拨叉机械加工工艺规程编制及工时定额计算.docx

机械制造技术基础课程设计说明书题目：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：2013.10.1923目录第一章拨叉分析31.1拨叉的作用31.2拨叉的技术要求31.3审查拨叉的工艺性3第二章确定毛坯、绘制毛坯简图52.1选择毛坯52.2确定毛坯尺寸公差和机械加工余量52.3绘制铸件毛坯简图6第三章拟定拨叉工艺路线73.1定位基准的选择73.2表面加工方法的选择73.3工序集中与分散83.4工序顺序的安排83.5确定工艺路线9第四章切削用量、时间定额的计算104.1切削用量的计算及基本时间104.2时间定额计算19设计心得23参考文献24 序 言机械制造技术基础课程设计是我们学习完大学阶段的机械类基础和技术基础课以及专业课程之后的一个综合课程，它是将设计和制造知识有机的结合，并融合现阶段机械制造业的实际生产情况和较先进成熟的制造技术的应用，而进行的一次理论联系实际的训练，通过本课程的训练，将有助于我们对所学知识的理解，并为后续的课程学习以及今后的工作打下一定的基础。对于我本人来说，希望能通过本次课程设计的学习，学会将所学理论知识和工艺课程实习所得的实践知识结合起来，并应用于解决实际问题之中，从而锻炼自己分析问题和解决问题的能力；同时，又希望能超越目前工厂的实际生产工艺，而将有利于加工质量和劳动生产率提高的新技术和新工艺应用到机器零件的制造中，为改善我国的机器制造业相对落后的局面探索可能的途径。由于所学知识和实践的时间以及深度有限，本设计中会有许多不足，希望各位老师能给予指正。第一章 拨叉分析1.1 拨叉的作用题目所给的零件是CA6140车床的拨叉831003。它位于车床变速机构中，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。宽度为18mm的面寸精度要求很高，因为在拨叉拔动使滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙很大时，滑移齿轮得不到很高的位置精度。所以，宽度为18mm的面的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。1.2拨叉的技术要求加工表面尺寸及偏差（mm）公差及精度等级表面粗糙度（m）形位公差（mm）拨叉后端面80IT93.2拨叉上表面30IT123.2/0.10A花键小径IT7花键大径IT71.6通槽上底面35IT106.3通槽内侧面IT113.20.08A通槽下底面352M8通孔IT13锥孔配作IT111.3审查拨叉的工艺性分析零件图可知，该拨叉形状、结构比较简单，通过铸造毛坯可以得到基本形状，减少了加工工序，又节约了材料。除了拨叉上表面外，其余表面加工精度较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床等车床的粗加工就可以达到加工要求；而主要工作表面-拨叉上表面虽然加工精度较高，但也可以在正常的生产条件下，采用经济的方法保质保量的加工出来。由此可以见，该零件的工艺性较好。第二章 确定毛坯、绘制毛坯简图2.1选择毛坯零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，考虑到零件需加工表面少，精度要求不高，有强肋，且工作条件不差，既无交变载荷，又属于间歇工作，故选用金属型铸件，以满足不加工表面的粗糙度要求及生产要求。零件形状简单，因此毛坯形状需要与零件的形状尽量接近，又因内花键较小，因此不可直接铸出。因要求生产类型为中批量生产，查机械加工工艺手册表2.1-3，其年产量为4000件。2.2确定毛坯尺寸公差和机械加工余量2.1.1 公差等级因为毛坯为金属型铸件，确定该零件的公差等级为IT10。2.2.2 铸件重量已知机械加工后波插件的重量为0.84kg，由此可初步估计机械加工前铸件毛坯的重量为1kg。2.2.3 零件表面粗糙度由零件图可知，该拨叉各加工表面的粗糙度Ra均大于等于1.6m2.2.4机械加工余量由铸件铸造类型为金属型铸造，因此加工余量等级选为F。项目机械加工余量（mm）尺寸公差（mm）加工余量等级长度8033.21通槽深3532.60.5通槽宽18320.52.3绘制铸件毛坯简图第三章 拟定拨叉工艺路线3.1定位基准的选择3.1.1 精基准的选择应满足基准重合，基准统一，自为基准，互为基准等原则。所选的精基准应能保证定位准确，夹紧可靠，夹具简单，操作方便等。该零件根据形位公差的要求，选择花键中心线为精基准。3.1.2 粗基准的选择对于同时具有加工表面与不加工表面的工件，为了保证不加工面与加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面作为定位基准。若工件上有多个不加工表面，应选其中与加工表面位置精度要求高的表面为粗基准。如果首先要求保证工件某重要表面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准。为保证工件某重要表面的余量均匀，应选重要表面为粗基准。应尽可能选择光滑平整，无飞边，浇口，冒口或其他缺陷的表面为粗基准，以便定位准确，夹紧可靠。粗基准一般只在头道工序中使用一次，应该尽量避免重复使用。因此，选择零件的右表面作为粗基准。3.2 表面加工方法的选择本零件的毛坯为铸件，待加工面有内孔，端面，和锥孔，内倒角等。公差等级及粗糙度要求参考零件图。其加工方法的选择如下：（1）：花键 花键大径表面粗糙度为Ra1.6m，毛坯孔未铸出，需钻，扩、铰孔、然后直接用拉刀拉出即可。（2）：端面 本零件的端面大部分尺寸精度要求不高，很大部分无需去除材料。