CA车床滤油器体制造工艺设计

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：2023.11.18—2023.12.15

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滤油器零件的技术规定分析

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拟定

2.3工艺路线的制定

2.4工序加工尺寸，公差，表白粗糙度及毛坯尺寸的拟定

2.5加工余量，切削用量，工时定额的拟定

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，重要作用是给

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

的中间有一个小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

I.滤油器的左端面用于做基准面

2螺栓孔3-9小用于连接机床主轴箱，起固定作用

3中心孔8用于过滤和缓冲油液

4外端面中48h6用于与车窗主轴箱连接

1.2.2滤油器各表面的精度规定

1外圆柱面648h6为基轴制连接，尺寸精度为IT3

2其他表面无特殊规定，除保证其出粗糙度外，尺寸精度为IT14,通过对

同样加工便面的分析，我们可以先拟定粗基准，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，毛坯零件简朴，毛坯形状可以和零件形状尽量一

致，三个空需要铸出，毛坯尺寸粗要拟定加工余量后在拟定。

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观定，零件的结构形状和

外轮廓的尺寸零件生产大纲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141—154HBS

之间，韧性表现为冲击韧度很低。分析零件的加工规定拟定毛胚的尺寸：A面和

D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，由于加工精度不高。

(1)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

(2)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CT范围是8—

12级，取为10级。

2.2零件表面加工方法的拟定

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)<1>38mm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R

a6.3um,由于毛坯上已经铸造出孔留出加工余量，所以选择先扩孔在较孔即可

达成规定。

(3)3-69孔

未标注尺寸公差，根据GB1800-79规定其公差等级1T14,表面粗糙度为Ra

6.3um,只需要“9nlm麻花钻直接在其位置钻孔即可，

(4)648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一一精车一一

精磨。

(5)进出油孔(2—1)

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,在扩孔到山16.3

深18mm,最后攻丝M18。

2.3零件工艺路线的制定参见附表4

2.4工序间尺寸，公差，表面粗糙度及毛坯尺寸的拟定

工序名称工部工序间余量工序间工序间尺寸工序间

/mmRa/um

经济精度/mm表面粗糙度尺寸，公差

Ra/um/mm

内孔扩孔2IT106.338

钻孔17IT1212.534

毛坯19IT12

螺栓孔粗较0.2IT106.311

钻孔4.3IT1212.58.6

毛坯405

通油孔粗较0.05IT106.311

钻孔5IT1212.510

毛坯5.5

钩孔13IT1212.526

扩孔0.65IT106.316.3

钻孔7.5IT1212.515

攻丝0.751T1012.5

右端面半精车1IT123.234

粗车2.5ITU6.335

毛坯37.5±2

4>46外圆面半精车16.346

粗车3IT1412.546

毛坯±254±2

重要646精车0.3H61.648

表面外表

半精车11183.248.6

面

粗车1.7H1012.550.6

毛坯54±2

左端精钱IT121.6102

面半精钱IT133.2102.5

粗铳IT146.3103.5

毛坯±2.5105.5±2.5

2.5加工余量，切削用量，工时定额的拟定

该零件的各个工序的加工余量，切削用量，工时定额的拟定，诜取重要的加工

尺寸计算，具体涉及洗，洗，车，钻加工方法。其他的

通过查表获得。

粗铳左端面

硬质合金端铳刀铳削用量选择

［已知］

加工材料——HT150,8b=150MPa,铸件，有外皮;

