麗水學院CA6140車床濾油器體工藝課程設計

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1、 機械制造工藝及夾具課程設計說明書 題目： CA6140車床濾油器零件機加工工藝及 CA6140車床濾油器鉆 3 9 孔夾具設計 設 計 者 班 級 機自 092 指導教師 機電建工學院機械系 2012 年 07 月 01 日 機械制造工藝及夾具課程設計任務書

2、 題目 ：CA6140車床濾油器零件機加工工藝及 CA6140車床 濾油器鉆 3 9 孔夾具設計 內(nèi)容 ：（1）零件圖，毛坯圖 （ 2）機械加工工藝規(guī)程 （ 3）夾具總裝圖、主要零件圖 （ 4）課程設計說明書 原始資料 ：該零件圖樣一張；生產(chǎn)綱領為 2000 件 /年， 備品率為 10%，加工廢品率為 1%，每日一班。 設 計 者 班 級 機自 092 指導教師

3、 2012 年 7 月 1 日 1 目 錄 任 工件 明 一、 引言 ............................................ 3 二、 任 分析 （一）零件的分析及生 型的確定 ..................... 3 （二）零件毛坯的 ................................. 5 三、 機械加工工 程 （一）定位基準的 .......................

4、........... 8 （二）零件表面加工方法的 .......................... 8 （三） 工 路 .................................... 9 （四）工序 ........................ ............... 10 四、機床 具 （一） 定位基準的 ???????????????? 15 （二）定位 差的分析???????????????? 15 五、 ?????????????????????? 17

5、 六、參考文獻 ?????????????????????? 18 2 一、引言 機械制造工藝學的課程設計是在學完了機械制造技術(shù)基礎和大部分專業(yè)課，并進行了生產(chǎn)實習的基礎上進行的又一個實踐性教學環(huán)節(jié)。 這次設計使我能綜合運用機械制造技術(shù)基礎中的基本理論， 并結(jié)合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識， 獨立地分析和解決了零件機械制造工藝問題， 設計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu)設計能力， 為今后的畢業(yè)設計及未來從事的工作打下了良好的基礎。 這次課程設

6、計中，我所選的零件是“ CA6140 車床濾油器體”，完成該零件的機械加工工藝規(guī)程的編制及工藝裝備的設計， 濾油器在車床上是個必不可少的部件，它有著過濾油液及緩沖的作用。 因此在加工時， 零件的配合部分需進行精加工，保證其配合準確， 提高車床的綜合性能， 又因為被加工零件的結(jié)構(gòu)比較復雜，加工難度大，需進行專用夾具的設計與裝配。 由于能力所限，經(jīng)驗不足，設計中還有許多不足之處，希望老師多加指教。 二、設計任務分析 （一）零件的分析及生產(chǎn)類型的確定 1、零件的作用 “CA6140 車床濾油器體”如圖 1 所示。

7、 圖 1：CA6140 車床濾油器體零件圖 3 它位于車床主軸箱上面， 主要作用是給主軸箱內(nèi)供油及對油液起沖作用， 零件的兩段有兩孔用于油液的進出， 零件的中間有一個 48h6 的外圓柱面，用于與主軸箱以基軸制形式聯(lián)接。 2、零件的工藝分析 “CA6140 車床濾油器體”的各表面： （1）、零件的左端面（用于精基準加工其他表面） ； （2）、螺栓孔 3- 9（用于聯(lián)接車床主軸箱，起固定作用） ；

8、 （3）、中心孔 38（用于過濾及緩沖油液） ； （4）、進出油孔 2- 11（用于聯(lián)接進出油裝備，流通油液） ； （5）、外圓柱面 48h6（用于與車床主軸箱聯(lián)接） 。 各表面的相互精度要求有： （1）、外圓柱面 48h6 為基軸制聯(lián)接，尺寸精度為 IT6 ； （2）、其他表面無特殊精度要求， 除保證其表面粗糙度外， 尺寸精度為 IT14。 3、零件的生產(chǎn)類型 依設計題目知： Qn=2000 件 /年； 結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率 和廢品率 可以取為 =10%, =1%。由此可得， 該零件的生產(chǎn)綱領 N = Q

