拨叉设计项目说明指导书第一组.doc

拨叉设计（阐明书）设计题目：拨叉设计专 业：机械设计与制造班 级：15机械一 学 号：姓 名：第一组指引教师：起讫日期目录摘 要III第一节 拨叉机械加工工艺规程设计1一、拨叉用途1二、拨叉技术规定1三、审查拨叉工艺性2第二节 拟定毛坯、绘制毛坯简图2一、选取毛坯2二、拟定毛坯尺寸公差和机械加工余量3三、绘制传动轴锻造毛坯简图4第三节 拟定拨叉工艺路线4一、定位基准选取41、粗基准选取42、精基准选取4二、表面加工办法拟定4三、工序集中与分散5四、工序顺序安排5五、拟定工艺路线5第四节 机床设备及工艺装备选用6一、机床设备选用7二、工艺装备选用7第五节 加工余量、工序尺寸和公差拟定7一、铣左端面拟定7二、钻22孔拟定7三、拉花键拟定8四、铣角尺面拟定8五、M8螺纹孔拟定8六、18H11槽拟定8第六节 切削用量、时间定额计算9一、切削用量计算91、左端面92. 花键底孔113.拉花键134.角尺面145.2-M8螺纹孔156.18H11槽16二、时间定额计算18第七节 心得体会20第八节 参照文献21第九节 附录211、零件-毛坯图纸各一张212、机械加工工艺过程卡片1套213、机械加工工序工序卡片1套21摘 要所谓机械加工工艺规程，是指规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作办法等工艺文献。生产规模大小、工艺水平高低以及解决各种工艺问题办法和手段都要通过机械加工工艺规程来体现。因而，机械加工工艺规程设计是一项十分重要而又非常严肃工作。制定机械加工工艺规程原则是：在一定生产条件下，在保证持量和生产进度前提下，能获得最佳经济效益。制定工艺规程时，应注意如下三方面问题：1、技术上先进性；2、经济上合理性；3、有良劳动条件，避免环境污染。第一节 拨叉机械加工工艺规程设计一、拨叉用途题目给定零件是CA6140拨叉，它位于车床变速机构中，重要起换档，使主轴回转运动按照工作者规定进行工作。宽度为18mm槽尺寸精度规定很高，由于在拨叉拔动使滑移齿轮时如果槽尺寸精度不高或间隙很大时，滑移齿轮得不到很高位置精度。因此，宽度为18mm槽和滑移齿轮配合精度规定很高。二、拨叉技术规定表1 拨叉零件技术规定表加工表面尺寸及偏差/mm公差及精度级别表面粗糙度Ra /m形位公差/mm拨叉左端面80IT83.2无拨叉角尺面27IT83.20.10A花键孔22IT96.3无螺纹孔8无无无18H11槽-IT83.20.08A花键-IT71.6无拔叉84009毛坯为锻造件，在零件图上只有2处位置误差规定，即上顶面与花键中心线平行度误差0.10， 18H11槽两侧面与花键中心线垂直度误差0.08 ,综上所述，该拨叉各项技术规定制定较合理，符合该零件在实际中功用。三、审查拨叉工艺性分析零件图可知，CA6140拔叉（型号：84009）共有3组加工表面：、 零件两端面，可后来端面加工精度高，可以先后来端面为粗基准加工右端面，再此前端面为精基准加工左端面；、 以花键中心线为基准加工面：这一组面涉及25H7六齿方花键孔、22H12花键底孔、两端2X150倒角和距花键中心线为22mm上顶面；、 以工件右端面为基准18H11mm槽、上顶面2-M8通孔和5锥孔。经上述分析可知， 对于后两组加工表面，可先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面。由此可见，该零件工艺性较好。第二节 拟定毛坯、绘制毛坯简图一、选取毛坯CA6140车床拔叉，零件材料HT20-40，硬度190HB210HB，生产类型为大批量生产，毛坯为铸件，灰铸铁机械加工余量按JZ67-62规定了灰铸铁铸件三种精度级别和相应铸件机械加工余量、尺寸偏差和重量偏差，在大批量生产铸件，采用2级精度铸件，毛坯重量由金属机械加工工艺人员手册表5-2有零件80kg，偏差为7%，故毛坯估算约为1.0kg，采用2级精度铸件，顶面加工余量和底面加工余量忽视不计，两侧面加工余量也忽视不计，由表5-4左右端面加工余量为3.2，别的某些均为实心某些。