CA6140车床滤油器体的加工工艺及夹具设计

序言 这次课程设计的题目是 CA6140 车床滤油器体的加工工艺及加 工 M18 1 5 孔的工装设计 设计是在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门课程后的一次深 入的综合性的复习 也是一次理论联系实际的训练 因此 他在我 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 15 道工序来完成车床滤油器体的加工 其中包括各道工序的 加工方法以及所使用的机床 刀具 夹具的选择 基准面的选择 定位和夹紧方案的拟定 滤油器体在车床上是一个必不可少的部件 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 M18 1 5 深 12 孔这个工序进行了夹具方案的分析并用装配图和家具零 件图来表达设计方案 由于能力所限 经验不足 设计中还有许多不足之处 希望老 师多加指教 第一章 滤油器体零件分析 1 1 滤油器体零件的作用 CA6140 车床滤油器体 如图 1 所示 它位于车床主轴箱上 图 1 CA6140 车床滤油器体零件图 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 1 2 1 滤油器体零件的分析 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 2 2 滤油器体各表面的相互精度要求 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 然后借用专用夹具对其他加工表面进行加工 保 证它们的位置精度 零件材料选 HT150 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的前提下可选用铸造成型 零件的形状并不复杂 因此毛坯的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 第二章 滤油器体的机械加工工艺规程 2 1 滤油器体零件毛坯的设计 2 1 1 选择毛坯 根据任务书上的年生产纲领可知 CA6140 滤油器体属大批生产 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 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 铸造方法按机器砂型造型 铸件材料按灰铸铁 查表得 公差 等级 CT 范围是 8 10 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 E H 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 1 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 Ra 1 6 m Ra 1 6 m 的表面 余量要适当增大 分析零件 各加工表面均为 Ra 1 6 m 因此这些表面的毛坯 尺寸只需要将零件的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 105 3m 6 2CTRMF 38 盲孔属内腔加工 根据零件分析 38 深度为 65 不变 径 向为 m7 32 6 518CTRAF 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 m4 522 8 18CTRMAF 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 综合上述 确定毛坯加工部分的尺寸 见表 1 所示 表 1 CA6140 车床滤油器体毛坯 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 9 2 11 30 公差等级 CT 10 10 10 10 10 加工面基本尺寸 102 38 65 48 34 铸件尺寸公差 3 6 2 6 同 A 面 2 8 同 A 面 机械加工余量等级 F F 同 A 面 F 同 A 面 RMA 1 5 1 5 同 A 面 1 5 同 A 面 毛坯基本尺寸 105 3 33 7 68 3 52 4 37 3 0 0 0 2 1 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 25 500mm 的铸件 所以查 表得拔模斜度为 1 10 1 20 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 005 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 3 所示 图 3 CA6140 车床滤油器体毛坯 2 2 滤油器体零件的机械加工工艺规程 2 2 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 2 2 2 零件表面加工方法的选择 本零件有平面 内孔 外圆柱面 螺纹等加工 材料为 HT150 以公差等级和表面粗糙度要求 参考本指南有关资料 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 Ra1 6 加工m 方法为先车后磨 2 38 内孔 未注公差尺寸 根据 GB1800 79 规定其公差等级按 IT14 表面 粗糙度为 Ra6 3 