CA6140車床濾油器體,ca6140,車床,濾油器體 目錄 序言……………………………………………………………...3 一、零件的分析及生產類型的確定……………………………. ..3 1、零件的作用……………………………………...………. ….3 2、零件的工藝分析……………………………………………..4 二、零件毛坯的設計………………………………………………5 1、選擇毛坯……………………………………………………..5 2、毛坯尺寸公差與機械加工余量的確定……………………..5 3、設計毛坯圖……………………………………...……………7 三、零件的加工工藝設計…………………………………………..8 1、定位基準的選擇…………………………………….………...8 2、擬訂工藝路線………………………………………..……….8 3、工藝方案的比較與分析…………………………….….........10 四、工序設計……………………………………………….…….....12 1、選擇加工設備與工藝裝備…………………….…………….12 2、確定工序尺寸……………………………………..…………14 五、確定切削用量及基本時間…………………………………14 1、工序03切削用量及基本時間的確定………………………15 2、工序04切削用量及基本時間的確定……………………….17 3、工序05切削用量及基本時間的確………………………….21 4 、工序06切削用量及基本時間的確定………………………26 5、工序07切削用量及基本時間的確定………………………...28 6 、工序08的切削用量及基本時間的確定…………………….31 7、工序09的切削用量及基本時間的確定……………………...32 8、工序10的切削用量及基本時間的確定………………………34 9、工序11的切削用量及基本時間的確定………………………40 10、工序13的切削用量及基本時間的確定……………………..40 六、夾具的設計………………………………………………..……..42 (一)、鉆床夾具的設計…………………………………………….42 1、工件的定位……………………………………………............42 2、夾緊裝置………………………………………………………45 3、定位誤差分析…………………………………………………45 4、對刀裝置………………………………………………………46 5、夾具體…………………………………………………………46 6、結構特點………………………………………………………46 (二)、車床夾具的設計…………………………………………….47 1、提出問題………………………………………………………47 2、設計思想……………………………………………………….47 3、夾具設計……………………………………………………….47 七、設計小結………………………………………………………….48 八、參考文獻………………………………………………………….49 序言 綜合模塊（機制工藝及夾具）畢業(yè)設計是在學完了機械制造技術基礎和大部分專業(yè)課，并進行了生產實習的基礎上進行的又一個實踐性教學環(huán)節(jié)。這次設計使我能綜合運用機械制造技術基礎中的基本理論，并結合生產實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決了零件機械制造工藝問題，設計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結構設計能力，為今后的畢業(yè)設計及未來從事的工作打下了良好的基礎。 這次畢業(yè)設計中，我所選的零件是“CA6140車床濾油器體”，完成該零件的機械加工工藝規(guī)程的編制及工藝裝備的設計，濾油器在車床上是個必不可少的部件，它有著過濾油液及緩沖的作用。因此在加工時，零件的配合部分需進行精加工，保證其配合準確，提高車床的綜合性能，又因為被加工零件的結構比較復雜，加工難度大，需進行專用夾具的設計與裝配。 由于能力所限，經驗不足，設計中還有許多不足之處，希望老師多加指教。 一、 零件的分析及生產類型的確定 1、 零件的作用 “CA6140車床濾油器體”如圖所示。它位于車床主軸箱上面，主要作用是給主軸箱內供油及對油液起沖作用，零件的兩段有兩孔用于油液的進出，零件的中間有一個48h6的外圓柱面，用于與主軸箱以 基軸制形式聯接。 2、零件的工藝分析 “CA6140車床濾油器體”的各表面： （1）、零件的左端面（用于精基準加工其他表面）； （2）、螺栓孔3-9（用于聯接車床主軸箱，起固定作用）； （3）、中心孔38（用于過濾及緩沖油液）； （4）、進出油孔2-11（用于聯接進出油裝備，流通油液）； （5）、外圓柱面48h6（用于與車床主軸箱聯接）。 各表面的相互精度要求有： （1）、外圓柱面48h6為基軸制聯接，尺寸精度為IT6； （2）、其他表面無特殊精度要求，除保證其表面粗糙度外，尺寸精度為IT14。 二、 零件毛坯的設計 1、 選擇毛坯 根據生產綱領可知，CA6140濾油器體屬中大批量生產，零件形狀為非全圓柱體，可選零件材料為灰口鑄鐵，毛坯制造選用鑄造毛坯，這樣毛坯與成品相似，加工方便，省工省料。為了提高生產率，鑄造方法選用砂型鑄造，且為機器造型。 2、 毛坯尺寸公差與機械加工余量的確定 （1）、求最大輪廓尺寸 根據零件圖輪廓尺寸，可知，CA6140濾油器體最大輪廓尺寸為102mm。 （2）、選取公差等級CT 鑄造方法按機器造型、鑄件材料按灰鑄鐵，查表得，公差等級CT范圍是8~12級，取為10級。 （3）、確定毛坯尺寸 上面查得的加工余量適用于機械加工表面粗糙度Ra1.6m。Ra1.6m的表面，余量要適當增大。 分析零件，各加工表面均為Ra1.6m，因此這些表面的毛坯尺寸只需要將零件的尺寸加上余量值即可。 零件上孔3-9和進出有口尺寸較小，鑄成實心；A面為單側加工，則 38盲孔屬內腔加工，根據零件分析，38深度為65不變，徑向為 30盲孔屬內腔，且此孔為非配合孔，用鉆床锪出即可，所以30盲孔鑄成實心。 48h6外圓柱面的加工，即 如圖所示，由于38孔的深度和三角形臺階肩寬度的余量和A面余量有關，A面增量a=105.3-102=3.3mm;所以38孔的毛坯深度=65+3.3=68.3mm;三角形臺階肩寬度=34+3.3=37.3mm。 3、 設計毛坯圖 （1） 、確定圓角半徑 外圓角半徑 r=1mm; 內圓角半徑 R=1mm; 以上所取圓角半徑數值能保證各表面的加工余量。 （2）、確定拔模斜度 本鑄件最大尺寸為h=105.3mm，屬25~500mm的鑄件，所以查表，取拔模斜度為1：20。 （3）、確定分型面 由鑄件結構分析，選擇左端面作為砂模鑄造機器造型的分型面。 （4）、確定毛坯的熱處理方式 灰鑄鐵濾油器毛坯鑄造后應安排人工時效，溫度，進行消除殘余應力，從而改善加工性。 綜合上述，所設計的毛坯圖如下圖所示： 三、 零件的加工工藝設計 1、定位基準的選擇 本零件是不規(guī)則多孔零件體，其左端面是設計基準（亦是裝配基準和測量基準），為了避免由于基準不重合而產生的誤差，應選左端面為定位基準，即遵循“基準重合”的原則。 在加工中還可遵循“互為基準”的原則，重復加工38孔和48外圓柱面，使其中心線重合度較高，減小圓跳動度。 2、擬訂工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使其零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證，在生產綱領中已經確定為成批生產的條件下，可以考慮采用通用機床配以專用夾具，除此之外，應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。 濾油器體加工包括各圓柱面、孔及端面的加工。按照先加工基準面及先粗后精的原則，該零件加工可按下述工藝路線進行。 （1）工藝路線方案一 工序00 機器砂型鑄造毛坯； 工序01 檢驗，清砂； 工序02 熱處理； 工序03 磨左端面； 工序04 鉆38內孔及3-9孔； 工序05 粗車外圓48； 工序06 加工出油口； 工序07 加工進油口； 工序08 磨48外圓柱面； 工序09 檢驗。 （2）工藝路線方案二 工序00 機器砂型鑄造毛坯； 工序01 檢驗，清砂； 工序02 熱處理； 工序03 磨左端面； 工序04 車48外圓柱面； 工序05 磨48外圓柱面； 工序06 鉆3-9孔； 工序07 銑30內孔面； 工序08 擴、鉸38孔； 工序09 38孔的倒角； 工序10 锪平26； 工序11 加工進油口； 工序12 加工出油口； 工序13 檢驗。 （3）工藝路線方案三 工序00 機器砂型鑄造毛坯； 工序01 檢驗毛坯、清砂； 工序02 熱處理； 工序03 粗車左端面； 工序04 先锪30內孔面，再粗擴38內孔； 工序05 粗車48外圓，切退刀槽； 工序06 精擴38內孔，內孔倒角，； 工序07 精車48外圓； 工序08 鉆3-9通孔； 工序09 精磨左端面； 工序10 加工出油孔； 工序11 加工進油孔； 工序12 去毛刺； 工序13 精磨48外圓； 工序14 檢驗。 3、工藝方案的比較與分析 上述三個工藝方案的特點在于：方案一，工序集中，但需要專用機床才能達到加工要求；方案二，工序分散，但工藝按排的加工達不到精度要求；方案三，也是分散工序，工藝安排合理，能滿足用通用機床加工并達到精度的要求。除了選擇萬能性通用機床加工外，還要設計一些專用夾具，提高加工要求和質量。因此選用第三個方案較合理，具體如下： 工序00 機器造型砂模鑄造毛坯； 工序01 清砂，檢驗毛坯各尺寸，不得有砂眼缺陷； 工序02 熱處理，人工時效溫度，消除殘余應力； 工序03 以48外圓和右端面定位，粗車左端面； 工序04 以48外圓和右端面定位，先锪30內孔面，再粗擴38內孔； 工序05 以左端面和38內孔定位，粗車48外圓，切退刀槽； 工序06 以48外圓和右端面定位精擴38內孔，內孔倒角，； 工序07 以左端面和38內孔定位，精車48外圓； 工序08 鉆3-9通孔； 工序09 以48外圓和右端面定位精磨左端面； 工序10 加工出油孔（锪26平面，鉆11孔，擴16孔深18mm,攻絲M181.5深14mm）； 工序11 加工進油孔（锪26平面，鉆11孔，擴16孔深18mm,攻絲M181.5深12mm）； 工序12 用鉗工去毛刺； 工序13 以左端面和38內孔定位，精磨48外圓； 工序14 檢驗，是否達到要求的尺寸精度和粗糙度。 四、工序設計 1、選擇加工設備與工藝裝備 （1）選擇機床 工序號 工序內容 機床 備注 00 機器砂型鑄造毛坯 —— 01 檢驗毛坯、清砂 —— 02 熱處理 —— 03 粗車左端面 C620-1 04 先锪30內孔面，再粗擴38內孔 立式鉆床 05 粗車48外圓，車退刀槽 C620-1 06 精擴38內孔，倒角， 立式鉆床 07 精車48外圓 C620-1 08 鉆3-9通孔 立式鉆床 09 精磨左端面 端面磨床 10 加工出油孔 立式鉆床 11 加工進油孔 立式鉆床 12 去毛刺 —— 13 精磨48外圓 外圓磨床 14 檢驗 —— （2）選擇夾具 工序03 選用三爪自定心卡盤。 