機械制造技術課程設計-濾油器體的機械加工工藝規(guī)程及鉆φ38孔夾具設計

1、PAGE PAGE 27課程設計(論文)全套圖紙加V信153893706或扣 3346389411課程名稱 機械制造技術基礎A學院 機械工程學院 班級學號 學生姓名 指導教師 2021 年 9月 10日課程設計任務書及成績學生姓名班級學號課程名稱機械制造技術基礎課程設計題目濾油器殼體的機械加工工藝規(guī)程及夾具設計課程設計目標與任務、計劃與進度安排:1.目標與任務:1）繪制零件圖；2）繪制毛坯圖（毛坯-零件綜合圖）；3）編制零件機械加工工藝流程圖；4）設計專用夾具并繪制裝配圖，繪制夾具的某一重要零件(夾具體)的零件圖；5）填寫機械加工工序卡(1張)；6）編寫課程設計說明書。2.計劃與進度安排:1）

2、8.22-8.23：熟悉課題、零件分析，查閱資料，繪制零件圖；2）8.23-8.25：繪制毛坯-零件綜合圖；3）8.25-8.27：設計制定零件加工工藝規(guī)程，填寫工藝流程圖；4）8.27-8.30：專用夾具設計，繪制夾具裝配圖；5）9.6-9.10：填寫工序卡，編寫設計說明書；6）9.11：答辯、修改、上交全部資料。評語：成績：指導教師：2021年 9月 10 日專業(yè)負責人：2021年 月 日學院教學副院長：2021年 月 日目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc82217169 一零件分析 PAGEREF _Toc82217169 h 2 HYPERLINK

3、l _Toc82217170 1.1零件的作用 PAGEREF _Toc82217170 h 2 HYPERLINK l _Toc82217171 1.2零件的工藝分析 PAGEREF _Toc82217171 h 2 HYPERLINK l _Toc82217172 1.3確定零件的生產(chǎn)類型 PAGEREF _Toc82217172 h 3 HYPERLINK l _Toc82217173 二零件毛坯的設計 PAGEREF _Toc82217173 h 3 HYPERLINK l _Toc82217174 2.1選擇毛坯 PAGEREF _Toc82217174 h 3 HYPERLINK

4、l _Toc82217175 2.2毛坯尺寸公差與機械加工余量的確定 PAGEREF _Toc82217175 h 3 HYPERLINK l _Toc82217176 2.3繪制濾油器殼體毛坯簡圖 PAGEREF _Toc82217176 h 6 HYPERLINK l _Toc82217177 三工藝規(guī)程設計 PAGEREF _Toc82217177 h 7 HYPERLINK l _Toc82217178 3.1定位基準的選擇 PAGEREF _Toc82217178 h 7 HYPERLINK l _Toc82217179 3.2擬訂工藝路線 PAGEREF _Toc82217179

5、h 7 HYPERLINK l _Toc82217180 3.3選擇加工設備與工藝裝備 PAGEREF _Toc82217180 h 10 HYPERLINK l _Toc82217181 3.4確定工序尺寸 PAGEREF _Toc82217181 h 13 HYPERLINK l _Toc82217182 3.5切削用量的計算 PAGEREF _Toc82217182 h 16 HYPERLINK l _Toc82217183 四夾具的設計 PAGEREF _Toc82217183 h 17 HYPERLINK l _Toc82217184 4.1夾具設計任務 PAGEREF _Toc82

6、217184 h 17 HYPERLINK l _Toc82217185 4.2擬定鉆床夾具結構方案與繪制夾具草圖 PAGEREF _Toc82217185 h 17 HYPERLINK l _Toc82217186 4.3繪制夾具裝配總圖 PAGEREF _Toc82217186 h 18 HYPERLINK l _Toc82217187 4.4夾具裝配體上標注尺寸、配合及技術要求 PAGEREF _Toc82217187 h 19 HYPERLINK l _Toc82217188 4.5夾具專用零件設計繪制 PAGEREF _Toc82217188 h 20 HYPERLINK l _To

7、c82217189 五致謝 PAGEREF _Toc82217189 h 20 HYPERLINK l _Toc82217190 六參考文獻 PAGEREF _Toc82217190 h 21一零件分析1.1零件的作用“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。圖1：CA6140車床濾油器體零件圖1.2零件的工藝分析 “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

8、床主軸箱，起固定作用）；（3）、中心孔38（用于過濾及緩沖油液）；（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。1.3確定零件的生產(chǎn)類型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(chǎn)類型為中大批量生產(chǎn)。二零件毛坯的設計2.1選擇毛坯根據(jù)生產(chǎn)綱領可知，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

9、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，且為機器造型。2.2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，機械加工余量等級范圍是EG級，取為F級。、（5）、求RAM（要求的機械加工余量） 對

