机械制造技术课程设计-拨叉的加工工艺及铣14槽夹具设计（全套图纸） .pdf

- 1 - 目目 录录 1 序言 3 2 拨叉的工艺分析及生产类型的确定 4 2.1 拨叉的作用 5 2.2 拨叉的工艺分析 6 2.3 拨叉的生产类型 8 3 选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图 9 3.1 选择毛坯 9 3.2 确定铸件机械加工余量 9 3.3 拨叉的偏差计算 10 3.4 确定毛坯尺寸 12 3.5 设计毛坯图 13 4 加工方法的选择及工艺规程设计 15 4.1 定位基准的选择 15 4.2 零件表面加工方法的选择 17 4.3 加工阶段的划分 18 4.4 工序的集中与分散 19 4.5 工序顺序的安排 19 4.6 制定工艺路线 20 5 工序设计 24 5.1 选择加工设备与工艺装备 24 5.2 确定工序尺寸 25 - 2 - 6 切削用量及基本时间的确定 27 6.1 切削用量的计算 27 6.2 时间定额的计算 31 7 夹具设计 43 7.1 定位方案 44 7.2 加紧机构 44 7.3 对刀装置 45 7.4 夹具体 46 7.5 定位误差计算 47 7.6 切削力及夹紧力计算 49 设计总结 53 致谢 54 参考文献 55 - 3 - 1 序序 言言 机械制造加工工艺与机床夹具设计是在学完了大学的全 部基础课、技术基础课以及全部专业课之后进行的一次理论联 系实际的综合运用，进而使对机械有了进一步的认识，为以后 的工作打下基础。它主要是对零件的加工工艺和对零件的某几 个工序加工进行专用夹具的设计。从零件的工艺来说，它主要 是分析零件在进行加工时应注意什么问题，采用什么方法和工 艺路线加工才能更好的保证精度，提高劳动生产率。就专用夹 具而言，好的夹具设计可以提高产品生产率、精度、降低成本 等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前 提下提高效率、降低成本。在本设计中，就针对拨叉的加工工 艺进行分析，制定和比较加工工艺路线，选择较好的加工工艺 路线进行加工。并对拨叉叉口两侧面、孔和槽进行专用夹具的 设计，在这过程中，制定多套夹具方案分别对各夹具的定位误 差和精度进行分析计算，选择其一进行下一步的设计，以完成 本次设计。通过这次设计，培养了编制机械加工工艺规程和机 床夹具设计的能力，这也是在进行毕业之前对所学课程进行的 最后一次深入的综合性复习，也是一次理论联系实际的训练。 因此，它在我们的大学生活中占有十分重要的地位。 就个人而言，希望通过这次毕业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，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。 - 4 - 2 拨叉的工艺分析及生产类型的确定拨叉的工艺分析及生产类型的确定 2.1 拨叉的作用 车床的拨叉位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回 转运动按照操作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作 用。零件下方的孔与操纵机构相连，而上方的半孔则是用于与 所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变 速。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 - 5 - 拨叉是一种辅助零件，通过拨叉控制滑套与旋转齿轮的接 合。滑套上面有凸块，滑套的凸块插入齿轮的凹位，把滑套与 齿轮固连在一起，使齿轮带动滑套，滑套带动输出轴，将动力 从输入轴传送至输出轴。摆动拨叉可以控制滑套与不同齿轮的 结合与分离，达到换档的目的。分析这种动力联接方式可知， 车换档时要减速，这样可以减少滑套与齿轮之间的冲击，延长 零件的使用寿命。 2.2 拨叉的工艺分析拨叉的工艺分析 拨叉是机车变速箱中一个重要的零件，因为其零件尺寸比 较小， 结构形状较复杂， 但其加工孔和叉口两侧面有精度要求， 此外还有14 孔上的槽要求加工，对精度有一定的要求。拨叉 的底面粗糙度要求是 ra12.5、 叉口两侧面是 ra0.8 和两个孔粗 糙度要求是 ra1.6。所以都要求精加工。其14 孔与侧面有垂 直度的公差要求，所要加工的槽，在其槽两侧面与14 孔有垂 直度公差要求等。因为零件的尺寸精度、几何形状精度和相互 位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质 量，进而影响其性能与工作寿命，因此它们的加工必须保证精 度要求。 零件要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能 性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量 最小。而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者 - 6 - 要考虑加工工艺问题。从设计拨叉的加工工艺来说，应选择能 够满足孔和槽加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精 度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满 足精度要求及生产率的条件下，应选择价格较底的机床。 