调速杠杆的机械加工工艺规程编制及工时定额计算.docx
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调速杠杆的机械加工工艺规程编制及工时定额计算
目录
一、摘要
设计内容2
设计目的2
二、零件分析2
2.1零件的作用2
2.2零件的工艺分析2
2.3毛坯的选择3
三﹑制定工艺路线3
3.1基面的选择3
3.1.1、粗基准的选择3
3.1.2、精基准的选择3
3.2制定工艺路线3
四、机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定4
4.1毛胚的基本尺寸确定：
4
4.2各工序之间的加工余量及公差5
五、确定切削用量及基本时间8
5.1确定切削用量8
5.2确定切削时间13
5.2.1基本时间tm的计算13
5.2.2辅助时间tf的计算13
5.2.3其他时间的计算15
5.2.4单件时间定额tdj的计算16
六、设计小结17
七、参考书目17
摘要
设计内容：
“调速杠杆”的机械加工工艺规程编制及工时定额计算，并绘制出调速杠杆零件图、毛坯图、编制调速杠杆零件机械加工工艺规程卡及工序卡、编制课程设计说明书。
设计目的：
机械制造学课程设计是其在校学习阶段的一个重要教学环节。
机械制造学课程设计的目的是培养学生综合运用所学的基础和专业理论知识，独立解决本专业一般工程技术问题的能力，树立正确的设计思想和工作作风。
本课题主要让学生制定调速杠杆的机械加工工艺规程、编写设计说明书。
本课题可使学生受到充分运用所学知识解决实际问题的锻炼，能够培养学生的计算能力、绘图能力、文字表述能力、文献检索能力以及综合分析能力，能够使学生的工程意识和技术素质得到显著提高。
二、零件分析
2.1零件的作用
零件的给定是调速杠杆，属于杠杆类零件。
是机床一个零件，它的作用是改变机床的传动速度。
2.2零件的工艺分析
调速杠杆共有3组加工表面，它们之间有一定的位置要求。
现表述如下：
以φ
中心线为加工中心的加工表面
这组加工表面包括：
φ
圆孔及倒角，M8×1的内螺纹孔、φ10圆孔和φ18的圆柱面垂直于φ
。
以φ
的上端面为加工中心的加工表面
这组加工表面包括：
杠杆上下端面
由以上三组的分析可知：
可以先加工一组表面，再借助卡具加工其它表面，从而保证加工精度。
零件的生产类型
根据设计要求得：
Ｑ＝100000件／年，N=Qm（1+a％）（1+b％）=100000×1×（1+3％）×（1+5％）=108150件／年，生产类型为大批生产。
2.3毛坯的选择
根据设计要求，调速杠杆的材料为HT200。
通过对该零件的重新绘制，知道图样的视图正确，完整尺寸，公差及技术要求齐全。
该零件属于杆类零件，考虑零件结构比较简单，但形状结构比较复杂，故选择铸件毛坯。
三﹑制定工艺路线
3.1基面的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基面选择得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，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。
3.1.1、粗基准的选择
对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。
而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。
根据这个基准选择原则，现选杠杆的前后端面为粗基准，利用定位销定位。
3.1.2、精基准的选择
主要应该考虑基准重合和基准统一的问题，现选择杠杆的上表面和φ
的中心线为精基准。
3.2制定工艺路线
制定工艺路线得出发点,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夹具,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。
工艺路线方案
工序一：
先铸件回火；
工序二：
以下表面定位，粗铣上表面；
工序三：
以上表面定位，定位槽的下表面；
工序四：
以下表面定位，精铣上表面；
工序五：
以上表面定位，定位槽的下表面；
工序六：
以外圆面和后端面定位，钻φ12mm的圆,铰φ12mm并倒角1×45°
工序七：
以外圆面和后端面定位，钻φ10mm的圆，铰φ10mm圆孔；
工序八:
加工M8的内螺纹；
工序九：
以φ12内孔和外圆面定位铣槽；
工序十：
