）拨叉脚端面表面粗糙度为RA63，经济加工精度为IT13，加工方案确定为粗铣半精铣33制定机械加工工艺路线制订机械加工工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批量生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便生产成本尽量降低。工艺路线方案一工序1铸造；工序2热处理；工序3车拨叉脚55圆，选用卧式车床CA6140及专用夹具；工序4铣断，使之为两个零件，选用X51立式铣床加专用夹具；工序5扩、铰拨叉头25孔，以40外圆和其端面为基准，选用Z535立式钻床加专用夹具；工序6铣两端面，利用25的孔定位，以两个面作为基准，选用X62卧式铣床和专用夹具；工序7铣40外圆斜面，以25的孔和55的叉口定位，选用X51立式铣床加专用夹具；工序8铣168槽底面及内侧面，以25的孔定位，选用X51立式铣床加专用夹具。；工序9去毛刺；工序10检查；工序11入库。（2）工艺路线方案二工序1铸造；工序2热处理；工序3扩、铰拨叉头25孔，以40外圆和其端面为基准，选用Z535立式钻床加专用夹具；工序4车拨叉脚55圆，选用卧式车床CA6140及专用夹具；工序5铣断，使之为两个零件，选用X51立式铣床加专用夹具；工序6铣两端面，利用25的孔定位，以两个面互为基准，选用X62卧式铣床和专用夹具；工序7铣40外圆斜面，以25的孔和55的叉口定位，选用卧式铣床X62和专用夹具；工序8铣操纵槽底面及内侧面，以25的孔定位，选用X51立式铣床和专用夹具；工序9去毛刺；工序10检查；工序11入库。工艺方案的比较分析方案二在方案一基础上优化，利用了两件合铸的优势，提高了工作效率，集中铣削工序在铣削车间完成，大大省去了在各机床间切换的麻烦。又有利于各加工位置的保证25的孔及其16的槽和55的端面加工要求上,以上三者之间具有位置精度要求。图样规定先钻25MM的孔。由此可以看出先钻25的孔，再由它定位加工55的内圆面及端面，保证25的孔与55的叉口的端面相垂直。因此，最后的加工工艺路线确定如下表31表31拨叉工艺路线及设备、工装的选用工序号工序名称机床设备刀具量具1钻、扩、铰拨叉头25孔立式钻床Z535麻花钻、扩孔钻、铰刀卡尺、塞规2粗车拨叉脚55圆卧式车床CA6140内圆车刀卡尺、塞规3半精车拨叉脚55圆卧式车床CA6140内圆车刀卡尺、塞规4铣断卧式铣床X62圆盘铣刀卡尺、塞规5粗铣拨叉脚两端面卧式铣床X62面铣刀游标卡尺6半精铣拨叉脚两端面卧式铣床X62面铣刀游标卡尺7铣40外圆斜面卧式铣床X51面铣刀游标卡尺8粗铣操纵槽端面卧式铣床X51面铣刀游标卡尺9半精铣操纵槽端面卧式铣床X51三面刃铣刀游标卡尺10粗铣操纵槽底面及内侧面立式铣床X51三面刃铣刀卡规、深度游标卡尺11半精铣操纵槽内侧面立式铣床X51三面刃铣刀卡规12检查塞规、百分表、卡尺等第4章确定机械加工余量和工序尺寸根据以上的原始资料及机械加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸、毛坯尺寸如下PA41工序1钻、扩、铰拨叉头25孔表面粗糙度为RA16,经济精度为IT7，加工方案确定为钻扩孔粗铰精铰查文献一表21得毛坯铸件的公差等级CTIT10级，经计算得铸造毛坯内孔基本尺寸为208MM查文献一表220得，精铰余量Z精铰006MM；粗铰余量Z粗铰014MM；扩孔余量Z扩孔18MM；钻孔余量Z钻孔22MM。各工序尺寸按加工经济精度查表110依次确定为精铰孔为IT7级；粗铰孔精度为IT10级；扩孔精度为IT11级；钻孔精度为IT12级。综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为精铰孔工序尺寸为；粗铰孔工序尺寸为；扩孔工序尺寸为；钻孔工序尺寸021508429013248为。