在选择各表面、孔及槽的加工方法时，要考虑加工表面的 精度和表面粗糙度要求，根据各加工表面的技术要求，选择加 工方法及分几次加工，要根据生产类型选择设备，在大中批量 生产中可采用高效率的设备，在单件小批量生产中则常用通用 设备和一般的加工方法，要考虑被加工材料的性质，要考虑工 厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和 设备，推广新技术，提高工艺水平；此外，还要考虑一些其它 因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量 等。 该零件所需的加工部位为：拨叉小孔端面、小孔，半孔上 下两侧面；半孔以及小孔端 14 的槽。底平面：粗铣（it14） ， 粗糙度为 ra12.5；60 半孔的表面粗糙度要求为 1.6，则选择 孔的加工顺序为：粗镗、半精镗、精镗；14 的孔选择的加工 方法是钻，但其表面粗糙度的要求为6 . 1=ra，所以选择加工的 方法是钻、扩、粗铰、精校。 这些加工表面之间有着一定的位置要求： （1）14 孔轴线与叉口端面的垂直度误差为 0.05/100。 （2）14 孔轴线与槽两侧面的垂直度误差为 0.015/100。 - 7 - （3）叉口上下两端面有着平行度误差为 0.01/100。 由以上分析可知14 孔为设计基准，要加工14 孔先加 工孔的两个端面再加工孔，然后以孔为基准加工其他待加工 面，并保证它们之间的位置精度要求。 图 1.1 拨叉零件图 - 8 - 图 1.2 拨叉零件三维图 2.3 拨叉的生产类型拨叉的生产类型 拨叉位于机器变速箱的换挡机构中，该机器产品年产量为 q=2000 台/年，n=1 件/台，结合生产实际，备用率=10， 废品率=1。代入公式得该零件的生产量为： n=qn（1+10+1）=20001（1+10+1）=2222 件/年 零件是机床上的拨叉，属于轻型机械，该零件为中批生产。 - 9 - 3 选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图 3.1 选择毛坯选择毛坯 零件材料为 ht200，考虑到车床在加工中的变速虽然不像其它 机器那么频繁。但是，零件在工作过程中，也经常要承受变载 荷及冲击性载荷，且它的外型复杂，不易加工。因此，应该选 用铸件以提高劳动生产率，保证精度，由于零件的年生产量为 2000 件已达到中批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故 可采用砂型机器造型铸造，这样可以提高生产率，保证精度。 3.2 确定铸件机械加工余量确定铸件机械加工余量 由于孔均有精度要求，槽为 14，不铸出，还有一个半孔， 可以用一个毛坯生产两个零件，故只需确定四个面和叉口的相 关尺寸。 查表确定加工余量，铸件尺寸公差分为 16 级，代号“ct” ， 加工余量分为 abcdefgh 和 j9 个等级，代号“ma” 。由拨叉的 功用和技术要求，查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-3 确定该零件的公差等级为普通级，取 ct9 级。零件材料为灰铸 铁，基本尺寸小于 100，取 ma 为 g。根据该零件的的行位特点， 选择零件拨叉口上的中心线分面，属平直分模线。零件表面粗 糙度，由零件图可知，除叉口两端面的表面粗糙度为 ra0.8um， 该拨叉其余加工表面的粗糙度 ra 均大于等于 1.6um。 - 10 - 3.3 拨叉的偏差计算拨叉的偏差计算 3.3.1 拨叉侧平面加工余量的计算拨叉侧平面加工余量的计算 根据工序要求，其加工分粗、精铣加工。各工步余量如下： 粗铣：其余量值规定为1.5 2.0mm，现取2.0mm。其粗铣等级为 it12。 精铣：其余量值规定为1.0mm。铸造毛坯的基本尺寸为 782 1.081mm+=，铸件尺寸公差为 1.4 0.6 + 。 毛坯的名义尺寸为：782.0 1.081mm+= 毛坯最小尺寸为：81 0.680.4mm= 毛坯最大尺寸为：81 1.482.4mm+= 粗铣后最大尺寸为：78 1.079mm+= 精铣后尺寸与零件图尺寸相同，且保证各个尺寸精度。 3.3.2 60 孔两端面的偏差及加工余量计算孔两端面的偏差及加工余量计算 根据工序要求，其加工分粗、精铣加工。各工步余量如下： 粗铣： 其余量值规定为1.5 2.0mm， 现取2.0mm。 粗铣等级为 it12。 精铣：其余量值规定为1.0mm。 铸造毛坯的基本尺寸为 24+2.0+1.0=27mm，铸件尺寸公差 为 1.4 0.6 + 。 毛坯的名义尺寸为：24+2.0+1.0=27mm 毛坯最小尺寸为：27-0.6=26.4mm 毛坯最大尺寸为：27+1.4=28.4mm 粗铣后最大尺寸为：24+1.0=25.0mm - 11 - 精铣后尺寸与零件图尺寸相同，且保证各个尺寸精度。 3.3.3 钻钻14 孔的偏差及加工余量计算：孔的偏差及加工余量计算： 钻孔的精度等级：12=it，表面粗糙度12.5raum=，尺寸偏 差是mm21. 0 扩孔的精度等级：10=it，表面粗糙度3.2raum=，尺寸偏差 是mm084. 