去毛刺；
工序十一:
检验。
四、机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定
4.1毛胚的基本尺寸确定：
杠杆零件材料为HT200，生产批量成大批量生产，铸造毛坯。
查《铸件尺寸公差与机械加工余量》确定步骤如下
1.求最大轮廓尺寸根据零件图计算轮廓尺寸，长175mm，宽39mm，高61mm。
故最大轮廓尺寸为175mm.。
2.选取公差等级CT由表2-1铸造方法按机器造型，铸件材料按灰铸铁，得公差等级CT范围8-12级，取9级
3.求铸件尺寸公差根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由表2-3得，公差带相对于基本尺寸对称分布。
4．求机械加工余量等级由表2-5知灰铸铁用砂型铸造机器造型和壳体的方法选得机械加工余量等级E-G级，取为F级。
5．求RMA，对所有加工表面取同一个数值，由表2-4查最大轮廓尺寸为175mm，机械加工余量等级为F级，得RMA数值为2mm
6．求毛坯基本尺寸：
定位槽底面为单侧加工，算得：
R=F+RMA+CT/2=61+2+1=64mm
底面为单侧加工，算得：
R=F+RMA+CT/2=50+2+1=53mm
4.2各工序之间的加工余量及公差
1、铣定位槽表面的加工余量及公差
工序名称
工序间余量/mm
工序
工序尺寸/mm
工序
经济精度IT
表面粗糙度/μm
尺寸公差
表面粗糙度/μm
半精铣
1
12
3.2
61
61±0.15
3.2
粗铣
1.5
13
12.5
62
62.23±0.23
12.5
铸造
64
65±0.55
2、铣下表面的加工余量及公差
工序名称
工序间余量/mm
工序
工序尺寸/mm
工序
经济精度IT
表面糙度/μm
尺寸公差/mm
表面粗糙度/μm
半精铣
1
12
3.2
50
49.85±0.15
3.2
粗铣
1.5
13
12.5
51
51.23±0.23
12.5
铸造
53
54±0.55
3、铣上表面的加工余量及公差
工序名称
工序间余量/mm
工序
工序尺寸/mm
工序
经济精度IT
表面粗糙度/μm
尺寸公差/mm
表面粗糙度/μm
半精铣
1
12
3.2
61
61±0.15
3.2
粗铣
1.5
13
12.5
62
62.23±0.23
12.5
铸造
64
65±0.55
4、钻孔、铰孔φ12孔的加工余量及公差
工序名称
工序余量/mm
工序
工序尺寸/mm
工序
经济精度IT
表面粗糙度/μm
尺寸公差/mm
表面粗糙度/μm
铰孔
0.2
8
3.2
12
φ
3.2
钻孔
11.8
11
12.5
11.8
φ
12.5
铸造
0
5、钻孔、铰孔φ10孔的加工余量及公差
工序名称
工序余量/mm
工序
工序尺寸/mm
工序
经济精度
表面粗糙度/μm
尺寸公差/mm
表面粗糙度/μm
铰孔
0.2
8
3.2
10
φ
3.2
钻孔
9.8
11
12.5
9.8
φ
12.5
铸造
0
6、钻孔、攻内螺纹M8
工序名称
工序余量/mm
工序
工序尺寸/mm
工序
经济精度
表面粗糙度/μm
尺寸公差/mm
表面粗糙度/μm
攻螺纹
1.20
6H
8
φ8
钻孔
6.80
12
12.5
6.80
φ6.80
12.5
铸造
0
7、粗铣槽的加工余量及尺寸公差
工序名称
工序余量/mm
工序
工序尺寸/mm
工序
经济精度
表面粗糙度/μm
尺寸公差/mm
表面粗糙度/μm
粗铣2
0.5
11
6.3
6
6.3
粗铣1
1.5
12
12.5
5.5
12.5
铸造
4
8、粗铣φ20外圆柱的端面
工序名称
工序余量/mm
工序
工序尺寸/mm
工序
经济精度
表面粗糙度/μm
尺寸公差/mm
表面粗糙度/μm
粗铣
1.5
12
12.5
3
3±0.1
12.5
铸造
_
_
_
4.5
_
_
其他尺寸由铸造直接得到。
由于本设计规定的零件为大批量生产，因采用调整加工，所以计算最大、最小加工余量时因按调整加工方式予以确认。
五、确定切削用量及基本时间
5.1确定切削用量
1、工序二：
以下表面定位，粗铣上表面；
工件材料：
HT200铸造
工作要求粗铣毛坯下表面和定位槽的的下表面
工作机床X51立式铣床
刀具：
W18Gr4V硬质合金端铣刀，牌号YG6，选刀具直径d。
=10mm，前脚γ。
＝＋５°后角α。
＝８°，刃倾角λｓ＝－１０°，主偏角κr=60°，副偏角κ′r=30°
切屑用量
⑴铣刀的深度因切削用量小，故ap1=1.5mm，
