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机械制造技术课程设计 设计课题：滤油器机械加工工艺规程及出油口夹具设计指导教师：法爷姓 名：班 级：机电学 号：一栋 4组 1431 118 日目录一、 设计任务分析（一）零件的分析及生产类型的确定 （二）零件毛坯的设计二、 机加工工艺规程设计（一） 定位基准的选择 （二） 零件表面加工方法的选择 （三） 拟订工艺路线 （四）工序设计三、 机床夹具设计 （一）定位基准的选择 （二）定位误差分析 四、 参考文献 五、 课程设计心得一、 设计任务分析（一） 零件的分析及生产类型确定 1、零件的作用题目是车床滤油器体设计，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。 2、零件的工艺性分析 2.1 滤油器体各表面：（1）零件的左端面（用于精基准加工其它表面）； （2）螺栓孔3-（用于联接车床主轴箱，起固定作用）； （3）中心孔（用于过滤及缓冲油液）；、 （4）进油孔2-（用于联接进出油装备，流通油液）； （5）外圆柱面3-（用于与车床主轴箱联接） 2.2滤油器体各表面的相互精度要求： （1）外圆柱面 为基轴制连接，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。 3、确定零件的生产类型 零件的生产纲领为 其中，产品的年产量Q=10000台/年，每台产品这该零件的数量n=1件/台，零件备品率a=4%，零件废品率b=1%。从计算结果知，该零件为大批生产。因滤油器体质量1.1kg为轻型零件（二） 零件的毛坯设计1、 选择毛坯根据上述的年生产纲领可知，滤油器体属大批生产，零件形状为非全圆柱体，可选择零件材料为灰口铸铁，毛坯制造选择铸造毛坯，这样毛坯与成品相似，加工方便，省工省料，为提高生产率，铸造方法选择砂型铸造，且为机器造型。 2、 毛坯尺寸公差与加工余量确定（1） 确定最大轮廓尺寸根据零件图轮廓尺寸，可知滤油器体最大轮廓尺寸为102mm（2） 确定铸件尺寸公差等级CT铸造方法按机器砂型造型、铸件材料按灰铸铁，查表1-6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1-11得，基本尺寸介于25~40间CT=2.6；介于40~63间CT=2.8；介于100~160间CT=3.6。 查表得，公差带相对与基本尺寸对称分布。 （4） 确定机加工余量等级（表4-3）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，查表5-4得RAM数值为1.5mm。3、确定毛坯的基本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。由于零件上孔3-和进出油口尺寸较小，故铸成实心。零件左侧面为单侧加工，则； 盲孔属内腔加工，根据零件分析，深度为65不变，径向为 ；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左侧面面余量有关，左侧面增量a=105.3-102=3.3所以38孔的毛坯深度=65+3.3=68.3三角形台阶肩宽度=34+3.3=37.3mm。综合上述，确定毛坯加工部分的尺寸，见下表所示（A面为左端面）：（1） 确定圆角半径外圆角半径 r=1 内圆角半径 R=1经检验，以上所取圆角半径可以保证加工余量（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。 综上所述所设计的毛坯图如下： 二、滤油器机械加工工艺规程设计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、 零件表面加工方法选择本零件有平面、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，所以选择先粗扩孔再精扩孔即可达到要求。（3）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。（4）的外圆柱面其表面粗糙度值为Ra1.6，因此可选择先粗车后精车，最后再精磨。（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11mm孔，接着扩孔到16mm深18mm，最后攻丝M18。3、拟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大批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，除此之外，还要考虑经济效果，以便使生产成本尽量降低。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 钻的内孔；工序05 钻38内孔及3-9孔；工序06 粗车外圆48； 工序07 加工出油口； 工序08 加工进油口； 工序09 磨48外圆柱面； 工序10 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，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； 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。 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；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。5、工序设计5.1、加工装备与工艺设备的选择 （1）选择机床根据不同的工序选择机床：① 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。② 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。③ 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。 ④ 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 ⑤ 工序06精扩内孔，内孔倒角，，用铣床进行加工。 ⑥工序07精车48外圆，选用C620-1型卧式车床进行加工。 ⑦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。 ⑧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。⑨工序10、11加工进出油孔，选用钻床进行加工。⑩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 ① 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。② 在钻床上机加工的工序 麻花钻，锪头钻，倒孔钻等。（4）选择量具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，螺纹塞规； 工序11 卡尺，螺纹塞规； 工序13 千分尺。② 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，滤油器体的机械加工工艺过程如表2所示。5.2、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① 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。 ② 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（2）确定轴向工序尺寸如下图所示，图中尺寸均未标注公差，均按毛坯公差等级确定为IT14.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。5.3.1、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HT200，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。根据表5-112~5-126，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，选择平面带倒棱型前刀面，刀具的几何参数为：'?0?100,k??750,k??150,?s??100,?0??0'?60，r??0.8，?01=（2） 确定背吃刀量ap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。（3）确定进给量f根据《切削用量手册》表4，在加工材料为HT200，车刀刀杆尺寸为16mm?25mm，工件直径为62~105mm， =2.8mm时，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表5-119，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）确定切削速度根据表5-121，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，切削速度=79.8m/min。由表2-9等查得一系列切削速度修正系数分别为：ktv=1.0，kxrv =0.83，ksv =0.8，kTv =1.15，kkv =1.24 故vc=79.8 kv=79.8?1.0?0.83?0.8?1.15?1.24=75.6m/min 则机床主轴转速n===229.2r/min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/min（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，?2.8mm，f?0.8mm/r， =，=1.26m/s，走刀力Fx=950N，由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Fx的修正系数为：k?F0x=1.0，k?Fsx=0.75，kkFrx=1.13故实际走刀力为=950?1.0?0.75?1.13=805.1N因为=805.1N(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， =2.4KW。 切削功率的修正系数根据《切削用量手册》表22-3查得kkprm=kkFrz=0.92，k?0pm=k?0Fz=1.0故实际切削功率 =2.4?0.92?1.0=2.2 KW根据C620-1机床说明书，当n=230r/min时，机床主轴允许的功率=5.9KW 因为最后确定的切削用量为=2.8mm，f=0.8mm/r， =75.9m/min，n=230r/min （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 ==0.3min5.3.2、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，所选刀具为YG8焊接硬质合金刀片式平面锪钻，其直径为30mm。（2）确定进给量f由查表得，对于HT200，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。（3）选择刀具磨钝标准及耐用度查表得，硬质合金锪刀后刀面最大磨损量取为1.0mm，耐用度为50min。 （4）确定切削速度查表得，对于HT200，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n===1008r/min按Z535机床说明书，取n=1100r/min，这时的实际切削速度===103.7 m/min（5）计算切削力，扭矩及功率 查表得轴向力F==588.60?30?0.20.8?0.97=4726.5N切削扭矩T=CMdXfYkMx10?3=225.63?301.9?0.20.8?0.97?10?3=38.7N?mMM切削功率Pmc=2?Tn?10?3=2???38.7?18.3?10?3=4.4KW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ap=1.4mm，f=0.2mm/r，vc=103.7 m/min，n=1100r/min（6）计算基本工时查表得基本工时计算公式 =，其中取1mm，则==0.02min工步2 粗扩的孔（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?0?50，??100，kr?450，k??300，??100，ba1?1.0mm（2）确定背吃刀量粗扩直径余量为3.3mm，则背吃刀量=3.3/2=1.65mm。