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含CAD图纸三维模型源文件 CA6140 车床 滤油器体 加工 工艺 38 夹具 设计 CAD 图纸 三维 模型 源文件

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机 械 制 造 技 术 基 础课 程 设 计题 目：滤油器体的机械加工工艺规程及工艺装备设计班级：姓名：指导教师：完成日期：机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称滤油器体共 1 页第 1 页车间工序号工序名称材料牌号60铰38内孔HT15-33毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X511夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时/分准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速/（r/min）切削速度/（r/min）进给量/（mm/r）背吃刀量/mm进给次数工步工时机动辅助1锪30内孔，保长70.5mm平面锪床，游标卡尺，专用夹具1100103.70.21.410.020.0042粗扩38内孔，扩内孔至37，保长65.5mm扩孔钻，游标卡尺，专用夹具53061.60.321.6510.420.084设计 （日期）校队 （日期）审核 （日期）标准化 （日期）会签 （日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期2013.7.1 机械加工工艺卡片产品型号零件图号001产品名称零件名称滤油器体共1页第1页材 料 牌 号HT15-33毛 坯 种 类铸件毛坯外形尺寸每坯件数1每 台 件 数1备 注工序号工序名称 工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备 工序时间 准终 单件1砂型铸造毛坯2备坯3人工时效4粗车左端面金工CA6140车床5锪内孔锪30内孔金工立式钻床6扩孔 扩38孔金工立式钻床7粗车外圆 粗车48外圆金工CA6140车床8铰孔38内孔金工立式钻床9车退刀槽金工CA6140车床10精车外圆精车48外圆金工CA6140车床11磨端面磨左端面金工磨床12粗加工孔加工粗油孔金工摇臂钻床13加工孔加工进油孔金工摇臂钻床14去毛刺清洗机15精磨外圆精磨48外圆金工磨床16检验17清洗清洗机18终检塞规、百分表、卡尺等设 计（日 期）校 对（日期）审 核（日期）标准化（日期）会 签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期2013.6.26 机 械 制 造 技 术 基 础课 程 设 计题 目：滤油器体的机械加工工艺规程及工艺装备设计班级：姓名：指导教师：完成日期：一、 设计题目滤油器体的机械加工工艺规程及工艺装备设计二、原始资料(1) 被加工零件的零件图 1张(2) 生产类型:（中批或大批大量生产）三、上交材料1绘制零件图 1张2毛坯图 1张3编制机械加工工艺过程综合卡片 1套4编制机械加工工艺卡片（仅编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工艺卡片） 1套5绘制夹具装配图（A0或A1） 1张6绘制夹具中1个零件图（A1或A2。装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。 1张7编写课程设计说明书（约5000-8000字）。 1份四、进度安排本课程设计要求在3周内完成。1第l2天查资料，熟悉题目阶段。2第37天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法和机械加工工艺规程的设计并编制出零件的机械加工工艺卡片。3第810天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。4第1113天，完成夹具总装图的绘制。5第1415天，零件图的绘制。6第1618天，整理并完成设计说明书的编写。7第19天，完成图纸和说明书的输出打印。8第2021天，答辩五、指导教师评语成 绩： 指导教师日期摘 要综合模块（机制工艺及夹具）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“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。AbstractIntegratedmodule(mechanismprocess and fixture)course is designed inandmost of the specialized coursescompleted mechanical manufacturing technology,and isbasedon the productionpracticeandapractical teaching link.This design enables me touse the theories ofmachinery manufacturing technologyfoundation,and combining with productionpractice middle school topractice knowledge,independent analysis and solve theproblem ofmechanical manufacturingprocess,designof machine tool fixturewhich is a typicalprocess equipment,improve theabilitytosettlethe structure design,graduationdesign in the futureandin the futurework to lay agood foundation.This course design,I selected apartisCA6140lathe oil filter body,designand process equipmentforthecompletemachining processof the part,the oil filteris a necessary componentin the lathe,it has afilter and buffer the role of oil.Therefore,in the process,with some parts need to berefined,with the guarantee of its accuracy,improve the