⑵确定进给量查表5-7按机床功率5-10kw及工件材料、刀具材料选取，该工序的每齿进给量fz=0.2mm/z
⑶计算铣削速度查表5-11按d/z=80/10fz=0.2mm/z的条件选取，铣削速度v=40m/min，n=1000v/（πd）=1000×40/（π×80）=159.2r/min,查表4-16按照该工序所选X51型立式铣床的主轴转速n=160r/min，算得实际铣削速度
v=nπd/1000=160×π×80/1000=40.2m/min。
2、工序三：
以上表面定位，粗铣下表面和定位槽的下表面；
⑴铣刀的深度因切削用量小，故ap1=1.5mm，
⑵确定进给量查表5-7按机床功率5-10kw及工件材料、刀具材料选取，该工序的每齿进给量fz=0.2mm/z
⑶计算铣削速度查表5-11按d/z=80/10fz=0.2mm/z的条件选取，铣削速度v=40m/min，n=1000v/（πd）=1000×40/（π×80）=159.2r/min,查表4-16按照该工序所选X51型立式铣床的主轴转速n=160r/min，算得实际铣削速度
v=nπd/1000=160×π×80/1000=40.2m/min
3、工序四：
以下表面定位，精铣上表面；
切屑用量
⑴铣刀的深度因切削用量小，故ap2=1mm，
⑵确定进给量查表5-7该工序的每齿进给量fz=0.15mm/z
⑶计算铣削速度查表5-11按d/z=80/18fz=0.15mm/z的条件选取，铣削速度v=42.8m/min，n=1000v/（πd）=1000×42.8/（π×80）=170.3r/min,查表4-16按照该工序所选X51型立式铣床的主轴转速n=160r/min，算得实际铣削速度
v=nπd/1000=160×π×80/1000=40.2m/min。
4、工序五：
以上表面定位，精铣下表面和定位槽的下表面；
切屑用量
⑴铣刀的深度因切削用量小，故ap2=1mm，
⑵确定进给量查表5-7该工序的每齿进给量fz=0.15mm/z
⑶计算铣削速度查表5-11按d/z=80/18fz=0.15mm/z的条件选取，铣削速度v=42.8m/min，n=1000v/（πd）=1000×42.8/（π×80）=170.3r/min,查表4-16按照该工序所选X51型立式铣床的主轴转速n=160r/min，算得实际铣削速度
v=nπd/1000=160×π×80/1000=40.2m/min。
5、工序六：
以外圆面和后端面定位，钻φ12mm的圆，铰φ12mm并倒角1×45
机床：
Z550立式钻床
选择高速钢麻花钻钻头
钻φ11.8孔
⑴确定背吃刀量：
ap=11.8/2=5.9mm
⑵确定进给量：
查表5-22和4-10，取每转进给量f=0.19mm/r
⑶计算切削速度:
查表5-22，取切削速度v=22m/min，则钻头转速n=1000×22/（π×11.8）=593.5r/min，查表4-9得z550立式钻床的主轴转速n=500r/min,从而实际切削速度v=nπd/1000=500π×11.8/1000=18.5m/min。
铰φ12mm并倒角1×45°
铰刀：
硬质合金铰刀
⑴确定背吃刀量：
ap=0.2/2=0.1mm
⑵确定进给量：
查表5-32和4-10，取每转进给量f=0.19mm/r
⑶计算切削速度:
查表5-32，取切削速度v=10m/min，则钻头转速n=1000×10/（π×11.96）=266.1r/min，查表4-9得z550立式钻床的主轴转速n=250r/min,从而实际切削速度
v=nπd/1000=250π×11.96/1000=9.4m/min
粗铣φ20外圆柱的端面
切屑用量
⑴铣刀的深度因切削用量小，故ap1=1.5mm，
⑵确定进给量查表5-7按机床功率5-10kw及工件材料、刀具材料选取，该工序的每齿进给量fz=0.2mm/z
⑶计算铣削速度查表5-11按d/z=80/10fz=0.2mm/z的条件选取，铣削速度v=40m/min，n=1000v/（πd）=1000×40/（π×80）=159.2r/min,查表4-16按照该工序所选X51型立式铣床的主轴转速n=160r/min，算得实际铣削速度
v=nπd/1000=160×π×80/1000=40.2m/min。
6、工序七：
以外圆面和后端面定位，钻φ10mm的圆孔，铰φ10mm圆孔
机床：
Z550立式钻床
选择高速钢麻花钻钻头
钻φ9.8孔
⑴确定背吃刀量：
ap=9.8/2=4.9mm
⑵确定进给量：
查表5-22和4-10，取每转进给量f=0.19mm/r
⑶计算切削速度:
