丽水学院CA6140车床滤油器体工艺课程设计

机械制造工艺及夹具课程设计说明书题目： CA6140车床滤油器零件机加工工艺及 CA6140车床滤油器钻 3 9 孔夹具设计设 计 者班级机自 092指导教师机电建工学院机械系2012 年 07 月 01 日机械制造工艺及夹具课程设计任务书题目 ：CA6140车床滤油器零件机加工工艺及CA6140车床滤油器钻39 孔夹具设计内容 ：（1）零件图，毛坯图（ 2）机械加工工艺规程（ 3）夹具总装图、主要零件图（ 4）课程设计说明书原始资料 ：该零件图样一张；生产纲领为2000 件 /年，备品率为10%，加工废品率为1%，每日一班。设 计 者班级机自 092指导教师2012 年7 月 1 日1目录任 工件 明 一、 引言 .3二、 任 分析（一）零件的分析及生 型的确定.3（二）零件毛坯的 .5三、 机械加工工 程 （一）定位基准的 .8（二）零件表面加工方法的 .8（三） 工 路 .9（四）工序 .10四、机床 具 （一） 定位基准的 15（二）定位 差的分析15五、 17六、参考文献 182一、引言机械制造工艺学的课程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。这次课程设计中，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。二、设计任务分析（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。图 1：CA6140 车床滤油器体零件图3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=2000 件 /年；结合生产实际，备品率和废品率可以取为=10%,=1%。由此可得，该零件的生产纲领N = Qn(1+)(1 +)2 000(110 %) (11%)2 222 件 / 年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，4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RFRMACT/21021.53.6/21 0 5 . 3 m m38 盲孔属内腔加工，根据零件分析，38 深度为 65 不变，径向为5RFRMACT/2382 1.52.6 / 233.7mm30 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RFRMACT/24821 .52 .8 / 252 .4 mm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38 轴48 径三角肩3-2- 1130宽向向向9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FF同 A 面F同 A 面级RMA1.51.5同 A 面1.5同 A 面毛坯基本尺寸105.333.768.352.437.300064、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 500 550 ，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 2：CA6140 车床滤油器体毛坯三、机械加工工艺规程设计(一)、定位基准的选择7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。(二)、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 m，加工方法为先粗车再精车。（ 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 m，选择先粗车后精车。（ 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 m，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。（三）、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8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。工序 00机器造型砂模铸造毛坯；工序 10清砂，检验毛坯各尺寸，不得有砂眼缺陷；工序 20热处理，人工时效温度500 550 ，消除残余应力；工序 30夹外圆，粗车左端面、38 内孔；工序 40粗车48 外圆和右面；工序 50精车48 外圆和右面，车退刀槽；工序 60精车左端面， 38 内孔、锪 30 内孔、倒角；工序 70钻 3-9 通孔；工序 80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 90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 100用钳工去毛刺；工序 110精磨48 外圆；工序 120检验，是否达到要求的精度和粗糙度。该方案分散工序，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。（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。9工序 00、10、 20属于备坯阶段，不属于切削加工，由专门的车间负责。工序 30粗车左端面、38 内孔，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 40粗车48 外圆柱面，再切退刀槽。加工中需要换刀具，刀架最好是换位的，所以选择 CA615A 最经济。工序 50精车48 外圆，选用 CA615A 进行加工。工序 60精车左端面、38 内孔和30 内孔，再倒角，可直接在CA615A 完成加工。工序 70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。选用多孔钻床，只要在专用夹具上设计好钻套，然后一次即可加工出 3 个 9 通孔了。工序 80、90加工进（出）油口孔，选用摇臂钻床进行加工。工序 110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 30 选用三爪自定心卡盘。工序 40、50、60、 70、80、90、100、 110 都选用专用夹具。（ 3）选择刀具10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车刀。