由于毛坯上已经铸造出孔留出有加工余量 所m 以选择先粗扩孔再精扩孔即可达到要求 3 3 9 孔 未注公差尺寸 根据 GB1800 79 规定其公差等级按 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 m 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 精车 精磨 5 进出油孔 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 2 3 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 00 机器砂型铸造毛坯 工序 01 检验 清砂 工序 02 热处理 工序 03 磨左端面 工序 04 钻 38 内孔及 3 9 孔 工序 05 粗车外圆 48 工序 06 加工出油口 工序 07 加工进油口 工序 08 磨 48 外圆柱面 工序 09 检验 2 工艺路线方案二 工序 00 机器砂型铸造毛坯 工序 01 检验 清砂 工序 02 热处理 工序 03 磨左端面 工序 04 车 48 外圆柱面 工序 05 磨 48 外圆柱面 工序 06 钻 3 9 孔 工序 07 铣 30 内孔面 工序 08 扩 铰 38 孔 工序 09 38 孔的倒角 工序 10 锪平 26 工序 11 加工进油口 工序 12 加工出油口 工序 13 检验 3 工艺路线方案三 工序 00 机器砂型铸造毛坯 工序 01 检验毛坯 清砂 工序 02 热处理 工序 03 粗车左端面 工序 04 先锪 30 内孔面 再粗扩 38 内孔 工序 05 粗车 48 外圆 切退刀槽 工序 06 精扩 38 内孔 内孔倒角 012 工序 07 精车 48 外圆 工序 08 钻 3 9 通孔 工序 09 精磨左端面 工序 10 加工出油孔 工序 11 加工进油孔 工序 12 去毛刺 工序 13 精磨 48 外圆 工序 14 检验 2 2 4 工艺方案的比较与分析 上述三个工艺方案的特点 在于 方案一 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 00 机器造型砂模铸造毛坯 工序 01 清砂 检验毛坯各尺寸 不得有砂眼缺陷 工序 02 热处理 人工时效温度 消除残005 余应力 工序 03 以 48 外圆和右端面定位 粗车左端面 工序 04 以 48 外圆和右端面定位 先锪 30 内孔 面 再粗扩 38 内孔 工序 05 以左端面和 38 内孔定位 粗车 48 外圆 切退刀槽 工序 06 以 48 外圆和右端面定位精扩 38 内孔 内孔倒角 012 工序 07 以左端面和 38 内孔定位 精车 48 外圆 工序 08 钻 3 9 通孔 工序 09 以 48 外圆和右端面定位精磨左端面 工序 10 加工出油孔 锪 26 平面 钻 11 孔 扩 16 孔深 18mm 攻丝 M18 1 5 深 14mm 工序 11 加工进油孔 锪 26 平面 钻 11 孔 扩 16 孔深 18mm 攻丝 M18 1 5 深 12mm 工序 12 用钳工去毛刺 工序 13 以左端面和 38 内孔定位 精磨 48 外圆 工序 14 检验 是否达到要求的尺寸精度和粗糙度 2 3 工序设计 2 3 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 00 01 02 属于备坯阶段 不属于切削加工 由专门的车间负责 工序 03 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 C620 1 型卧式车床加工 工序 04 先锪 30 内孔面 再粗扩 38 内孔 精度要求不高 选用立式 钻床进行加工 工序 05 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 C620 1 型卧式车床最经济 工序 06 精扩 38 内孔 内孔倒角 选钻床进行加工 012 工序 07 精车 48 外圆 选用 C620 1 型卧式车床进行加工 工序 08 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 09 精磨左端面 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 10 11 加工进 出 油口孔 选用钻床进行加工 工序 13 精磨 48 外圆 公差等级为 IT6 表面粗糙度为 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 03 选用三爪自定心卡盘 工序 04 05 06 07 08 09 10 11 13 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 3 选择量具 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 螺纹塞规 工序 11 卡尺 螺纹塞规 工序 13 千分尺 检验部分的量具 检查内容 测量工具 砂眼 清砂是否干净 裂缝 观察表面及磁力探伤 轴向尺寸 卡尺 外圆径向尺寸 外径千分尺 角度 角度卡尺 孔内径 内径千分尺 检查粗糙度 专用仪器 检查配合表面精度 专用仪器 综合上述 CA6140 车床滤油器体的机械加工工艺过程如表 2 所 示 工序号 工序内容 机床 00 机器砂型铸造毛坯 01 检验毛坯 清砂 02 热处理 03 粗车左端面 C620 1 04 先锪 30 内孔面 再粗扩 38 内孔 Z535 05 