工件尺寸一一宽度&二86o长度1=86的平面。如图

加工规定一一用标准硬质合金端钱刀铳削，加工余量h=2。

机床----X51型立铳°

［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,洗削深度4nlm时，端铳刀直径d0为80mm,ac

为60mm。但已知铳削宽度为86mm，故应根据铳削宽度90mm，选择

d0=100mmo由于采用标准硬质合金端铳刀，故齿数Z=10（表3.16）。

2）铳刀几何形状（表3.2）:由于6bW800MPa,故选择。kr=60°,kre

0

=30°,k/=5,a0=8°,aJ=10°入产-15°,Yo=-5°。

2.选择切削用量

1）决定钱削深度a,由于加工余量不大，故可在一次大刀内切完，则

ap-h—2mm

2）决定每齿进给量。采用不对称端铳以提高进给量。根据表3.5,当使

用X51钛床功率为4.5kw时，

fz=0.09—0.18mm/z

但因采用不对称端铳，故取

fz=0.18mm/z

3）选择铁刀磨钝标准及刀具寿命根据表3.7,铳刀刀齿后刀面最大磨

损量为0.8mm；

由于铳刀直径do=100mm,故刀具寿命T=180min（表3.8）。

4）决定切削速度vco和每分钟进给量vf切削速度％可根据表3.27中

的公式计算，也可直接由表中查出。

根据表3.13,当do=100mm,z=10,aP^5mm,f*WO.1mm

/z时，vt=124m/min,nt=395r/min,vfl=316mm/mino

各修正系数为：kMv=k般=kMv=1.25

kk河=k8Vf—0.8

故vc=vtkv=l24X1.25X0,8m/inin=124ni/min

n=n,kn=395X1.25X0.8r/min=395r/min

Vf=Vftkvt=316X1.25X0.8mm/min=316mm/min

根据X51型立钱说明书（表3.30）选择

nc=38Or/min,vfC=320mm/min

因此实际切削速度和每齿进给量为

vc=1OOO=3.14X100X380/1000m/min=11

9.3m/min

f,c=-^-=320/380X10mm/z=0.08mm/z

az

5）校验机床功率根据表3.23,当前=560"10OOMPa,a«W90mm,

a4mm,d0=100mm,z=10,vf=320mm/min,近似为

Pcc=2.3kw

根据X51型立铳说明书，机床主轴允许的功率为

PcM=4.5X0.75kw=3.375kw

故P屋PT,因此所选择的切削用量可以采用,即

ap-2mm,vf=32Onim/min,n=380r/min,vc=119.3m/min,fz=0.08mm/

z,f-0.8mm/ro

6）计算基本工时

t„=—

vf

式中，L=1+y十A,1=86。不对称安装铁刀，入切量及超切量y

十△

=40mm,则L=（86+100）mm=l86mm,故

t„=186/320=0.58min

车削646外圆表面

加工材料——HT150,HBS=160--180,铸件，有外皮；

工件尺寸——坯件由54,车削后<!>46nini,加工长度二14.7mm,

加工规定一一车削后表面粗糙度为R.6.3um；

车床——CA6140

由工件是铸造毛坯，加工余量达3mm,而加工要(R.6.3um),分两次走刀，

粗车加工余量取为3mm,半精车加工余量取为1mmo

1.粗车

(1)选择刀具YG6硬质合金车刀

根据表1.2,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,a0=6,Yo=12,Xs=3,Yt=1

=

mm,YOJ~-5,byi0.3mm

(2)选择切削用量

1)拟定切削深度。

ap=(54-48)/2=3mm

2)拟定进给量f根据表1.4,f=0.5—0.6

3)按CA6140车床选择f=0.56

(3)车刀磨钝标准及寿命根据表1.9,车刀后刀面最大磨损量取为1mm,车刀寿

命T=60min。

(4)拟定切削速度。可根据公式计算，也可直接由表中查出。

根据表1.11,当用YT6硬质合金车刀加工灰铸铁。切削速度vt=114m/

mino

切削速度的修正系数为k，v=1.0,1=0.8度30.3,kTv=1.0,kkv=1.0

vc'=vt*kv=l14*0.8*0.88=71.1m/min

_1000v/_1000*71.1

=435r/min

~1D3.14*54

根据CA6140车床选择儿=450r/min

制<._3.14*54*450

实际Vc=76.3m/min

10001000

切削速度的计算公式vc=—邑一kv

TnapX'fy'