comprehensiveperformance oflathe ,and machining parts because ofthe complicated structure ,difficult processing,design and assembly ofthe need for a dedicated fixture.Due to the limited capacity,lack of experience,the designhas many shortcomings,hope the teacher help me目录1、零件的分析及生产类型的确定.71.1零件的作用.71.2零件的工艺分析.81.3零件的生产类型.8 2、零件毛坯的设计.82.1选择毛坯.92.2毛坯尺寸公差与机械加工余量的确定.92.3确定毛坯尺寸.92.4设计毛坯图.123、零件的加工工艺设计.123.1定位基准的选择.123.2零件表面加工方法的选择.133.3拟订工艺路线.13 3.4选择加工设备与工艺装备15 3.5确定工序尺寸.17 3.6数控加工工序.19 3.7时间定额的计算.194、工序夹具设计.204.1定位方案204.2计算定位销尺寸.204.3定位误差分析224.4对刀装置224.5夹具体.224.6结构特点.225、 方案综合评价与结论.226、 体会与展望.237、 参考文献.241.零件的工艺性分析1.1零件的作用“CA6140车床滤油器体”如图1所示。它位于车床主图1：CA6140车床滤油器体零件图面，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。1.2 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：（6）、外圆柱面48h6为基轴制联接，尺寸精度为IT6；（7）、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：Q m=8000件/年；结合生产实际，备品率和废品率可以取为=3%,=0.5%。由此可得，该零件的生产纲领 CA6140车床滤油器体的质量为1.1kg,查3页表1-3可知其属轻型零件，生产类型为大批量生产。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23页表2-1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24页表2-3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25页表2-5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） 44 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，查24页表2-4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。、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。3.机械加工工艺规程设计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。工艺路线方案工序 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。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。3.4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。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05检验毛坯、清砂10热处理20粗车左端面CA614030先锪30内孔面，再扩38内孔立式钻床40粗车48外圆，车退刀槽CA614050铰38内孔，倒角摇臂钻床60精车48外圆CA164070钻3-9通孔立式加工中心80磨左端面端面磨床90加工出油孔摇臂钻床100加工进油孔摇臂钻床110去毛刺120精磨48外圆外圆磨床130检验 3.5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 L2工序尺寸按L1的工序尺寸确定。粗车余量为2.8mm，工序尺寸为102.5mm，粗糙度精度为Ra6.3；精磨端面余量为0.5mm，工序尺寸为102mm,粗糙度为Ra1.6。L3和L4由铸造直接完成，L3=40mm,L4=14mm。L6由锪30孔工序一次加工 ，L6=70mm。 L5由第一次扩38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3.6数控加工工序加工滤油器体过程中，3-9是在立式加工中心上完成的。在加工3-9中，经过专用夹具的对刀块对刀后，执行加工程序即可加工出3各9孔。在此，为其编写加工程序：（1）、3个9孔的尺寸 如图5所示，3个9孔的中心位置分别用A、B、C三个点表示。 以38孔中心线与左端面的交点作为原点建立编程坐标系。由于A、B、C三个点都在62圆上并为等分位置，由三角函数计算出三点坐标分别为A(-26.846,15.5)，B(26.846,15.5)，C(0,-31)。（1） 编写程序N1 G90 G92 X0 Y0 Z200.N2 S500 M03 M08N3 G00 Z20.N4 G99 G81 X-26.846. Y15.5. Z-36. R3. F60N5 X26.846. Y15.5. N6 G98 X0 Y-31.N7 G80 M09 M05N8 G00 Y0 Z200.N9 M023.7时间定额的计算根据表5-41（钻削基本时间的计算），钻孔的基本时间可由下面公式计算Tj=L/fn=(l1+2)/fn式中：l1=3mmL1 =2mm,代入可得tj=12s丝攻工步 根据表5-46（用丝攻螺纹基本时间的计算），攻孔的基本时间可由下面公式计算 Tj=(l1+l2+l)/fn+(l1+l2+l)/fn0i 式中：l1=（13）P L2=（23）P代入可得tj=12.2s辅助时间的确定根据第五章第二节所述，辅助时间与基本的时间之间的关系为tf=（0.15-0.2）tj，我们取tf=0.15tj 则各工序的辅助时间分别为计算钻孔工步的辅助时间tf=3.675s计算攻孔工步的辅助时间tf=1.830s4指定工序的专用机床夹具设计4.1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。4.2计算定位销尺寸 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mm;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，