车床滤油器体工艺规程设计及钻工装夹具设计.docx
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1、设计是在我完成了全部基础课程以及参加了生产实习之后进行的。这是我在大学所学各课程的一次深入的综合性的复习,也是一次理论联系实际的训练。因此,它在我的大学生活中占有重要的地位。此次设计主要通过分析产品零件图和相关技术要求,查阅车床滤油器体相关资料,结合生产批量要求,安排了10道工序来完成车床滤油器的加工,其中包括各道工序的加工方法,机床、刀具、夹具的选择,基准面的选取,定位和夹紧方案的拟定。滤油器在车床上是个必不可少的部件,它有着过滤油液及缓冲的作用。另外,被加工零件的结构比较复杂,加工难度大,需进行专用夹具的设计与装配。此外,主要就钻M18X1.5深14关键词:CA6140车床,滤油器,钻床夹
2、具,夹具设计,工艺规程目 录第一章 滤油器的零件分析及毛坯设计11.1滤油器零件作用41.2滤油器零件的技术要求分析4第二章 滤油器的机械加工工艺规程42.1滤油器零件的毛坯设计22.2滤油器零件的机械加工工艺规程52.3制定工艺路线92.4确定切削用量及基本时间9第三章 夹具设计323.1夹具的设计要求323.2定位方案和定位元件323.3定位误差分析333.4工件的定位333.5夹紧力的计算33第四章 夹具设计36结 论44参考文献46第一章 滤油器的零件分析题目给的零件是“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
3、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。CA6140车床滤油器结构如图1-1图1-1 滤油器结构图a零件的左端面(用于精基准加工其他表面);b螺栓孔3-9(用于联接车床主轴箱,起固定作用);c中心孔38(用于过滤及缓冲油液);d进出油孔2-11(用于联接进出油装备,流通油液);e外圆柱面48h6(用于与车床主轴箱联接)。(1)外圆柱面48h6为基轴制联接,尺寸精度为IT6;(2)其他表面无特殊精度要求,除保证其表面粗糙度外,尺寸精度为IT14。经过对以上加工表面的分析,我们可先选定粗基准,加工出精基准所在的加工表面。然后借助专用夹具对其他加工表面进行加工,保证
4、它们的位置精度。零件材料是HT150。零件年产量是中批量,而且零件加工的轮廓尺寸不大,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型。零件形状并不复杂,因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近,三个孔需要铸出。毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。2.1.1毛坯的选择根据生产纲领可知,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,且为机器造型。2.1.2确定毛坯的尺寸图2-1 根据零件尺寸计算的毛坯尺寸确定毛坯加工部分的尺寸,见表1-1所示。表1-1CA6140车床滤油
5、器体毛坯(铸件)尺寸。单位:mm。项目A面38径向38轴向48径向三角肩宽3-92-1130公差等级CT1010101010加工面基本尺寸10238654834铸件尺寸公差3.62.6同A面2.8同A面机械加工余量等级FF同A面F同A面RMA1.51.5同A面1.5同A面毛坯基本尺寸105.333.768.352.437.30002.2.1定为基准的选择定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一,定位基准选择的正确与分理,可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。否则,加工过程设计中的问题有出,更有甚着,还会造成零件大寸比报废,使生产无法正常进行。(1)因为零件具有多个加工表面,没有不加工表面
6、,故选择粗基准时,主要考虑如何合理分配各加工表面的加工余量,所以取某些重要表面作为粗基准,车床滤油器体以外圆作为加工其他表面的粗基准。全部加工表面,有几次安装,先加工外圆,再以外圆定位。(2)精基准的选择,主要考虑基准重合的问题,当没计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算,这在以后还要专门计算,此外不再重复。2.2.2零件表面加工方法的选择(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,加工方法为粗车,半精车。(2)、38mm内孔,未注公差尺寸,公差等级按IT14,表面粗糙度为Ra6.3,由于毛坯上已经铸造出孔留出加工余量,所以选择扩孔。(3)、3-9内孔,未注公差尺寸
7、,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。(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。2.3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