（3）确定进给量f对于HT200，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）确定切削速度对于HT200，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，则机床主轴转速n===583.3r/min按Z535机床说明书，取n=530r/min，这时的实际切削速度 ====61.6 m/min（6）计算切削力，扭矩及功率 轴向力F=CFdxfYkf=588.60?37?0.320.8?0.90=7877.4NFf切削扭矩T=CMdXfYkMx10?3=225.63?371.9?0.320.8?0.90?10?3=77.9N?mMM切削功率Pmc=2?Tn?10?3=2???77.9?8.83?10?3=4.3KW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ap=1.65mm，f=0.32mm/r，vc=61.6 m/min，n=530r/min （7）计算基本工时基本工时计算公式，根据38页表2-24~2-30) =，，其中取3mm， =+1，则65.5?1.65?cot450?1?3=0.42min tj=0.32?530 5.3.3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?120,k??600,k??100,?s??100,?0??0'?60，r??0.8，?01=?50。（2）确定背吃刀量根据48外圆工序尺寸的计算，取粗车背吃刀量为=1.5mm。（3）确定进给量f 根据《切削用量手册》表4，在加工材料为HT200，车刀刀杆尺寸为16mm?25mm，工件直径为52.4mm， =1.5mm时，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）确定切削速度根据《切削用量手册》表12，当用YG6硬质合金可转位车刀加工?b=165~181Mpa的灰铸铁，?1.8mm，f?0.56mm/r时，切削速度=114m/min。由《切削用量手册》表21-6，21-7，21-5，11，21-9查得一系列切削速度修正系数分别为：ktv=1.0，kxrv=0.83，ksv=0.8，kTv=1.15，kkv=1.0故=114=114?1.0?0.83?0.8?1.15?1.0=87m/min则机床主轴转速?87n===528.5r/min?D??52.4根据C620-1机床说明书，选择n=480r/min 这时的实际切削速度vc=?Dn??105?2301000=1000=79m/min（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，?2.8mm，f?0.48mm/r， =， =1.32m/s，走刀力=670N，由k?F0x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，k?Fsx=0.75，kkFrx=1.11故实际走刀力为=670?1.0?0.75?1.11=557.8N因为=557.8N（7）校验机床功率根据《切削用量手册》表19，当?b=165~200Mpa，时，Pm=1.7KW。切削功率的修正系数根据《切削用量手册》表22-3查得ap?2.8mm，f?0.47mm/r，vc?1.4m/skkp=kkF=0.94，k?rmrz0pm=k?F=1.00z故实际切削功率Pmc=1.7?0.94?1.0=1.6 KW根据C620-1机床说明书，当n=480r/min时，机床主轴允许的功率PE=5.5KW因为Pmc最后确定的切削用量为ap=1.5mm，f=0.5mm/r，vc=79m/min，n=480r/min（8）计算基本工时基本工时的计算公式为Ll?y??tjnfnf== 由《切削用量手册》表20，查得y+?=2mm，则40?2tj480?0.5==0.18min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000??0,k?45,??14?0用量手册》表3，刀具的几何参数为：0。（2）确定背吃刀量根据?48外圆工序尺寸的计算，取背吃刀量为==1.2mm。（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，切削速度=73.2m/min。由于最终直径与初始直径之比不同，比值为=0.95，故切削速度修正为： =69.5 m/min。则机床主轴转速n===447.8r/min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/min（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， ?2.8mm，f?0.12mm/r， =45， =1.19m/s，走刀力=950N，因为=950N（7）校验机床功率 vc 根据《切削用量手册》表19，当=165~200Mpa， ?2.8mm，f?0.12mm/r，时， =2.9KW。切削功率的修正系数根据《切削用量手册》表22-3查得?1.19m/skkprm=kkFrz=1.0，k?0pm=k?0Fz=1.1故实际切削功率=2.9?1.0?1.1=3.19 KW根据C620-1机床说明书，当n=460r/min时，机床主轴允许的功率 =6.2KW因为=1.2mm，f=0.11mm/r， =71.4m/min，n=460r/min （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 === ==0.21min其中 =+2=1.2+2=3.2mm =3~5mm， =2mm5.3.4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?0?50，??100，kr?450，k??300，??100，ba1?0.8mm（2）确定背吃刀量精扩直径余量为1mm，则背吃刀量=1/2=0.5mm。