CA6140车床滤油器体制造设计.docx
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CA6140车床滤油器体制造设计
课
程
设
计
课题名:
CA6140车床滤油器体制造设计
院系:
班级:
2008级机械设计制造及其自动化
学号:
姓名:
指导老师:
日期:
2011.6.20—2011.6.26
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
3.4对刀装置
3.5夹具体
3.6结构特点
四:
设计小结
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φ48h6的外圆柱面,用于与主轴箱的基轴连接。
二维和三维图
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--9φ用于连接机床主轴箱,起固定作用
3中心孔φ38用于过滤和缓冲油液
4外端面φ48h6用于与车窗主轴箱连接
1.2.2滤油器个表面的精度要求
1外圆柱面φ48h6为基轴制连接,尺寸精度为IT6
2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,体手缩小,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。
其力学性能中抗垃极限强度为150Mpa,塑性较差,其硬度为141—154HBS之间,韧性表现为冲击韧度很低。
分析零件的加工要求确定毛胚的尺寸:
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,因为加工精度不高。
(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)φ38mm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-φ9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φ9mm麻花钻直接在其位置钻孔即可。
(4)φ48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(2—φ11)
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φ11,在扩孔到φ16.3深18mm,最后攻丝M18。
2.3零件工艺路线的制定
粗铣,半精铣左端面,右端面
粗铣右端面,左端面
加工内孔:
钻,扩倒角左端面
半精车右端面及退刀槽,左端面
2.4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
2
IT10
6.3
38
钻孔
17
IT12
12.5
34
毛坯
19
IT12
螺栓孔
粗铰
0.2
IT10
6.3
11
钻孔
4.3
IT12
12.5
8.6
毛坯
405
通油孔
粗铰
0.05
IT10
6.3
11
钻孔
5
IT12
12.5
10
毛坯
5.5
锪孔
13
IT12
12.5
26
扩孔
0.65
IT10
6.3
16.3
钻孔
7.5
IT12
12.5
15
攻丝
0.75
IT10
12.5
右端面
半精车
1
IT12
3.2
34
粗车
2.5
IT14
6.3
35
毛坯
37.5±2
φ46外圆面
半精车
1
6.3
46
粗车
3
IT14
12.5
46
毛坯
±2
54±2
主要表面
φ46外表面
精车
0.3
H6
1.6
48
半精车
1
H8
3.2
48.6
粗车
1.7
H10
12.5
50.6
毛坯
54±2
左端面
精铣
IT12
1.6
102
半精铣
IT13
3.2
102.5
粗铣
IT14
6.3
103.5
毛坯
±2.5
105.5±2.5
2.5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,δb=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ap≤4mm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ae≤90mm,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3.2):
由于δb≤800MPa,故选择。
kr=60°,kre=30°,kr′=5°,α0=8°,α0′=10°λs=-15°,γ0=-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
ap=h=2mm
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=0.09~0.18mm/z
但因采用不对称端铣,故取
fz=0.18mm/z
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3.8)。
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3.27中的公式计算,也可直接由表中查出。
根据表3.13,当d0=100mm,z=10,ap≤5mm,fz≤0.1mm/z时,vt=124m/min,nt=395r/min,vft=316mm/min。
各修正系数为:
kMV=kMN=kMv=1.25
ksv=ksn=ksvf=0.8
故vc=vtkv=124×1.25×0.8m/min=124m/min
n=ntkn=395×1.25×0.8r/min=395r/min
vf=vftkvt=316×1.25×0.8mm/min=316mm/min
根据X51型立铣说明书(表3.30)选择
nc=380r/min,vfC=320mm/min
因此实际切削速度和每齿进给量为
vc=
=3.14×100×380/1000m/min=119.3m/min
fzc=
=320/380×10mm/z=0.08mm/z
5)校验机床功率根据表3.23,当δb=560~1000MPa,ae≤90mm,ap≤4mm,d0=100mm,z=10,vf=320mm/min,近似为
Pcc=2.3kw
根据X51型立铣说明书,机床主轴允许的功率为
PcM=4.5×0.75kw=3.375kw
故Pcc<PcM,因此所选择的切削用量可以采用,即
ap=2mm,vf=320mm/min,n=380r/min,vc=119.3m/min,fz=0.08mm/z,f=0.8mm/r。
6)计算基本工时
tm=
式中,L=l+y十Δ,l=86。
不对称安装铣刀,入切量及超切量y十Δ
=40mm,则L=(86+100)mm=186mm,故
tm=186/320=0.58min
车削φ46外圆表面
加工材料——HT150,HBS=160--180,铸件,有外皮;
工件尺寸——坯件φ54,车削后φ46mm,加工长度=14.7mm,
加工要求——车削后表面粗糙度为Ra6.3μm;
车床——CA6140
由工件是铸造毛坯,加工余量达3mm,而加工要(Ra6.3μm),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,α0=6,γ0=12,λs=3,γξ=1mm,γ01=-5,bγ1=0.3mm
(2)选择切削用量
1)确定切削深度。
ap=(54-48)/2=3mm
2)确定进给量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)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ktv=1.0,kkrv=0.88,ksv=0.8,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=0.2kv=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
(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,kγ0Pc=kγ0Fc1.0=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,kγ0Fc=1.0Fc=1700*0.94=1598N