查表知cv=158,xv=0.15,y、=0.4,m=0.2ktvkkrvksrkrVkkv

=1.21*0.88*0.8=0.852

代入得v<=67.4m/min

n=1000v=1000*67.4=412r/m.n

7rD3.14*54

按CA6I40车床选择ric=450r/min所以Vc=76.3m/min

(5)校检机床得功率

由表知Pc=l.7kw

切削功率的修正系数kg.=kk”c=0.94,k¥0Pc=kv0Fc1.0=1.0

实际切削功率Pc=L7*0.94=1.598kw

也可用公式计算:Pc=FcVc/6*10'由表知：Fc=l700N

切削力的修正系数k-F5O.94,kvoFc=l.0Fc=1700*0.94=1598N

1598*73.48,

---------------=19kw

6*10460000

由CA6140车床说明，当nc=450r/min车床允许的功率P,：=7.5kwP

C〈PE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=45Or/min,vc=73.5m

/min

(G)基本工时

t,=—I.=l+y+A其中查表知1=14.7,y+A=2.7mm

nf

17.4

t==0.07min

n450*0.56

2.半精车

(1)选择刀具YG6硬质合金车刀

根据表1.2,粗车灰铸铁，可选择YG牌号硬质合金。

车刀几何形状ki-45.kr'=5,a0=8,丫产12,入s=3,V《=

1mm,voi=-5,bvi=O.3mm

(2)选择切削用量

1)拟定切削深度。

ap=(48—46)/2=1mm

2)拟定进给量f,★精加工进给量重要受加工表面粗糙度的限制。

当表面粗糙度Ra6.3um,Yf=0.4-0.5mm/r,

由CA6140车床选择f=0.45

(3)车刀磨钝标准及寿命艰据表1.9,车刀后刀面最大磨损量取为0.8mm,车刀

寿

命T=60mino

(4)拟定切削速度。可根据公式计算，也可直接由表中查出。

根据表1.11,当用YT6硬质合金车刀加工灰铸铁。切削速度vt=128m

/mino

===

切削速度的修正系数为ktvl.0,k)(rv=l.0,k$Y=l.0,kTV1.0,kkV

1.0

vc'=vt*kv=128*1.0=128m/min

lOCMh;/1000*128

n==849r/min

7lD3.14*48

根据CA6140车床选择爪二900r/min

TTDH3.14*48*900

实际v=C=135.6m/min

c10001000

(5)校检机床功率

由表知Pc=2.4kwPC〈PE故可以选用

切削用量aP=lmm,f=0.45mm/r,n=900r/min,vc=135.6

m/min

(6)基本工时

tm---------L-1+y+△其中查表知1一14.7,y+A-2mm

nf

t„=-5-^—=0.05min

900*0.45

车削648外圆表面

T150HBS=160--180,铸件，有外皮；

工件尺寸——坯件小54,车削后小48mm,加工长度二40mm,

加工规定一一车削后表面粗糙度为Ra1.6Um；

车床——CA6140

由工件是铸造毛坯，加工余量达3mm,而加工规定又较高(RJ.6um),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

(1)选择刀具YG6硬质合金车刀

根据表1.2,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,a0=6,Yo=l2,Xs=3,Y<=lm

m,vo)=-5,byi=0.3mm

(2)选择切削用量

1)拟定切削深度。

ap=(54-50.6)/2=1.7mm

2）定进给量f根据表1,4,f=0.5—0.6

3)按CA6140车床选择f=0.56

(3)车刀磨钝标准及寿命根据表1.9,车刀后刀面最大磨损量取为1mm,车

刀寿

命T=60min0

(4)拟定切削速度。可根据公式计算，也可直接由表中查出。

根据表1.11,当用YT6硬质合金车刀加工灰铸铁。切削速度vt=114m

/min。

切削速度的修正系数为1.0,kkn.=0.88,k8tf=0.8,k、=L0,kkv=

1.0

vc'=vt*kv=114*0.8*0.88=71.Im/min

lOOOv,'1000*71.1

=435r/min

3.14*54

根据CA6140车床选择nc=450r/min

冗3.14*54*450

实际v==76.3m/min

c7W1000

切削速度的计算公式v,=—各一kv

T'napXvfy,,

查表知cv=158,xv=0.15,yy=0.4,m=0.2kv=kktvkkrvksvkTvkkv

=1.21*0.88*0.8=0.852

代入得vc=67.4m/min

1000v_1000*67.4

=412r/m

~1D3.14*54

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kkrPc4m=0.94,kv0Pc=kv0Fc1.0=1.0