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，倒孔钻等。（ 4）选择量具加工部分的量具工序 30游标卡尺；工序 40游标卡尺；工序 50游标卡尺；工序 60游标卡尺；工序 70游标卡尺；工序 80游标卡尺；工序 90游标卡尺，螺纹塞规；工序 100游标卡尺，螺纹塞规；工序 110塞规。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；轴向尺寸游标卡尺；外圆径向尺寸外径千分尺，塞规角度角度卡尺；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。11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00机器砂型铸造毛坯10检验毛坯、清砂20热处理，人工时效30粗车车左端面、 38 内孔CA615A40粗车 48 外圆、粗车右面CA615A50精车 48 外圆和右面，切退刀槽CA615A60精车左端面、 38 内孔和 30 内孔、倒角CA615A70钻 3-9 通孔多孔钻床80加工出油孔摇臂钻床90加工进油孔摇臂钻床100去毛刺110精磨 48 外圆外圆磨床120检验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 HB207 233，毛坯的重量约为 1.1 千克。生产类型为中批，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锪孔、钻孔或扩孔来完成。外圆柱面48h6 和46：1246 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，故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(0.016)484800.016精车0.9IT7(0.025)48.148.100.025粗车3.4IT11(0.160)494900.160毛坯F(2.8)52.452.41.4(2)确定轴向工序尺寸轴向尺寸均未标注公差， 均按毛坯公差等级确定为 IT14 。粗车余量为 2.8mm，工序尺寸为 102.5mm，粗糙度精度为 Ra6.3；精车端面余量为 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 由车30 孔工序一次加工， L6=70mm。L5 由经粗车一次，精车一次38 孔完成， L5=65mm。综合上述，加工的工序尺寸如表4 所示。13表 4：各加工工序的工序尺寸工序号工序工位00铸造毛坯机器砂型铸造毛坯10备坯检验毛坯、清砂20热处理人工时效粗车车左端面、粗车左端面3038 内孔再粗车 38 内孔工位尺寸参见毛坯图所示保长 102.5mm至 37，保长 65.5mm粗车48 外圆和40粗车右面精车48 外圆、50 精车右端面和切退刀槽精车左端面、60 38 内孔和 30内孔、倒角70 钻 3- 9 通孔80加工出油口90加工进油口粗车48 外圆粗车右面精车 48 外圆精车右端面切退刀槽精车左端面精车38 内孔车 30 内孔倒角钻 3- 9 通孔空口锪平钻孔扩孔攻丝孔口锪平钻孔扩孔攻丝车外圆至49车三角肩宽至 35mm精车外圆至48.1三角肩宽至 35mm切退刀槽 31.5mm保长 102mm保证38锪 30 内孔保长 70mmC1钻 3- 9 通孔锪平 26钻 11 孔深 32mm扩孔至16 孔，深 18mm攻丝 M18x1.5 ，深 14锪平26钻11 孔通至下一平面扩孔至16 孔8mm攻丝 M18x1.5 ，深 1214100去毛刺去毛刺110精磨48 外圆精磨48 外圆精磨外圆至 48120检验检验四、夹具设计我们小组经过与老师协商，决定设计第50 道工序的工装夹具。（一）定位基准的选择出于定位简单和快速的原则，工件以左端面和%c37 内孔轴线为定位基准。夹紧由气缸拉动拉杆使圆瓣锥体向外胀紧来实现。（二）定位误差分析本工序精车 %c48外圆，端面，以及切槽。工序基准为 49 轴线，定位基准为 37 轴线，基准不重合，由它们之间的圆跳动尺寸来联系。由于没有圆跳动尺寸要求，所以B=0 Y=0 D= B+Y= 0设计示意图如下：内圆限制 4 个自由度，左端面限制1 个自由度15（三）夹具装配示意图及优点夹具装配示意图如下：这种夹具结构简单、夹紧范围大、成本低，在卧式车床设备上使用方便。如果用于精车， 还可防止液压机床因油压不稳而产生工件凹心和出现锥度误差， 致使无心磨磨不掉外圆的车刀加工痕迹而成为废品。五、设计总结经过了 2 个星期努力，我们终于完成了任务。这次课程设计主要是根据要求设计工艺和某道工序的专用夹具。设计工艺与设计夹具，我都是第一次实践，经过老师的指导，我都顺利完成了。在这两周里，我们学会了利用所学的知识分析零件图，编写加工工艺过程，为了提高毛坯的工艺性对它进行怎么样的热处理以及加工阶段所用的夹具等。在此之中，我体会到自己存在的缺陷与不足，在考虑问题方面不过全面，没有完整的得出解决方案，这时，老师就会指点帮助我们，我们经验不够，能力还不是很强，还需多多磨练。在小组之中 ,口角的斗争在所难免 ,关键是我们如何的处理遇到的分歧 ,而不是一味的计较和埋怨 .这不仅仅是在类似于这样的协调当中 , 生活中的很多事情都需要我们有这样的处理能力 ,面对分歧大家要消除误解 ,相互理解 ,增进了解 ,达到谅解。也许很多问题没有想象中的那么复杂 ,关键还是看我们的心态 ,那种处理和解决分歧的心态 ,因为毕竟我们的出发点都是很好的 . 我们更应该好好学习团队合作，因为在这充满竞争的社会中，团队合作能很好的提高效率，并完善作品。16在今后的学习中 , 一定要戒骄戒躁 , 态度端正 , 虚心认真。要永远的记住一句话 : 态度决定一切。在此，谢谢指导老师认真负责的指导，让我们学到了那么多知识，提高了我们的能力。六、参考文献1 孟少农主编 .机械加工工艺手册 .机械工业出版社， 19912 李益民主编 .机械制造工艺设计简明手册 .机械工业出版社， 19933 崇 凯主编 .机械制造技术基础 .化学工业出版社， 19934 王绍俊主编 .机械制造工艺设计手册 .机械工业出版社， 19875 黄如林主编 .切削加工简明实用手册 .化学工业出版社， 20046 薛源顺主编 .机床夹具设计 .机械工业出版社， 19957 崇 凯主编 .机械制造技术基础课程设计指南 . 化学工业出版社， 2006.128 陈于萍，高晓康主编 .互换性与测量技术 .北京高等教育出版社， 2005.9 司乃钧，许德珠主编 .热加工工艺基础 . 高等教育出 199110 张龙勋主编 .机械制造工艺学课程设计指导及习题 .机械工业出版社，1999.1117