0 铰孔的精度等级：8it =，表面粗糙度1.6raum=，尺寸偏差 是0.043mm 根据工序要求，14 孔分为钻、扩、粗铰、精铰三个工序， 各工序余量如下： 钻14 孔 确定工序尺寸及加工余量为： 加工该组孔的工艺是：钻扩粗铰精铰 钻孔： 13 扩孔： 13.85 2z=0.85 （z 为单边余量1.5 2） 粗铰孔： 13.95 2z=0.1 （z 为单边余量0.15 0.2） 精铰孔： 14 2z=0.05 （z 为单边余量0.15 0.2） 3.3.4 镗镗60 孔的偏差及加工余量计算孔的偏差及加工余量计算 加工该组孔的工艺是：粗镗精镗 粗镗：60 孔，其余量值为2.2mm； 精镗：60 孔，其余量值为0.8mm； 铸件毛坯的基本尺寸分别为： - 12 - 60 孔毛坯基本尺寸为：60-2.2-0.8=57； 铸件加工该孔经济精度为 it9。 60 孔毛坯名义尺寸为：60-2.2-0.8=57； 粗镗工序尺寸为：59.2 精镗工序尺寸为：60 从而达到要求。 3.3.5 粗、精铣粗、精铣 14 槽槽 槽边双边机加工余量 2z=2.0mm， 槽深机加工余量为 2.0mm， 刀具选择可得其极限偏差：粗加工为 0.110 0 + ，精加工为 0.013 0 + 。 槽的毛坯为一个整体： 粗铣两边工序尺寸为：12 粗铣槽底工序尺寸为： 6 精铣两边工序尺寸为：14，已达到其加工要求：14。 3.4 确定毛坯尺寸确定毛坯尺寸 上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度 ra 1.6um。ra1.6um 的表面，余量要适当增大。 由零件图可知，叉口两端面的表面粗糙度为 ra0.8um，该 拨叉其余加工表面的粗糙度 ra 均大于等于 1.6um。 表 3- 1 拨叉毛坯(铸件)尺寸 零件尺寸 单面加工余量 铸件尺寸 60 叉口大孔 2 56 25 3 28 26 3 29 - 13 - 71 3 74 30 3 33 3.5 设计毛坯图设计毛坯图 毛坯图设计的实质：保持不加工表面不变，加工表面的毛 坯尺寸等于零件尺寸加上加工余量，并确定毛坯尺寸公差。 3.5.1 铸件机械加工余量（铸件机械加工余量（ma）与尺寸公差（）与尺寸公差（ct）确定）确定 （1） 、计算零件的年生产纲领 nqn（1+%）(1%） ； （2)、根据年生产纲领和零件重量确定零件生产类型（中 批生产） ； (3)、根据生产类型确定毛坯制造方法： （金属模机械砂 型） ； （4） 、根据毛坯制造方法和工件材料确定铸件公差等级 （810 级） ； （5） 、根据铸件公差等级确定机械加工余量等级（ma） （g 级） ； （6） 、根据铸件公差等级、基本尺寸、加工余量等级确定 铸件机械 加工总余量（注意：上边为单边余量；下边为双边 余量，实际余量为 2 倍双边余量）铸件基本尺寸=工件基本尺 寸+加工总余量； （7） 、根据铸件公差等级确定铸件尺寸公差数值 注意事 - 14 - 项： 铸 件 尺 寸 公 差 的 公 差 带 对 称 于 铸 件 基 本 尺 寸 ； 基 本 尺 寸30mm 的孔可以直接铸出，否则不留铸造孔；工件尺寸两侧 都需要加工时按双边余量计算，此时铸件基本尺寸工件基本 尺寸2双边余量。 3.5.2 毛坯图绘制毛坯图绘制 (1)毛坯轮廓用粗实线绘制，零件的实际轮廓用双点划线，毛 坯 余量用网状线表示。 (2)零件的实际轮廓只表示总体外形和主要加工面。次要表面 和结果要素（退刀槽、倒角、实体上加工的孔等）可以不画。 （直径大于 30mm 的要浇注出） 。 (3)毛坯图标注毛坯尺寸及其公差、余量尺寸。 (4)毛坯图要注有必要的技术条件。 - 15 - 图 3-1 拨叉毛坯图 图 3-2 拨叉毛坯三维图 - 16 - 4 加工方法的选择及工艺规程设计加工方法的选择及工艺规程设计 4.1 定位基准的选择定位基准的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择 的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。 否则，加工工艺过程中会问题百出，更严重的还会造成零件大 批量报废，使生产无法正常进行。 粗基准的选择，选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各 加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、 位置符合图纸要求。选择定位粗基准是要能加工出精基准，同 时要明确哪一方面的要求是主要的。粗基准的选择应以下面的 几点为原则：a 应选能加工出精基准的毛坯表面作粗基准。b 当必须保证加工表面与不加工表面的位置和尺寸时，应选不加 工的表面作为粗基准。c 要保证工件上某重要表面的余量均匀 时，则应选择该表面为定位粗基准。d 当全部表面都需要加工 时，应选余量最小的表面作为基准，以保证该表面有足够的加 工余量。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 出发，进而保证拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基 准定位。从拨叉零件图分析可知，选择底面作为拨叉加工粗基 准。 基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这 样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合 误差。