粗车 48 外圆 切退刀槽 C620 1 06 精扩 38 内孔 倒角 012Z535 07 精车 48 外圆 C620 1 08 钻 3 9 通孔 Z525 09 精磨左端面 M7150 10 加工出油孔 立式钻床 11 加工进油孔 立式钻床 12 去毛刺 13 精磨 48 外圆 M1432 14 检验 表 2 CA6140 车床滤油器体的机械加工工艺过程及设备 2 3 2 确定工序尺寸 根据各原始资料及制定的零件加工工艺路线 采用计算与查表 相结合的方法确定各工序加工余量 中间工序公差按经济精度选定 上下偏差按入体原则标注 确定各加工表面的机械加工余量 工序 尺寸及毛坯尺寸如下 CA6140 车床滤油器体 零件材料为灰口铸铁 硬度为 150HBS 至 200HBS 毛坯的重量约为 1 1 千克 生产类型为大批生 产 采用机械砂型铸造毛坯 1 确定圆柱面的工序尺寸 38 30 11 3 9 由于无特殊加工精度等 在满足其 表面粗糙度的条件下直接钻孔或扩孔来完成 外圆柱面 46h6 和 46 46 粗糙度为 Ra6 3 精度等级为 IT14 考虑其长度为 14mm 因 为砂型铸造等级为 IT14 左右 能满足加工需求 因此直接铸造成型 48h6 所需精度要求高 需进行粗车 精车 精磨 精车 此时直径余量为 1 3mm 精磨此时直径余量为 0 1mm 剩下的粗车 时直径余量为 52 4 48 1 3 0 1 3mm 能满足加工要求 考虑 48h6 长度为 40 精度等级为 14 由铸造直接完成 48h6 的外圆 柱面的加工余量表如下 表 3 48h6 外圆柱面的加工工序尺寸 单位 mm 工序名称 工序双边余量 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 48 016 48 精车 1 3 IT11 0 0 160 48 1 0 粗车 3 0 IT13 0 0 390 49 4 39 毛坯 F 0 3 6 52 4 81452 2 确定轴向工序尺寸 如图 4 所示 图中尺寸均未标注公差 均按毛坯公差等级确定 为 IT14 图 4 工序轴向尺寸 L2 工序尺寸按 L1 的工序尺寸确定 粗车余量为 2 8mm 工序 尺寸为 102 5mm 粗糙度精度为 Ra6 3 精磨端面余量为 0 5mm 工序尺寸为 102mm 粗糙度为 Ra1 6 L3 和 L4 由铸造直接完成 L3 40mm L4 14mm L6 由 锪 30 孔工序一次加工 L6 70mm L5 由第一次扩 38 孔完成 L5 65mm 综合上述 加工的工序尺寸如表 4 所示 工序 工位 工位尺寸 00 铸造毛坯 机器砂型铸造毛坯 参见毛坯图所示 01 备坯 检验毛坯 清砂 02 热处理 人工时效 03 车左端面 粗车左端面 保长 102 5mm 先锪 30 内孔平面 锪 30 内孔保长 70 5mm 04 锪 30 内孔 粗扩 38 内孔 再扩 38 内孔 扩内孔至 37 保长 65 5mm 粗车 48 外圆 车外圆至 49 405 粗车 48 外圆和退刀槽 车退刀槽 3 1 5mm 铰 38 内孔 铰内孔至 38 保长 65 5mm 06 精扩 38 内孔和倒角 内孔倒角 1C 07 精车 48 外圆 精车 48 外圆 精车外圆至 48 1 08 钻 3 9 通孔 钻 3 9 通孔 钻 3 9 通孔 09 精磨左端面 磨左端面 保长 102mm 孔口锪平 锪平 26 钻孔 钻 11 孔 深 32mm 扩孔 扩孔至 16 孔 深 18mm 10 加工出油口 攻丝 攻丝 M18x1 5 深 14mm 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 深 18mm 11 加工进油口 攻丝 攻丝 M18x1 5 深 12mm 12 去毛刺 去毛刺 13 精磨 48 外圆 精磨 48 外圆 精磨外圆至 48 14 检验 检验 表 4 各加工工序的工序尺寸 2 4 确定切削用量及基本时间 2 4 1 工序 03 粗车左端面 1 本工序为粗车左端面 已知加工材料为 HT150 机床为 C620 1 型卧式车床 工件装在三爪自定心卡盘上 所选刀具为 YG6 硬质合金可转位端面车刀 根据 切削用量手册 表 1 由于 C620 1 机床的中心高为 200mm 故选刀杆尺寸为 16mm 25mm 刀片厚 度取为 6mm 根据 切削用量手册 表 3 选择平面带倒棱型前刀 面 刀具的几何参数为 0 0s0 00 6 1 5k 7 1 8 r 01 确定切削用量 2 确定背吃刀量 pa 取粗车余量为 2 8mm 可一次走刀切除 留 0 5mm 作为精磨余 量 故取粗车背吃刀量为 2 8mm p 3 确定进给量 f 根据 切削用量手册 表 4 在加工材料为 HT150 车刀刀杆 尺寸为 16mm 25mm 工件直径为 62 105mm 2 8mm 时 pa f 0 6 1 2mm r 按 C620 1 车床说明书 纵向进给量初步取 f 0 8mm r 4 选择刀具磨钝标准及耐用度 根据 切削用量手册 表 10 硬质合金可转位车刀后刀面最大 磨损量取为 1 0mm 耐用度为 1800s 5 确定切削速度 cv 根据 切削用量手册 表 12 当用 YG6 硬质合金可转位车刀 加工 165 181Mpa 的灰铸铁 4mm f 0 8mm r 时 切削速b pa 度 79 8m min 由 切削用量手册 表 21 6 21 7 21 5 11 21 9 查cv 得一系列切削速度修正系数分别为 1 0 0 83 0 8 1 15 1 24tvkxrvsvkTvkv 故 79 8 79 8 1 0 0 83 0 8 