8、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。工艺路线方案一工序号工序内容00机械砂型铸造毛坯01磨左端面02车48外圆柱面03磨48外圆柱面04钻3-9孔05铣30内孔面06扩、铰38孔0738孔的倒角08锪平2619加工进油口10加工出油口11检验工艺路线方案二工序号工序内容00机械砂型铸造毛坯01粗车左端面02粗扩30, 38内孔,倒角45、12003粗车48外圆,切退刀槽04扩38内孔,倒角4505半精车外圆4806使用专用夹具,钻、粗扩、精扩3-9内孔07半精车左端面08加工出油孔1
9、9加工进油孔10钳工去毛刺11检验工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于:方案一是工序分散,但工艺按排的加工达不到精度要求。方案二,也是分散工序,工艺安排合理,能满足用通用机床加工并达到精度的要求,除了选择万能性通用机床加工外,还要设计一些专用夹具,提高加工要求和质量。因此选用第二个方案较合理具体方案如下:工序00、机械砂型铸造毛坯工序01、以外圆48和右端面定位,粗车左端面工序02、以外圆48和右端面定位,粗扩30, 38内孔,倒角45、120工序03、粗车48外圆,切退刀槽工序04、扩38内孔,倒角45工序05、半精车外圆48工序06、以外圆48和右端面定位,使用专用夹具,钻、粗扩
10、、精扩3-9内孔。工序07、以外圆48和右端面定位、半精车左端面工序08、以38内孔和右端面定位,使用专用夹具,钻、铰11及M181.5攻细螺纹(出油口),倒角45工序09、以38内孔和右端面定位,使用专用夹具,钻、铰11及M181.5攻细螺纹(进油口),倒角45工序10、钳工去毛刺。工序11、检验入库。2.4确定切削用量及基本时间工序01(1) 本工序为粗车,已知加工材料为HT1533,铸铁;机床为C620-1,型用卧式车床,工件装在专用夹具中。所选刀具为YT15硬质合金可转位车刀。确定粗车端面切削,用量,根据切削用量简明手册表1.1,由于C620-1机床的中心高为200mm。(表1.30)
11、,故选刀杆尺寸,刀片厚度为6mm,根据表1.3可得, 。确定切削用量;(2)确定背吃刀量;粗车余量为2 mm.,可一次走刀切除.(3)确定进给量f;根据表1.4,在加工材料为HT15,车刀杆尺寸为1625mm, 表面粗糙度为Ra6.3m;故f=0.50.6mm/r按C6201车床说明书纵向进给量取f=0.55mm/r,(4)确定切削速度查表1.10, 当头焊接式外圆车刀加工3mm, ,145200HBS., =0.55 mm/r时, 取=123m/min由于实际切削过程使用条件的改变,根据表1.28,切削速度的修正系数为: =1.0, =1.0, =0.85, =1.0, =1.0, =0.8
12、6,故=1231.01.00.861.01.00.86=86.68m/min= =1006r/min按C6201车床的转速,查表1.30选取与380r/min相近的机床转速.=380 r/min.则实际切削速度为= = =82.5 m/min.(5)校验机床功率车削时的功率可由表1.23查出.当145;150200HBS., 3 mm, 50 m/min.时,切削功率=5.2KW(查表1.30)=0.55 mm/r,由于实际切削过程作用条件的改变,查表1.292,切削功率的修正系数为: =1, =1故实际切削时的功率为: =5.211.0=5.2(KW)根据C6201车床说明书,当=960 r
13、/min.时,车床主轴允许功率=7.8KW,因,所以选择的切削用量可在C6201车床上进行.(6)校验机床进给机构强度.车削时的进给力可由表1.21查出,也可按表1.59公式计算出.由表1.23,当145;150200HBS., 3 mm, 50m/min., =0.55 mm/r时,进给力=950N。由于实际切削时使用条件的改变,根据表1.592车削时进给力修正系数为:=1,=1,=1.故实际进给力为: =950111=950N根据车床说明书,进给机构的进给力=5100N(横走刀).因,故所选择的=0.55mm/r进给量是合理的.最后决定的切削用量为: =2mm, =0.55mm/r, =3
14、80r/min., =100.2m/min.(7)计算基本工时:按表6.21公式计算. =84mm, 根据,切削手册表2-6得=3.5mm,=0.42 min工序02粗镗38、30内圆.内孔机械加工余量双边余量为5mm.粗镗、选择刀具为YT5硬质合金,直径为20mm的圆形镗刀.1确定切削深度=2 mm2确定进给量根据表1.5,当粗镗铸件,镗刀直径为20 mm., 2 mm,镗杆伸出长度为100 mm时.=0.150.30 mm/r按C6201机床的进给量(表4.2-9),选择=0.2 mm/r.3确定切削速度按表1.27*的计算公式确定.V= 式中=291,m=0.2, =0.15, =0.2