待加工的主要端面有零件的上端面和左端面以及通槽，除通槽内侧表面粗糙度为Ra3.2m及Ra6.3m，经粗铣和半精铣即可。（3）：M8mm螺纹孔，由机械加工工艺手册查知.配钻方式加工。在加工的适当工艺过程中我们对产品进行质量检查，以满足工艺要求。（4）：内倒角 加工角度为15度的内倒角，采用铣床加工即可。3.3 工序集中与分散选用工序集中原则安排拔叉的加工工序。该拔叉的生产类型为中批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且由于与一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种加工表面之间的相对位置精度要求。3.4 工序顺序的安排1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准拨叉左端面2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排加工工序。3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面拔叉头左端面内花键孔，后加工次要表面拨叉上端面和通槽底面及内侧面。4）遵循“先面后孔”原则，先加工拨叉左端面，再加工内花键孔；先拨叉上端面，再钻M8孔3.5 确定工艺路线工序号工序名称设备工艺装备01粗铣左端面至80mm立式升降台铣床X5012端面铣刀、游标卡尺、拉刀、卡规02钻孔、扩孔至轻型圆柱立式钻床ZQ5035端面铣刀、游标卡尺03拉花键卧式拉床L6120麻花钻、扩孔钻、铰刀、卡尺、塞规04粗铣沟槽 、精铣沟槽18+00.1135槽底Ra=6.3m 槽内侧Ra=3.2m立式铣床X52K三面刃铣刀、卡规、深度游标卡尺05粗铣上平面 、精铣上平面 Ra=3.2m立式升降台铣床X5012端面铣刀、游标卡尺06钻孔 攻螺纹摇臂钻床Z3025钒刚机动丝锥麻花钻、内径千分尺、丝锥07钻、铰 锥销孔立式钻床Z525麻花钻、锥度铰刀、塞规、卡尺08去毛刺钳工台平锉09清洗清洗机清洗机10终检塞规、百分表、卡尺在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表列出了拨叉的工艺路线。第四章 切削用量、时间定额的计算4.1 切削用量的计算及基本时间4.1.1 粗、精铣后端面机床：立式升降台铣床刀具：根据实用机械加工工艺手册表10-231，选用高速钢齿三面刃铣刀，规格为：，齿数为12齿。（1）粗铣后端面铣削深度：每齿进给量：查机械加工工艺手册表2.4-75，取。铣削速度：查实用机械加工工艺师手册表11-94，得，取 ，机床主轴转速：查机械加工工艺手册表3.1-74有取实际切削速度：进给量：工作台每分进给量：被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1基本时间： （2）半精铣后端面切削深度：根据实用机械加工工艺师册表11-91查得：每齿进给量,取，根据实用机械加工工艺师册表11-94查得切削速度机床主轴转速：按照机械加工工艺手册表3.1-74取实际切削速度：进给量：工作台每分进给量：被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1基本时间：本工序基本时间4.1.2 钻、扩孔机床：轻型圆柱立式钻床刀具：查实用机械加工工艺手册表10-175，选高速钢直柄麻花钻。（1）钻预制孔到，所以。进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-38，取切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-41，取机床主轴转速有：，按照机械加工工艺手册表3.1-36，取所以实际切削速度：切削工时，被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1次基本时间：（2）扩孔到，所以。进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-38，取切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-41，取机床主轴转速：，按照机械加工工艺手册表3.1-36，取所以实际切削速度：切削工时，被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：，取走刀次数为1次基本时间：4.1.3 拉内花键25H7机床：卧式拉床L6120。刀具：查复杂刀具设计手册表1.3-1，选择拉刀类型为矩形花键拉刀第三型号，该刀具特点：拉削长度大于30mm，同时加工齿数不小于5。材料：W18Cr4V做拉刀材料，柄部采用40Cr材料（具体刀具设计见拉刀设计）。拉削过程中，刀具进给方向和拉削方向一致，拉刀各齿齿升量详见拉刀设计，拉削的进给量即为单面的齿升量。查机械加工工艺手册表2.4-118和2.4-119，确定拉削速度，取。拉削工件长度：；拉刀长度：（见拉刀设计）；拉刀切出长度，取。走刀次数1次根据以上数据代入公式（计算公式由机械加工工艺手册表2.5-20获得），得基本时间：4.1.4 粗、精铣18H11底槽机床：立式升降台铣床（）刀具：根据实用机械加工工艺师手册表21-5选用高速钢镶齿三面刃铣刀。外径160mm，内径40mm，刀宽粗铣到16mm，精铣到18mm，齿数为24齿。（1）粗铣16槽铣削深度：每齿进给量：查机械加工工艺手册表2.4-75，得，取。