CA6140車床濾油器體課程設計說明書定稿

1、序言綜合模塊（機制工藝及夾具）畢業(yè)設計是在學完了機械制造技術基礎和大部分專業(yè)課，并進行了生產實習的基礎上進行的又一個實踐性教學環(huán)節(jié)。這次設計使我能綜合運用機械制造技術基礎中的基本理論，并結合生產實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決了零件機械制造工藝問題，設計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結構設計能力，為今后的畢業(yè)設計及未來從事的工作打下了良好的基礎。 這次畢業(yè)設計中，我所選的零件是“ca6140車床濾油器體”，完成該零件的機械加工工藝規(guī)程的編制及工藝裝備的設計，濾油器在車床上是個必不可少的部件，它有著過濾油液及緩沖的作用。因此在加工時，零件的配合部分需進行精加工，保證其配合準確，提

2、高車床的綜合性能，又因為被加工零件的結構比較復雜，加工難度大，需進行專用夾具的設計與裝配。由于能力所限，經(jīng)驗不足，設計中還有許多不足之處，希望老師多加指教。一、 零件的分析及生產類型的確定1、 零件的作用“ca6140車床濾油器體”如圖1所示。它位于車床主軸箱上 面，主要作用是給主軸箱內供油及對油液起沖作用，零件的兩段有兩孔用于油液的進出，零件的中間有一個48h6的外圓柱面，用于與主軸箱以基軸制形式聯(lián)接。2、零件的工藝分析 “ca6140車床濾油器體”的各表面： （1）、零件的左端面（用于精基準加工其他表面）； （2）、螺栓孔3-9（用于聯(lián)接車床主軸箱，起固定作用）；（3）、中心孔38（用于過

3、濾及緩沖油液）；（4）、進出油孔2-11（用于聯(lián)接進出油裝備，流通油液）；（5）、外圓柱面48h6（用于與車床主軸箱聯(lián)接）。 各表面的相互精度要求有：（1）、外圓柱面48h6為基軸制聯(lián)接，尺寸精度為it6；（2）、其他表面無特殊精度要求，除保證其表面粗糙度外，尺寸精度為it14。3、零件的生產類型依設計題目知：qn=8000件/年；結合生產實際，備品率和廢品率可以取為=5%,=0.5%。由此可得，該零件的生產綱領 c6140車床濾油器體的質量為1.1kg,查表可知其屬輕型零件，生產類型為中大批量生產。二、 零件毛坯的設計1、 選擇毛坯根據(jù)生產綱領可知，ca6140濾油器體屬中大批量生產，零件形

4、狀為非全圓柱體，可選零件材料為灰口鑄鐵，毛坯制造選用鑄造毛坯，這樣毛坯與成品相似，加工方便，省工省料。為了提高生產率，鑄造方法選用砂型鑄造，且為機器造型。2、 毛坯尺寸公差與機械加工余量的確定 （1）、求最大輪廓尺寸 根據(jù)零件圖輪廓尺寸，可知，ca6140濾油器體最大輪廓尺寸為102mm。 （2）、選取公差等級ct 鑄造方法按機器造型、鑄件材料按灰鑄鐵，查表得，公差等級ct范圍是812級，取為10級。 （3）、求鑄件尺寸公差 根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件公差等級ct，查表得，公差帶相對與基本尺寸對稱分布。 （4）、求機械加工余量等級 鑄造方法按機器造型、鑄件材料按灰鑄鐵，查表得，機械加工余量等級

5、范圍是eg級，取為f級。、（5）、求ram（要求的機械加工余量） 對所有的加工表面取同一個數(shù)值，由最大輪廓尺寸102mm、機械加工余量等級為f級，得ram數(shù)值為1.5mm。 3、 確定毛坯尺寸上面查得的加工余量適用于機械加工表面粗糙度ra1.6m。ra1.6m的表面，余量要適當增大。分析零件，各加工表面均為ra1.6m，因此這些表面的毛坯尺寸只需要將零件的尺寸加上余量值即可。零件上孔3-9和進出有口尺寸較小，鑄成實心；a面為單側加工，則 38盲孔屬內腔加工，根據(jù)零件分析，38深度為65不變，徑向為 30盲孔屬內腔，且此孔為非配合孔，用鉆床锪出即可，所以30盲孔鑄成實心。48h6外圓柱面的加工，