工序04、05、06、07、08、09、10、11、13都選用專用夾具。 （3）選擇刀具 根據不同的工序選擇刀具。 ① 在車床上加工的工序 一般選用硬質合金車刀。切刀槽宜選用高速鋼。為提高生產率及經濟性，應選用可轉位車刀架。 ② 在鉆床上機加工的工序 麻花鉆，锪頭鉆，倒孔鉆等。 （4） 選擇量具 ① 加工部分的量具 工序03 卡尺； 工序04 卡尺； 工序05 卡尺； 工序06 卡尺； 工序07 卡尺； 工序08 卡尺； 工序09 卡尺； ； 工序10 卡尺，螺紋塞規(guī)； 工序11 卡尺，螺紋塞規(guī)； 工序13 千分尺。 2、確定工序尺寸 （1）確定圓柱面的工序尺寸 ① 38，30，11，3-9由于無特殊加工精度等，在滿足其表面粗糙度的條件下直接鉆孔或擴孔來完成。 ② 外圓柱面46h6和46： 工序名稱 工序雙邊余量 工序公差 工序基本尺寸 工序尺寸及公差 精磨 0.1 IT6(0-0.016) 48 精車 1.3 IT11(0-0.160) 48.1 粗車 3.0 IT13(0-0.390) 49.4 毛坯 F(0-3.6) 52.4 （2）確定軸向工序尺寸 毛坯公差等級確定為IT14. L2工序尺寸按L1的工序尺寸確定。粗車余量為2.8mm，工序尺寸為102.5mm，粗糙度精度為Ra6.3；精磨端面余量為0.5mm，工序尺寸為102mm,粗糙度為Ra1.6。 L3和L4由鑄造直接完成，L3=40mm,L4=14mm。 L6由锪30孔工序一次加工 ，L6=70mm。 L5由第一次擴38孔完成，L5=65mm。 四、 確定切削用量及基本時間 1、工序03 粗車左端面 （1） 本工序為粗車左端面，已知加工材料為HT150，機床為C620-1型臥式車床，工件裝在三爪自定心卡盤上，所選刀具為YG6硬質合金可轉位端面車刀。根據《切削用量手冊》表1，由于C620-1機床的中心高為200mm，故選刀桿尺寸為16mm25mm，刀片厚度取為6mm，根據《切削用量手冊》表3，選擇平面帶倒棱型前刀面，刀具的幾何參數為：， ，=。 （2）確定背吃刀量 取粗車余量為2.8mm，可一次走刀切除，留0.5mm作為精磨余量，故取粗車背吃刀量為=2.8mm。 （3）確定進給量f 根據《切削用量手冊》表4，在加工材料為HT150，車刀刀桿尺寸為16mm25mm，工件直徑為62~105mm，=2.8mm時，f=0.6~1.2mm/r，按C620-1車床說明書，縱向進給量初步取f=0.8mm/r。 （4）選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據《切削用量手冊》表10，硬質合金可轉位車刀后刀面最大磨損量取為1.0mm，耐用度為1800s。 （5）確定切削速度 根據《切削用量手冊》表12，當用YG6硬質合金可轉位車刀加工=165~181Mpa的灰鑄鐵，4mm，f0.8mm/r時，切削速度=79.8m/min。由《切削用量手冊》表21-6,21-7,21-5,11,21-9查得一系列切削速度修正系數分別為： =1.0，=0.83，=0.8，=1.15，=1.24 故 =79.8=79.81.00.830.81.151.24=75.6m/min 則機床主軸轉速 n===229.2r/min 根據C620-1機床說明書，選擇n=230r/min 這時的實際切削速度 ===75.9m/min （6）計算機床進給機構的強度 根據C620-1機床說明書，其進給機構允許的橫走刀力=5100N，根據《切削用量手冊》表17，當=170~212Mpa，2.8mm，f0.8mm/r，=，=1.26m/s，走刀力=950N，由于實際切削時使用條件的變化，根據《切削用量手冊》表22-3查得的修正系數為：=1.0，=0.75，=1.13 故實際走刀力為 =9501.00.751.13=805.1N 因為=805.1N<5100N，故進給量合理。 （7）校驗機床功率 根據《切削用量手冊》表19，當=165~200Mpa，2.8mm，f0.8mm/r，=1.26m/s時，=2.4KW。 切削功率的修正系數根據《切削用量手冊》表22-3查得 ==0.92，==1.0 故實際切削功率 =2.40.921.0=2.2 KW 根據C620-1機床說明書，當n=230r/min時，機床主軸允許的功率 =5.9KW 因為<，故所選擇的切削用量可在C620-1機床上進行。 最后確定的切削用量為 =2.8mm，f=0.8mm/r，=75.9m/min，n=230r/min （8）計算基本工時 基本工時的計算公式為 == 由《切削用量手冊》表20，查得y+=2mm，則 ==0.3min 2、工序04 先锪30內孔面，再粗擴38內孔 工步1 锪30內孔面 （1）本工步為锪30內孔，使內孔徑達到30，孔壁粗糙度值達到Ra3.2，機床為Z535型立式鉆床，工件裝在專用夾具上，所選刀具為YG8焊接硬質合金刀片式平面锪鉆，其直徑為30mm。 （2）確定背吃刀量 鑄件上鑄出孔徑為27.2，工件要求孔徑為30，則初取背吃刀量=（30-27.2）/2=1.4mm。 （3）確定進給量f 由《切削加工簡明實用手冊》表8-80，對于HT150，硬度為150~200HBS，當所用刀具為硬質合金锪鉆時，進給量f=0.15~0.30mm/r，按Z535機床說明書，取f=0.20mm/r。 （4）選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據《切削加工簡明實用手冊》表8-77，硬質合金锪刀后刀面最大磨損量取為1.0mm，耐用度為50min。 （5）確定切削速度 由《切削加工簡明實用手冊》表8-80，對于HT150，硬度為150~200HBS,當所用刀具為硬質合金锪鉆時，切削速度=90~106.8m/min，取=95m/min，則機床主軸轉速 n===1008r/min 按C620-1機床說明書，取n=1100r/min，這時的實際切削速度 ===103.7 m/min （6）計算切削力，扭矩及功率 按《切削加工簡明實用手冊》表8-78得 軸向力 F==588.60300.97=4726.5N 切削扭矩 M=x=225.630.97=38.7 切削功率 =2Mn=238.718.3=4.4KW 由于上述計算結果與機床說明書允許值相比，均允許，故確定采用切削用量 =1.4mm，f=0.2mm/r，=103.7 m/min，n=1100r/min （7）計算基本工時 按《簡明機加工生產線工手冊》表1-104得基本工時計算公式 ==，其中取1mm，則 ==0.02min 工步2 粗擴38內孔 （1）本工步為粗擴38內孔，鑄件上鑄出的孔徑為33.7，粗擴后，使孔徑達到37。機床為Z535型立式鉆床，工件裝在專用夾具上，所選刀具為YG8焊接硬質合金直柄擴孔鉆，其直徑為37mm。擴刀的幾何參數為 ，，，，， 確定切削用量 （2）確定背吃刀量 粗擴直徑余量為3.3mm，則背吃刀量=3.3/2=1.65mm。 （3）確定進給量f 由《切削用量手冊》表27注釋，對于HT150，硬度為150~200HBS，當所用刀具為硬質合金擴孔鉆，鉆37盲孔時，進給量f=0.3~0.6mm/r，按Z535機床說明書，取f=0.32mm/r。 （4）選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據《切削加工簡明實用手冊》表8-77，硬質合金擴孔鉆后刀面最大磨損量取為1.0mm，耐用度為50min。 （5）確定切削速度 由《切削加工簡明實用手冊》表8-84，對于HT150，當所用刀具為硬質合金擴孔鉆，刀具直徑為37mm，=1.65mm，f=0.32mm/r時，切削速度=67.8m/min，則機床主軸轉速 n===583.3r/min 按C620-1機床說明書，取n=530r/min，這時的實際切削速度 ===61.6 m/min （6）計算切削力，扭矩及功率 按《切削加工簡明實用手冊》表8-78得 軸向力 F==588.60370.90=7877.4N 切削扭矩 M=x=225.630.90=77.9 切削功率 =2Mn=277.98.83=4.3KW 由于上述計算結果與機床說明書允許值相比，均允許，故確定采用切削用量 =1.65mm，f=0.32mm/r，=61.6 m/min，n=530r/min （7）計算基本工時 按《簡明機加工生產線工手冊》表1-104得基本工時計算公式 ==，其中取3mm，=+1，則 ==0.42min 3、工序05 粗車48外圓，切退刀槽 工步1 粗車48外圓 （1）本工序為粗車48外圓，機床為C620-1型臥式車床，工件裝在專用夾具上，所選刀具為YG6硬質合金可轉位外圓車刀。根據《切削用量手冊》表1，由于C620-1機床的中心高為200mm，故選刀桿尺寸為16mm25mm，刀片厚度取為6mm，根據《切削用量手冊》表3，選擇平面帶倒棱型前刀面，刀具的幾何參數為：， ，= （2）確定背吃刀量 根據48外圓工序尺寸的計算，取粗車背吃刀量為=1.5mm。 （3）確定進給量f 根據《切削用量手冊》表4，在加工材料為HT150，車刀刀桿尺寸為16mm25mm，工件直徑為52.4mm，=1.5mm時，f=0.40~0.80mm/r，按C620-1車床說明書，縱向進給量初步取f=0.50mm/r。 （4）選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據《切削用量手冊》表10，硬質合金可轉位車刀后刀面最大磨損量取為1.0mm，耐用度為1800s。 （5）確定切削速度 根據《切削用量手冊》表12，當用YG6硬質合金可轉位車刀加工=165~181Mpa的灰鑄鐵，1.8mm，f0.56mm/r時，切削速度=114m/min。由《切削用量手冊》表21-6,21-7,21-5,11,21-9查得一系列切削速度修正系數分別為： =1.0，=0.83，=0.8，=1.15，=1.0 故 =114=1141.00.830.81.151.0=87m/min 則機床主軸轉速 n===528.5r/min 根據C620-1機床說明書，選擇n=480r/min 這時的實際切削速度 ===79m/min （6）計算機床進給機構的強度 根據C620-1機床說明書，其進給機構允許的縱走刀力=3530N，根據《切削用量手冊》表17，當=170~212Mpa，2.8mm，f0.48mm/r，=，=1.32m/s，走刀力=670N，由于實際切削時使用條件的變化，根據《切削用量手冊》表22-3查得的修正系數為：=1.0，=0.75，=1.11 故實際走刀力為 =6701.00.751.11=557.8N 因為=557.8N<3530N，故進給量合理。 （7）校驗機床功率 根據《切削用量手冊》表19，當=165~200Mpa，2.8mm，f0.47mm/r，1.4m/s時，=1.7KW。 