ca6140车床滤油器体说明书.doc

机械制造技术基础课程设计说明书题目 CA6140车床滤油器体的机械加工工艺规程设计 分院、专业 机械设计制造及其自动化 班级 学生姓名 指导教师 成绩 2012 年12月10日CA6140车床滤油器体工艺设计31.有关零件的结构分析和功用3(1)零件的功用3(2)零件的结构分析32.课题4(1)生产纲领4(2)技术资料43.毛坯的种类5（1）选择毛坯5（2）确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差5（3）要求的机械加工余量5（4）确定毛坯尺寸6（5）确定毛坯尺寸公差6（6）设计毛坯图64. 定位基准的选择原则8（1）定位基准的选择8（2）零件表面加工方法的选择85.工艺规程的拟定9（1）制定工艺路线9（2）工序设计96. 确定切削用量及基本时间10设计小结18参考文献 .19 一.有关零件的结构分析和功用 1.零件的功用 CA6140车床滤油器体，它位于车床主轴箱上面，主要作用是给主轴箱内供油及对油液起冲作用，零件的两段有两孔用于油液的进出，零件的中间有一个48h6的外圆柱面，用于与主轴箱以基轴制形式联接。2.零件的结构分析CA6140车床滤油器体的结构属于中等复杂的零件，总共有六个孔需要加工，而且三个螺栓孔的加工精度一般，只需要保证三个螺栓孔的位置精度即可。其内孔的结构也比较简单，只是需要在其底部锪一个平面。两个通油孔的结构看似简单，但要达到其要求需要较多的加工工步，同时注意到两通油孔的尺寸一样。该零件的结构简单但加工要求较高是左右端面和外圆面，它们的加工误差直接影响其后续的加工。 二.课题 1.生产纲领 零件的生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地等）生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制订具有决定性的影响。生产类型一般可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型，不同的生产类型有着完全不同的工艺特征。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。附表2各种生产类型的规范生产类型零件的年生产纲领/件/年 重型零件中型零件小型零件单件生产510100批量生产530010500100500大批量生产3005005000 查表可知CA6140滤油器体属中大批量生产。 2.技术资料 1.机械制造技术基础 人民邮电出版社 赵艳红，张景耀 主编 2.机械加工工艺手册 北京出版社 李洪 主编 3.机械制造工艺学课程设计 机械工业出版社 赵家齐 编 三.毛坯的种类 1.选择毛坯根据生产纲领可知，CA6140滤油器体属中大批量生产，零件形状为非全圆柱体，可选零件材料为灰口铸铁，毛坯制造选用铸造毛坯，这样毛坯与成品相似，加工方便，省工省料。为了提高生产率，铸造方法选用砂型铸造且为及其造型。2.确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差（1）求机械加工余量等级 铸造方法按机器造型、铸件材料按灰铸铁，查表得，机械加工余量等级范围是EG级，取为F级。（2）求最大轮廓尺寸 根据零件图轮廓尺寸，可知，CA6140滤油器体最大轮廓尺寸为102mm。（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，查表得，公差带相对与基本尺寸对称分布。3.要求的机械加工余量 工序名称工步工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/mm表面粗糙度Ra/m尺寸，公差/mm内孔扩孔2IT106.338钻孔17IT1212.534毛坯19IT12螺栓孔粗铰0.2IT106.311钻孔4.3IT1212.58.6毛坯4.5通油孔粗铰0.05IT106.311钻孔5IT1212.510毛坯5.5锪孔13IT1212.526扩孔0.65IT106.316.3钻孔7.5IT1212.515攻丝0.75IT1012.546外圆面半精车16.346粗车3IT1412.548毛坯25420-0.016主要表面48外圆面精车0.3h61.6480-0.03948半精车1h83.248.60-0.1048.6粗车1.7h1012.550.650.6毛坯254542左端面精铣0.5IT121.6102半精铣1IT133.2102.3粗铣2IT146.3103.3毛坯2.5105.32.5对所有的加工表面取同一个数值，由最大轮廓尺寸102mm、机械加工余量等级为F级，得机械加工余量数值为1.5mm。 4.