CA6140车床滤油器体制造工艺设计.doc

制造技术基础课程设计任务书题目：CA6140车床滤油器体制造设计 内容： 1.零件图 1张 2.夹具零件图 1张 3.课程设计说明书 1份 4.机械加工工艺规程 1套 5.夹具总装图 1张 6.毛坯图 1张 班级： 机自083学号： 08431098姓名： 周伊楠指导老师： 刘安生日期： 2011.11.182011.12.15目录一: 滤油器的零件分析及毛配设计1.1滤油器的作用1.2滤油器零件的技术要求分析二：滤油器的机械工艺加工规程2.1毛坯的选择和毛坯图的说明2.2零件表面加工方法的确定2.3工艺路线的制定2.4工序加工尺寸，公差，表明粗糙度及毛坯尺寸的确定2.5加工余量，切削用量，工时定额的确定三：夹具设计3.1工件的定位3.2夹紧装置3.3定位误差分析一.滤油器的零件分析及毛坯设计1.1滤油器的作用题目给的是“CA6140车床滤油器体”。它位于主轴箱上面，主要作用是给主轴箱内共有及油液起冲压作用，零件的两端两孔用于油液的输入和输出，零件的中间有一个48h6的外圆柱面，用于与主轴箱的基轴连接。 1.2.1滤油器零件的分析1.滤油器的左端面用于做基准面2螺栓孔3-9用于连接机床主轴箱，起固定作用3中心孔38用于过滤和缓冲油液4外端面48h6用于与车窗主轴箱连接1.2.2滤油器各表面的精度要求1外圆柱面48h6为基轴制连接，尺寸精度为IT62其他表面无特殊要求，除保证其出粗糙度外，尺寸精度为IT14，通过对一样加工便面的分析，我们可以先确定粗基准，加工出精基准所在的加工表面，零件材料为HT150。零件为批量生产，另加加工尺寸不大，考虑生产成本提高生产率保证加工精度，毛坯用铸造，毛坯零件简单，毛坯形状可以和零件形状尽量一致，三个空需要铸出，毛坯尺寸粗要确定加工余量后在确定。二.滤油器的机械工艺加工规程2.1毛坯选择与毛坯图说明1毛坯的选择：由于毛坯的选择要考虑力学的性能要求，零件的结构形状和外轮廓的尺寸零件生产纲领和批量以及现场生产条件和发展等。考虑该设计零件的以上因素，该毛坯的制造方法用砂型铸造，材料选用HT150，其工艺性能是流动性能好，体收缩小，线收缩也小，偏析倾向小铸造应力小等优点。其切削性能一般。其力学性能中抗极限限强度为150Mpa，塑性较差，其硬度为141154HBS之间，韧性表现为冲击韧度很低。分析零件的加工要求确定毛胚的尺寸：面和外圆面得加工精度高，需多种加工工步，其加工余量较多，其他可以较少，其他面可以留较少的余量，因为加工精度不高。（）最大轮廓尺寸根据零件图轮廓尺寸，CA6140滤油器体最大轮廓尺寸为102mm（）选取公差等级铸造方法按机器造型，铸件材料按灰铸铁，查表得，公差等级范围是级，取为级。2.2零件表面加工方法的确定本零件的加工表面有端面，孔，外圆面，材料为HT150，参考有关设计手册和资料，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Ra6.3um，加工方法为先车后磨。（2）内孔 未标注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级IT14，表面粗糙度Ra6.3um，由于毛坯上已经铸造出孔留出加工余量，所以选择先扩孔在铰孔即可达到要求。（3）3-9孔未标注尺寸公差，根据GB1800-79规定其公差等级IT14，表面粗糙度为Ra6.3um，只需要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精车精磨。（5）进出油孔（211）这两个孔用于连接油管，用于疏通油液，密封性需要比较高。连接部分采用螺纹联接。由于毛坯这两孔为实心，所以该孔为先钻孔11，在扩孔到16.3深18mm，最后攻丝M18。2.3零件工艺路线的制定 参见附表42.4工序间尺寸，公差，表面粗糙度及毛坯尺寸的确定工序名称工部工序间余量/mm工序间工序间尺寸Ra/um工序间经济精度/mm表面粗糙度Ra/um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405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0.75IT1012.5右端面半精车1IT123.234粗车2.5IT146.335毛坯37.5246外圆面半精车16.346粗车3IT1412.546毛坯2542主要表面46外表面精车0.3H61.648半精车1H83.248.6粗车1.7H1012.550.6毛坯542左端面精铣IT121.6102半精铣IT133.2102.5粗铣IT14 6.3103.5毛坯2.5105.52.52.5加工余量，切削用量，工时定额的确定 该零件的各个工序的加工余量，切削用量，工时定额的确定，选取重要的加工尺寸计算，具体包括洗，铣，车，钻加工方法。其他的通过查表获得。粗铣左端面硬质合金端铣刀铣削用量选择已知 加工材料HT150，b 150MPa，铸件，有外皮； 工件尺寸宽度 ae= 86。长度 l 86的平面。如图加工要求用标准硬质合金端铣刀铣削，加工余量h=2。 机床X51型立铣。试求（1）刀具；（2）切削用量；（3）基本工时。解1选择刀具1）根据表3.16，选择YG6硬质合金刀片。 根据表 3.1，铣削深度 ap4mm时，端铣刀直径d0为 80mm,ae为60mm。