二、拟定毛坯尺寸公差和机械加工余量由表2-10至表2-12可知，要拟定毛坯尺寸公差及机械加工余量，应先拟定如下各项因素：1、公差级别 由拨叉功用和技术规定，拟定该零件公差级别为普通级。2、锻件质量 已知机械加工后传动轴重量为0.84公斤，由此可初步预计机械加工前锻件毛坯重量为1公斤。 4、锻件材质系数 由于该拨叉材料为HT200，该拨叉材质系数属M2级。 6、零件表面粗糙度 由零件图可知，该拨叉左端面，角尺面，花键底孔18h11两侧面表面粗糙度Ra=3.2，花键表面Ra=1.6依照上述分析，可查表拟定该锻件尺寸公差和机械加工余量，所得成果如下表2所示： 表2 拨叉锻造毛坯尺寸公差及机械加工余量锻件重量/kg包容体重量/kg形状复杂系数 材质系数公差级别1-S1M2普通级项目/mm机械加工余量/mm尺寸公差/mm备注左端面3.2800.046表2-10拨叉角尺面3720.046表2-11花键孔- 表2-11螺纹孔-表2-1118H11槽-表2-11花键-表2-11 注：依照表2-10表注，将公差按照比例分派。三、绘制传动轴锻造毛坯简图由表2所得成果，绘制毛坯简图，如附图一所示。第三节 拟定拨叉工艺路线一、定位基准选取 定位基准选取是工艺规程设计中重要工作之一，定位基准选取得对的合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高1、粗基准选取在选取粗基准时，普通遵循下列原则：保证互相位置规定原则；保证加工表面加工余量合理分派原则；便于工件装夹原则；粗基准普通不得重复使用原则；为了保证所有加工表面有足够加工余量，选用加工余量小表面作粗基准，不要用同一尺寸方向上。两端面，左端面为精加工面，故在铣端面时，先以两侧面为粗基准，粗铣左端面。加工花键底孔时，运用两边侧面找正对称面和以底面为粗基准加工花键底孔。2、精基准选取在选取精基准时要考虑重要问题是如何保证设计技术规定实现以及装夹精确、可靠、方面，提高工件加工精度。普通遵循下列原则：基准重叠原则；统一基准原则；互为基准原则；自为基准原则；便于装夹原则。为保证定位基准和工序基准重叠，加工2-M8螺纹孔、5锥孔，18H11槽以零件左端面和花键中心线为精基准，铣上顶面以花键中心线为精基准。二、表面加工办法拟定 依照拨叉零件上各加工表面尺寸精度和表面粗糙度，拟定加工件各表面加工办法如下表：表3 拨叉零件各表面加工方案加工表面尺寸精度级别表面粗糙度Ra（um）加工办法备注左端面IT83.2铣-半精铣表1-6拨叉角尺面IT83.2铣表1-6花键底孔IT96.3钻-扩表1-6螺纹孔-钻-攻丝表1-618H11槽IT83.2铣表1-6花键IT71.6拉表1-6三、工序集中与分散该零件构造复杂限度普通，但有较高技术质量规定，可选用工序集中原则安排加工工序。采用通用x-62W铣床和某些高生产率专用设备，配用专用夹具，减少工序数量，缩短工艺路线，减少工件搬动次数，提高生产效率；采用工序集中原则，使生产筹划、生产组织工作得以简化，工作装夹次数减少，辅助时间缩短，并且易于保证各加工表面之间互相位置精度规定。四、工序顺序安排1、机械加工工序a遵循“先基准后其她”原则，一方面加工拨叉左端面b遵循“先面后孔”原则，先加工端面，再加工孔，花键槽。c遵循“先主后次”原则，先加工重要表面，后加工次要表面。d遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。