1 15 1 24 75 6m mincv 则机床主轴转速 n 229 2r minD10c 1056 7 根据 C620 1 机床说明书 选择 n 230r min 这时的实际切削速度 75 9m mincv10n 0235 6 计算机床进给机构的强度 根据 C620 1 机床说明书 其进给机构允许的横走刀力 5100N 根据 切削用量手册 表 17 当 170 212Mpa maxF b pa 2 8mm f 0 8mm r 1 26m s 走刀力 950N 由 rk045cvxF 于实际切削时使用条件的变化 根据 切削用量手册 表 22 3 查得 的修正系数为 xF 1 0 0 75 x0Fk xsFk xrFk 1 13 故实际走刀力为 950 1 0 0 75 1 13 805 1NxcF 因为 805 1N 5100N 故进给量合理 xc 7 校验机床功率 根据 切削用量手册 表 19 当 165 200Mpa 2 8mm f 0 8mm r 1 26m s 时 b pa cv 2 4KW mP 切削功率的修正系数根据 切削用量手册 表 22 3 查得 0 92 1 0mrpkzrFm0pk z0F 故实际切削功率 2 4 0 92 1 0 2 2 KWmcP 根据 C620 1 机床说明书 当 n 230r min 时 机床主轴允许的功率 5 9KWE 因为 故所选择的切削用量可在 C620 1 机床上进行 mcPE 最后确定的切削用量为 2 8mm f 0 8mm r 75 9m min n 230r minpacv 8 计算基本工时 基本工时的计算公式为 由 切削用量手册 表 20 查得 y 2mm 则jtnfLyl 0 3minjt8 0235 2 4 2 工序 04 先锪 30 内孔面 再粗扩 38 内孔 工步 1 锪 30 内孔面 1 本工步为锪 30 内孔 使内孔径达到 30 孔壁粗糙度值达 到 Ra3 2 机床为 Z535 型立式钻床 工件装在专用夹具上 所m 选刀具为 YG8 焊接硬质合金刀片式平面锪钻 其直径为 30mm 确定切削用量 2 确定背吃刀量 pa 铸件上铸出孔径为 27 2 工件要求孔径为 30 则初取背吃刀 量 30 27 2 2 1 4mm pa 3 确定进给量 f 由 切削加工简明实用手册 表 8 80 对于 HT150 硬度为 150 200HBS 当所用刀具为硬质合金锪钻时 进给量 f 0 15 0 30mm r 按 Z535 机床说明书 取 f 0 20mm r 4 选择刀具磨钝标准及耐用度 根据 切削加工简明实用手册 表 8 77 硬质合金锪刀后刀面 最大磨损量取为 1 0mm 耐用度为 50min 5 确定切削速度 cv 由 切削加工简明实用手册 表 8 80 对于 HT150 硬度为 150 200HBS 当所用刀具为硬质合金锪钻时 切削速度 90 106 8m min 取 95m min 则机床主轴转速cvcv n 1008r minD10 3095 按 Z535 机床说明书 取 n 1100r min 这时的实际切削速度 103 7 m mincv10n01 6 计算切削力 扭矩及功率 按 切削加工简明实用手册 表 8 78 得 轴向力 F 588 60 30 0 97 4726 5NfYxFkdC 8 02 切削扭矩 M x 225 63 0 97 38 7MYXf310 9 18 0 31 MN 切削功率 2 Mn 2 38 7 18 3 4 4KWmcP 3 3 由于上述计算结果与机床说明书允许值相比 均允许 故确定采用 切削用量 1 4mm f 0 2mm r 103 7 m min n 1100r minpacv 7 计算基本工时 按 简明机加工生产线工手册 表 1 104 得基本工时计算公式 其中 取 1mm 则jtnfLl1 1l 0 02minjt2 014 工步 2 粗扩 38 内孔 1 本工步为粗扩 38 内孔 铸件上铸出的孔径为 33 7 粗扩后 使孔径达到 37 机床为 Z535 型立式钻床 工件装在专用夹具上 所选刀具为 YG8 焊接硬质合金直柄扩孔钻 其直径为 37mm 扩 刀的几何参数为 05 01 0r45k 03 01 m b1a 确定切削用量 2 确定背吃刀量 pa 粗扩直径余量为 3 3mm 则背吃刀量 3 3 2 1 65mm pa 3 确定进给量 f 由 切削用量手册 表 27 注释 对于 HT150 硬度为 150 200HBS 当所用刀具为硬质合金扩孔钻 钻 37 盲孔时 进给 量 f 0 3 0 6mm r 按 Z535 机床说明书 取 f 0 32mm r 4 选择刀具磨钝标准及耐用度 根据 切削加工简明实用手册 表 8 77 硬质合金扩孔钻后刀 面最大磨损量取为 1 0mm 耐用度为 50min 5 确定切削速度 cv 由 切削加工简明实用手册 表 8 84 对于 HT150 当所用刀 具为硬质合金扩孔钻 刀具直径为 37mm 1 65mm f 0 32mm r 时 切削速度 67 8m min 则 pa cv 机床主轴转速 n 583 3r minDv10c 378 6 按 Z535 机床说明书 取 n 530r min 这时的实际切削速度 61 6 m mincv10n50 6 计算切削力 扭矩及功率 按 切削加工简明实用手册 表 8 78 得 轴向力 F 588 60 37 0 90 7877 4NfYxFkdC 8 032 切削扭矩 M x 225 63 0 90 77 9MYXf310 9 178 0 31 MN 切削功率 2 Mn 2 77 9 8 83 4 3KWmcP 3 3 由于上述计算结果与机床说明书允许值相比 