但已知铣削宽度 ae为 86mm，故应根据铣削宽度 ae90mm，选择d0= 100mm。由于采用标准硬质合金端铣刀，故齿数Z=10（表3.16）。 2）铣刀几何形状（表32）：由于b800MPa，故选择。kr=60，kre=30，kr5，0=8,0=10s= -15，0= -5。 2选择切削用量 1）决定铣削深度ap由于加工余量不大，故可在一次大刀内切完，则 a p=h2mm 2）决定每齿进给量fz采用不对称端铣以提高进给量。根据表 3.5，当使用 X51铣床功率为4.5kw时， fz= 0.09 0.18mmz 但因采用不对称端铣，故取 fz= 0.18mmz 3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命根据表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.8mm；由于铣刀直径d0= 100mm，故刀具寿命T=180min（表38）。 4）决定切削速度vc。和每分钟进给量vf 切削速度vc可根据表327中的公式计算，也可直接由表中查出。 根据表 313，当d0= 100mm， z 10， ap5mm，fz0.1mmz时， vt= 124mmin，nt395rmin，vft316mmmin。 各修正系数为： k MV=kMNk Mv1.25ksv=ksn ksvf 0.8 故 vc=vtkv=1241.250.8m/min124m/min n ntkn= 395 1.250.8rmin 395rminvf vftkvt 3161.250.8mm/min= 316mm/min根据 X51型立铣说明书（表 3 30）选择 nc380rmin，vfC320mmmin 因此实际切削速度和每齿进给量为vc = 3.14 100380/1000m/min=119.3m/minfzc=320/38010mm/z=0.08mm/z 5）校验机床功率根据表 323，当b 560 1000MPa， ae90mm， ap4mm， d0100mm， z=10， vf320mmmin，近似为 Pcc2.3kw 根据X51型立铣说明书，机床主轴允许的功率为 PcM 4.5 0.75kw3.375kw 故PccPcM，因此所选择的切削用量可以采用，即 ap=2mm，vf320mmmin，n=380rmin，vc119.3mmin，fz=0.08mmz, f=0.8mm/r。 6）计算基本工时tm = 式中，L l y十， l 86。不对称安装铣刀，入切量及超切量 y十=40mm，则 L（86 100）mm186mm，故 tm = 186/320=0.58min 车削46外圆表面加工材料HT150， HBS 160-180，铸件，有外皮；工件尺寸坯件54，车削后46mm，加工长度= 14.7mm， 加工要求车削后表面粗糙度为Ra6.3m； 车床CA6140由工件是铸造毛坯，加工余量达3mm，而加工要（Ra6.3m），分两次走刀，粗车加工余量取为3mm，半精车加工余量取为1mm。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=(54-48)/2=3mm2） 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）车刀磨钝标准及寿命根据表19，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，车刀寿命 T 60min。 (4)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 vt 114mmin。 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/minn=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/minn=412r/min按CA6140车床选择nc=450r/min 所以vc=76.3m/min(5)校检机床得功率由表知 Pc=1.7kw切削功率的修正系数kkrPc=kkrFc=0.94 , k0Pc= k0Fc 1.0=1.0实际切削功率Pc=1.7*0.94=1.598kw也可用公式计算：Pc=FcVc/6*104由表知：Fc=1700N 切削力的修正系数kkrFc=0.94,k0Fc=1.0 Fc=1700*0.94=1598NPc=1.9kw由CA6140车床说明，当nc=450r/min车床允许的功率PE=7.5kw PcPE所以所选之切削用量可在CA6140车床上进行车削用量 ap=3mm, f=0.56mm/r, n=450r/min, vc=73.5m/min(6)基本工时tm= L=l+y+ 其中查表知l=14.7, y+=2.7mmtm=0.07min2. 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=(48-46)/2=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 Ra6.3um, =1mm，f=0.4-0.5mm/r, 由CA6140车床选择 f=0.45（3）车刀磨钝标准及寿命根据表19，车刀后刀面最大磨损量取为0.8mm，车刀寿命 T 60min。