CA6140車床濾油器體 工藝和鏜Φ38孔夾具設(shè)計[含CAD圖紙和文檔所見所得]

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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。1.3 零件的生產(chǎn)類型依設(shè)計題目知：Qn=8000件/年；結(jié)合生產(chǎn)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(chǎn)綱領(lǐng) C6140車床濾油器體的質(zhì)量為1.1kg,查表可知其屬輕型零件，生產(chǎn)類型為中大批量生產(chǎn)。2 零件毛坯的設(shè)計2.1 選擇毛坯根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)可知，CA6140濾油器體屬中大批量生產(chǎn)，零件形狀為非全圓柱體，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(chǎn)率，鑄造方法選用砂型鑄造，且為機(jī)器造型。2.2 毛坯尺寸公差與機(jī)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(jī)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(jī)械加工余量等級 鑄造方法按機(jī)器造型、鑄件材料按灰鑄鐵，查表得，機(jī)械加工余量等級范圍是EG級，取為F級。、（5）、求RAM（要求的機(jī)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(jī)械加工余量等級為F級，得RAM數(shù)值為1.5mm。 2.3 確定毛坯尺寸上面查得的加工余量適用于機(jī)械加工表面粗糙度Ra1.6m。Ra1.6m的表面，余量要適當(dāng)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(jìn)出有口尺寸較小，鑄成實心；A面為單側(cè)加工，則 38盲孔屬內(nèi)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(nèi)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，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(guān)，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(jī)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105.333.768.352.437.30002.4 設(shè)計毛坯圖（1） 、確定圓角半徑 外圓角半徑 r=1mm; 內(nèi)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(jié)構(gòu)分析，選擇左端面作為砂模鑄造機(jī)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(yīng)安排人工時效，溫度，進(jìn)行消除殘余應(yīng)力，從而改善加工性。綜合上述，所設(shè)計的毛坯圖如圖3所示。圖3： CA6140車床濾油器體毛坯3 零件的加工工藝設(shè)計3.1 定位基準(zhǔn)的選擇本零件是不規(guī)則多孔零件體，其左端面是設(shè)計基準(zhǔn)（亦是裝配基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)），為了避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選左端面為定位基準(zhǔn)，即遵循“基準(zhǔn)重合”的原則。 在加工中還可遵循“互為基準(zhǔn)”的原則，重復(fù)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。3.2 零件表面加工方法的選擇本零件有平面、內(nèi)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(guān)資料，其加工方法選擇如下：（1） 、左端面 左端面為精基準(zhǔn)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(nèi)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(kuò)孔再鏜孔即可達(dá)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(jìn)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(jié)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(kuò)孔到16深18mm，最后攻絲M18。3.3 擬訂工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使其零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)中已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機(jī)床配以專用夾具，除此之外，應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)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(zhǔn)面及先粗后精的原則，該零件加工可按下述工藝路線進(jìn)行。（1） 、工藝路線方案一 工序 機(jī)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(nèi)孔及3-9孔； 工序 粗車外圓48； 工序 加工出油口； 工序 加工進(jìn)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(jī)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； 工序 磨48外圓柱面； 工序 鉆3-9孔； 工序 銑30內(nèi)孔面； 工序 擴(kuò)、鏜38孔； 工序 38孔的倒角； 工序 锪平26； 工序 加工進(jìn)油口； 工序 加工出油口； 工序 檢驗。 （3）工藝路線方案三工序 機(jī)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(nèi)孔面，再擴(kuò)38內(nèi)孔； 工序 粗車48外圓，切退刀槽； 工序 鏜38內(nèi)孔，內(nèi)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(jìn)油孔； 工序 去毛刺； 工序 精磨48外圓； 工序 檢驗。3.4 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，將工序集中，但需要專用機(jī)床才能達(dá)到加工要求。方案二，工序分散，但工藝按排的加工達(dá)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(jī)床加工并達(dá)到精度的要求，除了選擇萬能性通用機(jī)床加工外，還要設(shè)計一些專用夾具，提高加工要求和質(zhì)量。因此選用第三個方案較合理，具體如下：工序 機(jī)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(yīng)力； 工序 夾外圓，粗車左端面； 工序 先锪30內(nèi)孔面，再擴(kuò)38內(nèi)孔； 工序 粗車48外圓，切退刀槽； 工序 鏜38內(nèi)孔，內(nèi)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（锪26平面，鉆11孔，擴(kuò)16孔深18mm,攻絲M181.5深14mm）； 工序 加工進(jìn)油孔（锪26平面，鉆11孔，擴(kuò)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(dá)到要求的精度和粗糙度。3.5 工序設(shè)計3.5.1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 （1）、選擇機(jī)床 根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床。 工序、 屬于備坯階段，不屬于切削加工，由專門的 車間負(fù)責(zé)。 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(nèi)的現(xiàn)有設(shè)備一般最常用CA6140型臥式車床加工。 工序 先锪30內(nèi)孔面，再擴(kuò)38內(nèi)孔，精度要求不高，選用立式鉆床進(jìn)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(jì)。 工序 鏜38內(nèi)孔，內(nèi)孔倒角，選鉆床進(jìn)行加工。 工序 精車48外圓，選用CA6140進(jìn)行加工。 工序 鉆3-9通孔，由于是通孔，刀具進(jìn)給深度可以不嚴(yán)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(shè)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(dá)到要求。 工序、加工進(jìn)（出）油口孔，選用搖臂鉆床進(jìn)行加工。 工序 精磨48外圓，公差等級為IT6，表面粗糙度為Ra1.6mm，精度要求比較高，所以這里選用外圓磨床進(jìn)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(zhì)合金車刀。切刀槽宜選用高速鋼。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)選用可轉(zhuǎn)位車刀架。在鉆床上機(jī)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(nèi)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 卡尺；外圓徑向尺寸 外徑千分尺；角度 角度卡尺；孔內(nèi)徑 內(nèi)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表2所示。表2：CA6140車床濾油器體的工藝過程及設(shè)備工序號工序內(nèi)容機(jī)床備注00機(jī)器砂型鑄造毛坯附表205檢驗毛坯、清砂附表310熱處理附表420粗車左端面CA6140附表530先锪30內(nèi)孔面，再擴(kuò)38內(nèi)孔立式鉆床附表640粗車48外圓，車退刀槽CA6140附表750鏜38內(nèi)孔，倒角T68附表860精車48外圓CA1640附表970鉆3-9通孔立式加工中心附表1080磨左端面端面磨床附表1190加工出油孔搖臂鉆床附表12100加工進(jìn)油孔搖臂鉆床附表13110去毛刺附表14120精磨48外圓外圓磨床附表15130檢驗附表16 3.5.2 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(jié)合的方法確定各工序加工余量，中間工序公差按經(jīng)濟(jì)精度選定，上下偏差按入體原則標(biāo)注，確定各加工表面的機(jī)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(chǎn)類型為中批或大批，采用機(jī)械砂型鑄造毛坯。