确定毛坯尺寸分析零件，各加工表面均为Ra1.6m，因此这些表面的毛坯尺寸只需要将零件的尺寸加上余量值即可。零件上孔3-9，内孔38和进出有口尺寸较小，铸成实心；A面为单侧加工，则 R=105.5mm48h6外圆柱面的加工，即 R=54mm 三角形台阶肩宽度=35.5mm 5.确定毛坯尺寸公差 铸造方法按机器造型、铸件材料按灰铸铁，查表得，公差等级CT范围是812级，取为10级。 6.设计毛坯图 （1）确定圆角半径 外圆角半径 r=1mm; 内圆角半径 R=1mm; 以上所取圆角半径数值能保证各表面的加工余量。 （2）确定拔模斜度 本铸件最大尺寸为h=105.5mm，属25500mm的铸件，所以查表，取拔模斜度为1：20。 （3）确定分型面由铸件结构分析，选择左端面作为砂模铸造机器造型的分型面。 （4）确定毛坯的热处理方式灰铸铁滤油器毛坯铸造后应安排人工时效，温度，进行消除残余应力，从而改善加工性。综合上述，所设计的毛坯图如图所示。 四.定位基准的选择原则1.定位基准的选择 本零件是不规则零件体，其左端面是设计基准（亦是装配基准和测量基准），为了避免由于基准不重合而产生的误差，应选左端面为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。 在加工中还可遵循“互为基准”的原则，重复加工38孔和48外圆柱面，使其中心线重合度较高，减小圆跳动度。2.零件表面加工方法的选择 本零件有平面、内孔、外圆柱面、螺纹等加工，材料为 HT15-33。以公差等级和表面粗糙度要求，参考本指南有关资料，其加工方法选择如下： （1）左端面 左端面为精基准加工其它表面，表面粗糙度为Ra1.6，加工方法为车削。 （2）38mm内孔 未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级按IT14，表面粗糙度为Ra6.3，选择先钻孔再扩孔即可达到要求。 （3）3-9孔 未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级按IT14，表面粗糙度为Ra6.3，只需用9mm麻花钻直接在其位置钻孔即可。 （4）48外圆柱面 公差等级为IT6，表面粗糙度为Ra1.6，加工方法可采用粗车、半精车、精车。 （5）进出油孔（2-11） 这两个孔用于联接油管，用于输通油液，密封性需要比较高。连结部分采用螺纹联接。由于毛坯中这两孔是铸为实心，所以此部分的加工为先锪沉头孔，然后在其位置钻11孔，接着扩孔到16深18mm，最后攻丝M18。 五.工艺规程的拟定1.制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使其零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证，在生产纲领中已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，除此之外，应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 滤油器体加工包括各圆柱面、孔及端面的加工。按照先加工基准面及先粗后精的原则，该零件加工可按下述工艺路线进行 2.工序设计 工序 机器砂型铸造毛坯；工序 检验，清砂；工序 热处理；工序 车左端面；工序 钻38内孔；工序 粗车外圆48；工序 加工出油口；工序 加工进油口；工序 钻3-9通孔；工序 车平台；工序xi 去毛刺； 六.确定切削用量及基本时间车左端面 1. 粗车 （l）选择刀具YG6硬质合金车刀 根据表12，粗车灰铸铁，可选择YG牌号硬质合金。车刀几何形状 kr=60 ,kr=10,0 = 6, 0=12,s=3, =1mm，01=-5,b1=0.3mm （2）选择切削用量1）确定切削深度 ap=2mm2）定进给量 f根据表 14，f=0.50.6 3）按CA6140车床选择f=0.56 (3)确定切削速度。可根据公式计算，也可直接由表中查出。根据表111，当用YT6硬质合金车刀加工灰铸铁。切削速度vt114mmin。 切削速度的修正系数为ktv1.0，kkrv0.88，ksv08， kTv=1.0, kkv=1.0 vc=vt*kv=114*0.8*0.88=71.1m/min，n=435r/min，根据CA6140车床选择nc=450r/min，实际vc=76.3m/min切削速度的计算公式vc=kv cv=158,xv=0.15,yv=0.4,m=0.2 kv=kmvktvkkrvksvkTvkkv=1.21*0.88*0.8=0.852代入得vc=67.4m/min，n=412r/min按CA6140车床选择nc=450r/min ，所以vc=76.3m/min(4)基本时间tm=L/nf L=l+y+ 其中查表知l=40, y+=2.7mm,tm=2.04min2. 