9、n(1 + )(1 + ) 2 000 (1 10 %) (1 1%) 2 222 件 / 年 C6140 車床濾油器體的質(zhì)量為 1.1kg,查表可知其屬輕型零件，生產(chǎn)類型為中 批量生產(chǎn)。 （二）零件毛坯的設計 1、選擇毛坯 根據(jù)生產(chǎn)綱領可知， CA6140 濾油器體屬中大批量生產(chǎn)，零件形狀為非全圓 柱體，可選零件材料為灰口鑄鐵， 毛坯制造選用鑄造毛坯， 這樣毛坯與成品相似， 4 加工方便，省工省料。為了提高生產(chǎn)率， 鑄造方法選用砂型鑄造， 且為機器造型。 2、毛坯尺寸公差與機械加工余

10、量的確定 （ 1）、求最大輪廓尺寸 根據(jù)零件圖輪廓尺寸，可知， CA6140 濾油器體最大輪廓尺寸為 102mm。（ 2）、選取公差等級 CT 鑄造方法按機器造型、鑄件材料按灰鑄鐵，查表得，公差等級 CT 范圍是 8~12 級，取為 10 級。 （ 3）、求鑄件尺寸公差 根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件公差等級 CT，查表得，公差帶相對與基本尺寸對稱分布。 （ 4）、求機械加工余量等級 鑄造方法按機器造型、 鑄件材料按灰鑄鐵，查表得，機械加工余量等級范圍 是 E~G 級，取為 F 級。 （ 5）、求 RAM （要求的機械加工余量） 對所有的

11、加工表面取同一個數(shù)值，由最大輪廓尺寸 102mm、機械加工余量 等級為 F 級，得 RAM 數(shù)值為 1.5mm。 3、確定毛坯尺寸 上面查得的加工余量適用于機械加工表面粗糙度 Ra 1.6 m。Ra 1.6 m 的表面，余量要適當增大。 分析零件，各加工表面均為 Ra 1.6 m，因此這些表面的毛坯尺寸只需要 將零件的尺寸加上余量值即可。 零件上孔 3- 9 和進出有口尺寸較小，鑄成實心； A 面為單側(cè)加工，則 R F RMA CT/2 102 1.5 3.6/2 1 0 5 . 3 m m 38 盲

12、孔屬內(nèi)腔加工，根據(jù)零件分析， 38 深度為 65 不變，徑向為 5 R F RMA CT/2 38 2 1.5 2.6 / 2 33.7mm 30 盲孔屬內(nèi)腔，且此孔為非配合孔，用鉆床锪出即可，所以 30 盲孔鑄 成實心。 48h6 外圓柱面的加工，即 R F RMA CT/2 48 2 1 .5 2 .8 / 2 52 .4 mm 由于 38 孔的深度和三角形臺階肩寬度的余量和 A 面余量有關(guān)， A 面增量 a=105.3-102=3.3mm;所以

13、 38 孔的毛坯深度 =65+3.3=68.3mm;三角形臺階肩寬度 =34+3.3=37.3mm。 綜合上述，確定毛坯加工部分的尺寸，見表 1 所示。 表 1：CA6140 車床濾油器體毛坯（鑄件）尺寸。單位： mm。 項目 A 面 38 徑 38 軸 48 徑 三角肩 3- 2- 11 30 寬 向 向 向 9 公差等級 CT 10 10 10 10 10 — — — 加工面基本尺寸 102 38 65 48 34 — — — 鑄件尺寸