10、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。 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，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

11、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105.333.768.352.437.30002.3繪制濾油器殼體毛坯簡

12、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。綜合上述，所設計的毛坯圖如圖3所示。圖3： CA6140車床濾油器體毛坯三工藝規(guī)程設計3.1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），為了避免

13、由于基準不重合而產(chǎn)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。3.2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，在生產(chǎn)綱領中已經(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(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

14、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3

15、8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。3.2.1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

16、序 熱處理； 工序5 粗車46，48外圓，切退刀槽； 工序10 夾外圓，粗車左端面； 工序15 半精車46，48外圓； 工序20 半精車左端面； 工序25 精車外圓； 工序30 精車左端面； 工序35 夾外圓，鉆3-9的孔； 工序40 锪孔26，鉆11的孔，擴孔16，攻絲M18*1.5； 工序45 鉆孔38，內孔倒角； 工序50 锪孔30，鉆孔至38； 工序55 锪孔26，鉆11的孔，擴孔16； 工序60 去毛刺； 工序65 檢驗； 工序70 入庫3.3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5粗車46，48外

17、圓，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10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15半精車46，48外圓。選擇CA6140加工。工序20半精車左端面。選擇CA6140加工。工序25精車外圓，選用CA6140進行加工。工序30精車左端面。選擇CA6140加工。工序35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40，45，50，55加工進

18、（出）油口孔，選用搖臂鉆床進行加工。（2）選擇夾具 工序5 選用三爪自定心卡盤。其余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。 = 1 * GB3 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(chǎn)率及經(jīng)濟性，應選用可轉位車刀架。 = 2 * GB3 在鉆床上機加工的工序 麻花鉆，锪頭鉆，倒孔鉆等。選擇量具加工部分的量具工序5 卡尺； 工序10 卡尺； 工序15 卡尺； 工序20 卡尺；工序25 卡尺； 工序30 卡尺； 工序35 卡尺； 工序40 卡尺； 工序45 卡尺； 工序50 卡尺； 工序55 卡尺。檢驗部分的量具 檢查內容 測量工具砂眼、清砂是

19、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表2所示。表2：CA6140車床濾油器體的工藝過程及設備工序號工序內容機床00機器砂型鑄造毛坯05熱處理5粗車46，48外圓，切退刀槽CA614010夾外圓，粗車左端面CA614015半精車46，48外圓CA614020半精車左端面CA614025精車外圓CA614030精車左端面CA164035夾外圓，鉆3-9的孔立式加工中心40锪孔26，鉆11的孔，擴孔16，攻絲M18*1.5搖臂

20、鉆床45鉆孔38，內孔倒角立式鉆床Z52550锪孔30，鉆孔至38立式鉆床Z52555锪孔26，鉆11的孔，擴孔16立式鉆床Z52560去毛刺65檢驗70入庫 3.4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(chǎn)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 = 1 * GB3 38，30，11，3-9由于無特殊加

21、工精度等，在滿足其表面粗糙度的條件下直接鉆孔或擴孔來完成。 = 2 * GB3 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

22、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 均按毛坯公差等級確定為IT14.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，加工的工序尺寸如表4所示。 表4：各加工工序的

23、工序尺寸工序工位工位尺寸 = 1 * ROMAN 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M18x

24、1.5，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3.5切削用量的計算刀具選擇硬質合金車刀，刀片采用YG8，由于加工余量不大，且標面粗糙度Ra12.8要求不高，故可以在一次內車完，則ap=2.5mm（1）.主軸轉速確定n=1000v/Dv切削速度，單位為m/min，由刀具的耐用度決定；n- -主軸轉速，單位為 r/min；D工件直徑或刀具直徑，單位為mm。（2）.進給量計算v f=fn式中 v f 進給速度（ mm/s ）；n 主軸轉速（ r/s ）；f 進

25、給量（ mm /s）（3）.刀具切削速度v c=( d w n )/1000式中 v c 切削速度 (m/min) ；dw 工件待加工表面直徑（ mm ）；n 工件轉速（ r/min）。四夾具的設計4.1夾具設計任務本夾具是用38麻花鉆直接鉆斜孔的專用夾具，在Z525立式鉆床是加工出38孔。4.2擬定鉆床夾具結構方案與繪制夾具草圖定位方案： 所加工的38孔是中心孔，本工序加工要求保證的位置精度主要是38中心線與外圓同心。采用定位釘以及定位板確定。4.3繪制夾具裝配總圖圖四：夾具總裝配體4.4夾具裝配體上標注尺寸、配合及技術要求4.4.1切削力及夾緊力的計算鉆該孔時選用：鉆床Z525，刀具用高速鋼刀具。由參考文獻5查表可得：切削力公式： 式中D=38MM 查表得： 其中： 即：實際所需夾