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滤油器体工艺夹具设计(带cad图和文档)带cad图纸文档

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(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。1.3 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 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。2 零件毛坯的设计2.1 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。2.2 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。 2.3 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Ra1.6m。Ra1.6m的表面,余量要适当增大。分析零件,各加工表面均为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3-9和进出有口尺寸较小,铸成实心;A面为单侧加工,则 38盲孔属内腔加工,根据零件分析,38深度为65不变,径向为 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 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3-92-1130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105.333.768.352.437.30002.4 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,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3: CA6140车床滤油器体毛坯3 零件的加工工艺设计3.1 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。3.2 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Ra1.6,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Ra6.3,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Ra6.3,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16深18mm,最后攻丝M18。3.3 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 机器砂型铸造毛坯; 工序 检验,清砂; 工序 热处理; 工序 磨左端面; 工序 钻38内孔及3-9孔; 工序 粗车外圆48; 工序 加工出油口; 工序 加工进油口; 工序 磨48外圆柱面; 工序 检验。(2)、工艺路线方案二工序 机器砂型铸造毛坯; 工序 检验,清砂; 工序 热处理; 工序 磨左端面; 工序 车48外圆柱面; 工序 磨48外圆柱面; 工序 钻3-9孔; 工序 铣30内孔面; 工序 扩、铰38孔; 工序 38孔的倒角; 工序 锪平26; 工序 加工进油口; 工序 加工出油口; 工序 检验。 (3)工艺路线方案三工序 机器砂型铸造毛坯; 工序 检验毛坯、清砂; 工序 热处理; 工序 粗车左端面; 工序 先锪30内孔面,再扩38内孔; 工序 粗车48外圆,切退刀槽; 工序 铰38内孔,内孔倒角; 工序 精车48外圆; 工序 钻3-9通孔; 工序 磨左端面; 工序 加工出油孔; 工序 加工进油孔; 工序 去毛刺; 工序 精磨48外圆; 工序 检验。3.4 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 机器造型砂模铸造毛坯; 工序 清砂,检验毛坯各尺寸,不得有砂眼缺陷; 工序 热处理,人工时效温度,消除残余应力; 工序 夹外圆,粗车左端面; 工序 先锪30内孔面,再扩38内孔; 工序 粗车48外圆,切退刀槽; 工序 铰38内孔,内孔倒角; 工序 精车48外圆; 工序 钻3-9通孔; 工序 磨左端面; 工序 加工出油孔(锪26平面,钻11孔,扩16孔深18mm,攻丝M181.5深14mm); 工序 加工进油孔(锪26平面,钻11孔,扩16孔深18mm,攻丝M181.5深12mm); 工序 用钳工去毛刺; 工序 精磨48外圆; 工序 检验,是否达到要求的精度和粗糙度。3.5 工序设计3.5.1 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、 属于备坯阶段,不属于切削加工,由专门的 车间负责。 工序 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。 工序 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。 工序 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。 工序 铰38内孔,内孔倒角,选钻床进行加工。 工序 精车48外圆,选用CA6140进行加工。 工序 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。 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。 工序、加工进(出)油口孔,选用摇臂钻床进行加工。 工序 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 选用三爪自定心卡盘。工序、 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。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,锪头钻,倒孔钻等。(4) 选择量具 加工部分的量具工序 卡尺; 工序 卡尺; 工序 卡尺; 工序 卡尺;工序 卡尺; 工序 卡尺; 工序 卡尺; ; 工序 卡尺,螺纹塞规; 工序 卡尺,螺纹塞规; 工序 千分尺。 