14、公差3.62.6 同 A 面 2.8 同 A 面 — — — 機械加工余量等 F F 同 A 面 F 同 A 面——— 級 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 6 4、設計毛坯圖 （ 1）確定圓角半徑 外圓角半徑 r=1mm; 內(nèi)圓角半徑 R=1mm;

15、 以上所取圓角半徑數(shù)值能保證各表面的加工余量。 （ 2）確定拔模斜度 本鑄件最大尺寸為 h=105.3mm，屬 25~500mm 的鑄件，所以查表，取拔模 斜度為 1： 20。 （ 3）確定分型面 由鑄件結(jié)構(gòu)分析，選擇左端面作為砂模鑄造機器造型的分型面。 （ 4）確定毛坯的熱處理方式 灰鑄鐵濾油器毛坯鑄造后應安排人工時效， 溫度 500 ~ 550 ，進行消除殘余應力，從而改善加工性。 綜合上述，所設計的毛坯圖如圖 3 所示。

16、 圖 2：CA6140 車床濾油器體毛坯 三、機械加工工藝規(guī)程設計 (一)、定位基準的選擇 7 本零件是不規(guī)則多孔零件體， 其左端面是設計基準 （亦是裝配基準和測量基 準），為了避免由于基準不重合而產(chǎn)生的誤差，應選左端面為定位基準，即遵循 “基準重合”的原則。 在加工中還可遵循“互為基準”的原則，重復加工 38 孔和 48 外圓柱面， 使其中心線重合度較高，減小圓跳動度。 (二)、零件表面加工方法的選擇 本零件有平面

17、、內(nèi)孔、外圓柱面、螺紋等加工，材料為 HT150。以公差等級 和表面粗糙度要求，參考本指南有關(guān)資料，其加工方法選擇如下： （ 1）左端面 左端面為精基準加工其它表面，表面粗糙度為 Ra1.6 m，加工方法為先粗 車再精車。 （ 2） 38mm 內(nèi)孔 未注公差尺寸，根據(jù) GB1800-79 規(guī)定其公差等級按 IT14，表面粗糙度為 Ra6.3 m，選擇先粗車后精車。 （ 3） 3- 9 孔 未注公差尺寸，根據(jù) GB1800-79 規(guī)定其公差等級按 IT14，表面粗糙度為 Ra6.3 m，用 9m

18、m 麻花鉆直接在其位置鉆孔即可。 （ 4） 48 外圓柱面 公差等級為 IT6 ，表面粗糙度為 Ra1.6，加工方法可采用粗車——精車—— 精磨。 （ 5）進出油孔（ 2- 11） 這兩個孔用于聯(lián)接油管， 用于輸通油液，密封性需要比較高。連結(jié)部分采用 螺紋聯(lián)接。由于毛坯中這兩孔是鑄為實心， 所以此部分的加工為先锪沉頭孔， 然 后在其位置鉆 11 孔，接著擴孔到 16 深 18mm，最后攻絲 M18。 （三）、擬訂工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點， 應當是使其零件的幾何形狀， 尺寸精度及位置精度 8

19、 等技術(shù)要求能得到合理的保證， 在生產(chǎn)綱領中已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下， 可以考慮采用通用機床配以專用夾具，除此之外， 應當考慮經(jīng)濟效果， 以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 濾油器體加工包括各圓柱面、 孔及端面的加工。 按照先加工基準面及先粗后精的原則，該零件加工可按下述工藝路線進行。 工序 00 機器造型砂模鑄造毛坯； 工序 10 清砂，檢驗毛坯各尺寸，不得有砂眼缺陷； 工序 20 熱處理，人工時效溫度 500 ~ 550 ，消除殘余應力； 工序 30 夾外圓，粗車左端面、 38 內(nèi)孔； 工序 40 粗車 48 外圓