（4）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 vt 128mmin。 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/minn=849r/min根据CA6140车床 选择nc=900r/min实际vc=135.6m/min（5）校检机床功率由表知 Pc=2.4kw PcPE 故可以选用切削用量 ap=1mm, f=0.45mm/r, n=900r/min, vc=135.6m/min(6)基本工时tm= L=l+y+ 其中查表知l=14.7, y+=2mmtm=0.05min车削48外圆表面加工材料HT150， HBS 160-180，铸件，有外皮；工件尺寸坯件54，车削后48mm，加工长度= 40mm，加工要求车削后表面粗糙度为Ra1.6m；车床CA6140由工件是铸造毛坯，加工余量达3mm，而加工要求又较高（Ra1.6m），分三次走刀，粗车加工余量取为1.7mm，半精车加工余量取为1mm，精车加工余量取为0.3mm。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=(54-50.6)/2=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）车刀磨钝标准及寿命根据表19，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，车刀寿命 T 60min。 (4)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 vt 114mmin。 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/minn=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/minn=412r/min按CA6140车床选择nc=450r/min 所以vc=76.3m/min(5)校检机床得功率由表知 Pc=1.7kw切削功率的修正系数kkrPc=kkrFc=0.94 , k0Pc= k0Fc 1.0=1.0实际切削功率Pc=1.7*0.94=1.598kw也可用公式计算：Pc=FcVc/6*104由表知：Fc=1700N 切削力的修正系数kkrFc=0.94,k0Fc=1.0 Fc=1700*0.94=1598NPc=1.9kw由CA6140车床说明，当nc=450r/min车床允许的功率PE=7.5kw PcPE所以所选之切削用量可在CA6140车床上进行车削用量 ap=1.7mm, f=0.56mm/r, n=450r/min, vc=76.3m/min（6）基本工时tm= L=l+y+ 其中查表知l=40, y+=2.7mmtm=0.17min2. 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=(50.6-48.6)/2=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）车刀磨钝标准及寿命根据表19，车刀后刀面最大磨损量取为0.7mm，车刀寿命 T 60min。（4）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 vt 144mmin。 vc=vt*kv=144*1.0=144m/minn=906r/min根据CA6140车床 选择nc=900r/min实际vc=143m/min（ 5）校检机床功率由表知 Pc=2kw PcPE 故可以选用切削用量 ap=1mm, f=0.3mm/r, n=900r/min, vc=143m/min（6）基本工时tm= L=l+y+ 其中查表知l=40, y+=2mmtm=0.16min3. 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=(48.6-48)/2=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）车刀磨钝标准及寿命根据表19，车刀后刀面最大磨损量取为0.7mm，车刀寿命 T 60min。 （4）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 vt 163mmin。 vc=vt*kv=163*1.0=163m/minn=1068r/min根据CA6140车床 选择nc=1120r/min实际vc=171m/min（5）校检机床功率由表知 Pc=2kw PcPE 故可以选用切削用量 ap=0.3mm, f=0.16mm/r, n=1120r/min, vc=171m/min（6）基本工时tm= L=l+y+ 其中查表知l=40, y+=1.5mmtm=0.23min钻内孔孔加工切削用量选择 已知加工材料HT150 b 150MPa，铸铁。 工艺要求孔径 d=34nun，孔深 l75mm，精度为IT11，用乳化液 冷却。 机床Z35型立式钻床。试求（1）刀具；（2）切削用量；（3）基本工时。 解 1选择钻头 选择高速钢麻花钻头，其直径d。