丽水学院CA6140车床滤油器体工艺课程设计要点.docx

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1、2012年07月01日题目：滤油器钻CA6140车床机械制造工艺及夹具课程设计说明书CA6140车床滤油器零件机加工工艺及3X49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3X 9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 机白092指导教师2012年 7月1日i目录任务书工件图设计说明书一、 引言 3二、设

2、计任务分析（一）零件的分析及生产类型的确定 3（二）零件毛坯的设计 5三、机械加工工艺规程设计（一）定位基准的选择 8（二）零件表面加工方法的选择 8（三）拟订工艺路线 9（四）工序设计 10四、机床夹具设计（一）定位基准的选择 15（二）定位误差的分析 15五、设计总结17六、参考文献 1818一、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

3、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i.I.s德I工1LHJ1tf*

4、IT 151图1: CA6140车床滤油器体零件图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448h6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6 38 (用于过滤及缓冲油液)；(4)、进出油孔2311 (用于联接进出油装备，流通油液)；(5)、外圆柱面4 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448h6

5、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a和废品率P可以取为a =10%,B=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

6、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

7、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Ra之1.6Nm。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3-49和进出有口尺寸较小，铸成实心；A面为单侧加工，则R = F RMA CT/2= 102 1.5 3.6/2=1 0 5 . 3 m me38盲孔属内腔加工，根据零件分析，1 38深度为65不变，径向为R = F - RMA - CT /2= 38-2 1.5- 2.6/2=33.7mm*30盲孔属内腔，且此孔为非配合孔，用钻床物出即可，所以 *30盲

8、孔铸 成实心。e48h6外圆柱面的力口工，即R = F RMA CT /2=482 1.52.8/2=52 .4 m m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138径向*38轴向力48径向三角肩宽3-*92-* 11*30公差等级CT1010101010一一一加工向基本尺寸10238654834一一一铸件尺寸公差3.62

9、.6同A面2.8同A面一一一机械加工余量等级FF同A面F同A面一一一RMA1.51.5同A面1.5同A面一一一毛坯基本尺寸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500。550 ,进行消除残余 应力，从而改善加工性

10、。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 438孔和e 48外圆柱面， 使其中心线重合度较高，减小圆跳动度。(二卜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，具加工方法选择如下：(1)左端面左端面为精基准加工其它表面，表面粗

11、糙度为Ra1.6Nm,加工方法为先粗车再精车。(2)438mm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 Ra6.3Mm,选择先粗车后精车。(3) 3-力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 Ra6.3Mm,用49mm麻花钻直接在其位置钻孔即可。(4)448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一一精车一一 精磨。(5)进出油孔(2-611)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钩沉头孔， 然后在

12、其位置钻411孔，接着扩孔到416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 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 0 550，消除残余应力；工序30 夹外圆，粗车左端面、*3

13、8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、锢*30内孔、倒角；工序70 钻3-4 9通孔；工序80 加工出油孔（物*26平面，钻*11孔，扩小16孔深18mm,攻丝M18X1.5 深 14mm）;工序90 加工进油孔（物*26平面，钻*11孔，扩小16孔深18mm,攻丝M18M1.5深 12mm）;工序100用钳工去毛刺；工序110精磨巾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

14、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448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

15、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49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1 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

16、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砂眼、清砂是否干净、裂缝轴向尺寸外圆径向尺寸角度孔内径检查粗糙度检查配合表面精度螺纹塞规;螺纹塞规;测量工具 观察表面及磁力探伤； 游标卡尺； 外径千分尺，塞规 角度卡尺； 内径千分尺； 专用仪器； 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00机器砂型铸造毛坯10检验毛坯、清砂20热处

17、理，人工时效30粗车车左端面、*38内孔CA615A40粗车小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-小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448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 HB207233,

18、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438, *30, *11, 3-49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物孔、钻孔或扩孔来完成。外圆柱面448h6和4 46:446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，需进行粗车一精车一精磨，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:

19、6 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)*48，48_0.016精车0.9IT7(0.025)*48.14 48. 1,0.025粗车3.4IT11(0.160)449M90n.160毛坯F(2.8)*52.4*52.41.4(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Ra16L3和L4由铸造直接完成，L3=40mm,L4=14mm。L6由车*3

20、0孔工序一次加工 ,L6=70mm。L5由经粗车一次，精车一次 438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号工序工位工位尺寸00铸造毛坯机器砂型铸造毛坯参见毛坯图所小10备坯检验毛坯、清砂20热处理人工时效30粗车车左端面、*38内孔粗车左端面102.5mm再粗车小38内孔至437,保长65.5mm40粗车148外圆和粗车右面粗车48外圆车外圆至*49粗车右面车三角肩宽至35mm50精车*48外圆、精车右端面和 切退刀槽精车*48外圆精车右端面切退刀槽精车外圆至*48.1三角肩宽至35mm切退刀槽3X 1.5mm60精车左端面、+38内孔

21、和*30内孔、倒角精车左端面保长102mm精车438内孔保证巾38车30内孔*30内孔保长70mm倒角C170钻3- 5 9通孔钻3-* 9通孔钻3- * 9通孔80加工出油口空口物平物平* 26钻孔钻* 11孔深32mm扩孔扩孔至力16孑L,深 18mm攻丝攻丝 M18x1.5,深 1490加工进油口孔口物平物平* 26钻孔钻 11孔通至卜一半闻扩孔扩孔至416孔 8mm攻丝攻丝 M18x1.5,深 12100去毛刺去毛刺110精磨e48外圆精磨e48外圆精磨外圆至4 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

22、快速的原则，工件以左端面和 c37内孔轴线为定位基准。 火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 小49轴线，定位基准 为小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=AB+AY= 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（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、

23、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。0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

24、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。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，1999.11