具体工序尺寸见表41348表41工序尺寸表工序名称工序间余量/MM经济精度工序间尺寸/MM尺寸公差/UM钻孔22IT1222013248扩孔18IT11248粗铰014IT1024940249精铰006IT725021542工序2粗车拨叉脚55圆表面粗糙度为RA32,经济精度为IT10,加工方案确定为粗车半精车；查文献一表21得毛坯铸件的公差等级CTIT10级，经计算得铸造毛坯内孔基本尺寸为516MM查文献一表222得，粗车余量Z粗车24MM。各工序尺寸按加工经济精度查表111确定粗车孔精度为IT11级。综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为粗车孔工序尺寸为。015具体工序尺见表42表42工序尺寸表工序间工序间工序名称工序间余量/MM经济精度/UM表面粗糙度/UM工序间尺寸/MM尺寸公差/UM表面粗糙度/UM粗车24IT1136RA540163RA43工序3半精车拨叉脚55圆表面粗糙度为RA32,经济精度为IT10,加工方案确定为粗车半精车；查文献一表222得半精车余量Z半精车1MM。各工序尺寸按加工经济精度查表111依次确定为半精车孔为IT9级；粗车孔精度为IT11级。综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为半精车孔工序尺寸为。015具体工序尺寸见表43表43工序尺寸表工序间工序间工序名称工序间余量/MM经济精度/UM表面粗糙度/UM工序间尺寸/MM尺寸公差/UM表面粗糙度/UM半精车1IT9RA325501523RA44工序4铣断表面粗糙度为RA63，经济加工精度为IT13，加工方案确定为粗铣半精铣铣断所用的刀具为圆盘铣刀，所以余量由铣刀厚度界定，取粗车余量Z粗铣3MM；半精车余量Z半精铣1MM。各工序尺寸按加工经济精度查表111依次确定为粗铣孔为IT14级；半精铣精度为IT12级。综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别由圆盘铣刀决定具体工序尺寸见表44表44工序尺寸表工序间工序间工序名称工序间余量/MM经济精度/UM表面粗糙度/UM工序间尺寸/MM尺寸公差/UM表面粗糙度/UM粗铣3IT14512RA3无512RA半精铣1IT1264无3645工序5粗铣拨叉脚两端面（75端面）表面粗糙度为RA32，经济加工精度为IT11，加工方案确定为粗铣半精铣；毛坯基本尺寸55大端面RF2RMACT/21221524/2162MM查文献一表225得，粗铣余量Z粗铣（单边）17MM。工序尺寸按加工经济精度查表111依次确定为粗铣孔精度为IT12级。综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为粗铣工序尺寸为。01654具体工序尺寸见表45表45工序尺寸表工序间工序间工序名称工序间单边余量/MM经济精度/UM表面粗糙度/UM工序间尺寸/MM尺寸公差/UM表面粗糙度/UM粗铣左端面17IT1236RA1570185736RA粗铣右端面17IT12140415346工序6半精铣拨叉脚两端面（75端面）表面粗糙度为RA32，经济加工精度为IT11，加工方案确定为粗铣半精铣；查文献一表225得，半精铣余量Z半精铣（单边）1MM。工序尺寸按加工经济精度查表111确定为半精铣孔为IT11级。综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为半精铣孔工序尺寸为04153具体工序尺寸见表46表46工序尺寸表工序间工序间工序名称工序间单边余量/MM经济精度/UM表面粗糙度/UM工序间尺寸/MM尺寸公差/UM表面粗糙度/UM半精铣左端面1IT1123RA130415323RA半精铣右端面1IT1112047工序7铣40外圆斜面表面粗糙度为RA63，经济精度为IT13，加工方案确定为粗铣；查文献一表225得，粗铣余量Z粗铣（单边）15MM。