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 (3)1.1零件的作用 (3)1.2拨叉的技术要求 (3)1.3零件的工艺性分析和零件图的审查 (4)1.4确定拨叉的生产类型 (4)第2章选择毛坯 (5)2.1 确定毛坯的成形方法 (5)2.2 铸件结构工艺性分析 (5)2.3 铸造工艺方案的确定 (5)2.4 铸造工艺参数的确定 (5)2.5 铸造毛坯简图 (6)第3章拟定拨叉工艺路线 (8)3.1定位基准的选择 (8)3.2各表面加工方案的选择 (8)3.3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1.1零件的作用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φ25mm安装在变速叉轴上，与操纵机构相连，拨叉脚φ55mm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φ25H7和操纵槽，在设计工艺规程时应重点予以保证。
1.2拨叉的技术要求1.3零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；φ25mm 孔和φ55mm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。
1.4确定拨叉的生产类型依设计题目知：Q=3000台/年，m=1件/台；结合生产实际，备品率a%和废品率b%分别为3%和0.5%。
N=Qm（1+a%）(1+b%)=3000×1×（1+3%）×（1+0.5%）=3105.45件/年根据拨叉的质量1.12kg查文献一表1-4知，该拨叉属轻型零件；再由表1-5可知，该拨叉的生产类型为中批生产。
第2章选择毛坯2.1 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。
2.2 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。
2.3 铸造工艺方案的确定2.3.1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1-6）选用砂型铸造。
2.3.2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。
2.4 铸造工艺参数的确定2.4.1加工余量的确定按手工砂型铸造，灰铸铁查文献一表2-1，查得加工余量等级为IT8-IT12，取铸造尺寸公差为10级，加工余量等级为F，得RMA数值为1.5mm。
由公式R=F+2RMA+CT/2（外圆面进行机械加工时用）R=F-2RMA-CT/2（内腔面进行机械加工时用）得：毛坯基本尺寸：φ25孔R=F-2RMA-CT/2=25-1.5*2-2.4/2=20.8mmφ55左右端面厚度R=F+2RMA+CT/2=12+2*1.5+2.4/2=16.2mmφ55孔R=F-2RMA-CT/2=55-1.5*2-2.3/2=51.6mm槽端面R=F+RMA+CT/2=23+1.5+2.4/2=25.7mm其余尺寸铸造直接得到，毛坯简图如下图2-4所示2.4.2收缩率的确定通常，灰铸铁的收缩率为0.7%~1% ，在本设计中铸件取1% 的收缩率。
2.4.3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。
2.4.4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R = 3mm~5mm圆滑过渡。
2.5 铸造毛坯简图第3章拟定拨叉工艺路线3.1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。
3.1.1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φ40外圆和右端面作为粗基准。
采用φ40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。
3.1.2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。
3.2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1-10和表1-11，确定各表面加工方案如下。
（1）叉轴孔φ25内孔表面粗糙度为Ra1.6,经济精度为IT7，加工方案确定为：扩→粗铰→精铰；（2）拨叉脚φ55内表面表面粗糙度为Ra3.2,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Ra3.2，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Ra3.2，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Ra6.3，经济精度为IT13,加工方案确定为：粗铣（6）φ40外圆45度斜面表面粗糙度为Ra6.3，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Ra6.3，经济加工精度为IT13，加工方案确定为：粗铣→半精铣3.3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φ55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φ25孔，以Φ40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Φ25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φ40外圆斜面，以Φ25的孔和Φ55的叉口定位，选用X51立式铣床加专用夹具；工序8 铣16×8槽底面及内侧面，以Φ25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φ25孔，以Φ40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φ55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Φ25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φ40外圆斜面，以Φ25的孔和Φ55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Φ25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φ25的孔及其16的槽和φ55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φ25mm的孔。
由此可以看出：先钻φ25的孔，再由它定位加工φ55的内圆面及端面，保证φ25的孔与φ55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3-1：表3-1拨叉工艺路线及设备、工装的选用第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：p a4.1 工序1---钻、扩、铰拨叉头φ25孔表面粗糙度为Ra 1.6,经济精度为IT 7，加工方案确定为：钻→扩孔→粗铰→精铰查文献一表2-1得毛坯铸件的公差等级CT =IT 10级，经计算得铸造毛坯内孔基本尺寸为φ20.8mm查文献一表2-20得，精铰余量Z 精铰=0.06mm ；粗铰余量Z 粗铰=0.14mm ；扩孔余量Z 扩孔=1.8mm ；钻孔余量Z 钻孔=2.2mm 。