20、和右面； 工序 50 精車 48 外圓和右面，車退刀槽； 工序 60 精車左端面， 38 內(nèi)孔、锪 30 內(nèi)孔、倒角； 工序 70 鉆 3- 9 通孔； 工序 80 加工出油孔（锪 26 平面，鉆 11 孔，擴 16 孔深 18mm,攻絲 M18 1.5 深 14mm）； 工序 90 加工進油孔（锪 26 平面，鉆 11 孔，擴 16 孔深 18mm,攻絲 M18 1.5 深 12mm）； 工序 100 用鉗工去毛刺；

21、 工序 110 精磨 48 外圓； 工序 120 檢驗，是否達到要求的精度和粗糙度。 該方案分散工序，工藝安排合理，能滿足用通用機床加工并達到精度的要求，除了選擇萬能性通用機床加工外， 還要設計一些專用夾具， 提高加工要求和質(zhì)量。 （四）、工序設計 1、選擇加工設備與工藝裝備 （1）選擇機床 根據(jù)不同的工序選擇機床。 9 ①工序 00、10、 20 屬于備坯階段，不屬于切削加工，由專門的車間負責。 ②工序 30 粗車左端面、 38 內(nèi)孔，選

22、用臥式車床就能滿足要求。本零件外廓尺寸 不大，精度要求不是很高，根據(jù)工廠內(nèi)的現(xiàn)有設備一般最常用 CA6140 型臥 式車床加工。 ④工序 40 粗車 48 外圓柱面，再切退刀槽。加工中需要換刀具，刀架最好是換位 的，所以選擇 CA615A 最經(jīng)濟。 ⑤工序 50 精車 48 外圓，選用 CA615A 進行加工。 ③工序 60 精車左端面、 38 內(nèi)孔和 30 內(nèi)孔，再倒角，可直接在 CA615A 完成加 工。 ⑥工序 70 鉆 3- 9 通孔，由于是通孔，刀具進給深度可以不嚴格控制，在其位置

23、鉆通孔即可。選用多孔鉆床，只要在專用夾具上設計好鉆套，然后一次即可加工出 3 個 9 通孔了。 ⑧工序 80、90 加工進（出）油口孔，選用搖臂鉆床進行加工。 ⑨工序 110 精磨 48 外圓，公差等級為 IT6，表面粗糙度為 Ra1.6mm，精度要求比較高，所以這里選用外圓磨床進行加工。 （ 2）選擇夾具 工序 30 選用三爪自定心卡盤。 工序 40、50、60、 70、80、90、100、 110 都選用專用夾具。 （ 3）選擇刀具 10 根據(jù)不同的工序選擇刀具。 ①在車床上加工的

24、工序 一般選用硬質(zhì)合金車刀。切刀槽宜選用高速鋼車刀。為提高生產(chǎn)率及 經(jīng)濟性，應選用可轉(zhuǎn)位車刀架。 ②在鉆床上機加工的工序 麻花鉆，倒孔鉆等。 （ 4）選擇量具 ①加工部分的量具 工序 30 游標卡尺； 工序 40 游標卡尺； 工序 50 游標卡尺； 工序 60 游標卡尺； 工序 70 游標卡尺； 工序 80 游標卡尺； 工序 90 游標卡尺，螺紋塞規(guī)； 工序 100 游標卡尺，螺紋塞規(guī)； 工序 110 塞規(guī)。 ②檢驗部分的量具

25、 檢查內(nèi)容 測量工具 砂眼、清砂是否干凈、裂縫 觀察表面及磁力探傷； 軸向尺寸 游標卡尺； 外圓徑向尺寸 外徑千分尺，塞規(guī) 角度 角度卡尺； 孔內(nèi)徑 內(nèi)徑千分尺； 檢查粗糙度 專用儀器； 檢查配合表面精度 專用儀器。 綜合上述， CA6140 車床濾油器體的工藝過程如表 2 所示。 11 表 2：CA6140 車床濾油器體的工藝過程及設備 工序號 工序內(nèi)容 機床 00 機器砂型鑄造毛坯 —— 10 檢驗毛