2、时效解决工序为改进工件材料切削性能，在粗加工前应进行时效解决。3、辅助工序在铣削加工之后，安排去毛刺和清洗和终检工序。综上所述，该传动轴工序安排顺序为：铣左端面 钻花键底孔 拉花键 铣角尺面 钻M8孔 铣18H11槽 。五、拟定工艺路线在综合考虑上述工序安排原则基本上，表4列出了该传动轴工艺路线。表4 拨叉工艺路线及设备、工装选用工序号工序名称车床设备刀具量具1锻造2时效解决3粗铣左端面（以未加工两侧表面为粗基准）铣床端铣刀游标卡尺4精铣左端面至尺寸（以未加工两侧表面为粗基准）铣床端铣刀游标卡尺5钻22孔到（以左端面为基准）钻床麻花钻游标卡尺6扩22孔到（以左端面为基准）钻床扩孔刀游标卡尺7拉花键（以左端面为基准）拉床拉刀游标卡尺、外圆千分尺、卡规8铣角尺面，保证720.046（以左端面与花键槽为基准）铣床三面刃铣刀游标卡尺9钻2-M8通孔，螺纹攻丝钻床麻花钻游标卡尺10铣18H11槽（以左端面与花键槽为基准）铣床三面刃铣刀游标卡尺、外圆千分尺11倒角，去毛刺金工平口钳、平锉卡规深度游标卡尺14终检金工游标卡尺、卡规、塞规第四节 机床设备及工艺装备选用一、机床设备选用依照该零件尺寸大小规定，选用x-62W铣床，拉床，等详细状况如上表所示。二、工艺装备选用 工艺装备重要涉及刀具、夹具和量具。工艺装备采用专用夹具，通用刀具和通用量具。1、刀具选取：a铣左端面：可以选用YT5刀具，250mm端面铣刀。b钻花键底孔：可以选用YT15刀具，20高速钢麻花钻，扩高速钢麻花钻22。 c拉花键：高速钢拉刀，切削液 乳化液，加工设备：拉床 d.铣角尺面：高速钢错尺三面刃刀160X32,Z=20e.M8螺纹孔：7.5麻花钻，8攻丝丝锥。 f.18h11槽：高速钢错尺三面刃刀125X18,Z=202、夹具选取：使用专用夹具，3、量具选取：游标卡尺（精度为0.02），千分尺，卡尺，塞规。第五节 加工余量、工序尺寸和公差拟定各工序加工余量可根据机械制造技术基本课程设计指引教程表2-16、表2-17、表2-18、表2-19查得。一、铣左端面拟定表5工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm半精铣1IT83.2800.046粗铣2.2IT1212.5810.35毛坯-83.2二、钻22孔拟定表6工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸、公差/mm扩2IT96.3钻20IT1212毛坯-三、拉花键拟定表7工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸、公差/mm拉3IT71.625毛坯-22-四、铣角尺面拟定表8工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸、公差/mm铣3IT83.272720.046毛坯-75五、M8螺纹孔拟定表9工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸、公差/mm攻丝-8-钻7.5-7.5-毛坯-六、18H11槽拟定表10工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸、公差/mm铣18IT83.21800.13毛坯-第六节 切削用量、时间定额计算一、切削用量计算 1、左端面1. 选取刀具1） 依照表1.2选取YT15硬质合金刀片。 依照表3.1，铣削深度时，端铣刀直径为80mm，为60mm。但已知铣削宽度为90mm，故应依照铣削宽度，选取=125mm。由于采用原则硬质合金端铣刀，故齿数z=4（表3.13）2） 铣刀集合形状（表3.23）：由于，故选取，（假定），。2. 