基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的 - 17 - 统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的 误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设 计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车 削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多 书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂 直度。互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面， 可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿 面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量 均匀。自为基准原则。有些精加工或光整加工工序要求余量小 而均匀，可以选择加工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨 面时，是以导轨面找正定位的。 应选择工件上精度高，尺寸较大的表面为精基准，以保证 定位稳固可靠。 并考虑工件装夹和加工方便、 夹具设计简单等。 选择精基准的原则时，重点考虑的是有利于保证工件的加工精 度并使装夹更为方便。 本零件带孔，孔是其设计基准（亦是装配基准和测量基 准） ，为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基 准，即遵循“基准重合”的原则。具体而言，即选14 孔及一 端面为精基准。 由于本零件的加工面有内圆，内孔，端面，凹槽，材料为 ht200，而孔作为精基准应先进行加工，因此应选外圆及一端 面为粗基准。 - 18 - 4.2 零件表面加工方法的选择零件表面加工方法的选择 本零件的加工面有内圆，内孔，端面，凹槽及小孔等，材 料为 ht200。以公差等级和表面粗糙度要求，查阅工艺手册中 零件表面加工方法、加工经济精度与表面粗糙度相关内容，其 加工方法选择如下： 表 4-1 拨叉零件各表面加工方案 加工表面 经济精度 表面粗糙度 加工方案 28 端面 it12-14 12.5 粗铣 14 孔 it7 1.6 钻-扩-粗铰-精铰 叉口上端面 it7 0.8 粗铣-半精铣-精铣 叉口下端面 it7 0.8 粗铣-半精铣-精铣 60 孔 it7 1.6 粗镗-半精镗-精镗 槽 it7 1.6 粗铣-半精铣-精铣 4 孔 it11 6.3 钻-铰 4.3 加工阶段的划分加工阶段的划分 该拨叉的加工质量要求较高，可将加工阶段划分为粗加 工、半精加工、精加工三个阶段。 在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后续工序都可采 用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣 拨叉头 14 孔上端面，拨叉 60 孔上下端面，粗镗 60 孔， - 19 - 粗铣槽外端面，粗铣槽内侧和底面，完成 14 孔的钻、扩和 粗铰，钻 4 孔。 在半精加工阶段，完成 60 孔的半精镗，槽内侧和底面 的半精铣，60 孔左右端面的半精铣。 在精加工阶段，进行拨叉 60 孔左右端面的精铣，槽内 侧和底面的精铣和 14 孔的精铰。 4.4 工序的集中与分散工序的集中与分散 选用工序集中原则安排拨叉的加工工序。该拨叉的生产类 型为中批生产，可以采用万能型机床配以专用工具、夹具，以 提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的夹装次数少，不 但可缩短辅助时间，而且由于在一次夹装中加工了许多表面， 有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。 4.5 工序顺序的安排工序顺序的安排 （1）遵循“先基准后其他”的原则，首先加工精基准 拨叉头 14 的左端面和轴孔 14 孔。 （2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排 精加工工序。 （3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面拨叉头 14 左端面和轴孔 14 孔和拨叉 60 孔左右端面， 后加工次 - 20 - 要表面操纵槽内侧面和底面。 （4） 遵循“先面后孔”原则， 先加工拨叉头 14 孔左端面， 再加工轴孔 14 孔。 辅助工序，精加工后，安排去毛刺、终检工序。 4.6 制定工艺路线制定工艺路线 在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，列出拨叉工 艺路线。对于批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基 准。拨叉的加工的第一个工序也是加工统一的基准。