工序尺寸按加工经济精度查表111依次确定为粗铣精度为IT12级。综上所述，该工序工步的工序尺寸及公差为粗铣工序尺寸为。0217具体工序见尺寸表47表47工序尺寸表工序间工序间工序名称工序间余量/MM经济精度/UM表面粗糙度/UM工序间尺寸/MM尺寸公差/UM表面粗糙度/UM粗铣15IT1236RA17021736RA48工序8粗铣操纵槽端面表面粗糙度为RA63，经济精度为IT13，加工方案确定为粗铣；查文献一表225得，粗铣余量Z粗铣（单边）15MM。工序尺寸按加工经济精度查表111依次确定为粗铣精度为IT12级。综上所述，该工序工步的工序尺寸及公差为粗铣工序尺寸为。0324具体工序见尺寸表48表48工序尺寸表工序间工序间工序名称工序间余量/MM经济精度/UM表面粗糙度/UM工序间尺寸/MM尺寸公差/UM表面粗糙度/UM粗铣15IT1236RA1703246RA49工序9半精铣操纵槽端面表面粗糙度为RA63，经济精度为IT13，加工方案确定为粗铣；查文献一表225得，粗铣余量Z半精铣（单边）1MM。工序尺寸按加工经济精度查表111依次确定为粗铣精度为IT12级。综上所述，该工序工步的工序尺寸及公差为粗铣工序尺寸为。032具体工序见尺寸表49表49工序尺寸表工序间工序间工序名称工序间余量/MM经济精度/UM表面粗糙度/UM工序间尺寸/MM尺寸公差/UM表面粗糙度/UM粗铣1IT1223RA170322RA410工序10粗铣操纵槽底面及内侧面查文献一表225得，粗铣余量Z粗铣15MM。工序尺寸按加工经济精度查表111确定为粗铣孔精度为IT12级。综上所述，该工序工步的工序尺寸及公差为粗铣端面工序尺寸为0214具体工序尺寸见表410表410工序尺寸表工序间工序间工序名称工序间余量/MM经济精度/UM表面粗糙度/UM工序间尺寸/MM尺寸公差/UM表面粗糙度/UM粗铣侧面15IT1263RA14021463RA粗铣底面15IT12850411工序11半精铣操纵槽内侧面查文献一表225得，粗铣余量Z半精铣（单边）1MM。工序尺寸按加工经济精度查表111确定为半精铣孔精度为IT11级。综上所述，该工序工步的工序尺寸及公差为半精铣槽侧面工序尺寸为。0126具体工序尺寸见表411表411工序尺寸表工序间工序间工序名称工序间余量/MM经济精度/UM表面粗糙度/UM工序间尺寸/MM尺寸公差/UM表面粗糙度/UM半精铣侧面1IT1136RA16012636RA第5章确定切削用量及时间定额51工序1扩、铰拨叉头25孔1加工条件工件材料灰铸铁HT200加工要求钻25的孔，其表面粗糙度值为RZ16M；先钻23的孔在扩248的孔，再粗铰2494孔，再精铰25孔。机床Z535立式钻床。刀具23麻花钻，248的扩刀，25铰刀。2计算切削用量（1）钻23的孔。进给量查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导P47表223钻孔进给量F为039047MM/R，由于零件在加工23MM孔时属于低刚度零件，故进给量应乘系数075，则F039047075029035MM/R，查表得出，现取F025MM/R。此工序采用23的麻花钻。所以进给量F025MM/Z钻削速度切削速度根据手册表213及表214，查得切削速度V18M/MIN。