粗铣切削用量1） 决定铣削深度由于加工余量不大，故可在一次走刀内完毕，则 =h=2.2mm决定每齿进给量采用不对称端铣以提高进给量。依照表3.5，当使用YT15，铣床功率为7.5kW（表3.30，依照X62W型立铣阐明书选取2) 型立铣阐明书）时，但因采用不对称端铣，故取=0.18mm/z3） 选取铣刀磨钝原则及刀具寿命 依照表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.8mm；由于铣刀直径=125mm，故刀具寿命T=180min（表3.8）.4） 决定切削速度和每分钟进给量 切削速度可依照表3.27中公式计算，也可直接由表中查出。 可依照表3.13当=125mm，z=4，时，=123m/min，=313r/min，=263mm/min。依照X62W型立铣阐明书选取=375r/min，=300mm/min因而实际切削速度和没齿进给量为 =m/min=147.1m/min =5） 计算基本工时式中，L=l+y+ 。L=75mm。依照表3.26，不对称安装铣刀，入切量及超切量y+=40mm，则L=（75+40）mm=115mm，故 3. 精铣选取切削用量决定铣削深度由于加工余量不大，故可在一次走刀内完毕，则 =h=1=mm决定每齿进给量采用不对称端铣以提高进给量。依照表3.5，当使用YT15，铣床功率为7.5kW（表3.30，X62w型立铣阐明书）时，但因采用不对称端铣，故取=0.18mm/z选取铣刀磨钝原则及刀具寿命 依照表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.8mm；由于铣刀直径=125mm，故刀具寿命T=180min（表3.8）.决定切削速度和每分钟进给量 切削速度可依照表3.27中公式计算，也可直接由表中查出。 可依照表3.13当=125mm，z=4，时，=154m/min，=393r/min，=251mm/min。依照X62W型立铣阐明书选取=475r/min，=235mm/min因而实际切削速度和没齿进给量为 =m/min=186.4m/min =计算基本工时式中，L=l+y+ 。L=75mm。依照表3.26，不对称安装铣刀，入切量及超切量y+=40mm，则L=（75+40）mm=130mm，故 2. 花键底孔1).钻20孔(1)决定进给量依照表2.7，当加工规定为H12-H13精度，HT200200HBS，=20时，f=0.43-0.53，依照钻头刀具阐明书，选取。机床进给机构强度也可依照初步拟定进给量查出轴向力再进行比较来校验。(2)决定钻头磨钝原则及寿命 由切削用量简要手册表2.12，当时钻头后刀面最大磨损量取为0.9mm，寿命T=60min 。(3)决定切削速度 由切削用量简要手册表2.15，原则钻头，时，。切削速度修正系数为：，故依照机床阐明书，考虑选取 ，但因所选转速较计算转速为高，会使刀具寿命下降，故可将进给量减少一级即取 。 ， ，。因进给量、钻头直径均较小，故不用校核机床扭矩及功率。计算基本工时式中，,依照切削用量简要手册中车削时入切量及超切量。2).扩22孔(1)决定进给量依照表2.7，当加工规定为H12-H13精度，HT200200HBS，=22时，f=0.47-0.57，依照钻头刀具阐明书，选取。机床进给机构强度也可依照初步拟定进给量查出轴向力再进行比较来校验。(2)决定钻头磨钝原则及寿命 由切削用量简要手册表2.12，当时钻头后刀面最大磨损量取为1.0mm，寿命T=40min 。(3)决定切削速度 由切削用量简要手册表2.15，原则钻头，时，。切削速度修正系数为：，故依照机床阐明书，考虑选取 ，但因所选转速较计算转速为高，会使刀具寿命下降，故可将进给量减少一级即取，。因进给量、钻头直径均较小，故不用校核机床扭矩及功率。