具体工序 是先以14 孔上端面为粗基准，粗、精加工孔下端面，再以下 端面为基准加工14 孔，在后续的工序安排中都是以14 孔 为基准定位。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原 则。制定工艺路线的出发点,应当使零件的几何形状、尺寸精 度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确 定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工具,并尽量 使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果， 以便使生产成本尽量下降。 表 4-2 工艺路线方案一 工序号 工序内容 工序一 粗、精铣14 孔上端面。 工序二 钻、扩、粗铰、精铰14 孔。 工序三 切断。 - 21 - 工序四 粗、精铣60 半孔两端面 工序五 粗、精镗60 半孔。 工序六 铣 14 槽平面。 工序七 粗、精铣 14 槽。 工序八 配钻 8-4 铆钉孔。 工序九 检查。 上面工序不能保证其质量，但可以进行精度要求不高的生 产。综合考虑以上步骤，得到下面工艺路线。 表 4-3 工艺路线方案二 工序号 工序内容 工序一 粗、精铣14 孔上端面。 工序二 钻、扩、粗铰、精铰14 孔。 工序三 粗、精铣60 孔两端面 工序四 粗、精镗60 孔。 工序五 铣 14 槽平面。 工序六 粗、精铣 14 槽。 工序七 配钻 8-4 铆钉孔。 工序八 切断。 工序九 检查。 - 22 - 虽然工序增加了工时，但是质量大大提高了。方案一和方 案二相比，方案一工艺路线在工序三就将60 孔锯开，在后面 的工序铣60 孔的两侧面的时候， 对于工件的加工面减少加工 设计，但是在后面的工序中进行的加工，特别是定位和孔60 的加工就有相当大的难度，如采用方案一进行60 孔的加工 时，在上面的工序中已经锯断，只有进行半圆的加工。这样的 加工在一般的机床上是不保证精度的，若想要保证精度只有在 数控机床上，那样的话生产成本将提高了很多。方案二就解决 了上述产生的问题，将60 的孔到了最后的时候才将其锯开， 这样不仅保证了 60 孔的精度，而且在后面工序中的加工也可 以用 60 的孔来作为定位基准。这样的加工可以在一般的机床 上就可以进行加工了，不仅保证了精度，还降低了生产成本。 由以上分析：方案二为合理、经济的加工工艺路线方案， 但是需要遵循加工时先粗后精的基本原则，故进行调整后列出 具体的加工工艺过程如表 4-4。 表 4-4 最终加工工艺路线 工序号 工序内容 工序一 粗铣14 孔上端面 工序二 钻、扩、粗铰14 孔 工序三 粗铣60 孔两端面 工序四 粗镗60 孔 - 23 - 工序五 粗铣 14 槽平面，14 槽 工序六 精铰14 孔 工序七 半精铣60 孔两端面 工序八 半精镗60 孔 工序九 半精铣 14 槽平面，14 槽 工序十 精铣60 孔两端面 工序十一 精镗60 孔 工序十二 精铣 14 槽 工序十三 铣断 工序十四 配钻 8-4 铆钉孔。 工序十五 检查 - 24 - 5 工序设计工序设计 5.1 选择加工设备与工艺装备选择加工设备与工艺装备 （1） 、选择机床 在中批生产条件下，可以选用高效的专用设备和组合机床， 也可选用通用设备。根据不同的工序选择机床。 本拨叉机械加工所选用的通用设备应提出机床型号，如立 式铣床 x51k；所选用的组合机床应提出机床特征。 （2） 、工艺装备的选用 工艺装备主要包括刀具、夹具和量具。在工艺卡片中简要 写出它们的名称， 如“钻头”、 “百分表”和“机床夹具”等。 本拨叉的生产类型为中批生产，所选用的夹具均为专用夹具。 5.2 确定工序尺寸确定工序尺寸 （1） 、28 外圆表面 考虑其零件外圆表面为非加工表面，所以外圆表面为铸造 毛坯，没有粗糙度要求，因此直接铸造而成。 (2)、14 下端面 查机械制造工艺设计简明手册得，14 下端面的加工 余量为 3mm，毛坯尺寸 81mm， 公差等级为 it12，ct10,3.2mm。 (3)、内孔 14 孔 查机械制造工艺设计简明手册得， 表 5-1 钻14 孔加工工序 - 25 - 工步 加工余量 工序尺寸 公差 钻孔 1mm 13.85-0.425*2=13mm it12 0.21mm 扩孔 0.425mm 13.95-0.05*2=13.85mm it11 0.13mm 粗铰 0.05mm 14-0.025*2=13.95mm it9 0.052m 精铰 0.025mm 14mm it7 0.021mm （4） 、60 孔的左右端面 毛坯尺寸为 21mm，ct10,2.2。查机械制造工艺设计简明手册 的， 表 5-2 60 孔的左右端面加工工序 工步 加工余量 工序尺寸 公差 粗铣 2mm 21.6+1.4=23mm it13 0.27mm 半精铣 1.4mm 21+0.6=21.6mm it11 0.11mm 精铣 0.6mm 21mm it8 0.027mm （5） 、内孔 60 孔 孔 60 经过粗镗、半粗镗得到，查机械制造工艺设计 简明手册取公差等级 为 it10，加工余量等级为 f 级，砂 型铸造孔的加工余量等级需要降低一级选用，其加工余量等 级为 ct10、ma-g 级，再由表 2-4 查的加工余量为 2.8mm，直 径总加工余量为 5.6mm，毛坯尺寸为 54.4mm，ct10,2.8mm。 - 26 - 表 5-3 内孔 60 孔加工工序 工步 加工余量 工序尺寸 公差 粗镗 1.4mm 58.8-2*0.8=57.2mm it12 0.3mm 半精镗 0.8mm 60-2*0.6=58.8 it11 0.074mm 精镗 0.6 60mm it8 0.035 （6） 、铣槽表面 毛坯尺寸 30mm，加工余量等级为 ct10，2.8mm。 表 5-4 铣槽表面加工工序 工步 加工余量 工序尺寸 公差 粗铣 2mm 12.6+1.4=14mm it13 0.27mm 半精铣 1.4mm 12+0.6=12.6mm it11 0.11mm （7） 、铣 14 槽 毛坯尺寸为 30，ct10，2.2mm。粗铣加工余量为 3mm，公差 等级为 it8，公差为 0.035mm - 27 - 6 切削用量及基本时间的确定切削用量及基本时间的确定 6.1 切削用量的计算切削用量的计算 6.1.1、粗铣 14 孔上端面 （1）背吃刀量的确定，取 ap=3mm （2）进给量的确定，查切削用量简明手册得 f=0.3mm/z （ 3 ） 切 削 速 度 的 计 算 ， d/z=80/10 的 条 件 选 取 v=40m/min ， = d v1000 n 159.15r/min, 取n=150r/min, 实 际 铣 削 速 度 = 1000 dn v 37.7m/min 6.1.2、钻、扩、粗铰、精铰 14 孔 钻孔 14 孔 （1）背吃刀量的确定，取 ap=6.5mm （2） 进给量的确定， 查 切削用量简明手册 得 f=0.62mm/r （3）切削速度的计算，工件材料为灰铸铁，取 v=20m/min， = d v1000 n 275r/min, 取n=275r/min, 实 际 钻 削 速 度 = 1000 dn v15.1m/min 扩孔 14 孔 （1）背吃刀量的确定，取 ap=0.425mm （2）进给量的确定，查切削用量简明手册得 f=1.0mm/r (3) 切削速度的计算，取v=79.1m/min ， = d v1000 n 1007.1r/min, 取n=1100r/min, 实 际 切 削 速 度 - 28 - = 1000 dn v25.6m/min 粗铰孔 14 孔 （1）背吃刀量的确定，取 ap=0.05mm （2）进给量的确定，查切削用量简明手册得 f=0.9mm/r (3)切削速度的计算，取 v=4m/min，= d v1000 n 50.93r/min， 取 n=68r/min,实际铣削速度= 1000 dn v=10.4m/min 精铰孔 14 孔 （1）背吃刀量的确定，取 ap=0.025mm （2）进给量的确定，查切削用量简明手册得 f=0.8mm/r (3)切削速度的计算，取 v=5m/min，= d v1000 n 63.66r/min, 取 n=68r/min,实际切削速度= 1000 dn v11.2m/min 6.1.3、粗铣、半精铣、精铣、粗铣、半精铣、精铣60 孔左右端面孔左右端面 粗铣 60 孔左右端面 （1）背吃刀量的确定，取 ap=2mm （2）进给量的确定，查切削用量简明手册得 f=0.3mm/z （ 3） 切 削 速 度 的 计 算 ， 由d/z=80/10,取v=40m/min， = d v1000 n 159.15r/min, 取n=150r/min, 实 际 铣 削 速 度 = 1000 dn v=37.7m/min 半精铣 60 孔左右端面 （1）背吃刀量的确定，取 ap=1.4mm （2）进给量的确定，查切削用量简明手册得 f=0.2mm/z （ 3） 切 削 速 度 的 计 算 ， 由 d/z=125/14,取 v=41m/min， - 29 - = d v1000 n 104.4r/min, 取n=95r/min, 实 际 铣 削 速 度 = 1000 dn v=37.31m/min 精铣 60 孔左右端面 （1）背吃刀量的确定，取 ap=0.6mm （2）进给量的确定，查切削用量简明手册得 f=0.9mm/r （3）切削速度的计算，由 d/z=80/10,取 v=57.6m/min， = d v1000 n 229.18r/min,取 n=235r/min,实际铣削速度 = 1000 dn v=59.06m/min 6.1.4、粗镗、半精镗、粗镗、半精镗60 孔孔 粗镗 60 孔 （1）背吃刀量的确定，取 ap=2mm （2）进给量的确定，查切削用量简明手册得 f=0.5mm/r （3）切削速度的计算，取 v=22m/min，由机械制造工艺设 计简明手册取 d=60，= d v1000 n 116.71r/min,查机械制造 工艺设计简明手册 ，取 n=125r/min,实际铣削速度 = 1000 dn v=23.56m/min 半精镗 60 孔 （1）背吃刀量的确定，取 ap=3mm （2）进给量的确定，查切削用量简明手册得 f=0.4mm/r （3）切削速度的计算，取 v=30m/min，d=60， = d v1000 n 159.15r/min,参照机械制造工艺设计简明手册 ， - 30 - 取 n=160r/min,实际铣削速度= 1000 dn v30.16m/min 6.1.5、粗铣、精铣、粗铣、精铣 14 槽表面槽表面 粗铣 14 槽表面 （1）背吃刀量的确定，取 ap=13mm （2）进给量的确定，查切削用量简明手册得 f=0.3mm/r （3）切削速度的计算，由 d/z=125/14,取 