切削功率的修正系數根據《切削用量手冊》表22-3查得 ==0.94，==1.0 故實際切削功率 =1.70.941.0=1.6 KW 根據C620-1機床說明書，當n=480r/min時，機床主軸允許的功率 =5.5KW 因為<，故所選擇的切削用量可在C620-1機床上進行。 最后確定的切削用量為 =1.5mm，f=0.5mm/r，=79m/min，n=480r/min （8）計算基本工時 基本工時的計算公式為 == 由《切削用量手冊》表20，查得y+=2mm，則 ==0.18min 工步2 切退刀槽 （1）本工序為切退刀槽，機床為C620-1型臥式車床，工件裝在專用夾具上，所選刀具為YG6焊接式硬質合金切槽刀。根據《切削用量手冊》表1，由于C620-1機床的中心高為200mm，故選刀桿尺寸為16mm25mm，刀片寬度取為3mm，根據《切削用量手冊》表3，刀具的幾何參數為：。 確定切削用量 （2）確定背吃刀量 根據48外圓工序尺寸的計算，取背吃刀量為==1.2mm。 （3）確定進給量f 根據《切削加工簡明實用手冊》表8-52，在加工材料為HT150，工件直徑為49.4mm，切刀寬度為3mm時，f=0.11~0.14mm/r，按C620-1車床說明書，橫向進給量初步取f=0.11mm/r。 （4）選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據《切削用量手冊》表10，硬質合金切槽刀后刀面最大磨損量取為0.8mm，耐用度為3600s。 （5）確定切削速度 根據《切削加工簡明實用手冊》表8-55，當用硬質合金切槽刀加工=165~181Mpa的灰鑄鐵，=1.5mm，f=0.11mm/r時，切削速度=73.2m/min。由于最終直徑與初始直徑之比不同，比值為=0.95，故切削速度修正為：=69.5 m/min。則機床主軸轉速 n===447.8r/min 根據C620-1機床說明書，選擇n=460r/min 這時的實際切削速度 ===71.4m/min （6）計算機床進給機構的強度 根據C620-1機床說明書，其進給機構允許的橫走刀力=5100N，根據《切削用量手冊》表17，當=170~212Mpa，2.8mm，f0.12mm/r，=，=1.19m/s，走刀力=950N， 因為=950N<5100N，故進給量合理。 （7）校驗機床功率 根據《切削用量手冊》表19，當=165~200Mpa，2.8mm，f0.12mm/r，1.19m/s時，=2.9KW。 切削功率的修正系數根據《切削用量手冊》表22-3查得 ==1.0，==1.1 故實際切削功率 =2.91.01.1=3.19 KW 根據C620-1機床說明書，當n=460r/min時，機床主軸允許的功率 =6.2KW 因為<，故所選擇的切削用量可在C620-1機床上進行。 最后確定的切削用量為 =1.2mm，f=0.11mm/r，=71.4m/min，n=460r/min （8）計算基本工時 由《簡明機加工生產線工手冊》表1-104得基本工時的計算公式為 =====0.21min 其中 =+2=1.2+2=3.2mm =3~5mm，=2mm 4、工序06 精擴38內孔 （1）本工步為精擴38內孔使孔壁表面粗糙度值為Ra6.3。機床為Z535型立式鉆床，工件裝在專用夾具上，所選刀具為YG8焊接刀片式硬質合金直柄擴孔鉆，其直徑為38mm。擴刀的幾何參數為 ，，，，， 確定切削用量 （2）確定背吃刀量 精擴直徑余量為1mm，則背吃刀量=1/2=0.5mm。 （3）確定進給量f 由《切削用量手冊》表27注釋，對于HT150，硬度為150~200HBS，當所用刀具為硬質合金擴孔鉆，鉆38盲孔時，進給量f=0.3~0.6mm/r，按Z535機床說明書，取f=0.32mm/r。 （4）選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據《切削加工簡明實用手冊》表8-77，硬質合金擴孔鉆后刀面最大磨損量取為1.0mm，耐用度為50min。 （5）確定切削速度 由《切削加工簡明實用手冊》表8-84，對于HT150，當所用刀具為硬質合金擴孔鉆，刀具直徑為38mm，=0.5mm，f=0.32mm/r時，切削速度=60.6m/min，則機床主軸轉速 n===507.6r/min 按C620-1機床說明書，取n=400r/min，這時的實際切削速度 ===47.8m/min （6）計算切削力，扭矩及功率 按《切削加工簡明實用手冊》表8-78得 軸向力 F==588.60380.90=8090.3N 切削扭矩 M=x=225.630.90=81.9 切削功率 =2Mn=281.96.7=3.45KW 由于上述計算結果與機床說明書允許值相比，均允許，故確定采用切削用量 =0.5mm，f=0.32mm/r，=47.8m/min，n=400r/min （7）計算基本工時 按《簡明機加工生產線工手冊》表1-104得基本工時計算公式 ==，其中取3mm，=+1，則 ==0.55min 5、工序07 精車48外圓 （1）本工序為精車48外圓，機床為C620-1型臥式車床，工件裝在專用夾具上，所選刀具為YG6硬質合金可轉位外圓車刀。根據《切削用量手冊》表1，由于C620-1機床的中心高為200mm，故選刀桿尺寸為16mm25mm，刀片厚度取為6mm，根據《切削用量手冊》表3，選擇平面帶倒棱型前刀面，刀具的幾何參數為：， ，= （2）確定背吃刀量 根據48外圓工序尺寸的計算，取背吃刀量為==0.65mm。 （3）確定進給量f 根據《切削用量手冊》表6，在加工材料為HT150，車刀刀桿尺寸為16mm25mm，工件直徑為49.4mm，=0.65mm時，f=0.12~0.25mm/r，按C620-1車床說明書，縱向進給量初步取f=0.12mm/r。 （4）選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據《切削用量手冊》表10，硬質合金可轉位車刀后刀面最大磨損量取為0.8mm，耐用度為1800s。 （5）確定切削速度 根據《切削用量手冊》表12，當用YG6硬質合金可轉位車刀加工=165~181Mpa的灰鑄鐵，0.8mm，f0.14mm/r時，切削速度=162.6m/min。由《切削用量手冊》表21-6,21-7,21-5,11,21-9查得一系列切削速度修正系數分別為： =1.0，=0.88，=1.0，=1.15，=1.0 故 =162.6=162.61.00.881.01.151.0=164.6m/min 則機床主軸轉速 n===1060.6r/min 根據C620-1機床說明書，選擇n=960r/min 這時的實際切削速度 ===149m/min （6）計算機床進給機構的強度 根據C620-1機床說明書，其進給機構允許的縱走刀力=3530N，根據《切削用量手冊》表17，當=170~212Mpa，2.8mm，f0.3mm/r，=，=2.48m/s，走刀力=670N，由于實際切削時使用條件的變化，根據《切削用量手冊》表22-3查得的修正系數為：=1.0，=1.0，=0.78 故實際走刀力為 =6701.01.00.78=522.6N 因為=522.6N<3530N，故進給量合理。 （7）校驗機床功率 根據《切削用量手冊》表19，當=165~200Mpa，2.8mm，f0.25mm/r，2.83m/s時，=2.0KW。 切削功率的修正系數根據《切削用量手冊》表22-3查得 ==1.08，==1.0 故實際切削功率 =2.01.081.0=1.6 KW 根據C620-1機床說明書，當n=960r/min時，機床主軸允許的功率 =5.2KW 因為<，故所選擇的切削用量可在C620-1機床上進行。 最后確定的切削用量為 =0.65mm，f=0.12mm/r，=149m/min，n=960r/min （8）計算基本工時 基本工時的計算公式為 == ，由《切削用量手冊》表20，查得y+=1.6mm，則 ==0.36min 6、工序08 鉆3-9通孔 （1）本工序為鉆3-9通孔，孔壁內表面粗糙度為Ra6.3，在鑄件上直接用麻花鉆鉆出。機床為Z525立式鉆床，工件裝在專用夾具上，所選刀具為高速鋼標準麻花鉆，其直徑為9。由《切削用量手冊》孔加工用量選擇部分表1取標準鉆頭幾何參數為，2，，。 確定切削用量 該工序是在實心鑄件上鉆9通孔，背吃刀量為=9/2=4.5mm。 （2）確定進給量f 由《切削加工簡明實用手冊》表8-69，對于HT150，硬度為150~200HBS，當所用刀具為高速鋼標準麻花鉆，鉆9通孔時，進給量f=0.47~0.57mm/r，按Z525機床說明書，取f=0.48mm/r。 （3）確定切削速度 根據《切削加工簡明實用手冊》表8-71，對于HT150，硬度為140~190HBS，當所用刀具為硬質合金擴孔鉆，刀具直徑為9mm，=4.5mm，f=0.48mm/r時，切削速度=27m/min，則機床主軸轉速 n===954.9r/min 按C620-1機床說明書，取n=960r/min，這時的實際切削速度 ===27.1m/min （4）計算切削力，扭矩及功率 按《切削加工簡明實用手冊》表8-78得 軸向力 F==588.609=2944.8N 切削扭矩 M=x=225.63=8.2 切削功率 =2Mn=28.216=0.82KW 由于上述計算結果與機床說明書允許值相比，均允許，故確定采用切削用量 =4.5mm，f=0.48mm/r，=27.1m/min，n=960r/min （5）計算基本工時 基本工時的計算公式為 ==， 由《切削用量手冊》表20，查得y+=5mm，則 ==0.08min 7、工序09 精磨左端面 （1）本工序為精磨左端面，使左端面加工表面的粗糙度值為Ra1.6，機床選用M7150型端面磨床，工件安裝在專用夾具上，所選砂輪材料為黑色sic，粒度號為F80，硬度代號為L，磨具組織號為1，結合劑代號為v，砂輪尺寸為：外徑寬度內徑=500mm80mm203mm。 確定切削用量 （2）確定背吃刀量 精磨左端面的工序余量為0.5mm，可一次走刀完成，背吃刀量=0.5mm （3）確定橫向走刀進給量 由《切削加工簡明實用手冊》表8-125查得砂輪寬度為80cm時，工作臺單行程的橫向進給量為=15mm/r。 （4）確定砂輪耐用度 根據《切削加工簡明實用手冊》，表8-138查得砂輪耐用度為40min。 （5）確定砂輪的圓周速度 由《切削加工簡明實用手冊》表8-123查得圓周平面精磨灰鑄鐵時，砂輪的圓周速度為15~25m/s，取=15m/s，則主軸轉速為 n===573r/min 按M7150說明書，取n=1000r/min，則實際切削速度為 ===1570.8m/min=26.2m/s （6）確定工件運動速度 查《切削加工簡明實用手冊》表8-124，取工件運動速度為5m/s。 （7）機床功率校驗 由《磨工》得 磨削生產效率為 =468.8/（minmm） 磨削功率 ，由磨工表1-1查得，，則 =24.3KW 上述計算結果與機床允許值相比，均允許，故確定采用的切削用量為 =0.5mm，=15mm/r，=26.2m/s，n=1000r/min （8）計算基本工時 由《簡明機加工生產線工手冊》得機加工時間計算公式 =0.04min 8、工序10 加工出油口 工步1 锪26沉頭孔 （1）本工步為锪26沉頭孔，使锪出平面的粗糙度值為Ra6.3，機床為Z525型立式鉆床，工件裝在專用夾具上，所選刀具為YG8焊接硬質合金刀片式平面锪鉆，其直徑為26mm。 確定切削用量 （2）確定背吃刀量 因為锪出沉頭孔的深度t只要求能制出與孔軸線垂直的圓平面即可，故該工步只需確定背吃刀量和切削速度。 背吃刀量=26/2=13mm。 （3）確定切削速度 由《切削加工簡明實用手冊》表8-80，對于HT150，硬度為150~200HBS，當所用刀具為硬質合金锪鉆時，切削速度=90~106.8m/min，取=90m/min，則主軸轉速為 n==1100r/min 按Z525機床說明書，取n=1100r/min，則實際切削速度=90m/min 類比前面锪30工步可知以上計算結果與機床說明書允許值相比均允許，故確定采用的切削用量為 =13mm，f=0.2mm/r，=90m/min，n=1100r/min 工步2 鉆11孔 （1）本工步為鉆11孔，所用機床為Z525型立式鉆床，選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑為11mm，鉆頭的幾何形狀為：雙錐修磨橫刀，，，，mm，，，b=2mm，l=4mm。 （2）確定進給量 按加工要求確定進給量，查《切削手冊》表2.7知，當加工要求為IT14精度，鑄件強度為200HBS，d=11mm時，f=0.52~0.64mm/r，由于l/d=1.36，按機床說明書，取f=0.87mm/r。由《切削手冊》表2.19可查出鉆孔時，當f=0.87mm/r，d=11mm時，軸向力為=5065N，軸向力的修正系數為1.0，故=5065N。根據Z525機床說明書，機床進給機構允許的最大軸向力=8830N，故所取進給量可用。 （3）確定鉆頭磨鈍標準及耐用度 由《切削手冊》表2.12查得，當d=11mm時，鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm，耐用度為60min。 （4）確定切削速度 查《切削手冊》表2.15，取切削速度=14m/min，切削速度修正系數分別為 =1.0，=1.0，=1.0，=0.85，故 =141.01.01.00.85=11.9m/min 則機床主軸轉速為 n===344.5r/min 按Z525機床說明書，取機床主軸轉速為n=392r/min。 這時的實際切削速度為 ===13.5m/min （5）校驗機床扭矩及功率 根據《切削手冊》表2.21，取M=21.58NM，扭矩的修正系數為1.0，故M=21.58NM。根據Z525機床說明書，此時機床所允許的最大扭矩為72.6NM。 根據《切削手冊》表2.23得，當200HBS，d=11mm ，f=0.87mm/r，=13.5 m/min時，=1.0KW，根據機床說明書，當n=392r/min時，機床允許的最大功率為=2.26KW。由此可知所取切削用量可用，最后確定的切削用量為 f=0.87mm/r，=13.5 m/min，n=392r/min （6）計算基本工工時 基本工時的計算公式為 == ，由《切削用量手冊》表20，查得y+=6mm，則 ==0.07min 工步3 擴16孔 （1）本工步為在11內孔的基礎上擴16內孔，擴孔深度為16mm。機床為Z525型立式鉆床，工件裝在專用夾具上，所選刀具為YG8焊接硬質合金直柄擴孔鉆，其直徑為16mm。擴刀的幾何參數為 ，，，，， 確定切削用量 （2）確定背吃刀量 背吃刀量=（16-11）/2=2.5mm。 （3）確定進給量f 由《切削用量手冊》表27注釋，對于HT150，硬度為150~200HBS，當所用刀具為硬質合金擴孔鉆，鉆16盲孔時，進給量f=0.3~0.6mm/r，按Z525機床說明書，取f=0.36mm/r。 （4）選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據《切削加工簡明實用手冊》表8-77，硬質合金擴孔鉆后刀面最大磨損量取為1.0mm，耐用度為50min。 （5）確定切削速度 由《切削加工簡明實用手冊》表8-84，對于HT150，當所用刀具為硬質合金擴孔鉆，刀具直徑為16mm，=2.5mm，f=0.36mm/r時，切削速度=58.2m/min，則機床主軸轉速 n===1157.9r/min 按Z525機床說明書，取n=960r/min，這時的實際切削速度 ===48.3m/min （6）計算切削力，扭矩及功率 按《切削加工簡明實用手冊》表8-78得 軸向力 F==588.60160.90=3743N 切削扭矩 M=x=225.630.90=17.4 切削功率 =2Mn=217.416=1.75KW 由于上述計算結果與機床說明書允許值相比，均允許，故確定采用切削用量 =2.5mm，f=0.36mm/r，=48.3m/min，n=960r/min （7）計算基本工時 按《簡明機加工生產線工手冊》表1-104得基本工時計算公式 ==，其中取3mm，=+1，則 ==0.07min 工步4 攻螺紋M181.5 （1）本工序為攻M181.5螺紋，所用機床為C620-1型臥式車床，所用刀具為YG6硬質合金螺紋車刀，刀具的耐用度為60min。 