计算基本工时 式中，,依照切削用量简要手册中车削时入切量及超切量。3.拉花键 工件材料 HT200，铸件 加工规定 花键底孔 Ra6.3 键槽侧面 Ra3.2 键槽底面 Ra1.6 键槽尺寸 6mm 偏差代号 H7 刀具：高速钢拉刀 切削液 乳化液 加工设备：拉床1. 拟定齿升量：依照资料，拉刀单面齿升量为0.06mm2. 拉削速度：查切削简要手册有拉削速度为0.06m/s（3.6m/min）3. 拉削工时 t=bLk/1000vf2Z适中 Zb 单边余量 1.5mm（由22mm拉削至25mm） L 拉削表面长度，80mm n 考虑校准某些长度系数取1.2 k 考虑机床返回行程系数取1.4 v 拉削速度（m/min） 3.6m/min f2 拉刀单面齿升量 0.006mm z 拉刀工作齿数，z=L/p p 拉刀齿距 P=（1.25-1.9）sprL因此P=（1.25-1.9）sqrt80 =1.35sqrt80 =12mm 由于拉刀同步工作齿数Z=1/p=80/127因此基本工时 Tm=1.5*80*1.2*1.4/1000*3.6*0.06*7 =0.13(min)4.角尺面1.切削用量本工序为铣角尺面,所选刀具为高速钢错齿三面刃铣刀。铣刀直径为d=16mm，宽度为L=32mm，齿数z=20。 依照切削用量简要手册第三某些表3.2选取铣刀几何形状。由于加工钢料150，故选前角=10，后角=12（周齿） =6（端齿)。已知铣削宽度=30mm，铣削深度=3mm。机床选用X62型卧式铣床。只铣一次。（1） 拟定每齿进给量，依照表3.3，X62型卧式铣床功率为7.5KW（机械制造工艺设计简要手册表4.2-38），工艺系统刚性为中档，细齿盘铣刀加工灰铸铁，查得每齿进给量=0.150.30mm/z。现取=0.15mm/z。（2） 选取铣刀磨钝原则及耐用度，依照切削用量简要手册表3.7，用高速钢盘铣刀粗加工灰铸铁，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.8，由表3.8拟定耐用度T=150min。（3） 拟定切削速度v和工作台每分钟进给量 依照表3.27中公式计算 式中： 则m/min=9.2m/min =18.31r/min依照表X62型铣床主轴转速表(表4.2-39），选取 n=30r/min=0.5r/s则实际切削速度V=/1000=0.25m/s 工作台每分中进给量为mm/min=190mm/min依照X62型铣床工作台进给量表(机械制造工艺设计简要手册表4.2-40），选取 =190mm/min则实际每齿进给量为mm/z=0.16mm/z。=0.16mm/z =190mm/min n=30r/min=0.5r/s v=0.25m/s2.基本时间 依照机械制造工艺设计简要手册表6.2-7，三面刃铣刀铣槽基本时间为式中：l=80mm,，d=160mm，=190mm/min,i=1=0.78min5.2-M8螺纹孔(1)决定进给量依照表2.7，当加工规定为H12-H13精度，HT200200HBS，=20时，f=0.43-0.53，依照钻床Z525阐明书，选取。由于是加工通孔，为了避免孔即将钻穿时钻头容易折断，故宜在孔即将钻穿时停止自动进给而采用手动进给。机床进给机构强度也可依照初步拟定进给量查出轴向力再进行比较来校验。(2)决定钻头磨钝原则及寿命 由切削用量简要手册表2.12，当时钻头后刀面最大磨损量取为0.9mm，寿命T=60min 。(3)决定切削速度 由切削用量简要手册表2.15，原则钻头，时，。切削速度修正系数为：，故依照机床阐明书，考虑选取 ，但因所选转速较计算转速为高，会使刀具寿命下降，故可将进给量减少一级即取 。 ， ，。因进给量、钻头直径均较小，故不用校核机床扭矩及功率。