实际切削功率Pc=l.7*0.94=1.598kw

也可用公式计算：Pc=FcVc/6*10,由表知:Fc=l7OON

切削力的修正系数kk1Fc=0.94,kv^=1.0Fc=l700*0.94=1598N

Fv1598*73.48

ce=1.9kw

6*10460000

由CA6140车床说明，当nc=450r/min车床允许的功率PE=7.5kw

PCVPE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

L

L=1+y十A其中查表知1=40,y+△=2.7mm

tm=病

42.7

t,.==0.17min

450*0.56

2.半精车

(1)选择刀具YG6硬质合金车刀

根据表1.2,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,a0=8,Y0=12,入s=3,v1mm,

Yoi=-5,by1=0.3mm

(2)选择切削用量

1)拟定切削深度。

aP=(50.6—48.6)/2=lmm

2)拟定进给量f,"精加工进给量重要受加工表面粗糙度的限制。

当表面粗糙度Ra3.2um,v<=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1.9,车刀后刀面最大磨损量取为0.7mm,车

刀寿

命T=60min0

(4)拟定切削速度。可根据公式计算，也可直接由表中查出。

根据表1.11,当用YT6硬质合金车刀加工灰铸铁。切削速度vt=144m/

mirio

vc=vt*kv=l44*1.0=144m/min

100(h;/_1000*144

906r/min

7rD-3.14*50.6二

根据CA6140车床nc=900r/min

兀Dn,3.14*50.6*900

实际X二143m/min

10001000

(5)校检机床功率

由表知Pc=2kwPC〈PE故可以选用

切削用量ap=lmm,f=0.3mm/r,n=900r/min,vc=143m/min

(6)基本工时

L

L二"/L=l+y+A其中查表知1=40,y+△=2mm

40

tm=--------=0.16min

900*0.3

3.精车

(1)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)拟定切削深度。

ap=(48.6—48)/2=0.3mm

2)拟定进给量f,精加工进给量重要受加工表面粗糙度的限制。

当表面粗糙度Ra1.6um,Yt=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破据表1.9,车刀后刀面最大磨损量取为0.7mm,车

刀寿

命T:60mirio

(4)拟定切削速度。可艰据公式计算，也可直接由表中查出。

根据表1.11,当用YT6硬质合金车刀加工灰铸铁。切削速度vt=163m/

min0

vc=vt*kv=163*1.0=163m/inin

lOOOvJ1000*163

=1068r/min

3.14*48.6

根据CA6140车床选择必=1120r/min

冗3.14*48.6*1120

实际v==171m/min

c7W1000

(5)校检机床功率

由表知Bc=2kw故可以选用

切削用量ap=0.3mm,f=0.16mm/r,n=ll20r/min,vc=

171m/min

(6)基本工时

L

"矿

tImL=l+y4-A其中查表知1=40,y+A=l.5mm

40-4-1,5

t==0.23min

n1120*0.16

钻内孔

孔加工切削用量选择

（已知）加工材料一HT150ab=150MPa,铸铁。

工艺规定——孔径d=34nun,孔深1=75mm,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。=34mmo