查表5-22，取切削速度v=22m/min，则钻头转速n=1000×22/（π×9.8）=714.6r/min，查表4-9得z550立式钻床的主轴转速n=735r/min,从而实际切削速度
v=nπd/1000=735π×9.8/1000=22.6m/min
铰φ10mm
铰刀：
硬质合金铰刀
⑴确定背吃刀量：
ap=0.2/2=0.1mm
⑵确定进给量：
查表5-32和4-10，取每转进给量f=0.19mm/r
⑶计算切削速度:
查表5-32，取切削速度v=10m/min，则钻头转速n=1000×10/（π×9.96）=319.6r/min，查表4-9得z550立式钻床的主轴转速n=351r/min,从而实际切削速度
v=nπd/1000=351π×9.96/1000=11.0m/min
7、工序八:
加工M8的内螺纹
机床：
Z550立式钻床
选择高速钢麻花钻钻头
⒈钻φ6.8的孔
⑴确定背吃刀量：
ap=6.8/2=3.9mm
⑵确定进给量：
查表5-22和4-10，取每转进给量f=0.19mm/r
⑶计算切削速度:
查表5-22，取切削速度v=16m/min，则钻头转速n=1000×16/（π×6.8）=749.0r/min，查表4-9得z550立式钻床的主轴转速n=735r/min,从而实际切削速度
v=nπd/1000=735π×6.8/1000=15.7m/min
⒉攻M8螺纹
选用细柄机用丝锥
⑴确定背吃刀量：
ap=1.2/2=0.6mm
⑵确定进给量：
查表5-22和4-10，取每转进给量f=0.19mm/r
⑶计算切削速度:
查表5-22，取切削速度v=16m/min，则钻头转速n=1000×16/（π×8）=636.6r/min，查表4-9得z550立式钻床的主轴转速n=735r/min,从而实际切削速度
v=nπd/1000=735π×8/1000=18.5m/min
8、工序九：
以φ12内孔和外圆面定位铣槽
①粗铣1
工件材料：
HT200铸造
工作要求粗铣定位槽
工作机床X51立式铣床
刀具：
W18Gr4V硬质合金端铣刀，牌号YG6，选刀具直径d。
=10mm，前脚γ。
＝＋５°后角α。
＝８°，刃倾角λｓ＝－１０°，主偏角κr=60°，副偏角κ′r=30°
切屑用量
⑴铣刀的深度因切削用量小，故ap1=1.5mm，
⑵确定进给量查表5-7按机床功率5-10kw及工件材料、刀具材料选取，该工序的每齿进给量fz=0.2mm/z
⑶计算铣削速度查表5-11按d/z=80/10，fz=0.2mm/z的条件选取，铣削速度v=40m/min，n=1000v/（πd）=1000×40/（π×80）=159.2r/min,查表4-16按照该工序所选X51型立式铣床的主轴转速n=160r/min，算得实际铣削速度
v=nπd/1000=160×π×80/1000=40.2m/min
②粗铣2
切屑用量
⑴铣刀的深度因切削用量小，故ap2=0.5mm，
⑵确定进给量查表5-7按机床功率5-10kw及工件材料、刀具材料选取，该工序的每齿进给量fz=0.15mm/z
⑶计算铣削速度查表5-11按d/z=80/18fz=0.15mm/z的条件选取，铣削速度v=42.8m/min，n=1000v/（πd）=1000×42.8/（π×80）=170.3r/min,查表4-16按照该工序所选X51型立式铣床的主轴转速n=160r/min，算得实际铣削速度
v=nπd/1000=160×π×80/1000=40.2m/min
5.2确定切削时间
5.2.1基本时间tm的计算
1.工序二：
以下表面定位，粗铣上表面；
tm=（l+l1+l2）/（fMz）
l=l上=20mm，查表5-47计算的：
l1=
41.2mm，l2=3mm，fMz=fznz=0.2×160×10=320mm/min
tm=（l+l1+l2）/（fMz）=（20+41.2+3）/320=0.201min≈12.04s
2.工序三：
以上表面定位，定位槽的下表面；
tm=（l+l1+l2）/（fMz）
l=l下+l定=25mm，查表5-47计算的：
l1=41.2mm，l2=3mm，fMz=fznz=0.2×160×10=320mm/min
tm=（l+l1+l2）/（fMz）=（25+41.2+3）/320=0.216min≈13.00s
3.工序四：
以下表面定位，精铣上表面；
l=l上+l下+l定=20mm，查表5-47计算的：
l1=41.2mm，l2=3mm，fMz=fznz=0.15×160×18=432mm/min
