CA6140车床滤油器体课程设计

.广东工业大学华立学院课程设计（论文）课程名称机械制造技术基础题目名称CA6140车床滤油器体课程设计学部（系）机电与信息工程学部专业班级10机械设计制造及其自动化3班学号2012年12月28日目录一、零件的分析及生产类型的确定.41、零件的作用.42、 零件的工艺分析.53、 零件的生产类型.5二、零件毛坯的设计.51、选择毛坯.52、毛坯尺寸公差与机械加工余量的确定.53、确定毛坯尺寸.64、设计毛坯图.7三、零件的加工工艺设计.81、定位基准的选择.82、零件表面加工方法的选择.83、拟订工艺路线.84、工艺方案的比较与分析.10四、工序设计.101、选择加工设备与工艺装备.102、确定工序尺寸.133、数控加工工序.14五、心得体会.16六、参考文献.17设计内容：（1）产品零件图1张；（2）产品毛坯图1张；（3）机械加工工艺过程卡片1套；（4）机械加工工序卡片1套；（5）课程设计说明书1份；摘要机械加工工艺学科是进行生产实习的一个重要教学环节。对课程的设计至关重要。就个人而言，在对CA6140车床滤油器体的设计过程中，有定位基准的选择确定加工各表面所需工时，每到工序所选机床的切削速度、进给量以及刀具的选则都是事关重要的，尤其夹具的定位夹紧在每到工序上都有不同的要求。通过这些设计，锻炼自己分析问题、解决问题的能力，便于以后的设计，打下良好的基础。在课程设计学习中，学生对机械工程学的兴趣将大有增长。他们将享受设计中的每一时刻。除此之外，他们将挖掘隐含的动力去学习机械自动化及材料科学的本专业课程.通过设计，CA6140车床滤油器体在工业发展趋势有良好势头。在以后进工厂工作过程中，能对CA6140车床滤油器体的结构和安装上有较深刻的认识。由于能力有限，设计中有许多不足之处，希望老师给予批评与指导。一、零件的分析及生产类型的确定1.零件的作用“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：CA6140车床滤油器体零件图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（用于精基准加工其他表面）；（2）、螺栓孔3-9（用于联接车床主轴箱，起固定作用）；（3）、中心孔38（用于过滤及缓冲油液）；（4）、进出油孔2-11（用于联接进出油装备，流通油液）；（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。3、零件的生产类型依设计题目知：.Qn=8000件/年；结合生产实际，备品率和废品率可以取为=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,查表可知其属轻型零件，生产类型为中大批量生产。二、零件毛坯的设计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，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、 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，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。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3-92-1130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105.333.768.352.437.30004、 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。三、 零件的加工工艺设计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、 零件表面加工方法的选择本零件有平面、内孔、外圆柱面、螺纹等加工，材料为HT15-33。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）、38mm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加工余量，所以选择先扩孔再铰孔即可达到要求。（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。（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（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。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。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，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；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。四、工序设计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） 选择量具 加工部分的量具工序卡尺；工序卡尺；工序卡尺；工序卡尺；工序卡尺；工序卡尺；工序卡尺；工序卡尺，螺纹塞规；工序卡尺，螺纹塞规；工序千分尺。 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车床滤油器体的工艺过程如表2所示。表2：CA6140车床滤油器体的工艺过程及设备工序号工序内容机床备注00机器砂型铸造毛坯附表205检验毛坯、清砂附表310热处理附表420粗车左端面CA6140附表530先锪30内孔面，再扩38内孔立式钻床附表640粗车48外圆，车退刀槽CA6140附表750铰38内孔，倒角摇臂钻床附表860精车48外圆CA1640附表970钻3-9通孔立式加工中心附表1080磨左端面端面磨床附表1190加工出油孔摇臂钻床附表12100加工进油孔摇臂钻床附表13110去毛刺附表14120精磨48外圆外圆磨床附表15130检验附表162、 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HB207233，毛坯的重量约为1.1千克。生产类型为中批或大批，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0.9mm，精磨此时直径余量为0.1mm，剩下的粗车时直径余量为52.4-48-0.9=3.4mm，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0.1IT6(0-0.016)48精车0.9IT7(0-0.025)48.1粗车3.4IT11(0-0.160)49毛坯F(0-3.6)52.4L2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。表4：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102.5mm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65.5mm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65.5mm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102mm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8mm攻丝攻丝M18x1.5，深12XIII去毛刺去毛刺X精磨48外圆精磨48外圆精磨外圆至48X检验检验3、 数控加工工序加工滤油器体过程中，3-9是在立式加工中心上完成的。在加工3-9中，经过专用夹具的对刀块对刀后，执行加工程序即可加工出3各9孔。在此，为其编写加工程序：（1）、3个9孔的尺寸如图5所示，3个9孔的中心位置分别用A、B、C三个点表示。（2） 以38孔中心线与左端面的交点作为原点建立编程坐标系。由于A、B、C三个点都在62圆上并为等分位置，由三角函数计算出三点坐标分别为A(-26.846,15.5)，B26.846,15.5)，C(0,-31)。图5：数控加工3-9孔编写程序N1G90G92X0Y0Z200.N2S500M03M08N3G00Z20.N4G99G81X-26.846.Y15.5.Z-36.R3.F60N5X26.846.Y15.5.N6G98X0Y-31.N7G80M09M05N8G00Y0Z200.五、 N9M02心得体会这是我大学期间，在学完全部课程和生产实习之后的又一次实践性学习。经过了3个星期努力，我终于完成了任务。在这次毕业设计中，使我懂得了运用学过的知识，把理论融入到实践中。以前在课本中不明白的很多问题，也得到了彻底的解决。课程设计是机械设计当中的非常重要的一环，本次课程设计时间不到两周略显得仓促一些。但是通过本次每天都过得很充实的课程设计，从中得到的收获还是非常多的。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础说实话，课程设计真的有点累然而，当我一着手清理自己的设计成果，漫漫回味这3周的心路历程，一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消虽然这是我刚学会走完的第一步，也是人生的一点小小的胜利，然而它令我感到自己成熟的许多，另我有了一中”春眠不知晓”的感悟通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致课程设计过程中，许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱：有2次因为不小心我计算出错，只能毫不情意地重来但一想起周伟平教授，黄焊伟总检平时对我们耐心的教导，想到今后自己应当承担的社会责任，想到世界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故，我不禁时刻提示自己，一定呀养成一种高度负责，认真对待的良好习惯这次课程设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练短短三周是课程设计，使我发现了自己所掌握的知识是真正如此的缺乏，自己综合应用所学的专业知识能力是如此的不足，几年来的学习了那么多的课程，今天才知道自己并不会用想到这里，我真的心急了，老师却对我说，这说明课程设计确实使我你有收获了老师的亲切鼓励了我的信心，使我更加自信最后，我要感谢我的老师们，是您严厉批评唤醒了我，是您的敬业精神感动了我，是您的教诲启发了我，是您的期望鼓励了我，我感谢老师您今天又为我增添了一幅坚硬的翅膀今天我为你们而骄傲，明天你们为我而自豪六、参考文献机械制造技术基础主编：卢秉恒机械工业出版社机械制造工艺学主编：陈明机械工业出版社机械制造技术基础毕业设计指导教程主编：邹青机械工业出版社机械设计毕业设计手册主编：吴宗泽、罗圣国高等教育出版社.29