6、即 如圖2所示，由于38孔的深度和三角形臺階肩寬度的余量和a面余量有關，a面增量a=105.3-102=3.3mm;所以38孔的毛坯深度=65+3.3=68.3mm;三角形臺階肩寬度=34+3.3=37.3mm。圖2：根據(jù)零件尺寸計算的毛坯尺寸綜合上述，確定毛坯加工部分的尺寸，見表1所示。表1：ca6140車床濾油器體毛坯（鑄件）尺寸。單位：mm。項目a面38徑向38軸向48徑向三角肩寬3-92-1130公差等級ct1010101010加工面基本尺寸10238654834鑄件尺寸公差3.62.6同a面2.8同a面機械加工余量等級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

7、105.333.768.352.437.30004、 設計毛坯圖（1） 、確定圓角半徑 外圓角半徑 r=1mm; 內圓角半徑 r=1mm; 以上所取圓角半徑數(shù)值能保證各表面的加工余量。（2）、確定拔模斜度 本鑄件最大尺寸為h=105.3mm，屬25500mm的鑄件，所以查表，取拔模斜度為1：20。（3） 、確定分型面由鑄件結構分析，選擇左端面作為砂模鑄造機器造型的分型面。 （4）、確定毛坯的熱處理方式 灰鑄鐵濾油器毛坯鑄造后應安排人工時效，溫度，進行消除殘余應力，從而改善加工性。三、 零件的加工工藝設計1、 定位基準的選擇本零件是不規(guī)則多孔零件體，其左端面是設計基準（亦是裝配基準和測量基準），

8、為了避免由于基準不重合而產生的誤差，應選左端面為定位基準，即遵循“基準重合”的原則。 在加工中還可遵循“互為基準”的原則，重復加工38孔和48外圓柱面，使其中心線重合度較高，減小圓跳動度。2、 零件表面加工方法的選擇本零件有平面、內孔、外圓柱面、螺紋等加工，材料為ht15-33。以公差等級和表面粗糙度要求，參考本指南有關資料，其加工方法選擇如下：（1） 、左端面 左端面為精基準加工其它表面，表面粗糙度為ra1.6，加工方法為先車后磨。 （2）、38mm內孔 未注公差尺寸，根據(jù)gb1800-79規(guī)定其公差等級按it14，表面粗糙度為ra6.3，由于毛坯上已經(jīng)鑄造出孔留出加工余量，所以選擇先擴孔再

9、鉸孔即可達到要求。 （3）、3-9孔 未注公差尺寸，根據(jù)gb1800-79規(guī)定其公差等級按it14，表面粗糙度為ra6.3，只需用9mm麻花鉆直接在其位置鉆孔即可。 （4）、48外圓柱面 公差等級為it6，表面粗糙度為ra1.6，加工方法可采用粗車精車精磨。 （5）、進出油孔（2-11） 這兩個孔用于聯(lián)接油管，用于輸通油液，密封性需要比較高。連結部分采用螺紋聯(lián)接。由于毛坯中這兩孔是鑄為實心，所以此部分的加工為先锪沉頭孔，然后在其位置鉆11孔，接著擴孔到16深18mm，最后攻絲m18。3、 擬訂工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使其零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證