（3）确定进给量f由《切削用量手册》表27注释，对于HT200，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）确定切削速度由《切削加工简明实用手册》表8-84，对于HT200，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时，切削速度=60.6m/min，则机床主轴转速n== =507.6r/min按Z535机床说明书，取n=400r/min，这时的实际切削速度 ===47.8m/min（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xYCdfkf=588.60?38?0.320.8?0.90=8090.3N F=FFf切削扭矩XY1.90.8?3?3Cdfk380.321010MM????T=x=225.630.90=81.9N?mMM切削功率=2Tn?=2??81.9?6.7?=3.45KW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/min（7）计算基本工时查书得基本工时计算公式 ==，其中取3mm， =，则 ==0.55min5.3.5 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?100,k??300,k??100,?s?50,?0??0'?80，r??0.4，?01=?50（2）确定背吃刀量根据48外圆工序尺寸的计算，取背吃刀量为==0.65mm。 （3）确定进给量f根据《切削用量手册》表6，在加工材料为HT200，车刀刀杆尺寸为16mm?25mm，工件直径为49.4mm， =0.65mm时，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，切削速度=162.6m/min。由《切削用量手册》表21-6，21-7，21-5，11，21-9查得一系列切削速度修正系数分别为：ktv=1.0，kxrv=0.88，ksv=1.0，kTv=1.15，kkv=1.0故=162.6=162.6?1.0?0.88?1.0?1.15?1.0=164.6m/min 则机床主轴转速n===1060.6r/min根据C620-1机床说明书，选择n=960r/min 这时的实际切削速度===149m/min（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，?2.8mm，f?0.3mm/r， =，=2.48m/s，走刀力=670N，由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Fx的修正系数为：k?F0x=1.0，k?Fsx=1.0，kkFrx=0.78故实际走刀力为=670?1.0?1.0?0.78=522.6N 因为=522.6N根据《切削用量手册》表19，当=165~200Mpa，?2.8mm，f?0.25mm/r， ?2.83m/s时，=2.0KW。切削功率的修正系数根据《切削用量手册》表22-3查得kkp故实际切削功率rm=kkFrz=1.08，k?0pm=k?0Fz=1.0=2.0?1.08?1.0=1.6 KW根据C620-1机床说明书，当n=960r/min时，机床主轴允许的功率=5.2KW因为最后确定的切削用量为=0.65mm，f=0.12mm/r， =149m/min，n=960r/min（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，则=0.36min5.3.6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，，，。该工序是在实心铸件上钻9通孔，背吃刀量为ap=9/2=4.5mm。（3）确定进给量f由《切削加工简明实用手册》表8-69，对于HT200，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vc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9mm4.5mm，f=0.48mm/r时，切削速度=27m/min，则机床主轴转速n===954.9r/min按Z525机床说明书，取n=960r/min，这时的实际切削速度===27.1m/min（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xY0.8Cdfk0.48Ff??F==588.609=2944.8NFf切削扭矩XYCdfkMx10?3=225.63?91.9?0.480.8?10?3=8.2N?m T=MMM切削功率=2Tn?10=2??8.2?16?10=0.82KW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/min（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，则==5.3.7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。（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=0.5mm （3）确定横向走刀进给量由《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。