100182349/MINVDWNS根据手册NW300R/MIN,故切削速度为23010167/INDWNV切削工时L23MM，L1132MM查工艺手册P9143表9431，切削工时计算公式28023115MINLNWTM扩孔进给量查切削用量手册表210规定,查得扩孔钻扩248的孔时的进给量,并根据机床规格选取F03MM/Z切削速度扩孔钻扩孔的切削速度,根据工艺手册表282确定为V04V钻其中V钻为用钻头钻同样尺寸的实心孔时的切削速度故V0421678668M/MIN100862413/MINVDWNSR按机床选取NW195R/MIN切削工时切削工时时切入L118MM,切出L215MM280151934INLNWTM粗铰孔进给量根据有关资料介绍,铰孔时的进给量和切削速度约为钻孔时的1/21/3,故F1/3F钻1/30301MM/RV1/3V钻1/32167722M/MIN切削速度按机床选取NW195R/MIN,所以实际切削速度249151007/MINDWNV1007249/IVDWSR切削工时切削工时,切入L2014MM,切出L115MM28015194MINLNWTM精铰孔进给量根据有关资料介绍,铰孔时的进给量和切削速度约为钻孔时的1/21/3,故F1/3F钻1/30301MM/RV1/3V钻1/32167722M/MIN10072591/MINVDWNSR切削速度按机床选取NW195R/MIN,所以实际切削速度25191003/INDWNVM切削工时切削工时,切入L2006MM,切出L10MM280611954MINLNWTM52工序2、3粗车、半精车拨叉脚55圆1加工条件工件材料HT200,B016GPAHB190241,铸造。加工要求粗，精车55圆。机床卧式车床CA6140刀具YW2内圆车刀2切削用量1）车削深度因为切削量较小，故可以选择AP15MM，一次走刀即可完成所需长度。2）查后刀面最大磨损及寿命查切削手册表37，后刀面最大磨损为1015MM。查切削手册表38，寿命T180MIN3）计算切削速度按切削手册，VOPVMPZECDQTAXFYUZV算得VC98MM/S，N439R/MIN,VF490MM/S据卧式车床CA6140车床参数，选择NC475R/MIN,VFC475MM/S,则实际切削速度VC31480475/10001193M/MIN,实际进给量为FZCVFC/NCZ475/30010016MM/Z。5校验机床功率查切削手册PCC11KW,而机床所能提供功率为PCMPCC。故校验合格。最终确定AP15MM，NC475R/MIN,VFC475MM/S，VC1193M/MIN，FZ016MM/Z。6）计算基本工时TML/VF3280/475009MIN。53工序4铣断55叉口，使之为两个零件1加工条件工件材料HT200,B016GPAHB190241,铸造。加工要求铣断，使之为两个零件机床X62铣床。刀具高速钢镶齿三面刃铣刀2切削用量进给量，采用切断刀，齿数4，每齿进给量015MM/Z（机械制造工FA艺与机床夹具课程设计指导（吴拓、方琼珊主编）。故进给量F06MM铣削速度（M/MIN）（表948）QVCDOVKXYUPMTAZPFW由数控加工工艺（田春霞主编）中第五章表56得切削速度为918M/MIN根据实际情况查表得V15M/MIN切削工时切出L2MM，切出L12MM,行程量75MM。查工艺手册P9143表9431，切削工时计算公式132758MIN06LTMNWF54工序5、6粗铣、半精铣拨叉脚两端面进给量采用端铣刀，齿数4，每齿进给量015MM/Z（机械制造工艺与机床夹FA具课程设计指导（吴拓、方琼珊主编）。故进给量F06MM铣削速度（M/MIN）（表948）VVQOXYUPMPFWCDVKTAZ由数控加工工艺（田春霞主编）中第五章表56得切削速度为918M/MIN根据实际情况查表得V15M/MIN切削工时引入L2MM，引出L12MM，L375MM。查工艺手册P9143表9431，切削工时计算公式132758MIN06LTMNWF55工序7铣40外圆斜面1加工条件工件材料HT200,B016GPAHB190241,铸造。加工要求斜面机床X62选择钻头高速钢镶齿三面刃铣刀2切削用量进给量采用端铣刀，齿数4，每齿进给量015MM/Z（机械制造工艺与机床夹FA具课程设计指导，吴拓、方琼珊主编