均允许 故确定采用 切削用量 1 65mm f 0 32mm r 61 6 m min n 530r minpacv 7 计算基本工时 按 简明机加工生产线工手册 表 1 104 得基本工时计算公式 其中 取 3mm 1 则jtnfLl21 2l1lr1kcot2dD 0 42minjt530 4cot6 5 2 4 3 工序 05 粗车 48 外圆 切退刀槽 工步 1 粗车 48 外圆 1 本工序为粗车 48 外圆 机床为 C620 1 型卧式车床 工件装 在专用夹具上 所选刀具为 YG6 硬质合金可转位外圆车刀 根据 切削用量手册 表 1 由于 C620 1 机床的中心高为 200mm 故选 刀杆尺寸为 16mm 25mm 刀片厚度取为 6mm 根据 切削用量手 册 表 3 选择平面带倒棱型前刀面 刀具的几何参数为 0 0s0 00 6 1 k 6 12 8 r 01 5 确定切削用量 2 确定背吃刀量 pa 根据 48 外圆工序尺寸的计算 取粗车背吃刀量为 1 5mm pa 3 确定进给量 f 根据 切削用量手册 表 4 在加工材料为 HT150 车刀刀杆 尺寸为 16mm 25mm 工件直径为 52 4mm 1 5mm 时 pa f 0 40 0 80mm r 按 C620 1 车床说明书 纵向进给量初步取 f 0 50mm r 4 选择刀具磨钝标准及耐用度 根据 切削用量手册 表 10 硬质合金可转位车刀后刀面最大 磨损量取为 1 0mm 耐用度为 1800s 5 确定切削速度 cv 根据 切削用量手册 表 12 当用 YG6 硬质合金可转位车刀 加工 165 181Mpa 的灰铸铁 1 8mm f 0 56mm r 时 切削b pa 速度 114m min 由 切削用量手册 表 21 6 21 7 21 cv 5 11 21 9 查得一系列切削速度修正系数分别为 1 0 0 83 0 8 1 15 1 0tvkxrvsvkTvkv 故 114 114 1 0 0 83 0 8 1 15 1 0 87m mincv 则机床主轴转速 n 528 5r minD10c 4 5287 根据 C620 1 机床说明书 选择 n 480r min 这时的实际切削速度 79m mincv10n 0235 6 计算机床进给机构的强度 根据 C620 1 机床说明书 其进给机构允许的纵走刀力 3530N 根据 切削用量手册 表 17 当 170 212Mpa maxF b pa 2 8mm f 0 48mm r 1 32m s 走刀力 670N 由 rk045cvxF 于实际切削时使用条件的变化 根据 切削用量手册 表 22 3 查得 的修正系数为 1 0 0 75 1 11xFx0F xsF xrFk 故实际走刀力为 670 1 0 0 75 1 11 557 8NxcF 因为 557 8N 3530N 故进给量合理 xc 7 校验机床功率 根据 切削用量手册 表 19 当 165 200Mpa 2 8mm f 0 47mm r 1 4m s 时 b pa cv 1 7KW mP 切削功率的修正系数根据 切削用量手册 表 22 3 查得 0 94 1 0mrpkzrFm0pk z0F 故实际切削功率 1 7 0 94 1 0 1 6 KWmcP 根据 C620 1 机床说明书 当 n 480r min 时 机床主轴允许的功率 5 5KWE 因为 故所选择的切削用量可在 C620 1 机床上进行 mcPE 最后确定的切削用量为 1 5mm f 0 5mm r 79m min n 480r minpacv 8 计算基本工时 基本工时的计算公式为 由 切削用量手册 表 20 查得 y 2mm 则jtnfLyl 0 18minjt5 0482 工步 2 切退刀槽 1 本工序为切退刀槽 机床为 C620 1 型卧式车床 工件装在专 用夹具上 所选刀具为 YG6 焊接式硬质合金切槽刀 根据 切削用 量手册 表 1 由于 C620 1 机床的中心高为 200mm 故选刀杆尺寸 为 16mm 25mm 刀片宽度取为 3mm 根据 切削用量手册 表 3 刀具的几何参数为 00014 5k 确定切削用量 2 确定背吃刀量 pa 根据 48 外圆工序尺寸的计算 取背吃刀量为 pa 1 2mm 5 0248 9 3 确定进给量 f 根据 切削加工简明实用手册 表 8 52 在加工材料为 HT150 工件直径为 49 4mm 切刀宽度为 3mm 时 f 0 11 0 14mm r 按 C620 1 车床说明书 横向进给量初步取 f 0 11mm r 4 选择刀具磨钝标准及耐用度 根据 切削用量手册 表 10 硬质合金切槽刀后刀面最大磨损 量取为 0 8mm 耐用度为 3600s 5 确定切削速度 cv 根据 切削加工简明实用手册 表 8 55 当用硬质合金切槽刀 加工 165 181Mpa 的灰铸铁 1 5mm f 0 11mm r 时 切削b pa 速度 73 2m min 由于最终直径与初始直径之比不同 比值为cv 0 95 故切削速度修正为 69 5 m min 则机床主轴转速4 98 cv n 447 8r minD10c 4 956 根据 C620 1 机床说明书 选择 n 460r min 这时的实际切削速度 71 4m mincv10n 046 9 6 计算机床进给机构的强度 根据 C620 1 机床说明书 其进给机构允许的横走刀力 5100N 根据 切削用量手册 表 17 当 170 212Mpa maxF b pa 2 8mm f 0 12mm r 1 19m s 走刀力 950N rk045cvxF 因为 950N 5100N 故进给量合理 xc 7 