Pc=
=
=1.9kw
由CA6140车床说明,当nc=450r/min车床允许的功率PE=7.5kwPc 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+Δ其中查表知l=14.7,y+Δ=2.7mm tm= =0.07min 2.半精车 (l)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,α0=8,γ0=12,λs=3,γξ=1mm,γ01=-5,bγ1=0.3mm (2)选择切削用量 1)确定切削深度。 ap=(48-46)/2=1mm 2)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,γξ=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1.9,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1.11,当用YT6硬质合金车刀加工灰铸铁。 切削速度vt=128m/min。 切削速度的修正系数为ktv=1.0,kkrv=1.0,ksv=1.0,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 (5)校检机床功率 由表知Pc=2.4kwPc 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+Δ其中查表知l=14.7,y+Δ=2mm tm= =0.05min 车削φ48外圆表面 加工材料——HT150,HBS=160--180,铸件,有外皮; 工件尺寸——坯件φ54,车削后φ48mm,加工长度=40mm, 加工要求——车削后表面粗糙度为Ra1.6μm; 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(Ra1.6μm),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,α0=6,γ0=12,λs=3,γξ=1mm,γ01=-5,bγ1=0.3mm (2)选择切削用量 1)确定切削深度。 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=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ktv=1.0,kkrv=0.88,ksv=0.8,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=0.2kv=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 (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,kγ0Pc=kγ0Fc1.0=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,kγ0Fc=1.0Fc=1700*0.94=1598N Pc= = =1.9kw 由CA6140车床说明,当nc=450r/min车床允许的功率PE=7.5kwPc 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+Δ其中查表知l=40,y+Δ=2.7mm tm= =0.17min 2.半精车 (l)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,α0=8,γ0=12,λs=3,γξ=1mm,γ01=-5,bγ1=0.3mm (2)选择切削用量 1)确定切削深度。 ap=(50.6-48.6)/2=1mm 2)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,γξ=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=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1.11,当用YT6硬质合金车刀加工灰铸铁。 切削速度vt=144m/min。 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 (5)校检机床功率 由表知Pc=2kwPc 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+Δ其中查表知l=40,y+Δ=2mm tm= =0.16min 3.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=0.3mm 2)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,γξ=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1.9,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1.11,当用YT6硬质合金车刀加工灰铸铁。 切削速度vt=163m/min。 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 (5)校检机床功率 由表知Pc=2kwPc 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+Δ其中查表知l=40,y+Δ=1.5mm tm= =0.23min 钻内孔 孔加工切削用量选择 〔已知〕加工材料—HT150σb=150MPa,铸铁。 工艺要求——孔径d=34nun,孔深l=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。 =34mm。 钻头几何形状为(表2.1及表2.2): 双锥修磨横刃,β=30°,2φ=120°,2φ1=70°,bε=7mm,a。 =12°,ψ=50°,b=3.5mm,l=7mm。 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H12~H13精度,铸件的强度 σb≤200MPa,do=34mm时,f=1.0~1.2mm/r。 由于l/d=2.2,故应乘孔深修正系数klf=1,则 f=(1.0~1.2)×1mm/r=1.0~1.2mm/r 2)按钻头强度决定进给量: 根据表2.8,当σb=150MP,d。 =34mm。 ,钻头强度决定的进给量f>2mm/r。 3)按机床进给机构强度决定进给量: 根据表2.9,当σb≤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=0.25mm/r。 根据z35钻床说明书,选择f=0.25mm/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f=0.25mm/r,do=34mm时,轴向力Ff=16860N。 轴向力的修正系数均为1.0,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=0.25mm/r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,σb=150MPa的灰口铸铁。 F=0.25mm/r,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,klv=0.85,ktv。 =1.0,故 v=vtkv=22×1.0×1.0×1.0×0.85m/min=18.7m/min n=1000v/πdo=1000×18.7/π×34=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=170r/min ncf=170×0.25mm/min=42.5r/min (4)检验机床扭矩及功率 根据表2.20,当f≤0.26mm/r,d。 ≤34mm。 时,Mt=130.7N·m。 扭矩的修正系数均为1.0,故Mc=130.7N·m。 根据Z35钻床说明书,当nc=170r/min时,Mm=147N·m。
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