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1、機械制造工藝及夾具課程設(shè)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(shè)計設(shè) 計 者班級機自 092指導(dǎo)教師機電建工學(xué)院機械系2012 年 07 月 01 日機械制造工藝及夾具課程設(shè)計任務(wù)書題目 ：CA6140車床濾油器零件機加工工藝及CA6140車床濾油器鉆39 孔夾具設(shè)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(shè)計說明書原始資料 ：該零件圖樣一張；生產(chǎn)綱領(lǐng)為2000 件 /年，備品率為10%，加工廢品率為1%，每日一班。設(shè) 計 者班級機自 092指導(dǎo)教師2012 年7 月 1 日1目錄任
2、 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(zhǔn)的 .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(zhǔn)的 15（二）定位 差的分析15五、 17六、參考文獻 182一、引言機械制造工藝學(xué)的課程設(shè)計是在學(xué)完了機械制造技術(shù)基礎(chǔ)和大部分專業(yè)課，并進行了生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)上進行的又一個實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。 這次設(shè)計使我能綜合運用機械制造技術(shù)基礎(chǔ)中的基本理論， 并結(jié)合生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)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(shè)計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備，提
3、高了結(jié)構(gòu)設(shè)計能力， 為今后的畢業(yè)設(shè)計及未來從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。這次課程設(shè)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(shè)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(zhǔn)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(fù)雜，加工難度大，需進行專用夾具的設(shè)計與裝配。由于能力所限，經(jīng)驗不足，設(shè)計中還有許多不足之處，希望老師多加指教。二、設(shè)計任務(wù)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。圖 1：CA6140
4、 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(zhǔn)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） ；（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
5、；（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(shè)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(lǐng)N = Qn(1+)(1 +)2 000(110 %) (11%)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(shè)計1、選擇毛坯根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)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
6、。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 812 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 EG 級，取為 F 級。（ 5）、求 RAM （要求的機械加工余量）對所有
7、的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Ra1.6m。Ra1.6m的表面，余量要適當(dāng)增大。分析零件，各加工表面均為Ra1.6m，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RFRMACT/21021.53.6/21 0 5 . 3 m m38 盲孔屬內(nèi)腔加工，根據(jù)零件分析，38 深度為 65 不變，徑向為5RFRMACT/2382 1.52.6 / 233.7mm30 盲孔屬內(nèi)腔，且此孔為
8、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RFRMACT/24821 .52 .8 / 252 .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- 1130寬向向向9公差等級 CT1010101010加工面基本尺寸10238654834
9、鑄件尺寸公差3.62.6同 A 面2.8同 A 面機械加工余量等FF同 A 面F同 A 面級RMA1.51.5同 A 面1.5同 A 面毛坯基本尺寸105.333.768.352.437.300064、設(shè)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;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 25500mm 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(yīng)安排人工時效， 溫度 500 55
10、0 ，進行消除殘余應(yīng)力，從而改善加工性。綜合上述，所設(shè)計的毛坯圖如圖3 所示。圖 2：CA6140 車床濾油器體毛坯三、機械加工工藝規(guī)程設(shè)計(一)、定位基準(zhǔn)的選擇7本零件是不規(guī)則多孔零件體，其左端面是設(shè)計基準(zhǔn) （亦是裝配基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)），為了避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選左端面為定位基準(zhǔn)，即遵循“基準(zhǔn)重合”的原則。在加工中還可遵循“互為基準(zhǔn)”的原則，重復(fù)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、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
11、左端面為精基準(zhǔn)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9mm 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
12、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(yīng)當(dāng)是使其零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度8等技術(shù)要求能得到合理的保證， 在生產(chǎn)綱領(lǐng)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(yīng)當(dāng)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(zhǔn)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(yīng)
13、力；工序 30夾外圓，粗車左端面、38 內(nèi)孔；工序 40粗車48 外圓和右面；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M181.5 深 14mm）；工序 90加工進油孔（锪26平面，鉆11孔，擴16 孔深 18mm,攻絲M181.5 深 12mm）；工序 100用鉗工去毛刺；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