校验机床功率 根据 切削用量手册 表 19 当 165 200Mpa 2 8mm f 0 12mm r 1 19m s 时 b pa cv 2 9KW mP 切削功率的修正系数根据 切削用量手册 表 22 3 查得 1 0 1 1mrpkzrFm0pk z0F 故实际切削功率 2 9 1 0 1 1 3 19 KWmcP 根据 C620 1 机床说明书 当 n 460r min 时 机床主轴允许的功率 6 2KWE 因为 故所选择的切削用量可在 C620 1 机床上进行 mcPE 最后确定的切削用量为 1 2mm f 0 11mm r 71 4m min n 460r minpacv 8 计算基本工时 由 简明机加工生产线工手册 表 1 104 得基本工时的计算公 式为 0 21minjtnfLfll321 nflld3212 1 0462 其中 2 1 2 2 3 2mm1lrpkta 3 5mm 2mm23l 2 4 4 工序 06 精扩 38 内孔 1 本工步为精扩 38 内孔使孔壁表面粗糙度值为 Ra6 3 机床为 Z535 型立式钻床 工件装在专用夹具上 所选刀具为 YG8 焊接刀 片式硬质合金直柄扩孔钻 其直径为 38mm 扩刀的几何参数为 05 01 0r45k 03 01 m8 b1a 确定切削用量 2 确定背吃刀量 pa 精扩直径余量为 1mm 则背吃刀量 1 2 0 5mm pa 3 确定进给量 f 由 切削用量手册 表 27 注释 对于 HT150 硬度为 150 200HBS 当所用刀具为硬质合金扩孔钻 钻 38 盲孔时 进给 量 f 0 3 0 6mm r 按 Z535 机床说明书 取 f 0 32mm r 4 选择刀具磨钝标准及耐用度 根据 切削加工简明实用手册 表 8 77 硬质合金扩孔钻后刀 面最大磨损量取为 1 0mm 耐用度为 50min 5 确定切削速度 cv 由 切削加工简明实用手册 表 8 84 对于 HT150 当所用刀 具为硬质合金扩孔钻 刀具直径为 38mm 0 5mm f 0 32mm r pa 时 切削速度 60 6m min 则机床主轴转速cv n 507 6r minD10c 386 0 按 Z535 机床说明书 取 n 400r min 这时的实际切削速度 47 8m mincv10n40 6 计算切削力 扭矩及功率 按 切削加工简明实用手册 表 8 78 得 轴向力 F 588 60 38 0 90 8090 3NfYxFkdC 8 032 切削扭矩 M x 225 63 0 90 81 9MYXf310 9 188 0 31 MN 切削功率 2 Mn 2 81 9 6 7 3 45KWmcP 3 3 由于上述计算结果与机床说明书允许值相比 均允许 故确定采用 切削用量 0 5mm f 0 32mm r 47 8m min n 400r minpacv 7 计算基本工时 按 简明机加工生产线工手册 表 1 104 得基本工时计算公式 其中 取 3mm 1 则jtnfLl21 2l1lr1kcot2dD 0 55minjt403 35cot56 2 4 5 工序 07 精车 48 外圆 1 本工序为精车 48 外圆 机床为 C620 1 型卧式车床 工件装 在专用夹具上 所选刀具为 YG6 硬质合金可转位外圆车刀 根据 切削用量手册 表 1 由于 C620 1 机床的中心高为 200mm 故选 刀杆尺寸为 16mm 25mm 刀片厚度取为 6mm 根据 切削用量手 册 表 3 选择平面带倒棱型前刀面 刀具的几何参数为 0 0s0 00 8 5 1k 1 4 r 01 5 确定切削用量 2 确定背吃刀量 pa 根据 48 外圆工序尺寸的计算 取背吃刀量为 0 65mm pa21 48 9 3 确定进给量 f 根据 切削用量手册 表 6 在加工材料为 HT150 车刀刀杆 尺寸为 16mm 25mm 工件直径为 49 4mm 0 65mm 时 pa f 0 12 0 25mm r 按 C620 1 车床说明书 纵向进给量初步取 f 0 12mm r 4 选择刀具磨钝标准及耐用度 根据 切削用量手册 表 10 硬质合金可转位车刀后刀面最大 磨损量取为 0 8mm 耐用度为 1800s 5 确定切削速度 cv 根据 切削用量手册 表 12 当用 YG6 硬质合金可转位车刀 加工 165 181Mpa 的灰铸铁 0 8mm f 0 14mm r 时 切削b pa 速度 162 6m min 由 切削用量手册 表 21 6 21 7 21 cv 5 11 21 9 查得一系列切削速度修正系数分别为 1 0 0 88 1 0 1 15 1 0tvkxrvsvkTvkv 故 162 6 162 6 1 0 0 88 1 0 1 15 1 0 164 6m mincv 则机床主轴转速 n 1060 6r minD10c 4 961 根据 C620 1 机床说明书 选择 n 960r min 这时的实际切削速度 149m mincv10n 0964 6 计算机床进给机构的强度 根据 C620 1 机床说明书 其进给机构允许的纵走刀力 3530N 根据 切削用量手册 表 17 当 170 212Mpa maxF b pa 2 8mm f 0 3mm r 2 48m s 走刀力 670N 由 rk045cvxF 于实际切削时使用条件的变化 根据 切削用量手册 表 22 3 查得 的修正系数为 1 0 1 0 0 78xFx0Fk xsF xrFk 故实际走刀力为 670 1 0 1 0 0 78 522 6Nxc 因为 522 6N 3530N 故进给量合理 xcF 7 校验机床功率 根据 切削用量手册 表 19 