v=34.6m/min， = d v1000 n 88.11r/min,取 n=95r/min,实际铣削速度 = 1000 dn v37.31m/min 精铣 14 槽表面 （1）背吃刀量的确定，取 ap=0.3mm （2）进给量的确定，查切削用量简明手册得 f=0.2mm/r （3）切削速度的计算，由 d/z=80/10,取 v=40m/min， = d v1000 n 159.15r/min,取 n=150r/min,实际铣削速度 = 1000 dn v37.70m/min 6.1.6、粗铣槽端面、粗铣槽端面 （1）背吃刀量的确定，取 ap=2mm （2）进给量的确定，查切削用量简明手册得 f=0.03mm/r （3）切削速度的计算，由 d/z=160/16,取 v=35.1m/min， = d v1000 n 69.83r/min,取 n=75r/min,实际铣削速度 = 1000 dn v37.7m/min 6.1.7、粗铣、半精铣、精铣、粗铣、半精铣、精铣 14 槽内侧槽内侧 粗铣 14 槽内侧 - 31 - （1）背吃刀量的确定，取 ap=16mm （2）进给量的确定，查切削用量简明手册得 f=0.03mm/r （3）切削速度的计算，由 d/z=10/5,取 v=26m/min， = d v1000 n 827.61r/min,取 n=725r/min,实际铣削速度 = 1000 dn v22.78m/min 半精铣 14 槽内侧 （1）背吃刀量的确定，取 ap=1.5mm （2）进给量的确定，查切削用量简明手册得 f=0.02mm/r （3）切削速度的计算，由 d/z=10/5,取 v=28m/min， = d v1000 n 891.27r/min,取 n=945r/min,实际铣削速度 = 1000 dn v29.69m/min 精铣 14 槽内侧 （1）背吃刀量的确定，取 ap=0.5mm （2）进给量的确定，查切削用量简明手册得 f=0.02mm/r （3）切削速度的计算，由 d/z=8/5,取 v=26m/min， = d v1000 n 1034.5r/min,取 n=945r/min,实际铣削速度 = 1000 dn v23.75m/min 6.1.9、两件铣断、两件铣断 （1）背吃刀量的确定，取 ap=2mm （2）进给量的确定，查切削用量简明手册得 f=0.02mm/r （3）切削速度的计算，由 d/z=110/50,取 v=31m/min， - 32 - = d v1000 n 89.71r/min,取 n=95r/min,实际铣削速度 = 1000 dn v32.83m/min 6.2 时间定额计算及生产安排时间定额计算及生产安排 根据设计任务要求，该拨叉的年产量为 2000 件。一年以 240 个工作日计算，每天的产量应不低于 件。设每天的产量为 9 件。再以每天 8 小时工作时间计算，则每个工件的生产时间应 不大于 53.3min。 机械加工单件（生产类型：中批以上）时间定额的计算公式 为： n/tk%)1)(tt (td zzfj +=（大量生产时0/ntzz） 因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为： %)1)(kttt fjd += d t 单件时间定额 j t 基本时间（机动时间） f t 辅助时间。 用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅 助动作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间 k布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值 6.2.1、粗铣、粗铣14 孔孔上上端面端面 （1）基本时间 根据面铣刀铣平面（不对称铣削）的基本时间公式 n*f t 21 j lll+ =,l=25mm, l1 =35, 取 l2=4mm,c0=(0.03-0.05)d=2.44,取 c0=3mm，则 - 33 - l1=26.80mm，f*n=450mm/min, j t=7.44s (2)辅助时间 f t jf t2 . 015 . 0 t）（=，取s468 . 1 t2 . 0t jf =， （3）其他时间 置工作地时间是作业时间的，休息与生理需要 时间是作业时间的，本设计中把它们均取值为 3%，则工序一的其他时间（）可按关系式（3+3%） *（ j t f t）计算，粗铣端面工序的其他时间： =+=+）（ fjxb tt*%6tt 0.54s （4）单件时间扩 xbfjdj ttttt+=9.468s 6.2.2、钻、钻14 孔孔 （1）基本时间 j t 基本时间公式 n*f t 21 j lll+ =,l=80mm, l2=0mm,）（21 cot2 d- r 1 1 += k d l， kr=30，则 l1=41.84mm，f*n=165mm/min, j t=44.34s (2)辅助时间 f t f t=（0.150.2） j t，取 f t=0.2， j t=8.86s （3）其他时间 =+=+）（ fjxb tt*%6tt 3.192s （4）单件时间扩 xbfjdj ttttt+= =56.392s - 34 - 6.2.3、扩、扩14 孔孔 （1）基本时间 j t n*f t 21 j lll+ =,l=80mm, l2=3mm, ）（21 cot2 d- r 1 1 += k d l，kr=30， 则 l1=3.56mm，f*n=1100mm/min, j t=4.72s (2)辅助时间 f t f t=（0.150.2） j t ，取 f t=0.2， j t=0.944s （3）其他时间 =+=+）（ fjxb tt*%6tt0.34s （4）单件时间扩 =+= xbfjdj ttttt6s 6.2.4、粗、粗铰铰14 孔孔 （1）基本时间 j t 基本时间公式 n*f t 21 j lll+ =, 去 l=80mm, l2=22mm, l1=0.15mm， f*n=61.2mm/min, =10.15s (2)辅助时间 f t jf t2 . 