CA6140车床滤油器体工艺及夹具设计完整版

1制造技术基础课程设计CA6140车床滤油器体目录一、零件的分析及生产类型的确定……………………………………………12、零件的作用……………………………………………………….……13、零件的工艺分析……………………………………………………….24、零件的生产类型…………………………………………….…………2二、零件毛坯的设计…………………………………………………….……….21、选择毛坯……………………………………………………….……….42、毛坯尺寸公差与机械加工余量的确定………………………………..33、确定毛坯尺寸…………………………………………………………..34、设计毛坯图……………………………………………………………..5三、零件的加工工艺设计……………………………………………………….61、定位基准的选择……………………………………………..…………62、零件表面加工方法的选择……………………………………………..63、拟订工艺路线…………………………………………………………..74、工艺方案的比较与分析……………………………………………….9四、工序设计…………………………………………………………………….111、选择加工设备与工艺装备…………………………………………….112、确定工序尺寸…………………………………………………………143、数控加工工序…………………………………………………………17a)夹具的设计…………………………………………………………………191、工件的定位…………………………………………………………….192、夹紧装置……………………………………………………………….213、定位误差分析………………………………………………………….224、对刀装置……………………………………………………………….235、夹具体………………………………………………………………….236、结构特点……………………………………………………………….23六、设计小结…………………………………………………………………….23七、参考文献……………………………………………………………………..242一、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32、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，该零件的生产纲领年件/84420.5%)(1%)5(18000)+)(1+Qn(1=N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。一、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。42、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8~12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E~G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Ra1.6m。Ra1.6m的表面，余量要适当增大。分析零件，各加工表面均为Ra1.6m，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105.3mm3.6/21.5102CT/2RMAFR38盲孔属内腔加工，根据零件分析，38深度为65不变，径向为mm7.332/6.25.1238CT/2RMAFR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5mm4.522/8.25.1248CT/2RMAFR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-1130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。6（2）、确定拔模斜度本铸件最大尺寸为h=105.3mm，属25~500mm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550~500，进行消除残余应力，从而改善加工性。二、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Ra1.6m，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Ra6.3m，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Ra6.3m，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7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ⅰ机器砂型铸造毛坯；工序ⅱ检验，清砂；工序ⅲ热处理；工序ⅳ磨左端面；工序ⅴ钻38内孔及3-9孔；工序ⅵ粗车外圆48；工序ⅶ加工出油口；工序ⅷ加工进油口；工序ⅸ磨48外圆柱面；工序ⅹ检验。（2）、工艺路线方案二工序ⅰ机器砂型铸造毛坯；工序ⅱ检验，清砂；工序ⅲ热处理；工序ⅳ磨左端面；工序ⅴ车48外圆柱面；工序ⅵ磨48外圆柱面；工序ⅶ钻3-9孔；工序ⅷ铣30内孔面；工序ⅸ扩、铰38孔；工序ⅹ38孔的倒角；工序ⅹⅰ锪平26；工序ⅹⅱ加工进油口；工序ⅹⅲ加工出油口；工序ⅹⅳ检验。（3）工艺路线方案三工序ⅰ机器砂型铸造毛坯；工序ⅱ检验毛坯、清砂；8工序ⅲ热处理；工序ⅳ粗车左端面；工序ⅴ先锪30内孔面，再扩38内孔；工序ⅵ粗车48外圆，切退刀槽；工序ⅶ铰38内孔，内孔倒角；工序ⅷ精车48外圆；工序ⅸ钻3-9通孔；工序ⅹ磨左端面；工序ⅹⅰ加工出油孔；工序ⅹⅱ加工进油孔；工序ⅹⅲ去毛刺；工序ⅹⅳ精磨48外圆；工序ⅹⅴ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ⅰ机器造型砂模铸造毛坯；工序ⅱ清砂，检验毛坯各尺寸，不得有砂眼缺陷；工序ⅲ热处理，人工时效温度550~500，消除残余应力；工序ⅳ夹外圆，粗车左端面；工序ⅴ先锪30内孔面，再扩38内孔；工序ⅵ粗车48外圆，切退刀槽；工序ⅶ铰38内孔，内孔倒角；工序ⅷ精车48外圆；工序ⅸ钻3-9通孔；工序ⅹ磨左端面；工序ⅹⅰ加工出油孔（锪26平面，钻11孔，扩16孔深18mm,攻丝M181.5深14mm）；工序ⅹⅱ加工进油孔（锪26平面，钻11孔，扩16孔深18mm,攻丝M181.5深12mm）；工序ⅹⅲ用钳工去毛刺；工序ⅹⅳ精磨48外圆；工序ⅹⅴ检验，是否达到要求的精度和粗糙度。9三、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。①工序ⅰ、ⅱ、ⅲ属于备坯阶段，不属于切削加工，由专门的车间负责。②工序ⅸ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。③工序ⅴ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。④工序ⅵ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。⑤工序ⅶ铰38内孔，内孔倒角，选钻床进行加工。⑥工序ⅷ精车48外圆，选用CA6140进行加工。⑦工序ⅸ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。⑧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。⑨工序ⅹⅰ、ⅹⅱ加工进（出）油口孔，选用摇臂钻床进行加工。⑩工序ⅹⅳ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ⅳ选用三爪自定心卡盘。工序ⅴ