=34mm。 钻头几何形状为（表 21及表22）：双锥修磨横刃，=30，2=120，21 = 70，b7mm， a。= 12,= 50，b3.5mm, l 7 mm。 2选择切削用量 （ 1）决定送给量 f l）按加工要求决定进给量：根据表27，当加工要求为H12H13精度，铸件的强度b200MPa， do34mm时，f1.01.2mmr。 由于 ld2.2，故应乘孔深修正系数 klf =1，则 f=（1.01.2） 1mmr=1.01.2 mmr 2）按钻头强度决定进给量：根据表 2.8，当b =150MP， d。 34mm。，钻头强度决定的进给量 f2mmr。 3）按机床进给机构强度决定进给量：根据表29，当b 210MP，d。 34mm 床进给机构允许的轴向力为28440N（z35钻床允许的轴向力为19620N）时给量为1.1mm/r。从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为 f=0.25mmr。根据 z35钻床说明书，选择 f025mm/r。 机床进给机构强度也可根据初步确定的进给量查出轴向力再进行比较来校验。 由表219可查出钻孔时的轴向力，当 f025mmr， do=34mm时，轴向力 Ff=16860N。 轴向力的修正系数均为10，故Ff =9800N。 根据z35钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力为Fmax=19620N，由于Ff Fmax，故 f= 025mmr可用。 （2）决定钻头磨钝标准及寿命由表 2. 12，当d。= 34mm时，钻头后刀面最大磨损量取为 0.6mm，寿命 T= 110min。 （3）决定切削速度由表 2.14，b=150MPa的灰口铸铁。 F= 025mmr，双横刃磨的钻头， do= 34mm时， vt=22m/min 切削速度的修正系数为： ktv1.0， kCV 1.0， klv0.85， ktv。= 1.0，故 vvtkv=221.01.01.00.85m/min=18.7 m/minn=1000v/do=100018.7/34=175r/min 根据 z35钻床说明书，可考虑选择 nc 170rmin 方案为 f0.25 mmr，nc=170rmin ncf 1700.25mm/min42.5rmin （4）检验机床扭矩及功率 根据表220，当f026mm/r,d。34mm。时，Mt=130.7Nm。扭矩的修正系数均为10,故 Mc 130.7Nm。根据 Z35钻床说明书，当 nc 170rmin时， Mm= 147Nm。 根据表 223，当b 150MPa， d。= 34mm， f0.25mmr， v。 22mmin时，Pc 1.7kw. 根据 Z35钻床说明书， PE 4.5 081= 3.645kw。 由于 Mc Mm， Pc PE，故选择之切削用量可用，即 f0.25mmr， n nc170rmin， vc22mmin. 3计算基本工时 tm= 式中， L= l y十， l 75mrn，入切量及超切量由表 2.29查出 y十= 15.故tm=2.11min钻通油孔孔加工切削用量选择 已知加工材料HT150 b 150MPa，铸铁。 工艺要求孔径d=15mm，孔深 l18mm，精度为IT11，用乳化液 冷却。 机床Z33S-1型立式钻床。试求（1）刀具；（2）切削用量；（3）基本工时。 解 1选择钻头 选择高速钢麻花钻头，其直径d。= 15mm。 钻头几何形状为（表21及表22）：双锥修磨横刃，=30，2=120，b2.5mm， a。= 12,= 50，b1.5mm, l3mm。 2选择切削用量 （ 1）决定送给量 f l）按加工要求决定进给量：根据表2.7，当加工要求为H12H13精度，铸件的强度b200MPa， do15mm时，f0.610.75mmr。 由于 ld1.2，故应乘孔深修正系数 klf =1，则 f=（0.610.75） 1mmr=0.610.75 mmr 2）按钻头强度决定进给量：根据表 2.8，当b =150MP， d。 15mm。，钻头强度决定的进给量 f=1.75mmr。 3）按机床进给机构强度决定进给量：根据表2.9，当b 210MP，d。 15mm 床进给机构允许的轴向力为20100N（z33S-1钻床允许的轴向力为12262.5N）时给量为1.6mm/r。从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为 f=0.27mmr。根据 z33S-1钻床说明书，选择 f0.3mm/r。 机床进给机构强度也可根据初步确定的进给量查出轴向力再进行比较来校验。 由表2.19可查出钻孔时的轴向力，当 f0.3mmr， do=15mm时，轴向力 Ff=2500N。 轴向力的修正系数均为1.0，故Ff =2500N。 根据z33S-1钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力为Fmax=12262.5N，由于Ff Fmax，故 f= 0.3mmr可用。 （2）决定钻头磨钝标准及寿命由表 2. 12，当d。=15mm 时，钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm，寿命T= 60min。 （