钻头几何形状为（表2.1及表2.2）：双锥修磨横刃，B=30°,26=1

20°,24）1=70°,b1=7mm,ao=12°,=50°,b=3.5mm,1=

7mmo

2.选择切削用量

（1）决定送给量f

1）按加工规定决定进给量：根据表2.7,当加工规定为H12〜H13精度，铸

件的强度

obW20OMPa,dO=34mm时,f=l.0~L2mm/r«

由于l/d=2.2,故应乘孔深修正系数L=l,则

f=（l.0~1.2）X1mm/r=1.0〜1.2mm/r

2）按钻头强度决定进给量：根据表2.8,当。h=150MP.do=3

4nlm。，钻头强度决定的进给量f>2mm/ro

3）按机床进给机构强度决定进给量：根据表2.9,当QbW210MP,do=3

4mm

床进给机构允许的轴向力为28440N（z35钻床允许的地向力为19620N）时

给量为1.1mm/r0从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺规

定，其值为f=0.25mm/r。根据z35钻床说明书，选择f=0.25mm/r0

机床进给机构强度也可根据初步拟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f=0.25mm/r,d,,=34mm时，轴

向力FLI6860No

轴向力的修正系数均为1.0,故R=9800No

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F回;19

620N,由于FW广…，故f=0.25mm/r可用。

（2）决定钻头磨钝标准及寿命由表2.12,当d。=34nlm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,Ob=150MPa的灰口铸铁。

F=0.25mm/r,双横刃磨的钻头，d0=34nm时，vt=22m/m

in

切削速度的修正系数为：ktvl.0,kCv=1.0,klv=0.85,kn0=

1.0,故

v=vtkv=22Xl.0X1.OX1.0X0.85m/min=18.7m/

min

n=l0OOv/ndo=1000X18.7/五X34=175r/min

根据z35钻床说明书，可考虑选择nc=170r/min

方案为f=0.25mm/r,nc=l7Or/min

n«f=170XO.25mm/min=42.5r/min

（4）检查机床扭矩及功率

根据表2.20,当fWO.26mm/r,d。W34mm。时，Mt=130.7N•m<>扭

矩的修正系数均为1.0,故M尸130.7N・限根据Z35钻床说明书，当n

c=170r/min时，Mm=147N-m。

根据表2.23,当。尸15OMPa,d。=34mm,fW0.25mm/r,

vo=22m/min时，Pc=1.7kw.

根据Z35钻反说明书，PF=4.5X0.81=3.645kwo

由于M<Mn,Pc<PE,故选择之切削用量可用，即

f=0.25mm/r,n=nc=170r/min,ve=22m/min.

3.计算基本工时

L

ta=---

nf

式中，L=1+y十1=75mrn,入切量及超切量由表2.29查出y+

A=15.

75+15

故tm二min=2.1Imin

170x0.25

钻通油孔

孔加工切削用量选择

（已知）加工材料一HTI50ob=150MPa,铸铁。

工艺规定一孔径d=l5inm,孔深精度为ITU,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。=15nlm。

钻头几何形状为（表2.1及表2.2）：双锥修磨横刃，8=30°,24）=120°,

b.=2.5mm,a。=12°,巾=50°,b=l.5mm,1.二3nim。

2.选择切削用量

（1）决定送给量f

1）按加工规定决定进给量：根据表2.7,当加工规定为H12U13精度，铸

件的强度

ob^200MPa,&=15mm时，f=0.61〜0.75mm/r。

由于1/d=1.2,故应乘孔深修正系数ku=1,则

f=（0.61〜0.75）Xlmm/r=0.6ro.75nun/r

2）按钻头强度决定进给量：根据表2.8,当。b=150MP,do=15m

mo,钻头强度决定的进给量f=l.75mm/r。

3）按机床进给机构强度决定进给量：根据表2.9,当心W210MP,do=15

mm

床进给机构允许的轴向力为20230N（z33S—l钻床允许的轴向力为12262.5

N）时

给量为1.6mm/ro从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺规

定，其值为f=0.27mm/r0根据z33S-1钻床说明书，选择f=0.3nun/r<>

机床进给机构强度也可根据初步拟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f=0.3mm/r,d.=15mm时，轴向