半精车 （l）选择刀具YG6硬质合金车刀 根据表12，粗车灰铸铁，可选择YG牌号硬质合金。车刀几何形状 kr=45 ,kr=5,0 = 8, 0=12,s=3, =1mm，01=-5,b1=0.3mm （2）选择切削用量1) 确定切削深度 ap=1mm2) 确定进给量f 半精加工进给量主要受加工表面粗糙度的限制。当表面粗糙度 Ra3.2um, =1mm，f=0.25-0.4mm/r,由CA6140车床选择 f=0.3(3)确定切削速度 可根据表111，当用YT6硬质合金车刀加工灰铸铁。切削速度vt144mmin,vc=vt*kv=144*1.0=144m/min,n=906r/min根据CA6140车床 选择nc=900r/min 实际vc=143m/min(4)基本时间tm=L/nf L=l+y+ 其中查表知l=40,y+=2mm tm=1.96min3. 精车 （l）选择刀具YG6硬质合金车刀 车刀与半精车时相同 （2）选择切削用量1) 确定切削深度 ap=0.3mm2) 确定进给量 f，精加工进给量主要受加工表面粗糙度的限制。 当表面粗糙度 Ra1.6um, =1mm，f=0.15-0.2mm/r,由CA6140车床选择 f=0.16(3)确定切削速度 根据表111，当用YT6硬质合金车刀加工灰铸铁。切削速度vt163mmin vc=vt*kv=163*1.0=163m/min n=1068r/min根据CA6140车床 选择nc=1120r/min 实际vc=171m/min(4)基本时间tm=L/nf L=l+y+ 其中查 表知l=40, y+=1.5mm tm=3.07min钻30内孔 (1)确定背吃刀量pa 铸件上先钻出孔径为27.2，工件要求孔径为30，则初取背吃刀量pa=（30-27.2）/2=1.4mm。 (2)确定进给量f,查表得，进给量f=0.150.30mm/r，取f=0.20mm/r。 (3)确定切削速度cv 查表8-80，切削速度cv=90106.8m/min，取cv=95m/min，则机床主轴转速n=1008r/min 按Z535机床说明书，取n=1100r/min，这时的实际切削速度 cv=1000Dn=103.7 m/min (4)确定采用切削用量 pa=1.4mm，f=0.2mm/r，cv=103.7 m/min，n=1100r/min (5)计算基本时间 按基本工时计算公式 t=L/nf=(l+L1)/nf其中Ll取1mm，则 t=3.18min扩38内孔（1）确定背吃刀量pa 扩直径余量为3.3mm，则背吃刀量pa=3.3/2=1.65mm。 （2）确定进给量f 当所用刀具为硬质合金扩孔钻，钻37盲孔时，进给量f=0.30.6mm/r，取f=0.32mm/r。 （3）确定切削速度cv 由表8-84，当所用刀具为硬质合金扩孔钻，刀具直径为37mm，pa=1.65mm，f=0.32mm/r时，切削速度cv=67.8m/min，则机床主轴转速 n=Dv1000c=583.3r/min 按Z535机床说明书，取n=530r/min，这时的实际切削速度 cv=1000Dn=61.6 m/min （4）确定采用切削用量 pa=1.65mm，f=0.32mm/r，cv=61.6 m/min，n=530r/min （5）计算基本时间 按基本工时计算公式 t=L/nf=(l+L1+L2)/nf其中L2取3mm， Ll=（D-d1）cotkr+1，则t=3.30min车削46外圆表面1. 粗车 （l）选择刀具YG6硬质合金车刀 根据表12，粗车灰铸铁，可选择YG牌号硬质合金。车刀几何形状 kr=60 ,kr=10,0 = 6, 0=12,s=3, =1mm，01=-5,b1=0.3mm （2）选择切削用量1)确定切削深度。ap=2mm2)确定进给量 f根据表 14，f=0.50.6 3)按CA6140车床选择f=0.56 (3)确定切削速度 根据表111，当用YT6硬质合金车刀加工灰铸铁。切削速度 vt114mmin。切削速度的修正系数为ktv1.0，kkrv0.88，ksv08， kTv=1.0, kkv=1.0 vc=vt*kv=114*0.8*0.88=71.1m/min n=435r/min 根据CA6140车床 选择nc=450r/min 实际vc=76.3m/min 切削速度的计算公式vc=kv 查表知cv=158,xv=0.15,yv=0.4,m=0.2 kv=kmvktvkkrvksvkTvkkv=1.21*0.88*0.8=0.852 代入得vc=67.4m/min n=412r/min按CA6140车床选择nc=450r/min 所以vc=76.3m/min (4)基本时间tm=L/nf L=l+y+ 其中查表知l=14.7, y+=2.7mm tm=0.36min2. 