（1）、確定圓柱面的工序尺寸38，30，11，3-9由于無特殊加工精度等，在滿足其表面粗糙度的條件下直接鉆孔或擴(kuò)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(jìn)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0.1IT6(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 綜合上述，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鑄造毛坯機(jī)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(nèi)孔，擴(kuò)38內(nèi)孔先锪30內(nèi)孔平面锪30內(nèi)孔保長70.5mm再擴(kuò)38內(nèi)孔擴(kuò)內(nèi)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鏜38內(nèi)孔和倒角鏜38內(nèi)孔鏜內(nèi)孔至38，保長65.5mm內(nèi)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(kuò)孔擴(kuò)孔至16孔，深18mm攻絲攻絲M18x1.5，深14加工進(jìn)油口孔口锪平锪平26鉆孔鉆11孔通至下一平面擴(kuò)孔擴(kuò)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4 鏜孔夾具設(shè)計4.1 研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來加工孔，加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強(qiáng)度。4.2 定位、夾緊方案的選擇為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采用手動夾緊。由零件圖可知：進(jìn)行加工前，外圓面進(jìn)行了粗、精銑加工，進(jìn)行了粗、精加工。因此，定位、夾緊方案有：方案：選外圓面平面、和側(cè)面和V型塊定位夾緊方式用操作簡單，通用性較強(qiáng)的螺旋壓塊來夾緊。為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。4.3切削力及夾緊力的計算鏜刀材料：（硬質(zhì)合金鏜刀）刀具的幾何參數(shù)： 由參考文獻(xiàn)5查表可得：圓周切削分力公式： 式中 查5表得： 查5表 取 由表可得參數(shù)： 即：同理：徑向切削分力公式 ： 式中參數(shù)： 即：軸向切削分力公式 ： 式中參數(shù)： 即：根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即：安全系數(shù)K可按下式計算有：式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)5表可得： 所以有： 螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有：式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)5可查得： 其中： 螺旋夾緊力：該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如下：圖4.1 移動壓板受力簡圖由表得：原動力計算公式 即： 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。4.4 誤差分析與計算為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 定位誤差 ： 其中：， 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查5表1215有。 磨損造成的加工誤差：通常不超過 夾具相對刀具位置誤差：取誤差總和：從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。4.5 夾具設(shè)計及操作的簡要說明由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動生產(chǎn)率。因此設(shè)計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設(shè)計，用移動夾緊的大平面定位三個自由度，定位兩個自由度，用定位塊定位最后一個轉(zhuǎn)動自由度。夾具體是夾具的基礎(chǔ)件，夾具體上所有組成部分都必須最終通過這一基礎(chǔ)件連接成一個有機(jī)整體。為了滿足加工要求，夾具體應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，同時結(jié)構(gòu)工藝性要好。由于鑄造工藝性好，幾乎不受零件大小、形狀、重量和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的限制，同時吸振性良好、抗壓能力好，故此選用鑄造夾具體，材料選取HT200，鑄造成型后時效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。由于工件采用V型塊定位48mm外圓面，這就要求V型塊固定在一個與水平面成45的支撐面上。我們可以采用加工一有45面的支撐塊固定在夾具體上，經(jīng)過切削加工達(dá)到我們要求的定位尺寸。小結(jié)這是我大學(xué)期間，在學(xué)完全部課程和生產(chǎn)實習(xí)之后的又一次實踐性學(xué)習(xí)。經(jīng)過了3個星期努力，我終于完成了任務(wù)。在這次畢業(yè)設(shè)計中，使我懂得了運(yùn)用學(xué)過的知識，把理論融入到實踐中。以前在課本中不明白的很多問題，也得到了徹底的解決。這次畢業(yè)設(shè)計主要是根據(jù)要求設(shè)計工藝和某道工序的專用夾具。設(shè)計工藝與設(shè)計夾具，我都是第一次實踐，經(jīng)過老師的指導(dǎo)，我都順利完成了。在畢業(yè)設(shè)計中，我懂得了解決問題并不是只有一種方法的道理，要實事求是，要以花錢少辦好事為原則，這樣才能成為一名優(yōu)秀的設(shè)計人員。在此，感謝學(xué)校和各位老師給了我這個難得的學(xué)習(xí)機(jī)會，我將會更努力地完成我的學(xué)業(yè)，為校爭光！參考文獻(xiàn)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)畢業(yè)設(shè)計指南主編：宗凱 化學(xué)工業(yè)出版社機(jī)械制造工藝學(xué)主編：陳明 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教程主編：鄒青 機(jī)械工業(yè)出版社 機(jī)械設(shè)計畢業(yè)設(shè)計手冊主編：吳宗澤、羅圣國 高等教育出版社