15、,T=60min, =0.9 0.8 0.65=0.468.V= =30.26m/min按C6201机床上的转速,选择:n=610 r/min4基本工时:确定粗镗、孔的基本时间选择镗刀的主偏角= ,则:mm, +2= =3.7mm,取3 mm,=0.35 min工序03粗车外圆面(1)、选择刀具已知加工材料为HT15,铸铁;机床为C620-1,型用卧式车床,工件装在专用夹具中。所选刀具为YT15硬质负质合金可转位车刀,选择在头焊接式外圆车刀。根据切削用量简明手册表1.1由于C6201车床的中心高为200C表1.307。放选刀料尺寸BH=16mm25mm刀片厚度为6mm(2) 车刀几何形状(表1
16、.3);选择卷肖槽带倒棱角前刀面,Kr=60,= (2)、选择切削用量确定切削深度,由于粗加工余量仅为2mm, 可在一次走刀内切完故(3)、确定进给量f,根据表1.4,在粗车钢料,刀杆尺寸16mm ,以及工件直径为f=0.5按0621-1车床说明书选择f=0.60mm/r确定的进给量尚需满是车床进给机构强度的要求,鼓需进行效验根据C620-1车床说明书,其进给机构允许的进给n。根据表1.21,当钢的强度 进给力为Ff=1820No切削是Ff的修正系数为 (见表1.29-2),故实际进给力为Ff=1820由于切削是的进给力小于车床进给机构允许的进给力,故所选f=0.60mm/r 的进给量可用。3
17、、选择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, 切削速度可根据公计算,也可直接由表中查出。根据表1.10 当用YT15硬质合金车刀加工钢料, 切削速度。 切削速度的修正系数为 均可见表1.281 故根据C620-1车床说明书 选择这时实际切削速度为=切削速度的计算也可根据表1.27进行式中故=51.8m/min由C620-1车床说明书。选择与查表结果相同 这时。(5)检验机床功率 切削是的功率可由表查出,也可按公式进行计算由表1.24当 切削功率的修正系数 切削功率的修正系数 (表1.27) 故实际切削是的功率为 切削
18、功率也可根据公式计算,这时 式中可由表1.19查出, ,时,。 切削力的修正系数为(表1.28), 故 根据C620-1车床说明书,当时,车床主轴允许功率,因。 故所选择之切削用量可在C620-1车床上进行。最后的车削用量计算基本工时式中 L=, 根据表1.26,车削时的入切量及超切量 。则 L= 故工序04粗镗38内圆内孔机械加工余量双边余量为5mm.粗镗38、选择刀具为YT5硬质合金,直径为20mm的圆形镗刀.(1) 确定切削深度=2 mm(2) 确定进给量根据表1.5,当粗镗铸件,镗刀直径为20 mm., 2 mm,镗杆伸出长度为100 mm时.=0.150.30 mm/r按C6201机
19、床的进给量,选择=0.2 mm/r.(3) 确定切削速度按表1.27*的计算公式确定.V= 式中=291,m=0.2, =0.15, =0.2,T=60min, =0.9 0.8 0.65=0.468 V= =30.26m/min按C6201机床上的转速,选择:n=610 r/min(4)、基本工时:确定粗镗、孔的基本时间选择镗刀的主偏角= ,则:mm, +2= =3.7mm,取3 mm,=0.35 min工序05半精车外圆48(1) 选择刀具 车刀形状、刀杆尺寸及刀片厚度均与粗车相同。半精车的刀片牌号选为YT15,车刀几何形状为(表1.3):。(2) 选择切削用量 1决定切削深度2决定进给量
20、+半精加工进给量主要受加工表面粗糙度的限制。根据表1.6当表面粗糙度为(预计)时. 。根据C620+车床说明书,选择。3选择车刀磨标准及寿命 根据表1.9,选择车刀后刀面最大磨损量为0.6mm。刀具寿命T=60min。4决定切削速度,根据1.10。当时,Vt=176m/min.切削速度修正系数均为1,故 V=176m/min。根据C620-1车床说明书。选择 这时实际切削速度 5 效验机床功率 根据1.24,当, 时, 根据C620-1 车床说明书,当时 ,主轴允许功率为5.2KW。由于,故选择的切削用量可用, 即 6 计算基本工时: 根据表1.26 。 故L=(28+1)mm=29mm工序0
21、6钻3个孔91、钻3个孔8选择高速钢麻花钻头,其直径为=8mm,钻头几何形状为:双锥修磨横刀, =,=,=,=3.5mm. =,=,=2 mm, =4 mm.2.选用切削用量(1)、确定进给量按加工要求确定进给量,查表2.7,当加工要求为H12H13精度,铸件强度为,=8mm,时, =0.520.64mm/r,由于=1.36,则取.=0.87 mm/r.由于是加工通孔,为了避免孔即将钻穿时钻头容易折断,故宜在孔即将钻穿时停止自动进给而用手动进给.由表2.19可查出钻孔时的轴向力,当.=0.87 mm/r., =11 mm,时,轴向力为=5060N.轴向力的修正系数均为1.0,故=5060N.根
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