tm=（l+l1+l2）/（fMz）=（20+41.2+3）/432=0.149min≈8.92s
4.工序五：
以上表面定位，精铣下表面和定位槽的下表面
l=l上+l下+l定=25mm，查表5-47计算的：
l1=41.2mm，l2=3mm，fMz=fznz=0.15×160×18=432mm/min
tm=（l+l1+l2）/（fMz）=（3+41.2+25）/432=0.160min≈9.611s
5.工序六：
以外圆面和后端面定位，钻φ12mm的圆
查表5-45的tj=（l+l1+l2）/fn
l=50mm，l1≈5.3mm，l2=1mm，f=0.19mm/r,n=500r/min,tj1=（50+5.3+1）/（0.19×500）=0.593min≈35.58s
以外圆面和后端面定位，铰φ12mm并倒角1×45°
查表5-45和5-46的：
l=50mm,l1=0.47mm,l2=15mm
tj1=（50+0.47+15）/（0.19×250）=0.689min≈41.34s
粗铣φ20外圆柱的端面
tm=（l+l1+l2）/（fMz）
l=l=20mm，查表5-47计算的：
l1=41.7mm，l2=2.5mm，fMz=fznz=0.2×160×10=320mm/min
tm=（l+l1+l2）/（fMz）=（20+41.7+2.5）/320=0.201min≈12.04s
6.工序七：
以外圆面和后端面定位，钻φ10mm的圆
查表5-45的tj=（l+l1+l2）/fn
l=7mm，l1≈4.6mm，l2=1mm，f=0.19mm/r,n=735r/min,tj2=（7+4.6+1）/（0.19×735）=0.090min≈5.4s
以外圆面和后端面定位，铰φ10mm
查表5-45和5-46的：
l=7mm,l1=0.47mm,l2=15mm
tj2=（7+0.47+15）/（0.19×351）=0.274min≈16.44s
7.工序八:
加工M8的内螺纹
查表5-45的：
钻孔工步：
l=11mm，l1≈3.9mm，l2=0mm，f=0.19mm/r,n=735r/min,tj1=（11+3.9+0）/（0.19×735）=0.11min≈6.6s
攻螺纹工步：
l=11mm，l1≈3.9mm，l2=0mm，f=0.19mm/r,n=735r/mintj2=（11+3.9+0）/（0.19×735）=0.11min≈6.6s
tj=tj1+tj2=6.6+6.6=13.2s
8.工序九：
以φ12内孔和外圆面定位铣槽
粗铣1：
tm=（l+l1+l2）/（fMz）
l=8mm，查表5-47计算的：
l1=
41.2mm，l2=2mm，fMz=fznz=0.2×160×10=320mm/min
tm1=（l+l1+l2）/（fMz）=（8+41.2+2）/320=0.16min≈9.6s
粗铣2：
tm=（l+l1+l2）/（fMz）
l=8mm，查表5-47计算的：
l1=
41.2mm，l2=2mm，fMz=fznz=0.15×160×18=432mm/min
tm2=（l+l1+l2）/（fMz）=（8+41.2+2）/432=0.12min≈7.2s
tm=tm1+tm2=9.6+7.2=16.8s
5.2.2辅助时间tf的计算
根据辅助时间tf与基本时间tj之间的关系为tf=（0.15—0.2）tj，去tf=0.15tj，则各工序的辅助时间分别为：
工序二的辅助时间：
tf=1.81s
工序三的辅助时间：
tf=1.95s
工序四的辅助时间：
tf=1.34s
工序五的辅助时间：
tf=1.44s
工序六的辅助时间：
tf=11.54s
工序七的辅助时间：
tf=3.28s
工序八的辅助时间：
tf=1.98s
工序九的辅助时间：
tf=2.52s
5.2.3其他时间的计算
除了作业以外，每道工序的单件时间还包括布置工作地时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。
由于调速杠杆的生产类型为大批生产，需要考虑各工序的准备与终结时间，tz/m为作业时间的3%—5%；布置工作地时间tb是作业时间的2%—7%，休息与生理需要时间tx是作业时间的2%—4%，本设计均取3%，则各工序的其他时间（tb+tx+tz/m）应按关系式（3%+3%+3%）×（ｔｊ＋ｔｆ）计算：
工序二的其他时间：
（tb+tx+tz/m）＝1.25s
工序
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