滤油器体机械加工工艺规程及工艺装备设计.doc
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1、目 录 1 零件的分析及生产类型的确定11.1零件的作用11.2零件的工艺分析11.3零件的生产类型22 零件毛坯的设计32.1选择毛坯32.2毛坯尺寸公差与机械加工余量的确定32.3确定毛坯尺寸32.4设计毛坯图53 零件的加工工艺设计63.1定位基准的选择63.2拟订工艺路线63.3工艺方案的比较与分析74 工序设计94.1选择加工设备与工艺装备94.2加工余量,切削用量,工时定额的确定105 夹具设计225.1技术要求225.2确定夹具类型225.3拟定定位方案225.4选择定位元件225.5夹紧力的计算235.6确定引导元件23参 考 文 献241 零件的分析及生产类型的确定1.1零件
2、的作用 “CA6140车床滤油器体”如图1所示。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。图1.1 CA6140车床滤油器体零件图1.2零件的工艺分析“CA6140车床滤油器体”的各表面:(1)、零件的左端面(以其粗加工为基准,待其于都加工万之后再精加工);(2)、螺栓孔3-9(用于联接车床主轴箱,起固定作用,本来用钻就行,为了6.3的粗糙度,用钻扩);(3)、中心孔38(用于过滤及缓冲油液,加工比较简单粗糙度要求也不高6.3,用钻,扩即可);(4)、进出油孔2-11(用于联
3、接进出油装备,流通油液。加工比较复杂,但是尺寸、精度、粗糙度都一样,俩者只是位置不同,所以相对少了一些工序,由于是通油孔粗糙度要求不高,但是加工工步比较多,淴平面,钻的螺纹等,注意到上通油孔的位置与零件轴线成一定的角度,所以要设计专用夹具才比较方便俩个孔的加工,也可以把俩个孔放在一起加工,以减少换刀的工时)(5)、外圆柱面48h6(用于与车床主轴箱联接)。 各表面的相互精度要求有:(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。1.3零件的生产类型依设计题目知:Qn=10000件/年;结合生产实际,备品率和废品率
4、可以取为=5%,=0.5%。由此可得,该零件的生产纲领 C6140车床滤油器体的质量为1.1kg,查表可知其属中重型零件,生产类型为中大批量生产。2 零件毛坯的设计2.1选择毛坯 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HT200,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。2.2毛坯尺寸公差与机械加工余量的确定(1)、求最大轮廓尺寸 根据零件图轮廓尺寸,可知,CA6140滤油器体最大轮廓尺寸为102mm。(2)、选取公差等级CT 铸造方法按机器造型、铸件材料按灰铸铁
5、,查表得,公差等级CT范围是812级,取为10级。(3)、求铸件尺寸公差 根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT,查表得,公差带相对与基本尺寸对称分布。(4)、求机械加工余量等级 铸造方法按机器造型、铸件材料按灰铸铁,查表得,机械加工余量等级范围是EG级,取为F级。、(5)、求RAM(要求的机械加工余量) 对所有的加工表面取同一个数值,由最大轮廓尺寸102mm、机械加工余量等级为F级,得RAM数值为1.5mm。2.3确定毛坯尺寸 上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra1.6m。Ra1.6m的表面,余量要适当增大。分析零件,各加工表面均为Ra1.6m,因此这些表面的毛坯尺寸只需要将零件的
6、尺寸加上余量值即可。零件上孔3-9和进出有口尺寸较小,铸成实心;A面为单侧加工,则 38盲孔属内腔加工,根据零件分析,38深度为65不变,径向为 30盲孔属内腔,且此孔为非配合孔,用钻床锪出即可,所以30盲孔铸成实心。48h6外圆柱面的加工,即 如图2所示,由于38孔的深度和三角形台阶肩宽度的余量和A面余量有关,A面增量a=105.3-102=3.3mm;所以38孔的毛坯深度=65+3.3=68.3mm;三角形台阶肩宽度=34+3.3=37.3mm。图1.2 根据零件尺寸计算的毛坯尺寸综合上述,确定毛坯加工部分的尺寸,见表1-1所示。 表1-1:CA6140车床滤油器体毛坯(铸件)尺寸。单位:
7、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105.333.768.352.437.30002.4设计毛坯图(1)确定圆角半径 外圆角半径 r=1mm; 内圆角半径 R=1mm; 以上所取圆角半径数值能保证各表面的加工余量。(2)确定拔模斜度 本铸件最大尺寸为h=105.3mm,属25500mm的铸件,所以查表,取拔模斜度为1:20。(3)确定分型面 由铸件结构分析,选择左端面作为砂模
8、铸造机器造型的分型面。(4)确定毛坯的热处理方式 灰铸铁滤油器毛坯铸造后应安排人工时效,温度,进行消除残余应力,从而改善加工性。 综合上述,所设计的毛坯图如图1.2所示。 图1.2 CA6140车床滤油器体毛坯3 零件的加工工艺设计3.1定位基准的选择本零件是不规则多孔零件体,其左端面是设计基准(亦是装配基准和测量基准),为了避免由于基准不重合而产生的误差,应选左端面为定位基准,即遵循“基准重合”的原则。 在加工中还可遵循“互为基准”的原则,重复加工38孔和48外圆柱面,使其中心线重合度较高,减小圆跳动度。3.2拟订工艺路线 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
9、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。(1)工艺路线方案一 工序 机器砂型铸造毛坯; 工序 检验,清砂; 工序 热处理; 工序 磨左端面; 工序 钻38内孔及3-9孔; 工序 粗车外圆48; 工序 加工出油口; 工序 加工进油口; 工序 磨48外圆柱面; 工序 检验。(2)工艺路线方案二工序 机器砂型铸造毛坯; 工序 检验,清砂; 工序 热处理; 工序 磨左端面; 工序 车
10、48外圆柱面; 工序 磨48外圆柱面; 工序 钻3-9孔; 工序 铣30内孔面; 工序 扩、铰38孔; 工序 38孔的倒角; 工序 锪平26; 工序 加工进油口; 工序 加工出油口; 工序 检验。(3)工艺路线方案三工序 机器砂型铸造毛坯; 工序 检验毛坯、清砂; 工序 热处理; 工序 粗车左端面; 工序 先锪30内孔面,再扩38内孔; 工序 粗车48外圆,切退刀槽; 工序 铰38内孔,内孔倒角; 工序 精车48外圆; 工序 钻3-9通孔; 工序 磨左端面; 工序 加工出油孔; 工序 加工进油孔; 工序 去毛刺; 工序 精磨48外圆; 工序 检验。3.3工艺方案的比较与分析上述三个工艺方案的特
11、点在于:方案一,将工序集中,但需要专用机床才能达到加工要求。方案二,工序分散,但工艺按排的加工达不到精度要求。方案三,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。因此选用第三个方案较合理,具体如下: 工序 机器造型砂模铸造毛坯; 工序 清砂,检验毛坯各尺寸,不得有砂眼缺陷; 工序 热处理,人工时效温度,消除残余应力; 工序 夹外圆,粗车左端面; 工序 先锪30内孔面,再扩38内孔; 工序 粗车48外圆,切退刀槽; 工序 铰38内孔,内孔倒角; 工序 精车48外圆; 工序 钻3-9通孔; 工序 磨左端面
12、; 工序 加工出油孔(锪26平面,钻11孔,扩16孔深18mm,攻丝M181.5深14mm); 工序 加工进油孔(锪26平面,钻11孔,扩16孔深18mm,攻丝M181.5深12mm); 工序 用钳工去毛刺; 工序 精磨48外圆; 工序 检验,是否达到要求的精度和粗糙度。4 工序设计4.1选择加工设备与工艺装备(1)、选择机床 根据不同的工序选择机床。 工序、 属于备坯阶段,不属于切削加工,由专门的 车间负责。 工序 粗车左端面,选用卧式车床就能满足要求。本零件外廓尺寸不大,精度要求不是很高,根据工厂内的现有设备一般最常用CA6140型卧式车床加工。 工序 先锪30内孔面,再扩38内孔,精度要