10、，在生產綱領中已經(jīng)確定為成批生產的條件下，可以考慮采用通用機床配以專用夾具，除此之外，應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產成本盡量下降。 濾油器體加工包括各圓柱面、孔及端面的加工。按照先加工基準面及先粗后精的原則，該零件加工可按下述工藝路線進行。（1） 、工藝路線方案一 工序 機器砂型鑄造毛坯； 工序 檢驗，清砂； 工序 熱處理； 工序 磨左端面； 工序 鉆38內孔及3-9孔； 工序 粗車外圓48； 工序 加工出油口； 工序 加工進油口； 工序 磨48外圓柱面； 工序 檢驗。（2）、工藝路線方案二工序 機器砂型鑄造毛坯； 工序 檢驗，清砂； 工序 熱處理； 工序 磨左端面； 工序 車48外圓柱面； 工

11、序 磨48外圓柱面； 工序 鉆3-9孔； 工序 銑30內孔面； 工序 擴、鉸38孔； 工序 38孔的倒角； 工序 锪平26； 工序 加工進油口； 工序 加工出油口； 工序 檢驗。 （3）工藝路線方案三工序 機器砂型鑄造毛坯； 工序 檢驗毛坯、清砂； 工序 熱處理； 工序 粗車左端面； 工序 先锪30內孔面，再擴38內孔； 工序 粗車48外圓，切退刀槽； 工序 鉸38內孔，內孔倒角； 工序 精車48外圓； 工序 鉆3-9通孔； 工序 磨左端面； 工序 加工出油孔； 工序 加工進油孔； 工序 去毛刺； 工序 精磨48外圓； 工序 檢驗。4、工藝方案的比較與分析 上述三個工藝方案的特點在于：方案一，

12、將工序集中，但需要專用機床才能達到加工要求。方案二，工序分散，但工藝按排的加工達不到精度要求。方案三，也是分散工序，工藝安排合理，能滿足用通用機床加工并達到精度的要求，除了選擇萬能性通用機床加工外，還要設計一些專用夾具，提高加工要求和質量。因此選用第三個方案較合理，具體如下：工序 機器造型砂模鑄造毛坯； 工序 清砂，檢驗毛坯各尺寸，不得有砂眼缺陷； 工序 熱處理，人工時效溫度，消除殘余應力； 工序 夾外圓，粗車左端面； 工序 先锪30內孔面，再擴38內孔； 工序 粗車48外圓，切退刀槽； 工序 鉸38內孔，內孔倒角； 工序 精車48外圓； 工序 鉆3-9通孔； 工序 磨左端面； 工序 加工出油

13、孔（锪26平面，鉆11孔，擴16孔深18mm,攻絲m181.5深14mm）； 工序 加工進油孔（锪26平面，鉆11孔，擴16孔深18mm,攻絲m181.5深12mm）； 工序 用鉗工去毛刺； 工序 精磨48外圓； 工序 檢驗，是否達到要求的精度和粗糙度。四、 工序設計1、 選擇加工設備與工藝裝備 （1）、選擇機床 根據(jù)不同的工序選擇機床。 工序、 屬于備坯階段，不屬于切削加工，由專門的 車間負責。 工序 粗車左端面，選用臥式車床就能滿足要求。本零件外廓尺寸不大，精度要求不是很高，根據(jù)工廠內的現(xiàn)有設備一般最常用ca6140型臥式車床加工。 工序 先锪30內孔面，再擴38內孔，精度要求不高，選用立

14、式鉆床進行加工。 工序 粗車48外圓柱面，在切退刀槽。加工中需要換刀具，刀架最好是換位的，所以選擇ca6140最經(jīng)濟。 工序 鉸38內孔，內孔倒角，選鉆床進行加工。 工序 精車48外圓，選用ca6140進行加工。 工序 鉆3-9通孔，由于是通孔，刀具進給深度可以不嚴格控制，在其位置鉆通孔即可。選用立式加工中心，只要在專用夾具上設計好對刀塊，然后執(zhí)行程序就可以加工出3個9通孔了。 工序x 磨左端面，表面粗糙度ra1.6mm，沒有要求與中心線的垂直度，所以選用普通的端面磨床即可加工達到要求。 工序、加工進（出）油口孔，選用搖臂鉆床進行加工。 工序 精磨48外圓，公差等級為it6，表面粗糙度為ra1