確定切削用量 （2）確定背吃刀量和走刀次數 查《切削手冊》確定細牙普通內螺紋螺距P=1.5mm的牙形高度為h=1.8mm，即單邊余量為1.8mm，根據表1.17，當用硬質合金螺紋車刀車削HT150普通內螺紋，螺距1.5mm時，粗車螺紋走刀次數為4次，精車螺紋走刀次數為3次，再根據表1.18，當用硬質合金螺紋車車削硬度為150~200HBS，螺紋內經d25mm時，第一次走刀0.40mm，最后一次走刀0.013mm（單邊橫向進給量），因此 粗車螺紋時：走刀4次，每次=0.42mm； 精車螺紋時：走刀3次，前2次=0.048mm，最后一次為=0.013mm。 （3）確定進給量f 由于螺距P=0.15mm，且為單頭螺紋，所以工件轉一轉，刀具應走過一個導程，即f=1.5mm/r。 （4）確定切削速度 根據《切削手冊》表1.8，選取粗加工螺紋時=30m/min，精加工螺紋時=40m/min，故在粗、精加工時，機床主軸轉速分別為 530r/min 707r/min 根據C620-1機床說明書，選取粗、精加工時的主軸轉速分別為 =545r/min =680r/min 則實際切削速度為 =30.8m/min =38.4m/min （5）計算基本工時 由《簡明機加工生產線工手冊》得機加工時間計算公式 粗加工每次走刀：==0.05min 精加工前2次走刀：==0.37min 精加工最后一次走刀：==1.37min 其中 l=0.75+12=12.75mm =3~5mm，取=3 mm 9、工序11 加工進油口 加工進油口時使用專用夾具，其余工步所用切削用量與加工出油口時所用切削用量相同。 10、工序13 精磨48外圓 （1）本工序為精磨48外圓，使外圓尺寸精度達到IT6，表面粗糙度值為Ra1.6，機床選用M1432型外圓磨床，工件安裝在專用夾具上，所選砂輪材料為黑色sic，粒度號為F80，硬度代號為L，磨具組織號為1，結合劑代號為v，砂輪尺寸為：外徑寬度內徑=400mm50mm203mm。 確定切削用量 （2）確定工件回轉圓周速度 由《切削加工簡明實用手冊》表8-120查得工件回轉速度=20~40m/min，取=20m/min。 （3）確定橫向進給量 由《切削加工簡明實用手冊》表8-120查得橫向進給量為：0.0122mm/r。 （4）確定砂輪耐用度 根據《切削加工簡明實用手冊》，表8-138查得砂輪耐用度為24min。 （5）確定砂輪的圓周速度 由《切削加工簡明實用手冊》表8-119查得砂輪的圓周速度為35m/s，取=35m/s，則主軸轉速為 n===1671.1r/min 按M7150說明書，取n=1670r/min，則實際切削速度為 ===35m/s （6）機床功率校驗 由《磨工》得 磨削生產效率為 =122/（minmm） 磨削功率 ，由磨工表1-1查得，，則 =3.8KW 上述計算結果與機床允許值相比，均允許，故確定采用的切削用量為 ==5mm/r，=35m/s，n=1670r/min （8）計算基本工時 由《簡明機加工生產線工手冊》得機加工時間計算公式 =0.08min 六、 夾具的設計 （一）、鉆床夾具設計 本夾具是工序XII用11麻花鉆直接鉆斜孔的專用夾具，在Z39搖臂鉆床是加工出11斜孔（通孔）。所設計的夾具裝配圖如附圖3所示，夾具體零件圖如附圖4所示。有關說明如下： 1、工件的定位 （1）、定位方案 所加工的11孔是一斜孔，本工序加工要求保證的位置精度主要是11中心線與26沉頭孔平面的交點F到A面的尺寸94IT14；即。根據基準重合原則，應選端面A為主要定位基準。該工序鉆斜孔時受力不大，但受力不平衡，所以要實現完全定位，在此可以用“一面兩孔”定位原則，已知端面A為主要定位基準，然 圖示：工件的定位與夾緊 后可以再選38孔和下面的9孔作為定位孔。端面A可以限制3個自由度，38孔與定位銷配合可以限制2個自由度，9孔與定位銷配合可限制1個自由度，即實現完全定位。 （1） 計算定位銷尺寸 圖示：定位銷 38孔選用圓柱銷定位，9孔選用菱形銷定位。下面只計算定位銷的配合尺寸，其余尺寸按標準查表。 ①、確定兩銷中心距 按IT14查表，得9孔的公差為0.36mm，38孔的公差為0.62mm。取孔的中心偏差等于孔的公差的1/5，則9孔的中心偏差為，38孔的中心偏差為。那么兩孔中心距偏差為。兩孔偏差較大，那么兩銷中心距的偏差為。 ②、確定圓柱定位銷直徑尺寸 取 ③、確定菱形銷寬度b和B值 如圖7（b）所示的菱形銷。查表可得 b=4mm ， B=7mm ④、計算菱形銷的直徑尺寸 取偏差為g6，查表得mm 上述式中的： ——削邊銷與孔配合的最小間隙，單位為mm; b——削邊銷的寬度，單位為; ——分別為工件上兩孔中心距公差和夾具上兩銷中心距公差，單位為mm； ——工件上削邊銷定位孔直徑，單位為mm； ——削邊銷直徑尺寸，單位為mm。 2、 夾緊裝置 如圖8所示，這是專門設計的夾緊元件。參見夾具裝配圖，把夾緊元件套入零件的外圓柱面，然后順時針旋轉將套筒的兩翼卡入夾具體的契形口中，契形口是按一定角度設計的，可讓兩翼受力時產生摩擦力而自鎖，達到夾緊作用。 圖示：契形雙翼套筒 3、 定位誤差分析 所加工的是11斜孔，本工序加工要求保證的位置精度主要是11孔中心線與沉頭孔平面的交點到左端面A的尺寸。 由于左端面A是主要定位基準，那么定位基準與工序基準重合； 由于定位副制造誤差引起的定位誤差是受兩定位銷影響的；在左端面A平面方向移動的定位誤差由38圓柱銷確定，由于圓柱銷與38孔為過盈配合，所以。繞端面A的垂直線旋轉方向的定位誤差由9菱形銷確定，9孔的尺寸為，菱形銷為mm，那么。由上述得，由三角函數關系換算成尺寸方向得。那么，該方案的定位誤差小于該工序