13、求不高,选用立式钻床进行加工。 工序 粗车48外圆柱面,在切退刀槽。加工中需要换刀具,刀架最好是换位的,所以选择CA6140最经济。 工序 铰38内孔,内孔倒角,选钻床进行加工。 工序 精车48外圆,选用CA6140进行加工。 工序 钻3-9通孔,由于是通孔,刀具进给深度可以不严格控制,在其位置钻通孔即可。选用立式加工中心,只要在专用夹具上设计好对刀块,然后执行程序就可以加工出3个9通孔了。 工序x 磨左端面,表面粗糙度Ra1.6mm,没有要求与中心线的垂直度,所以选用普通的端面磨床即可加工达到要求。 工序、加工进(出)油口孔,选用摇臂钻床进行加工。 工序 精磨48外圆,公差等级为IT6,表面
14、粗糙度为Ra1.6mm,精度要求比较高,所以这里选用外圆磨床进行加工。(2)、选择夹具 工序 选用三爪自定心卡盘。工序、 都选用专用夹具。(3)、选择刀具 根据不同的工序选择刀具。在车床上加工的工序 一般选用硬质合金车刀。切刀槽宜选用高速钢。为提高生产率及经济性,应选用可转位车刀架。在钻床上机加工的工序 麻花钻,锪头钻,倒孔钻等。4.2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,工时定额的确定只是选取其中几个主要的加工尺寸的计算,具体包括铣,车,钻加工方法。而其它的则通过查表获得。 表1-2:各加工工序的工序尺寸工序工位工位尺寸I铸造毛坯机器砂型铸造毛坯参见毛坯图
15、所示II备坯检验毛坯、清砂热处理人工时效车左端面粗车左端面保长105.3mm锪30内孔,扩38内孔先锪30内孔平面锪30内孔保长70.5mm再扩38内孔扩内孔至37,保长68.3mm车48外圆和退刀槽粗车48外圆车外圆至49车退刀槽3x1.5mm铰38内孔和倒角铰38内孔铰内孔至38,保长68.3mm内孔倒角1C精车48外圆精车48外圆精车外圆至48.1钻3-9通孔钻3-9通孔钻3-9通孔磨左端面磨左端面保长105.3mm加工出油口空口锪平锪平26钻孔钻11孔深32mm扩孔扩孔至16孔,深18mm攻丝攻丝M18x1.5,深14加工进油口孔口锪平锪平26钻孔钻11孔通至下一平面扩孔扩孔至16孔
16、8mm攻丝攻丝M18x1.5,深12XIII去毛刺去毛刺2.1粗铣左端面硬质合金端铣刀铣削用量选择已知 加工材料HT200,b 150MPa,铸件,有外皮; 工件尺寸宽度 ae= 84长度 l 84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 84mm,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=1
17、0(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= 0.18mmz3)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
18、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 3.13,当d0= 120mm,z10,ap5mm,fz0.1mmz时, vt= 124mmin,nt395rmin,vft316mmmin。各修正系数为: k MV=kMNk Mv1.25 ksv=ksn ksvf 0.8故 vc=vtkv=1241.250.8m/min124m/min n ntkn= 395 1.250.8rmin 395rmin vf vftkvt 3161.250.8mm/min= 316mm/min根据 X51型立铣说明书(表 3 30)选择 nc380rmin,vfC
19、320mmmin 因此实际切削速度和每齿进给量为 vc = 3.14 100380/1000m/min=119.3m/min fzc=320/38010mm/z=0.08mm/z5)校验机床功率根据表 3.23,当b 5601000MPa,ae90mm,ap4mm,d0120mm,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/
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