15、.6mm，精度要求比較高，所以這里選用外圓磨床進行加工。（2）、選擇夾具 工序 選用三爪自定心卡盤。工序、 都選用專用夾具。（3）選擇刀具 根據(jù)不同的工序選擇刀具。在車床上加工的工序 一般選用硬質合金車刀。切刀槽宜選用高速鋼。為提高生產率及經(jīng)濟性，應選用可轉位車刀架。在鉆床上機加工的工序 麻花鉆，锪頭鉆，倒孔鉆等。（4） 選擇量具 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，螺紋塞規(guī)； 工序 卡尺，螺紋塞規(guī)； 工序 千分尺。 檢驗部分的量具 檢查內容 測量工具砂眼、清砂是否干凈、裂縫 觀察表面及磁力探傷；軸向尺寸

16、 卡尺；外圓徑向尺寸 外徑千分尺；角度 角度卡尺；孔內徑 內徑千分尺； 檢查粗糙度 專用儀器； 檢查配合表面精度 專用儀器。綜合上述，ca6140車床濾油器體的工藝過程如附表所示。2、 確定工序尺寸 根據(jù)各原始資料及制定的零件加工工藝路線，采用計算與查表相結合的方法確定各工序加工余量，中間工序公差按經(jīng)濟精度選定，上下偏差按入體原則標注，確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下： “ca6140車床濾油器體”零件材料為灰口鑄鐵，硬度hb207233，毛坯的重量約為1.1千克。生產類型為中批或大批，采用機械砂型鑄造毛坯。（1）、確定圓柱面的工序尺寸38，30，11，3-9由于無特殊加工

17、精度等，在滿足其表面粗糙度的條件下直接鉆孔或擴孔來完成。外圓柱面46h6和46： 46粗糙度為ra6.3,精度等級為it14，考慮其長度為14mm,因為砂型鑄造等級為it14左右，能滿足加工需求，因此直接鑄造成型。 48h6所需精度要求高，需進行粗車精車精磨。精車此時直徑余量為0.9mm，精磨此時直徑余量為0.1mm， 剩下的粗車時直徑余量為52.4-48-0.9=3.4mm，能滿足加工要求，考慮48h6長度為40，精度等級為14，由鑄造直接完成。48h6的外圓柱面的加工余量表如下。表3:48h6外圓柱面的加工工序尺寸（單位：mm）工序名稱工序雙邊余量工序公差工序基本尺寸工序尺寸及公差精磨0.

18、1it6(0-0.016)48精車0.9it7(0-0.025)48.1粗車3.4it11(0-0.160)49毛坯f(0-3.6)52.4(2)確定軸向工序尺寸 如圖4所示，圖中尺寸均未標注公差，均按毛坯公差等級確定為it14.圖4：工序軸向尺寸 l2工序尺寸按l1的工序尺寸確定。粗車余量為2.8mm，工序尺寸為102.5mm，粗糙度精度為ra6.3；精磨端面余量為0.5mm，工序尺寸為102mm,粗糙度為ra1.6。l3和l4由鑄造直接完成，l3=40mm,l4=14mm。l6由锪30孔工序一次加工 ，l6=70mm。 l5由第一次擴38孔完成，l5=65mm。 綜合上述，加工的工序尺寸如

19、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鑄造毛坯機器砂型鑄造毛坯參見毛坯圖所示ii備坯檢驗毛坯、清砂熱處理人工時效車左端面粗車左端面保長102.5mm锪30內孔，擴38內孔先锪30內孔平面锪30內孔保長70.5mm再擴38內孔擴內孔至37，保長65.5mm車48外圓和退刀槽粗車48外圓車外圓至49車退刀槽3x1.5mm鉸38內孔和倒角鉸38內孔鉸內孔至38，保長65.5mm內孔倒角1c精車48外圓精車48外圓精車外圓至48.1鉆3-9通孔鉆3-9通孔鉆3-9通孔磨左端面磨左端面保長102mm加工出油口空口锪平锪平26鉆孔鉆11孔深32mm擴孔擴孔至16孔，深18mm攻絲攻絲m1