计算基本工时式中，,依照切削用量简要手册中车削时入切量及超切量。6.18H11槽本工序为粗铣槽，所选刀具为高速钢错齿三面刃铣刀。铣刀直径为d=125mm，宽度为L=18mm，齿数z=20。 依照切削用量简要手册第三某些表3.2选取铣刀几何形状。由于加工钢料150，故选前角=10，后角=12（周齿） =6（端齿)。已知铣削宽度=18mm，铣削深度=35。机床选用X62型卧式铣床。只铣一种槽。拟定每齿进给量，依照表3.3，X62型卧式铣床功率为7.5KW（表4.2-38），工艺系统刚性为中档，细齿盘铣刀加工钢料，查得每齿进给量=0.150.30mm/z。现取=0.20mm/z。选取铣刀磨钝原则及耐用度 依照切削用量简要手册表3.7，用高速钢盘铣刀粗加工钢料，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.8，由表3.8拟定耐用度T=120min。拟定切削速度v和工作台每分钟进给量 依照表3.27中工式计算 式中： 则m/min=13.4 =34.1r/min依照表X62型铣床主轴转速表(表4.2-39），选取 n=37.5r/min=0.62r/s则实际切削速度v=/1000=0.24m/s 工作台每分中进给量为mm/min=240mm/min依照X62型铣床工作台进给量表(表4.2-40），选取 =235mm/min则实际每齿进给量为mm/z=0.19mm/z。2. 基本时间 依照机械制造工艺设计简要手册表6.2-7，三面刃铣刀铣槽基本时间为式中：L=40mm,，d=125mm,，=235mm/min,i=1=0.37min=22.2s 二、时间定额计算1、工序11）基本时间t= 2）基本时间t=3）基本时间t=1.5*80*1.2*1.4/1000*3.6*0.06*7 =0.13min4)基本时间t=0.78min5）基本时间t=6）基本时间t=7）基本时间t=0.37min 综上，工序总基本时间t总=tj1+ tj2+ tj3+ tj4 +tj5 +tj6 +tj7+tj8 =0.49+0.94+0.13+0.78+0.20+0.20+0.37+0.92+0.38=4.41min =264.6s 布置工作地时间 t=0.05t总=13.3s 休息和生理需要时间 t=0.03t总=8s 准备与终结时间 t=0.05t总 =13.3s单件时间定额 t=t+t+t+ t =264.6s+13.3s+8s+13.3s=299.2s将上述零件工艺规程设计成果，填入工艺文献（工艺过程卡片和工序卡片）。第七节 心得体会本次课程设计,让咱们受益非浅,不但培养了咱们发现问题、分析问题、解决问题逻辑思维能力,更重要是学会了熟悉运用机械制造技术学中基本理论。通过这次拨叉设计,让咱们从机械基本到公差配合、从机械制图、计算机绘图到机床设备应用，把机械制造过程中各种知识综合整顿，又有了更高层次理解和发现。 通过对拨叉加工工艺设计以及设计阐明书编写,进一步培养了咱们分析、总结和表达能力,巩固、深化了在设计中所获得知识,让咱们更加贴近于生产实际,让咱们更加清晰看到了理论与实际在设计中差别,通过设计让咱们可以综合、灵活、有条理地应用机械制造方面知识,纯熟掌握机械加工工艺规程制定,充分表达自己对工艺理解和发现。感谢曾凡同窗对拨叉设计阐明书汇总第八节 参照文献1、机械制造技术基本 主编：陆名彰、胡忠举 中南大学出版社2、机械制造技术基本课程设计指引教程 主编：邹青 机械工业出版社3、工程材料及应用 主编：周凤云 华中科技大学出版社4、机械制造工艺基本 主编：黄观尧 天津大学出版社5、机械制造工艺学 主编：徐嘉元 机械工业出版社第九节 附录1、零件-毛坯图纸各一张2、机械加工工艺过程卡片1套3、机械加工工序工序卡片1套