26、坯、清砂 —— 20 熱處理，人工時效 —— 30 粗車車左端面、 38 內(nèi)孔 CA615A 40 粗車 φ48 外圓、粗車右面 CA615A 50 精車 48 外圓和右面，切退刀槽 CA615A 60 精車左端面、 38 內(nèi)孔和 30 內(nèi)孔、倒角 CA615A 70 鉆 3-φ9 通孔 多孔鉆床 80 加工出油孔 搖臂鉆床 90 加工進油孔 搖臂鉆床 100 去毛刺 —— 110 精磨 48 外圓 外圓磨床 120 檢驗 —— 2、確定工序尺寸 根據(jù)各原始資料及制定的零件加工工藝路線

27、， 采用計算與查表相結(jié)合的方法確定各工序加工余量， 中間工序公差按經(jīng)濟精度選定， 上下偏差按入體原則標注，確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下： “CA6140 車床濾油器體”零件材料為灰口鑄鐵，硬度 HB207～ 233，毛坯的重量約為 1.1 千克。生產(chǎn)類型為中批，采用機械砂型鑄造毛坯。 （ 1）確定圓柱面的工序尺寸 ① 38， 30， 11， 3- 9 由于無特殊加工精度等，在滿足其表面粗糙度的 條件下直接锪孔、鉆孔或擴孔來完成。 ②外圓柱面 48h6 和 46： 12

28、 46 粗糙度為 Ra6.3,精度等級為 IT14 ，考慮其長度為 14mm,因為砂型鑄造等級為 IT14 左右，能滿足加工需求，因此直接鑄造成型。 48h6 所需精度要求高，需進行粗車—精車—精磨，精車此時直徑余量為 0.9mm，精磨此時直徑余量為 0.1mm， 剩下的粗車時直徑余量為 52.4- 48-0.9=3.4mm，能滿足加工要求，故 48h6 的外圓柱面的加工余量表如 下。 表 3: 48h6 外圓柱面的加工工序尺寸（單位： mm） 工序名稱 工序雙邊余量 工序公差 工序基本尺寸 工序尺寸及公差 精磨 0.1

29、 IT6(0.016) 48 480 0.016 精車 0.9 IT7(0.025) 48.1 48.10 0.025 粗車 3.4 IT11(0.160) 49 490 0.160 毛坯 F(2.8) 52.4 52.4 1.4 (2)確定軸向工序尺寸 軸向尺寸均未標注公差， 均按毛坯公差等級確定為 IT14 。粗車余量為 2.8mm，工序尺寸為 102.5mm，粗糙度精度為 Ra6.3；精車端面余量為 0.5mm，工序尺寸 為 102mm,粗糙度為 Ra1.6。 L3 和 L4 由鑄造直接完成， L3=40mm,L

30、4=14mm 。 L6 由車 30 孔工序一次加工 ， L6=70mm。 L5 由經(jīng)粗車一次，精車一次 38 孔完成， L5=65mm。 綜合上述，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 工序號 工序 工位 00 鑄造毛坯 機器砂型鑄造毛坯 10 備坯 檢驗毛坯、清砂 20 熱處理 人工時效 粗車車左端面、 粗車左端面 30 38 內(nèi)孔 再粗車 38 內(nèi)孔

31、 工位尺寸 參見毛坯圖所示 —— —— 保長 102.5mm 至 37，保長 65.5mm 粗車 48 外圓和 40 粗車右面 精車 48 外圓、 50 精車右端面和切退刀槽 精車左端面、 60 38 內(nèi)孔和 30 內(nèi)孔、倒角 70 鉆 3- 9 通孔 80 加工出油口 90 加工進油口  粗車 48