20、8x1.5，深14加工進油口孔口锪平锪平26鉆孔鉆11孔通至下一平面擴孔擴孔至16孔 8mm攻絲攻絲m18x1.5，深12xiii去毛刺去毛刺x精磨48外圓精磨48外圓精磨外圓至48x檢驗檢驗3、 數(shù)控加工工序加工濾油器體過程中，3-9是在立式加工中心上完成的。在加工3-9中，經(jīng)過專用夾具的對刀塊對刀后，執(zhí)行加工程序即可加工出3各9孔。在此，為其編寫加工程序：（1）、3個9孔的尺寸 如圖5所示，3個9孔的中心位置分別用a、b、c三個點表示。 以38孔中心線與左端面的交點作為原點建立編程坐標系。由于a、b、c三個點都在62圓上并為等分位置，由三角函數(shù)計算出三點坐標分別為a(-26.846,15.

21、5)，b26.846,15.5)，c(0,-31)。圖5：數(shù)控加工3-9孔（2） 編寫程序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 m02五、 夾具的設計本夾具是工序xii用11麻花鉆直接鉆斜孔的專用夾具，在z39搖臂鉆床是加工出11斜孔（通孔）。所設計的夾具裝配圖如附圖3所示，夾具體零件圖如附圖4所示。有關說明如下：1、工件的定

22、位（1）、定位方案 所加工的11孔是一斜孔，本工序加工要求保證的位置精度主要是11中心線與26沉頭孔平面的交點f到a面的尺寸94it14；即。根據(jù)基準重合原則，應選端面a為主要定位基準。該工序鉆斜孔時受力不大，但受力不平衡，所以要實現(xiàn)完全定位，在此可以用“一面兩孔”定位原則，已知端面a為主要定位基準，然圖6：工件的定位與夾緊后可以再選38孔和下面的9孔作為定位孔。端面a可以限制3個自由度，38孔與定位銷配合可以限制2個自由度，9孔與定位銷配合可限制1個自由度，即實現(xiàn)完全定位。（2） 計算定位銷尺寸 （a） (b)圖7：定位銷 38孔選用圓柱銷定位，9孔選用菱形銷定位。下面只計算定位銷的配合尺寸

23、，其余尺寸按標準查表。、確定兩銷中心距 按it14查表，得9孔的公差為0.36mm，38孔的公差為0.62mm。取孔的中心偏差等于孔的公差的1/5，則9孔的中心偏差為，38孔的中心偏差為。那么兩孔中心距偏差為。兩孔偏差較大，那么兩銷中心距的偏差為。、確定圓柱定位銷直徑尺寸 取 、確定菱形銷寬度b和b值 如圖7（b）所示的菱形銷。查表可得 b=4mm ， b=7mm計算菱形銷的直徑尺寸 取偏差為g6，查表得mm上述式中的：削邊銷與孔配合的最小間隙，單位為mm;b削邊銷的寬度，單位為;分別為工件上兩孔中心距公差和夾具上兩銷中心距公差，單位為mm；工件上削邊銷定位孔直徑，單位為mm；削邊銷直徑尺寸，單位為mm。2、 夾緊裝置入圖8所示，這是專門設計的夾緊元件。參見夾具裝配圖，把夾緊元件套入零件的外圓柱面，然后順時針旋轉將套筒的兩翼卡入夾具體的契形口中，契形口是按一定角度設計的，可讓兩翼受力時產生摩擦力而自鎖，達到夾緊作用。圖8：契形雙翼套筒3、 定位誤差分析如圖6所示。所加工的是11斜孔，本工序加工要求保證的位置精度主要是11孔中心線與沉頭孔平面的交點到左