半精车 （l）选择刀具YG6硬质合金车刀 根据表12，粗车灰铸铁，可选择YG牌号硬质合金。车刀几何形状 kr=45 ,kr=5,0 = 8, 0=12,s=3, =1mm，01=-5,b1=0.3mm（2）选择切削用量1) 确定切削深度 ap=1.2mm2) 确定进给量 f，半精加工进给量主要受加工表面粗糙度的限制。 当表面粗糙度 Ra6.3um, =1mm，f=0.4-0.5mm/r, 由CA6140车床选择 f=0.45(3)确定切削速度 根据表111，当用YT6硬质合金车刀加工灰铸铁。切削速度vt128mmin 切削速度的修正系数为ktv1.0，kkrv1.0，ksv1.0， kTv=1.0, kkv=1.0 vc=vt*kv=128*1.0=128m/min n=849r/min根据CA6140车床 选择nc=900r/min 实际vc=135.6m/min(4)基本时间tm=L/nf L=l+y+ 其中查表知l=14.7, y+=2mmtm t=0.24min车削48外圆表面1. 粗车 （l）选择刀具YG6硬质合金车刀 根据表12，粗车灰铸铁，可选择YG牌号硬质合金。车刀几何形状 kr=60 ,kr=10,0 = 6, 0=12,s=3, =1mm，01=-5,b1=0.3mm （2）选择切削用量1）确定切削深度 ap=1.7mm2）定进给量 f根据表 14，f=0.50.6 3）按CA6140车床选择f=0.56 (3)确定切削速 根据表111，当用YT6硬质合金车刀加工灰铸铁。切削速度 vt114mmin。切削速度的修正系数为ktv1.0，kkrv0.88，ksv08， kTv=1.0, kkv=1.0 vc=vt*kv=114*0.8*0.88=71.1m/min n=435r/min根据CA6140车床 选择nc=450r/min 实际vc=76.3m/min切削速度的计算公式vc=kv 查表知cv=158,xv=0.15,yv=0.4,m=0.2 kv=kmvktvkkrvksvkTvkkv=1.21*0.88*0.8=0.852 代入得vc=67.4m/min n=412r/min按CA6140车床选择nc=450r/min 所以vc=76.3m/min (4)基本时间tm=L/nf L=l+y+ 其中查表知l=40, y+=2.7mm tm=0.94min2. 半精车 （l）选择刀具YG6硬质合金车刀 根据表12，粗车灰铸铁，可选择YG牌号硬质合金。 车刀几何形状 kr=45 ,kr=5,0 = 8, 0=12,s=3, =1mm，01=-5,b1=0.3mm （2）选择切削用量1) 确定切削深度 ap=1.2mm2) 确定进给量 f，半精加工进给量主要受加工表面粗糙度的限制。 当表面粗糙度 Ra3.2um, =1mm，f=0.25-0.4mm/r, 3）由CA6140车床选择 f=0.3（3)确定切削速度。可根据公式计算，也可直接由表中查出。根据表111，当用YT6硬质合金车刀加工灰铸铁。切削速度vt144mmin vc=vt*kv=144*1.0=144m/min n=906r/min 根据CA6140车床 选择nc=900r/min 实际vc=143m/min(4)基本时间tm=L/nf L=l+y+ 其中查表知l=40, y+=2mm tm=0.93min3. 精车 （l）选择刀具YG6硬质合金车刀 车刀与半精车时相同 （2）选择切削用量1) 确定切削深度 ap=0.3mm2) 确定进给量 f，精加工进给量主要受加工表面粗糙度的限制。 当表面粗糙度 Ra1.6um, =1mm，f=0.15-0.2mm/r,3)由CA6140车床选择 f=0.16(3)确定切削速度。可根据公式计算，也可直接由表中查出。根据表111，当用YT6硬质合金车刀加工灰铸铁。切削速度vt163mmin。 vc=vt*kv=163*1.0=163m/min n=1068r/min根据CA6140车床 选择nc=1120r/min 实际vc=171m/min(4)基本工时tm=L/nf L=l+y+ 其中查表知l=40, y+=1.5mm tm=1.46min切退刀槽（1） 确定背吃刀量pa 根据48外圆工序尺寸的计算，取背吃刀量为pa=1.2mm。 （2） 确定进给量f 根据表8-52，工件直径为49.4mm，切刀宽度为3mm时，f=0.110.14mm/r，按C620-1车床说明书，横向进给量初步取f=0.11mm/r。 （3）确定切削速度cv 根据表8-55，当用硬质合金切槽刀加工，pa=1.5mm，f=0.11mm/r时，切削速度cv=73.2m/min。由于最终直径与初始直径之比不同，比值为0.95，故切削速度修正为:cv=69.5m/min。