（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n===573r/min按M7150说明书，取n=1000r/min，则实际切削速度为 ===1570.8m/min=26.2m/s （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?3?3 Zs?1000vapfB0?.5?mm/（min?mm）磨削功率pm?CpZs0.7B0K01000，由磨工表1-1查得，，则pm?4.1?468.8?80?1.KW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/min（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tj?LbZbk105?80?0.5?1.0?1000vfafrsz.5?15?1.0=0.04min5.3.8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。（2）确定背吃刀量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。背吃刀量=26/2=13mm。（3）确定切削速度vc由《切削加工简明实用手册》表8-80，对于HT200，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n===1100r/min按Z525机床说明书，取n=1100r/min，则实际切削速度=90m/min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/min 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2??18011mm，钻头的几何形状为：双锥修磨横刀，，，1，b??3.5mm，?0?120，??550，b=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Z525机床说明书，机床进给机构允许的最大轴向力=8830N，故所取进给量可用。（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，切削速度修正系数分别为ktv=1.0，ksv=1.0，kTv=1.0，kkv=0.85，故=14?1.0?1.0?1.0?0.85=11.9m/min则机床主轴转速为n===344.5r/min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vc===13.5m/min（5）校验机床扭矩及功率根据《切削手册》表2.21，取T=21.58N?m，扭矩的修正系数为1.0，故T=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n=392r/min时，机床允许的最大功率为=2.26KW。由此可知所取切削用量可用，最后确定的切削用量为f=0.87mm/r， =13.5m/min，n=392r/min（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==0.07min 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?0?50，??100，kr?450，k??300，??100，ba1?1.0mm确定切削用量（2）确定背吃刀量背吃刀量=（16-11）/2=2.5mm。（3）确定进给量f由《切削用量手册》表27注释，对于HT200，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）确定切削速度由《切削加工简明实用手册》表8-84，对于HT200，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时，切削速度=58.2m/min，则机床主轴转速n===1157.9r/min按Z525机床说明书，取n=960r/min，这时的实际切削速度===48.3m/min（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xY0.8Cdfk0.36Ff???0.90=3743N F==588.6016Ff切削扭矩XYCdfkMx10?3=225.63?161.9?0.360.8?0.90?10?3=17.4N?m T=MMM切削功率Pmc=2?Tn?10?3=2???17.4?16?10?3=1.75KW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/min（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， =，则tj16?2.5?cot450?1?3?=0.07min 0.36?960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。（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vc=15.5m/min，则机床主轴转速为n??15.5???274.1r/min ?d??18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v??nd1000???272?18m/min（5）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tj?(l?l1?l2)?Z12.75?2.42?3??0.025min nfap272?1.5?1.8其中 l=0.75+12=12.75mmapl1??2 tankr=3~5mm，取=3mm5.3.9 工序11 加工进油口加工进油口时使用专用夹具，其余工步所用切削用量与加工出油口时所用切削用量相同。加工出油口时，攻螺纹深度为12mmm，加工进油口时，攻螺纹深度14mm，故，加工出油口螺纹时，加工工时为tj?(l?l1?l2)?Z14.75?2.42?3??0.027min nfap272*1.5*1.85.3.10 工序13 精磨外圆（1）本工序为精磨?18外圆，使外圆尺寸精度达到IT6，表面粗糙度值为Ra1.6，机床选用M1432型外圆磨床，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=400mm?50mm?203mm。