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 卡尺;外圆径向尺寸 外径千分尺;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,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备注00机器砂型铸造毛坯附表205检验毛坯、清砂附表310热处理附表420粗车左端面CA6140附表530先锪30内孔面,再扩38内孔立式钻床附表640粗车48外圆,车退刀槽CA6140附表750铰38内孔,倒角摇臂钻床附表860精车48外圆CA1640附表970钻3-9通孔立式加工中心附表1080磨左端面端面磨床附表1190加工出油孔摇臂钻床附表12100加工进油孔摇臂钻床附表13110去毛刺附表14120精磨48外圆外圆磨床附表15130检验附表16 3.5.2 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,毛坯的重量约为1.1千克。生产类型为中批或大批,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钻孔或扩孔来完成。外圆柱面46h6和46: 46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,需进行粗车精车精磨。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,考虑48h6长度为40,精度等级为14,由铸造直接完成。48h6的外圆柱面的加工余量表如下。表3:48h6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(0-0.016)48精车0.9IT7(0-0.025)48.1粗车3.4IT11(0-0.160)49毛坯F(0-3.6)52.4(2)确定轴向工序尺寸 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工位工位尺寸I铸造毛坯机器砂型铸造毛坯参见毛坯图所示II备坯检验毛坯、清砂热处理人工时效车左端面粗车左端面保长102.5mm锪30内孔,扩38内孔先锪30内孔平面锪30内孔保长70.5mm再扩38内孔扩内孔至37,保长65.5mm车48外圆和退刀槽粗车48外圆车外圆至49车退刀槽3x1.5mm铰38内孔和倒角铰38内孔铰内孔至38,保长65.5mm内孔倒角1C精车48外圆精车48外圆精车外圆至48.1钻3-9通孔钻3-9通孔钻3-9通孔磨左端面磨左端面保长102mm加工出油口空口锪平锪平26钻孔钻11孔深32mm扩孔扩孔至16孔,深18mm攻丝攻丝M18x1.5,深14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 8mm攻丝攻丝M18x1.5,深12XIII去毛刺去毛刺X精磨48外圆精磨48外圆精磨外圆至48X检验检验4 夹具的设计本夹具是工序XII用11麻花钻直接钻斜孔的专用夹具,在Z39摇臂钻床是加工出11斜孔(通孔)。所设计的夹具装配图如附图3所示,夹具体零件图如附图4所示。有关说明如下:4.1 工件的定位(1)、定位方案 所加工的11孔是一斜孔,本工序加工要求保证的位置精度主要是11中心线与26沉头孔平面的交点F到A面的尺寸94IT14;即。根据基准重合原则,应选端面A为主要定位基准。该工序钻斜孔时受力不大,但受力不平衡,所以要实现完全定位,在此可以用“一面两孔”定位原则,已知端面A为主要定位基准,然图6:工件的定位与夹紧后可以再选38孔和下面的9孔作为定位孔。端面A可以限制3个自由度,38孔与定位销配合可以限制2个自由度,9孔与定位销配合可限制1个自由度,即实现完全定位。(2) 计算定位销尺寸 (a) (b)图7:定位销 38孔选用圆柱销定位,9孔选用菱形销定位。下面只计算定位销的配合尺寸,其余尺寸按标准查表。、确定两销中心距 按IT14查表,得9孔的公差为0.36mm,38孔的公差为0.62mm。取孔的中心偏差等于孔的公差的1/5,则9孔的中心偏差为,38孔的中心偏差为。那么两孔中心距偏差为。两孔偏差较大,那么两销中心距的偏差为。、确定圆柱定位销直径尺寸 取 、确定菱形销宽度b和B值 如图7(b)所示的菱形销。查表可得 b=4mm , B=7mm计算菱形销的直径尺寸 取偏差为g6,查表得mm上述式中的:削边销与孔配合的最小间隙,单位为mm;b削边销的宽度,单位为;分别为工件上两孔中心距公差和夹具上两销中心距公差,单位为mm;工件上削边销定位孔直径,单位为mm;削边销直径尺寸,单位为mm。4.2 夹紧装置入图8所示,这是专门设计的夹紧元件。参见夹具装配图,把夹紧元件套入零件的外圆柱面,然后顺时针旋转将套筒的两翼卡入夹具体的契形口中,契形口是按一定角度设计的,可让两翼受力时产生摩擦力而自锁,达到夹紧作用。图8:契形双翼套筒4.3 定位误差分析如图6所示。所加工的是11斜孔,本工序加工要求保证的位置精度主要是11孔中心线与沉头孔平面的交点到左端面A的尺寸。由于左端面A是主要定位基准,那么定位基准与工序基准重合;由于定位副制造误差引起的定位误差是受两定位销影响的;在左端面A平面方向移动的定位误差由38圆柱销确定,由于圆柱销与38孔为过盈配合,所以。绕端面A的垂直线旋转方向的定位误差由9菱形销确定,9孔的尺寸为,菱形销为mm,那么。由上述得,由三角函数关系换算成尺寸方向得。那么,该方案的定位误差小于该工序尺寸制造公差087mm的1/3 (),该定位方案可行。4.4 对刀装置如装配图所示,由专用夹具的定位与夹紧,11变为竖直孔,只要让钻头竖直进给加工就可以了。由于零件是斜着安装到夹具上的,为了方便装卸工件,把钻模板设计成铰链翻开式的。已知生产类型为中大批量生产,而且钻好11孔后好要进行扩孔与攻丝,就需要更换刀具,所以选用快换钻套比较合适。2、 夹具体 工件的定位是由夹具体的斜面和两个可换定位销连接起来的。然后通过双翼套筒卡在夹具体的契形口里实现夹紧。通过钻模板连接套筒和夹具体,实现对刀。这样该夹具便有机连接起来,实现了定位、夹紧、对刀等功能。3、 结构特点 该夹具结构简单,操作方便。 夹紧是通过双翼套筒的契形自锁实现的,而钻模板用铰链翻开式,解决了空间问题,使工件装卸变得方便。 本夹具更换钻套后,又可以进行16扩孔和M18X1.5mm攻丝的工位。4.5 设计小结这是我大学期间,在学完全部课程和生产实习之后的又一次实践性学习。经过了3个星
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