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： 床滤油器 零件机加工工艺及 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 1 机械制造工艺及夹具 课程设计任务书 题目 ： 床滤油器 零件机加工工艺及 床滤油器钻 3 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 机自 092 指导教师 2012 年 7 月 1 日 2 目 录 任务书 工件图 设计说明书 一、 引言 .、 设计任务分析 （一） 零件的分析及生产类型的确定 . （二）零件毛坯的设计 .、 机械加工工艺规程设计 （一）定位基准的选择 .）零件表面加工方法的选择 .三）拟订工艺路线 .四）工序设计 . .、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 18 3 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“ 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 “ 床滤油器体”如图 1 所示。 图 1： 床滤油器体零件图 4 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 48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 “ 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 48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 48基轴制联接，尺寸精度为 （ 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 3、零件的生产类型 依设计题目知： 000 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 年件 /2222 1 % )(1 %)10(10002 ) +) ( 1 + 1=N床滤油器体的质量为 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， 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， 5 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， 油器体最大轮廓尺寸为 102 （ 2）、选取公差等级 造方法按机器造型、铸件材料按灰铸铁，查表得，公差等级 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 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 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 102械加工余量等级为 F 级，得 值为 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 m。 量要适当增大。 分析零件，各加工表面均为 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 1 0 5 . 3 m m 3 . 6 / 21 . 5102 C T / 2R M 38 盲孔属内腔加工，根据零件分析， 38 深度为 65 不变，径向为 6 2/ C T / 2R M 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。 48圆柱面的加工，即 2/ C T / 2R 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=以 38 孔的毛坯深度 =65+角形台阶肩宽度=34+ 综合上述，确定毛坯加工部分的尺寸，见表 1 所示。 表 1： 床滤油器体毛坯（铸件）尺寸。单位： 项目 A 面 38 径向 38 轴向 48 径向 三角肩宽 3-9 2- 11 30 公差等级 0 10 10 10 10 加工面基本尺寸 102 38 65 48 34 铸件尺寸公差 A 面 A 面 机械加工余量等级 F F 同 A 面 F 同 A 面 A 面 A 面 毛坯基本尺寸 0 0 7 4、 设计毛坯图 （ 1）确定圆角半径 外圆角半径 r=1内圆角半径 R=1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= 25500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 550500 ，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： 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 8 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 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 m ，加工方法为先粗车再精车。 （ 2） 38孔 未注公差尺寸，根据 定其公差等级按 面粗糙度为 m ，选择先粗车后精车。 （ 3） 3- 9 孔 未注公差尺寸，根据 定其公差等级按 面粗糙度为 m ，用 9花钻直接在其位置钻孔即可。 （ 4） 48 外圆柱面 公差等级为 面粗糙度为 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 18后攻丝 （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 9 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 550500 ，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 18丝 14 工序 90 加工进油孔（ 锪 26 平面，钻 11 孔，扩 16 孔深 18丝 12 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。 10 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 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 经济。 工序 50 精车 48 外圆，选用 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 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 面粗糙度为 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 11 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， 床滤油器体的工艺过程如表 2 所示。 12 表 2： 床滤油器体的工艺过程及设备 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： “ 床滤油器 体”零件材料为灰口铸铁，硬度 233，毛坯的重量约为 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 48 46： 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 0 粗车 48 外圆、粗车右面 0 精车 48 外圆和右面，切退刀槽 0 精车左端面、 38 内孔和 30 内孔、倒角 0 钻 3 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 13 46 粗糙度为 度等级为 虑其长度为 14为砂型铸造等级为 右，能满足加工需求，因此直接铸造成型。 48需精度要求高，需进行粗车 精车 精磨，磨此时直径余量为 剩下的粗车时直径余量为 满足加工要求，故 48外圆柱面的加工余量表如下。 表 3: 48圆柱面的加工工序尺寸（单位： 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 48 0 精车 粗车 49 0 毛坯 F( 2 (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 车余量为 序尺寸为 糙度精度为 车端面余量为 序尺寸为 102糙度为 铸造直接完成， 04=14 车 30 孔工序一次加工 ， 0 经粗车一次，精车一次 38 孔完成， 5 综合上述，加工的工序尺寸如表 4 所示。 14 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 参见毛坯图所示 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 保长 粗车 38 内孔 至 37，保长 0 粗车 48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 350 精 车 48 外圆、精车右端面和切退刀槽 精车 48 外圆 精车外圆至 角肩宽至 35退刀槽 3 车右端面 切退刀槽 60 精车左端面、 38 内孔和 30内孔、倒角 精车左端面 保长 102车 38 内孔 保证 38 车 30 内孔 锪 30 内孔保长 70角 0 钻 3- 9 通孔 钻 3- 9 通孔 钻 3- 9 通孔 80 加工出油口 空 口 锪平 锪平 26 钻孔 钻 11 孔深 32孔 扩孔至 16 孔，深 18丝 攻丝 14 90 加工进油口 孔口 锪平 锪平 26 钻孔 钻 11 孔通至下一平面 扩孔 扩孔至 16 孔 8丝 攻丝 12 15 100 去毛刺 去毛刺 110 精磨 48 外圆 精磨 48 外圆 精磨外圆至 48 120 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 %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 %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 16 （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