（2）确定工件回转圆周速度由《切削加工简明实用手册》表8-120查得工件回转速度=20~40m/min，取=20m/min。（3）确定横向进给量由《切削加工简明实用手册》表8-120查得横向进给量为：0.0122mm/r。（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24min。（5）确定砂轮的圆周速度由《切削加工简明实用手册》表8-119查得砂轮的圆周速度为?35m/s，取=35m/s，则主轴转速为n?71.1r/min ??400按M7150说明书，取n=1670r/min，则实际切削速度为vc===35m/s（6）机床功率校验由《磨工》得磨削生产效率为Zs?磨削功率 1000vapfB0?.mm=122/（minmm）pm?CpZs0.7B0K01000，由磨工表1-1查得Cp?2.6，k0?1.0，则2.6??1.0pm?KW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==5mm/r， =35m/s，n=1670r/min（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tj?LbZbk40?50?0.05?1.0??0.08min 1000vfafrsz..0三、机床夹具设计本夹具是工序10用?18麻花钻直接钻出油口的专用夹具。所设计的夹具装配图如附图所示，夹具体零件图如附图所示。有关说明如下：（一）（1）工序需钻?11的出油孔，其技术要求主要有：?11的轴线与?40的外圆母线成90o的角度，因此本工序的机床为立式钻床Z525，刀具为通用标准刀具。（2）本工序已加工的表面如下：除2—?11孔及M18×1.5的螺纹孔处所有的孔，该零件的两端面已经加工，零件的所有外圆表面已经加工。（二）确定夹具类型本工序只加工?11孔及M18×1.5的螺纹孔的孔，孔径很小，工件质量很小，轮廓尺寸以及大批量生产，所以采用固定式钻模。（三）拟定定位方案由定位原理可知，为了满足加工工序要求需要限制五个自由度，但考虑加工时工件定位的稳定性，也可以将六个自由度全部限制。可以采用平面与内孔组合定位，根据工件结构特点，其定位方案如下：采用工件上的左端面与2—?9两孔定位。定位方案是一面两孔，选择一个面和两个内孔作为定位基面，定位元件为定位板（限制Z→Y∧X∧三个自由度）加两个双头螺栓（X→Y→Z∧三个自由度），实现了完全定位。 根据工序加工的要求，对定位误差分析，左端面没有基准位置误差，而内孔中心线由于内孔?40与左端面垂直度误差引起的位置变动也可以忽略不计。但是内孔2—?9中心距误差引起的基准位置误差不可忽视。（四）选择定位元件A、选择双头螺栓作为以内孔以及左端面的定位元件，如夹具装配图所示。B、选择固定支承板，作为?40以及?9端面的定位元件，如夹具装配图所示。（五）定位误差分析加工?11孔及M18×1.5的螺纹孔时，尺寸?40的定位误差计算，因为加工?11孔及M18×1.5的螺纹孔要用底面和心轴定位?400-0.15所以当以底面定位时，由于基准重合误差，故ΔB=0，因用底面定位，且底面是平面故Δy=0，所以当底面定位时，ΔD1=ΔB+Δy=0用双头螺栓定位时，定位基准与设计基准不重合，ΔB=1／2（δd)=1/2×0.15=0.075mm由于用双头螺栓定位，故Δy=Dmax-dmin=40-39.95=0.05mm所以当用双头螺栓定位时的定位误差ΔD2=ΔB+Δy=0.075+0.05=0.125mm故尺寸?40的定位误差为ΔD=ΔD1+D2=0+0.125=0.125mm选择?11孔及M18×1.5的螺纹孔的公差等级IT11,1/3δk=0.2mm, ΔD参考家具设计资料，采用心轴?9三孔的端面夹紧工件。（六）夹紧力的计算夹紧用的是开口垫圈以及螺母。根据《切削手册》（表2—32计算公式）轴向力：Ff=CFdoγFfγFkF=425×11×0.870.8×1.14=4743.25N(查《切削手册》表2-32得CF=425、2F=1、γF=0.8）水平分力：FH=1.1Ff=5217.3N垂直分力：Fv=1.1Ff=1442.9N在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内，安全系数K可按下式计算： K=K0K1K2K3K4K5K6=1.2×1.2×1.0×1.0×1.3×1.0×1.0=2.06所以实际所需夹紧力F=KFH=2.06×47.6N（七）确定引导元件（1）对?11孔及M18×1.5的螺纹孔，为了适应钻加工工程效率，定位精度选用快换钻套。主要尺寸由《机床夹具零部件》国家GB/T2263—80，GB/T2265—80选取。选取钻套引导的是刀具的导柱部分，则钻孔时钻套内钻外经衬套内径钻套端面加工面距离10mm。（2） 钻套轴面对基面的垂直度允许为0.02mm，麻花钻用?11。四、参考文献机械制造技术基础课程设计指南——崇凯主编机械制造技术基础——吉卫喜主编金属加工工艺及工装设计——黄如林、汪群主编切削用量手册——艾兴等主编互换性与测量技术——毛平淮主编机械设计手册——吴宗泽主编工程材料及成形技术——林建榕主编切削加工简明实用手册——黄如林主编简明机加工生产线工手册——胡家富主编五、课程设计心得夹具设计是在学完了机械制造技术基础和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。这次夹具设计中，我所选的零件是“CA6140车床滤油器体”，完成该零件的机械加工工艺规程的编制及工艺装备的设计，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。因此在加工时，零件的配合部分需进行精加工，保证其配合准确，提高车床的综合性能，又因为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。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。本文由(www.wenku1.com)首发，转载请保留网址和出处！
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