则机床主轴转速 n=Dv1000c=447.8r/min 根据C620-1机床说明书，选择n=460r/min 这时的实际切削速度cv=1000Dn=71.4m/min （4）确定的切削用量为 pa=1.2mm，f=0.11mm/r，cv=71.4m/min，n=460r/min （8）计算基本时间 由简明机加工生产线工手册表1-104得基本工时的计算公式为t=L/nf t=0.38min 加工进出油口锪26沉头孔（1）本工步为锪26沉头孔，使锪出平面的粗糙度值为Ra6.3，所选刀具为YG8焊接硬质合金刀片式平面锪钻，其直径为26mm。 （2）确定背吃刀量pa 背吃刀量pa=26/2=13mm。 （3）确定切削速度cv 由切削加工简明实用手册表8-80，当所用刀具为硬质合金锪钻时，切削速度cv=90106.8m/min，取cv=90m/min，则主轴转速为 n=1100r/min 按Z525机床说明书，取n=1100r/min，则实际切削速度cv=90m/min 类比前面锪30工步可知以上计算结果与机床说明书允许值相比均允许，故确定采用的切削用量为 pa=13mm，f=0.2mm/r，cv=90m/min，n=1100r/min (4)基本时间 t=0.11 钻11孔 （1）本工步为钻11孔，所用机床为Z525型立式钻床，选择高速钢麻花钻头，其直径为11mm，钻头的几何形状为：双锥修磨横刀，030=，01802=，01702=，5.3b=mm，0012=，055=，b=2mm，l=4mm。 （2）确定进给量 按加工要求确定进给量，取f=0.87mm/r。（3）确定切削速度 查切削手册表2.15，取切削速度cv=14m/min，切削速度修正系数分别为 tvk=1.0，svk=1.0，Tvk=1.0，kvk=0.85，故 cv=141.01.01.00.85=11.9m/min 则机床主轴转速为 n=dv1000c=344.5r/min 按Z525机床说明书，取机床主轴转速为n=392r/min。 这时的实际切削速度为 cv=1000dn=13.5m/min （4）确定的切削用量为 f=0.87mm/r，cv=13.5m/min，n=392r/min （5）计算基本时间 t=2.72min 扩16孔 （1）本工步为在11内孔的基础上扩16内孔，扩孔深度为16mm。所选刀具为YG8焊接硬质合金直柄扩孔钻，其直径为16mm。（2）确定背吃刀量pa 背吃刀量pa=（16-11）/2=2.5mm。 （3）确定进给量f 由切削用量手册表27注释，当所用刀具为硬质合金扩孔钻，钻16盲孔时，进给量f=0.30.6mm/r，按Z525机床说明书，取f=0.36mm/r。 （4）确定切削速度切cv 由切削加工简明实用手册表8-84，当所用刀具为硬质合金扩孔钻，刀具直径为16mm，pa=2.5mm，f=0.36mm/r时，切削速度cv=58.2m/min，则机床主轴转速 n=Dv1000c=1157.9r/min 按Z525机床说明书，取n=960r/min，这时的实际切削速度 cv=1000Dn=48.3m/min （5）确定采用切削用量 pa=2.5mm，f=0.36mm/r，cv=48.3m/min，n=960r/min （7）计算基本时间 t=1.04min 攻螺纹M181.5 （1） 本工序为攻M181.5螺纹，所用机床为Z525型立式钻床，由金属机械加工工艺人员手册表14-90选取刀具为高速钢机动丝锥，刀具的耐用度为40min。 （2） 确定背吃刀量pa 查切削手册确定细牙普通内螺纹螺距P=1.5mm的牙形高度为h=1.8mm，即单边余量为1.8mm，则pa=1.8mm。 （3）确定进给量f 由于螺距P=0.15mm，且为单头螺纹，所以工件转一转，刀具应走过一个导程，即f=1.5mm/r。 （4）确定切削速度 根据金属机械加工工艺人员手册表14-94，当螺纹直径为18mm，螺距为1.5mm，使用高速钢机动丝锥加工铸铁时，选取cv=15.5m/min，则机床主轴转速为n=274.1r/min 根据Z525机床说明书，选取主轴转速为 n=272r/min 则实际切削速度为n=15.4m/min （5）计算基本工时 t=0.69min 钻3-9通孔 （1）本工序为钻3-9通孔，孔壁内表面粗糙度为Ra6.3，在铸件上直接用麻花钻钻出。机床为Z525立式钻床，工件装在专用夹具上，所选刀具为高速钢标准麻花钻，其直径为9。由切削用量手册孔加工用量选择部分表1取标准钻头几何参数为030=，20118=，0010=，045=。 (2)确定切削用量 该工序是在实心铸件上钻9通孔，背吃刀量为pa=9/2=4.5mm（3）确定进给量f 由表8-69，当所用刀具为高速钢标准麻花钻，钻9通孔时，进给量f=0.