铣削速度：查机械加工工艺师手册表30-33，得机床主轴转速：查机械加工工艺手册表3.1-74取实际切削速度：进给量：工作台每分进给量：被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数1次基本时间：（2）精铣18槽切削深度：根据机械加工工艺手册表查得：进给量,查机械加工工艺手册表2.4-82得切削速度，机床主轴转速：，查机械加工工艺手册表3.1-74取实际切削速度：进给量：工作台每分进给量：被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1次基本时间：本工序基本时间4.1.5 粗、精铣上端面机床：立式升降台铣床刀具：根据实用机械加工工艺手册表10-231，选用高速钢错齿三面刃铣刀，规格为：，齿数为12齿（1）粗铣上端面铣削深度：每齿进给量：查机械加工工艺手册表2.4-75，取。铣削速度：查实用机械加工工艺师手册表11-94，得，取机床主轴转速：查机械加工工艺手册表3.1-74取实际切削速度：进给量：工作台每分进给量：被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1次基本时间：（2）精铣上端面切削深度：根据实用机械加工工艺师册表11-91查得：每齿进给量,取，根据实用机械加工工艺师册表11-94查得切削速度机床主轴转速：，按照机械加工工艺手册表3.1-74取实际切削速度：进给量：工作台每分进给量：被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1次基本时间：本工序基本时间4.1.6 孔并攻丝机床：摇臂钻床刀具：根据参照机械加工工艺手册表4.3-9硬质合金锥柄麻花钻头。（1）钻孔钻孔前铸件为实心，根据上文所说的加工余量先钻孔到再攻丝，所以。钻削深度：进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-38，取切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-41，取机床主轴转速，有：按照机械加工工艺手册表3.1-31取所以实际切削速度：切削工时，被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1，钻孔数为2个基本时间：（2）攻2-M8螺纹通孔刀具：钒钢机动丝锥进给量：查机械加工工艺手册表1.8-1得所加工螺纹孔螺距,因此进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-105，取机床主轴转速：，取丝锥回转转速：取实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：，加工数为2基本时间：本工序基本时间：。4.1.7 钻、铰5锥销孔（采用直径为4.8mm的高速钢钻头、锥度铰刀头直径为5mm的高速钢铰刀）（1）钻孔工步1）确定背吃刀量:粗加工时根据加工余量和工艺系统刚度确定。2）确定进给量：查表5-22，取该工步每转进给量。3）计算切削速度：查表5-22，取切削速度。由公式可求得该工序钻头转速，查表4-9对照该工序所选Z525立式钻床的主轴转速系列，取转速。再将此转速代入。切削工时，被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1，钻孔数为1个基本时间：（2）铰孔工步1）确定背吃刀量：。2) 确定进给量：查表5-31，取该工步每转进给量。3）计算切削速度：查表5-31，取切削速度v=3m/min。由公式可求得该工序钻头转速，查表4-9对照该工序所选Z525立式钻床的主轴转速系列，取转速。再将此转速代入公式可求出。铰圆锥孔的基本时间可由公式式中l1=12求得。查表5-46，按, ,算得,代入公式得。此工序的基本时间。4.2 时间定额计算参照机械加工工艺手册表2.5-2，机械加工单件（生产类型：中批）时间定额的计算公式为：（生产时） 因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为：其中：单件时间定额基本时间辅助时间 布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值4.2.1 粗、精铣后端面加工基本时间：辅助时间：参照机械加工工艺手册表2.5-45，取工步辅助时间为。查机械加工工艺手册表2.5-46取装卸工件时间为。则：根据机械加工工艺手册表2.5-48，单件时间定额有：4.2.2钻、扩孔至22mm加工基本时间：辅助时间：参照机械加工工艺手册表2.5-41，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，并查机械加工工艺手册表2.5-42，取装卸工件时间为。则：根据机械加工工艺手册表2.5-43，单件时间定额有：4.2.3 拉25H7内花键基本时间：辅助时间：参照参考文献3表2.5-66，取工步辅助时间为。查机械加工工艺手册表2.5-67取装卸工件时间为。 则 ：根据机械加工工艺手册表2.5-68得单件时间定额有：4.2.4粗、精铣18H11底槽基本时间：辅助时间：参照机械加工工艺手册表2.5-45，取工步辅助时间为。查机械加工工艺手册表2.5-46取装卸工件时间为，单件加工时已包括布置、休息时间，由于此次工序中装夹了两个加工件，应乘以多件装夹系数，查该表注释得两件装夹系数为0.6，因此装卸工件时间min。则：根据机械加工工艺手册表2.5-48，单件时间定额有：4.2.5 粗、精铣上端面加工基本时间：辅助时间：参照机械加工工艺手册表2.5-45，取工步辅助时间为。查机械加工工艺手册表2.5-46取装卸工件时间为。则：根据机械加工工艺手册表2.5-48，单件时间定额有：4.2.6钻、攻2-M8螺纹孔加工基本时间：辅助时间：参照机械加工工艺手册表2.5-41，取工步辅助时间为。查机械加工工艺手册表2