015. 0t）（= ，取 f t=0.2， j t=2.03s （3）其他时间 =+=+）（ fjxb tt*%6tt7.21s （4）单件时间扩 =+= xbfjdj ttttt 19.39s 6.2.5、精、精铰铰 14 孔孔 - 35 - （1）基本时间公式 n*f t 21 j lll+ =,去 l=80mm, l2=13mm, l1=0.05mm， f*n=54.4mm/min, =10.63s (2)辅助时间 f t jf t2 . 015. 0t）（= ，取=0.2 j t=2.53s （3）其他时间 =+=+）（ fjxb tt*%6tt7.39s （4）单件时间扩 =+= xbfjdj ttttt19.55s 6.2.6、粗铣 、粗铣 60 孔左右端面孔左右端面 （1）基本时间 j t 根据表面铣刀铣平面（对称铣削）的基本时间公式 n*f t 21 j lll+ =, l2 =13,取 l2=2mm, kr=90，ae=11mm， l1=2.38，l=111.53mm，f*n=450mm/min, j t=15.45s (2)辅助时间 f t jf t2 . 015. 0t）（= ，取 f t=0.2， j t=3.09s （3）其他时间 =+=+）（ fjxb tt*%6tt1.11s （4）单件时间扩 =+= xbfjdj ttttt19.65s 6.2.7、半精铣 、半精铣 60 孔左右端面孔左右端面 （1）基本时间 - 36 - 根 据 面 铣 刀 铣 平 面 （ 对 称 铣 削 ） 的 基 本 时 间 公 式 n*f t 21 j lll+ =, l2 =13, 取l2=2mm, kr=90 ， ae=11mm ， l1=2.38，l=111.53mm，f*n=266mm/min, j t=26.11s (2)辅助时间 f t jf t2 . 015. 0t）（= ，取=0.2， j t=5.22s （3）其他时间 =+=+）（ fjxb tt*%6tt1.88s （4）单件时间扩 =+= xbfjdj ttttt33.21s 6.2.8、精铣 、精铣 60 孔左右端面孔左右端面 （1）基本时间 根 据 面 铣 刀 铣 平 面 （ 对 称 铣 削 ） 的 基 本 时 间 公 式 n*f t 21 j lll+ =, l2 =13, 取l2=2mm, kr=90 ， ae=11mm ， l1=2.38，l=111.53mm，f*n=211.5mm/min,=32.88s (2)辅助时间 f t jf t2 . 015. 0t）（= ，取=0.2， j t=6.58s （3）其他时间 =+=+）（ fjxb tt*%6tt2.37s （4）单件时间扩 =+= xbfjdj ttttt41.83s 6.2.9、粗镗 、粗镗 60 孔孔 - 37 - （1） 基本时间基本时间公式 n*f t 21 j lll+ =, l2 =35, 取l2=4mm, 得取l3=4 ，kr=30 ，ap=2mm ，则 l1=6.46mm ， f*n=62.5mm/min, l=94.25mm，则 j t=104.34s (2)辅助时间 jf t2 . 015. 0t）（= ，取=0.2， j t=20.89s （3）其他时间 =+=+）（ fjxb tt*%6tt7.51s （4）单件时间扩 =+= xbfjdj ttttt132.74 6.2.10、半精镗、半精镗60 孔孔 （1）基本时间基本时间公式 n*f t 21 j lll+ =, l2 =35, 取l2=4mm, 得取l3=4 ，kr=30 ，ap=0.8mm ， 则 l1=4.39mm ， f*n=64mm/min, l=94.25mm，则 j t=99.89s (2)辅助时间 jf t2 . 015. 0t）（= ，取 f t=0.2， j t =20.00s （3）其他时间 =+=+）（ fjxb tt*%6tt7.19s （4）单件时间扩 =+= xbfjdj ttttt127.08 6.2.11、粗铣、粗铣 14 槽表面槽表面 - 38 - （1）基本时间基本时间公式 n*f t 21 j lll+ =, l2 =13, 取l2=2mm, kr=90，ae=32mm，d=125mm，则 l1=4.08mm ， f*n=399mm/min, l=32mm，则 j t=5.73s (2)辅助时间 jf t2 . 015. 0t）（= ，取 f t=0.2 j t=1.15s （3）其他时间 =+=+）（ fjxb tt*%6tt0.41s （4）单件时间扩 =+= xbfjdj ttttt7.29s 6.2.12、半精铣、半精铣 14 槽槽 （1）基本时间基本时间公式 n*f t 21 j