当 165 200Mpa 2 8mm f 0 25mm r 2 83m s 时 b pa cv 2 0KW mP 切削功率的修正系数根据 切削用量手册 表 22 3 查得 1 08 1 0mrpkzrFm0pk z0F 故实际切削功率 2 0 1 08 1 0 1 6 KWmcP 根据 C620 1 机床说明书 当 n 960r min 时 机床主轴允许的功率 5 2KWE 因为 故所选择的切削用量可在 C620 1 机床上进行 mcPE 最后确定的切削用量为 0 65mm f 0 12mm r 149m min n 960r minpacv 8 计算基本工时 基本工时的计算公式为 由 切削用量手册 表 20 查得 y 1 6mm jtnfLyl 则 0 36minjt12 0964 2 4 6 工序 08 钻 3 9 通孔 1 本工序为钻 3 9 通孔 孔壁内表面粗糙度为 Ra6 3 在铸件 上直接用麻花钻钻出 机床为 Z525 立式钻床 工件装在专用夹具上 所选刀具为高速钢标准麻花钻 其直径为 9 由 切削用量手册 孔加工用量选择部分表 1 取标准钻头几何参数为 03 2 018 0 045 确定切削用量 该工序是在实心铸件上钻 9 通孔 背吃刀量为 9 2 4 5mm pa 3 确定进给量 f 由 切削加工简明实用手册 表 8 69 对于 HT150 硬度为 150 200HBS 当所用刀具为高速钢标准麻花钻 钻 9 通孔时 进 给量 f 0 47 0 57mm r 按 Z525 机床说明书 取 f 0 48mm r 4 选择刀具磨钝标准及耐用度 根据 切削加工简明实用手册 表 8 77 高速钢标准麻花钻后 刀面最大磨损量取为 0 6mm 耐用度为 35min 5 确定切削速度 cv 根据 切削加工简明实用手册 表 8 71 对于 HT150 硬度为 140 190HBS 当所用刀具为硬质合金扩孔钻 刀具直径为 9mm 4 5mm f 0 48mm r 时 切削速度 27m min 则机床主轴转pa cv 速 n 954 9r minDv10c 927 按 Z525 机床说明书 取 n 960r min 这时的实际切削速度 27 1m mincv10n60 6 计算切削力 扭矩及功率 按 切削加工简明实用手册 表 8 78 得 轴向力 F 588 60 9 2944 8NfYxFkdC 8 04 切削扭矩 M x 225 63 8 2MYXf310 9 18 0 3 MN 切削功率 2 Mn 2 8 2 16 0 82KWmcP 3 3 由于上述计算结果与机床说明书允许值相比 均允许 故确定采用 切削用量 4 5mm f 0 48mm r 27 1m min n 960r minpacv 7 计算基本工时 基本工时的计算公式为 由 切削用量手册 表 20 查得 y 5mm jtnfLyl 则 0 08minjt48 09653 2 4 7 工序 09 精磨左端面 1 本工序为精磨左端面 使左端面加工表面的粗糙度值为 Ra1 6 机床选用 M7150 型端面磨床 工件安装在专用夹具上 所 选砂轮材料为黑色 sic 粒度号为 F80 硬度代号为 L 磨具组织号 为 1 结合剂代号为 v 砂轮尺寸为 外径 宽度 内径 500mm 80mm 203mm 确定切削用量 2 确定背吃刀量 精磨左端面的工序余量为 0 5mm 可一次走刀完成 背吃刀量 0 5mmpa 3 确定横向走刀进给量 bf 由 切削加工简明实用手册 表 8 125 查得砂轮宽度为 80cm 时 工作台单行程的横向进给量为 15mm r bf 4 确定砂轮耐用度 根据 切削加工简明实用手册 表 8 138 查得砂轮耐用度为 40min 5 确定砂轮的圆周速度 由 切削加工简明实用手册 表 8 123 查得圆周平面精磨灰铸 铁时 砂轮的圆周速度为 15 25m s 取 15m s 则主轴转速为cv n 573r mindv10c 509 按 M7150 说明书 取 n 1000r min 则实际切削速度为 1570 8m min 26 2m scv10dn 015 6 确定工件运动速度 查 切削加工简明实用手册 表 8 124 取工件运动速度为 5m s 7 机床功率校验 由 磨工 得 磨削生产效率为 468 8 min mm 8015 1Bfva0Zps 3m 磨削功率 由磨工表 1 1 查得 则10KCp7 spm 1 4Cp 0 k 24 3KW0 18 46 上述计算结果与机床允许值相比 均允许 故确定采用的切削用量 为 0 5mm 15mm r 26 2m s n 1000r minpabfcv 8 计算基本工时 由 简明机加工生产线工手册 得机加工时间计算公式 0 04min0 15 108zfv10kLbZtrsaj 2 4 8 工序 10 加工出油口 工步 1 锪 26 沉头孔 1 本工步为锪 26 沉头孔 使锪出平面的粗糙度值为 Ra6 3 机 床为 Z525 型立式钻床 工件装在专用夹具上 所选刀具为 YG8 焊 接硬质合金刀片式平面锪钻 其直径为 26mm 确定切削用量 2 确定背吃刀量 pa 因为锪出沉头孔的深度 t 只要求能制出与孔轴线垂直的圆平面 即可 故该工步只需确定背吃刀量 和切削速度 pacv 背吃刀量 26 2 13mm pa 3 确定切削速度 cv 由 切削加工简明实用手册 表 8 80 对于 HT150 硬度为 150 200HBS 当所用刀具为硬质合金锪钻时 切削速度 90 106 8m min 取 90m min 则主轴转速为cvcv n 1100r min26901d0 按 Z525 机床说明书 取 n 1100r min 则实际切削速度 