滤油器体的机械加工工艺规程及工艺装备设计

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机电101班完成日期2013年7月1日一、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50008000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。ABSTRACTINTEGRATEDMODULEMECHANISMPROCESSANDFIXTURECOURSEISDESIGNEDINANDMOSTOFTHESPECIALIZEDCOURSESCOMPLETEDMECHANICALMANUFACTURINGTECHNOLOGY,ANDISBASEDONTHEPRODUCTIONPRACTICEANDAPRACTICALTEACHINGLINKTHISDESIGNENABLESMETOUSETHETHEORIESOFMACHINERYMANUFACTURINGTECHNOLOGYFOUNDATION,ANDCOMBININGWITHPRODUCTIONPRACTICEMIDDLESCHOOLTOPRACTICEKNOWLEDGE,INDEPENDENTANALYSISANDSOLVETHEPROBLEMOFMECHANICALMANUFACTURINGPROCESS,DESIGNOFMACHINETOOLFIXTUREWHICHISATYPICALPROCESSEQUIPMENT,IMPROVETHEABILITYTOSETTLETHESTRUCTUREDESIGN,GRADUATIONDESIGNINTHEFUTUREANDINTHEFUTUREWORKTOLAYAGOODFOUNDATIONTHISCOURSEDESIGN,ISELECTEDAPARTIS“CA6140LATHEOILFILTERBODY“,DESIGNANDPROCESSEQUIPMENTFORTHECOMPLETEMACHININGPROCESSOFTHEPART,THEOILFILTERISANECESSARYCOMPONENTINTHELATHE,ITHASAFILTERANDBUFFERTHEROLEOFOILTHEREFORE,INTHEPROCESS,WITHSOMEPARTSNEEDTOBEREFINED,WITHTHEGUARANTEEOFITSACCURACY,IMPROVETHECOMPREHENSIVEPERFORMANCEOFLATHE,ANDMACHININGPARTSBECAUSEOFTHECOMPLICATEDSTRUCTURE,DIFFICULTPROCESSING,DESIGNANDASSEMBLYOFTHENEEDFORADEDICATEDFIXTUREDUETOTHELIMITEDCAPACITY,LACKOFEXPERIENCE,THEDESIGNHASMANYSHORTCOMINGS,HOPETHETEACHERHELPME目录1、零件的分析及生产类型的确定711零件的作用712零件的工艺分析813零件的生产类型82、零件毛坯的设计821选择毛坯922毛坯尺寸公差与机械加工余量的确定923确定毛坯尺寸924设计毛坯图123、零件的加工工艺设计1231定位基准的选择1232零件表面加工方法的选择1333拟订工艺路线1334选择加工设备与工艺装备1535确定工序尺寸1736数控加工工序1937时间定额的计算194、工序夹具设计2041定位方案2042计算定位销尺寸2043定位误差分析2244对刀装置2245夹具体2246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11零件的作用“CA6140车床滤油器体”如图1所示。它位于车床主图1CA6140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。12零件的工艺分析“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39（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211（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。13零件的生产类型依设计题目知QM8000件/年；结合生产实际，备品率和废品率可以取为3,05。由此可得，该零件的生产纲领CA6140车床滤油器体的质量为11KG,查3页表13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21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。22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21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23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25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24得RAM数值为15MM。23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RA16M。RA16M的表面，余量要适当增大。分析零件，各加工表面均为RA16M，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39和进出有口尺寸较小，铸成实心；A面为单侧加工，则1053M6/22CTRMAF38盲孔属内腔加工，根据零件分析，38深度为65不变，径向为M732/5128CTRAF30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M4522/8518CTRMAF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A105310233MM所以38孔的毛坯深度6533683MM三角形台阶肩宽度3433373MM。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1CA6140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3921130公差等级CT1010101010加工面基本尺寸10238654834铸件尺寸公差3626同A面28同A面机械加工余量等级FF同A面F同A面RMA1515同A面15同A面毛坯基本尺寸105333768352437300024设计毛坯图确定圆角半径外圆角半径R1MM内圆角半径R1MM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H1053MM，属25500MM的铸件，所以查表，取拔模斜度为120。、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，50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31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。32零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HT1533。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RA16，加工M方法为先车后磨。（2）、38MM内孔未注公差尺寸，根据GB180079规定其公差等级按IT14，表面粗糙度为RA63，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）、39孔未注公差尺寸，根据GB180079规定其公差等级按IT14，表面粗糙度为RA63，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RA16，加工方法可采用粗车精车精磨。（5）、进出油孔（211）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。33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39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；50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39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M1815深14MM）；工序加工进油孔（锪26平面，钻11孔，扩16孔深18MM,攻丝M1815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。34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39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RA16MM，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RA16MM，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2CA6140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39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35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11千克。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38，30，11，39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4646粗糙度为RA63,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09MM，精磨此时直径余量为01MM，剩下的粗车时直径余量为524480934MM，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348H6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01IT6000164801648精车09IT700025481025粗车34IT110016049169毛坯F036524842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28MM，工序尺寸为1025MM，粗糙度精度为RA63；精磨端面余量为05MM，工序尺寸为102MM,粗糙度为RA16。L3和L4由铸造直接完成，L340MM,L414MM。L6由锪30孔工序一次加工，L670MM。L5由第一次扩38孔完成，L565MM。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1025MM先锪30内孔平面锪30内孔保长705MM锪30内孔，扩38内孔再扩38内孔扩内孔至37，保长655MM粗车48外圆车外圆至49车48外圆和退刀槽车退刀槽3X15MM铰38内孔铰内孔至38，保长655MM铰38内孔和倒角内孔倒角1C精车48外圆精车48外圆精车外圆至481钻39通孔钻39通孔钻39通孔磨左端面磨左端面保长102MM空口锪平锪平26钻孔钻11孔深32MM扩孔扩孔至16孔，深18MM加工出油口攻丝攻丝M18X15，深14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加工进油口攻丝攻丝M18X15，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36数控加工工序加工滤油器体过程中，39是在立式加工中心上完成的。在加工39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A26846,155，B26846,155，C0,31。（1）编写程序N1G90G92X0Y0Z200N2S500M03M08N3G00Z20N4G99G81X26846Y155Z36R3F60N5X26846Y155N6G98X0Y31N7G80M09M05N8G00Y0Z200N9M0237时间定额的计算根据表541（钻削基本时间的计算），钻孔的基本时间可由下面公式计算TJL/FNL12/FN式中L13MML12MM,代入可得TJ12S丝攻工步根据表546（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TJL1L2L/FNL1L2L/FN0I式中L1（13）PL2（23）P代入可得TJ122S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（01502）TJ，我们取TF015TJ则各工序的辅助时间分别为计算钻孔工步的辅助时间TF3675S计算攻孔工步的辅助时间TF1830S4指定工序的专用机床夹具设计41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M43509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。42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036MM，38孔的公差为062MM。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7532406心距偏差为。两孔偏差较大，那么两销中心MLD0982140距的偏差为。LD33、确定圆柱定位销直径尺寸1D取MKD082162、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B4MM，B7MM计算菱形销的直径尺寸2DMDL1609308422MIND4169MIN22取偏差为G6，查表得MM120305284D上述式中的削边销与孔配合的最小间隙，单位为MMMIN2B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LDD,为MM；工件上削边销定位孔直径，单位为MM；2削边销直径尺寸，单位为MM。D43定位误差分析本工序加工要求保证的位置精度主要是38孔由于左端面是主要定位基准，那么定位基准与工序基准重合；0JB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确定，由于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