14、加工外， 還要設(shè)計一些專用夾具， 提高加工要求和質(zhì)量。（四）、工序設(shè)計1、選擇加工設(shè)備與工藝裝備（1）選擇機床根據(jù)不同的工序選擇機床。9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(fù)責(zé)。工序 30粗車左端面、38 內(nèi)孔，選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(shè)備一般最常用CA6140 型臥式車床加工。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。工序 50精車48 外圓，選用 CA615A 進行加工。工序 60精車左端面、38 內(nèi)孔和30 內(nèi)孔，再倒角，可直接在CA6
15、15A 完成加工。工序 70鉆 3- 9 通孔，由于是通孔，刀具進給深度可以不嚴(yán)格控制，在其位置鉆通孔即可。選用多孔鉆床，只要在專用夾具上設(shè)計好鉆套，然后一次即可加工出 3 個 9 通孔了。工序 80、90加工進（出）油口孔，選用搖臂鉆床進行加工。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。在車床上加工的工序一般選用硬質(zhì)合金車刀。切刀槽宜選用高速
16、鋼車刀。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性，應(yīng)選用可轉(zhuǎn)位車刀架。在鉆床上機加工的工序麻花鉆，倒孔鉆等。（ 4）選擇量具加工部分的量具工序 30游標(biāo)卡尺；工序 40游標(biāo)卡尺；工序 50游標(biāo)卡尺；工序 60游標(biāo)卡尺；工序 70游標(biāo)卡尺；工序 80游標(biāo)卡尺；工序 90游標(biāo)卡尺，螺紋塞規(guī)；工序 100游標(biāo)卡尺，螺紋塞規(guī)；工序 110塞規(guī)。檢驗部分的量具檢查內(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(biāo)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：CA614
17、0 車床濾油器體的工藝過程及設(shè)備工序號工序內(nèi)容機床00機器砂型鑄造毛坯10檢驗毛坯、清砂20熱處理，人工時效30粗車車左端面、 38 內(nèi)孔CA615A40粗車 48 外圓、粗車右面CA615A50精車 48 外圓和右面，切退刀槽CA615A60精車左端面、 38 內(nèi)孔和 30 內(nèi)孔、倒角CA615A70鉆 3-9 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， 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(biāo)注，確定各加工表面的
18、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 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。外圓柱面48h6 和46：1246 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0.1m
19、m， 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0.1IT6(0.016)484800.016精車0.9IT7(0.025)48.148.100.025粗車3.4IT11(0.160)494900.160毛坯F(2.8)52.452.41.4(2)確定軸向工序尺寸軸向尺寸均未標(biāo)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
20、 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,L4=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3038 內(nèi)孔再粗車 38 內(nèi)孔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、6
21、0 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 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 70mmC1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 1214100去毛刺
22、去毛刺110精磨48 外圓精磨48 外圓精磨外圓至 48120檢驗檢驗四、夾具設(shè)計我們小組經(jīng)過與老師協(xié)商，決定設(shè)計第50 道工序的工裝夾具。（一）定位基準(zhǔn)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(zhǔn)。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(zhǔn)為 49 軸線，定位基準(zhǔn)為 37 軸線，基準(zhǔn)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(shè)計示意圖如下：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
23、種夾具結(jié)構(gòu)簡單、夾緊范圍大、成本低，在臥式車床設(shè)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(shè)計總結(jié)經(jīng)過了 2 個星期努力，我們終于完成了任務(wù)。這次課程設(shè)計主要是根據(jù)要求設(shè)計工藝和某道工序的專用夾具。設(shè)計工藝與設(shè)計夾具，我都是第一次實踐，經(jīng)過老師的指導(dǎo)，我都順利完成了。在這兩周里，我們學(xué)會了利用所學(xué)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
24、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協(xié)調(diào)當(dāng)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(fù)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(yīng)該好好學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)中 , 一定要戒驕戒躁 , 態(tài)度端正 , 虛心認(rèn)真。要永遠的記住一句話
25、 : 態(tài)度決定一切。在此，謝謝指導(dǎo)老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的指導(dǎo)，讓我們學(xué)到了那么多知識，提高了我們的能力。六、參考文獻1 孟少農(nóng)主編 .機械加工工藝手冊 .機械工業(yè)出版社， 19912 李益民主編 .機械制造工藝設(shè)計簡明手冊 .機械工業(yè)出版社， 19933 崇 凱主編 .機械制造技術(shù)基礎(chǔ) .化學(xué)工業(yè)出版社， 19934 王紹俊主編 .機械制造工藝設(shè)計手冊 .機械工業(yè)出版社， 19875 黃如林主編 .切削加工簡明實用手冊 .化學(xué)工業(yè)出版社， 20046 薛源順主編 .機床夾具設(shè)計 .機械工業(yè)出版社， 19957 崇 凱主編 .機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南 . 化學(xué)工業(yè)出版社， 2006.128 陳于萍，高曉康主編 .互換性與測量技術(shù) .北京高等教育出版社， 2005.9 司乃鈞，許德珠主編 .熱加工工藝基礎(chǔ) . 高等教育出 199110 張龍勛主編 .機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)及習(xí)題 .機械工業(yè)出版社，1999.1117
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