90m mincv 类比前面锪 30 工步可知以上计算结果与机床说明书允许值相比均 允许 故确定采用的切削用量为 13mm f 0 2mm r 90m min n 1100r minpacv 工步 2 钻 11 孔 1 本工步为钻 11 孔 所用机床为 Z525 型立式钻床 选择高速 钢麻花钻头 其直径为 11mm 钻头的几何形状为 双锥修磨横刀 mm b03 0182 017 5 3b 012 05 2mm l 4mm 确定切削用量 2 确定进给量 按加工要求确定进给量 查 切削手册 表 2 7 知 当加工要 求为 IT14 精度 铸件强度为 200HBS d 11mm 时 f 0 52 0 64mm r 由于 l d 1 36 按机床说明书 取 f 0 87mm r 由 切削手册 表 2 19 可查出钻孔时 当 f 0 87mm r d 11mm 时 轴向力为 5065N 轴向力的修正系数为 1 0 故 5065N 根据fF fF Z525 机床说明书 机床进给机构允许的最大轴向力 8830N 故max 所取进给量可用 3 确定钻头磨钝标准及耐用度 由 切削手册 表 2 12 查得 当 d 11mm 时 钻头后刀面最大 磨损量取为 0 6mm 耐用度为 60min 4 确定切削速度 查 切削手册 表 2 15 取切削速度 14m min 切削速度修cv 正系数分别为 1 0 1 0 1 0 0 85 故tvksvTvkkv 14 1 0 1 0 1 0 0 85 11 9m minc 则机床主轴转速为 n 344 5r mindv10c 19 按 Z525 机床说明书 取机床主轴转速为 n 392r min 这时的实际切削速度为 13 5m mincv10dn 392 5 校验机床扭矩及功率 根据 切削手册 表 2 21 取 M 21 58N M 扭矩的修正系数 为 1 0 故 M 21 58N M 根据 Z525 机床说明书 此时机床所允许 的最大扭矩为 72 6N M 根据 切削手册 表 2 23 得 当 200HBS d 11mm f 0 87mm r 13 5m min 时 1 0KW 根据机床说明书 当cvcP n 392r min 时 机床允许的最大功率为 2 26KW 由此可知所取E 切削用量可用 最后确定的切削用量为 f 0 87mm r 13 5m min n 392r mincv 6 计算基本工工时 基本工时的计算公式为 由 切削用量手册 表 20 查得 y 6mm 则jtnfLyl 0 07minjt87 039261 工步 3 扩 16 孔 1 本工步为在 11 内孔的基础上扩 16 内孔 扩孔深度为 16mm 机床为 Z525 型立式钻床 工件装在专用夹具上 所选刀具 为 YG8 焊接硬质合金直柄扩孔钻 其直径为 16mm 扩刀的几何 参数为 05 01 0r45k 03 01 m b1a 确定切削用量 2 确定背吃刀量 pa 背吃刀量 16 11 2 2 5mm p 3 确定进给量 f 由 切削用量手册 表 27 注释 对于 HT150 硬度为 150 200HBS 当所用刀具为硬质合金扩孔钻 钻 16 盲孔时 进给 量 f 0 3 0 6mm r 按 Z525 机床说明书 取 f 0 36mm r 4 选择刀具磨钝标准及耐用度 根据 切削加工简明实用手册 表 8 77 硬质合金扩孔钻后刀 面最大磨损量取为 1 0mm 耐用度为 50min 5 确定切削速度 cv 由 切削加工简明实用手册 表 8 84 对于 HT150 当所用刀 具为硬质合金扩孔钻 刀具直径为 16mm 2 5mm f 0 36mm r pa 时 切削速度 58 2m min 则机床主轴转速cv n 1157 9r minD10c 162 58 按 Z525 机床说明书 取 n 960r min 这时的实际切削速度 48 3m mincv10n90 6 计算切削力 扭矩及功率 按 切削加工简明实用手册 表 8 78 得 轴向力 F 588 60 16 0 90 3743NfYxFkdC 8 036 切削扭矩 M x 225 63 0 90 17 4MYXkfdC310 9 168 03 31 MN 切削功率 2 Mn 2 17 4 16 1 75KWmcP 3 3 由于上述计算结果与机床说明书允许值相比 均允许 故确定采用 切削用量 2 5mm f 0 36mm r 48 3m min n 960r minpacv 7 计算基本工时 按 简明机加工生产线工手册 表 1 104 得基本工时计算公式 其中 取 3mm 1 则jtnfLl21 2l1lr1kcot2dD 0 07minjt9603 345cot6 工步 4 攻螺纹 M18 1 5 1 本工序为攻 M18 1 5 螺纹 所用机床为 Z525 型立式钻床 由 金属机械加工工艺人员手册 表 14 90 选取刀具为高速钢机动 丝锥 刀具的耐用度为 40min 确定切削用量 2 确定背吃刀量 pa 查 切削手册 确定细牙普通内螺纹螺距 P 1 5mm 的牙形高度 为 h 1 8mm 即单边余量为 1 8mm 则 1 8mm pa 3 确定进给量 f 由于螺距 P 0 15mm 且为单头螺纹 所以工件转一转 刀具 应走过一个导程 即 f 1 5mm r 4 确定切削速度 根据 金属机械加工工艺人员手册 表 14 94 当螺纹直径为 18mm 螺距为 1 5mm 使用高速钢机动丝锥加工铸铁时 选取 15 5m min 则机床主轴转速为cv 274 1r min 185 0dv1nc 根据 Z525 机床说明书 选取主轴转速为 n 272r min 则实际切削速度为 15 4m min10827dnv 5