32、 外圓 粗車右面精車 48 外圓 精車右端面 切退刀槽 精車左端面 精車 38 內(nèi)孔 車 30 內(nèi)孔 倒角 鉆 3- 9 通孔空口锪平 鉆孔 擴孔 攻絲 孔口锪平 鉆孔 擴孔 攻絲  車外圓至 49 車三角肩寬至 35mm 精車外圓至 48.1 三角肩寬至 35mm 切退刀槽 31.5mm 保長 102mm 保證 38 锪 30 內(nèi)孔保長 70mm

33、 C1 鉆 3- 9 通孔锪平 26 鉆 11 孔深 32mm 擴孔至 16 孔，深 18mm 攻絲 M18x1.5 ，深 14 锪平 26 鉆 11 孔通至下一平面 擴孔至 16 孔 8mm 攻絲 M18x1.5 ，深 12 14 100 去毛刺 去毛刺 —— 110 精磨 48 外圓 精磨 48 外圓 精磨外圓至 48 120 檢驗 檢驗 —— 四、夾具設計 我們小組經(jīng)過與老師協(xié)商，決定設

34、計第 50 道工序的工裝夾具。 （一） 定位基準的選擇 出于定位簡單和快速的原則，工件以左端面和 %c37 內(nèi)孔軸線為定位基準。 夾緊由氣缸拉動拉桿使圓瓣錐體向外脹緊來實現(xiàn)。 （二）定位誤差分析 本工序精車 %c48外圓，端面，以及切槽。工序基準為 φ 49 軸線，定位基準為 φ37 軸線，基準不重合，由它們之間的圓跳動尺寸來聯(lián)系。由于沒有圓跳動尺寸要求，所以 △B=0 △ Y=0 △ D=△ B+△Y= 0 設計示意圖如下：

35、 內(nèi)圓限制 4 個自由度，左端面限制 1 個自由度 15 （三）夾具裝配示意圖及優(yōu)點 夾具裝配示意圖如下： 這種夾具結(jié)構(gòu)簡單、夾緊范圍大、成本低，在臥式車床設備上使用方便。如 果用于精車， 還可防止液壓機床因油壓不穩(wěn)而產(chǎn)生工件凹心和出現(xiàn)錐度誤差， 致使無心磨磨不掉外圓的車刀加工痕跡而成為廢品。 五、設計總結(jié) 經(jīng)

36、過了 2 個星期努力，我們終于完成了任務。這次課程設計主要是根據(jù)要求設計工藝和某道工序的專用夾具。設計工藝與設計夾具，我都是第一次實踐，經(jīng)過老師的指導，我都順利完成了。 。在這兩周里，我們學會了利用所學的知識分析零件圖，編寫加工工藝過程，為了提高毛坯的工藝性對它進行怎么樣的熱處理以及加工階段所用的夾具等。在此之中，我體會到自己存在的缺陷與不足，在考慮問題方面不過全面，沒有完整的得出解決方案，這時，老師就會指點幫助我們，我們經(jīng)驗不夠，能力還不是很強，還需多多磨練。 在小組之中 ,口角的斗爭在所難免 ,關(guān)鍵是我們?nèi)绾蔚奶幚碛龅降姆制?,而不是一味的計較和埋怨 .這不僅僅是在類似于這樣的

37、協(xié)調(diào)當中 , 生活中的很多事情都需要我們有這樣的處理能力 ,面對分歧大家要消除誤解 ,相互理解 ,增進了解 ,達到諒解。也許很多問題沒有想象中的那么復雜 ,關(guān)鍵還是看我們的心態(tài) ,那種處理和解決分歧的心態(tài) ,因為畢竟我們的出發(fā)點都是很好的 . 我們更應該好好學習團隊合作，因為在這充滿競爭的社會中，團隊合作能很好的提高效率，并完善作品。 16 在今后的學習中 , 一定要戒驕戒躁 , 態(tài)度端正 , 虛心認真。要永遠的記住一句 話 : 態(tài)度決定一切。在此，謝謝指導老師認真負責的指導，讓我們學到了那么多知識，提高了我們的能力。 六、參考文獻

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