CA6140车床滤油器体工艺及夹具计划完整版
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制造技术基础课程设计CA6140车床滤油器体目录一、零件的分析及生产类型的确定 (1)2、零件的作用 (1)3、零件的工艺分析 (2)4、零件的生产类型 (2)二、零件毛坯的设计 (2)1、选择毛坯 (4)2、毛坯尺寸公差与机械加工余量的确定 (3)3、确定毛坯尺寸 (3)4、设计毛坯图 (5)三、零件的加工工艺设计 (6)1、定位基准的选择 (6)2、零件表面加工方法的选择 (6)3、拟订工艺路线 (7)4、工艺方案的比较与分析 (9)四、工序设计 (11)1、选择加工设备与工艺装备 (11)2、确定工序尺寸 (14)3、数控加工工序 (17)a)夹具的设计 (19)1、工件的定位 (19)2、夹紧装置 (21)3、定位误差分析 (22)4、对刀装置 (23)5、夹具体 (23)6、结构特点 (23)六、设计小结 (23)七、参考文献 (24)一、零件的分析及生产类型的确定1.零件的作用“CA6140车床滤油器体”如图1所示。
它位于车床主轴箱上面,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。
图1:CA6140车床滤油器体零件图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);φ(3)、中心孔38(用于过滤及缓冲油液);φ(4)、进出油孔2-11(用于联接进出油装备,流通油液);φ(5)、外圆柱面48h6(用于与车床主轴箱联接)。
φ各表面的相互精度要求有:(1)、外圆柱面48h6为基轴制联接,尺寸精度为IT6;φ(2)、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。
3、零件的生产类型依设计题目知:Qn=8000件/年;结合生产实际,备品率和废品率可以取为αβ=5%,=0.5%。
由此可得,该零件的生产纲领αβ年件/ 84420.5%)(1%)5(1 8000) +)(1+Qn(1=N=++⨯=βαC6140车床滤油器体的质量为1.1kg,查表可知其属轻型零件,生产类型为中大批量生产。
一、零件毛坯的设计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、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,查表得,公差等级CT范围是8~12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,查表得,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,查表得,机械加工余量等级范围是E~G级,取为F级。
、(5)、求RAM(要求的机械加工余量)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,得RAM数值为1.5mm。
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Ra 1.6≥m。
Ra 1.6m的表面,余量要适当增大。
μ<μ分析零件,各加工表面均为Ra 1.6m,因此这些表面的≥μ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φ单侧加工,则105.3mm 3.6/21.5 102CT/2RMAFR=+ +=+ +=38盲孔属内腔加工,根据零件分析,38深度为65不φφ变,径向为mm7.332/6.2 5.12 38CT/2RMAFR=-⨯-=--=30盲孔属内腔,且此孔为非配合孔,用钻床锪出即可,φ所以30盲孔铸成实心。
φ48h6外圆柱面的加工,即φ=34+3.3=37.3mm。
图2:根据零件尺寸计算的毛坯尺寸(2)、确定拔模斜度本铸件最大尺寸为h=105.3mm,属25~500mm的铸件,所以查表,取拔模斜度为1:20。
(3)、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,500︒~︒550进行消除残余应力,从而改善加工性。
二、零件的加工工艺设计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φ48外圆柱面,使其中心线重合度较高,减小圆跳动度。
φ2、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μm 方法为先车后磨。
(2)、38mm内孔φ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μm以选择先扩孔再铰孔即可达到要求。
(3)、3-9孔φ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μφm可。
(4)、48外圆柱面φ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)φ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φ孔到16深18mm,最后攻丝M18。
φ3、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。
(1)、工艺路线方案一工序ⅰ机器砂型铸造毛坯;工序ⅱ检验,清砂;工序ⅲ热处理;工序ⅳ磨左端面;工序ⅴ钻38内孔及3-9孔;φφ工序ⅵ粗车外圆48;φ工序ⅶ加工出油口;工序ⅷ加工进油口;工序ⅸ磨48外圆柱面;φ工序ⅹ检验。
(2)、工艺路线方案二工序ⅰ机器砂型铸造毛坯;工序ⅱ检验,清砂;工序ⅲ热处理;工序ⅳ磨左端面;工序ⅴ车48外圆柱面;φ工序ⅵ磨48外圆柱面;φ工序ⅶ钻3-9孔;φ工序ⅷ铣30内孔面;φ工序ⅸ扩、铰38孔;φ工序ⅹ38孔的倒角;φ工序ⅹⅰ锪平26;φ工序ⅹⅱ加工进油口;工序ⅹⅲ加工出油口;工序ⅹⅳ检验。
(3)工艺路线方案三工序ⅰ机器砂型铸造毛坯;工序ⅱ检验毛坯、清砂;工序ⅲ热处理;工序ⅳ粗车左端面;工序ⅴ先锪30内孔面,再扩38内孔;φφ工序ⅵ粗车48外圆,切退刀槽;φ工序ⅶ铰38内孔,内孔倒角;φ工序ⅷ精车48外圆;φ工序ⅸ钻3-9通孔;φ工序ⅹ磨左端面;工序ⅹⅰ加工出油孔;工序ⅹⅱ加工进油孔;工序ⅹⅲ去毛刺;工序ⅹⅳ精磨48外圆;φ工序ⅹⅴ检验。
4、工艺方案的比较与分析上述三个工艺方案的特点在于:方案一,将工序集中,但需要专用机床才能达到加工要求。
方案二,工序分散,但工艺按排的加工达不到精度要求。
方案三,也是分散工序,工艺安排合理,能满足用通用机床加工并达到精度的要求,除了选择万能性通用机床加工外,还要设计一些专用夹具,提高加工要求和质量。
因此选用第三个方案较合理,具体如下:工序ⅰ机器造型砂模铸造毛坯;工序ⅱ清砂,检验毛坯各尺寸,不得有砂眼缺陷;工序ⅲ热处理,人工时效温度,消除残余应力;~500︒550︒工序ⅳ夹外圆,粗车左端面;工序ⅴ先锪30内孔面,再扩38内孔;φφ工序ⅵ粗车48外圆,切退刀槽;φ工序ⅶ铰38内孔,内孔倒角;φ工序ⅷ精车48外圆;φ工序ⅸ钻3-9通孔;φ工序ⅹ磨左端面;工序ⅹⅰ加工出油孔(锪26平面,钻11孔,扩16孔深φφφ18mm,攻丝M18 1.5深14mm);⨯工序ⅹⅱ加工进油孔(锪26平面,钻11孔,扩16孔深φφφ18mm,攻丝M18 1.5深12mm);⨯工序ⅹⅲ用钳工去毛刺;工序ⅹⅳ精磨48外圆;φ工序ⅹⅴ检验,是否达到要求的精度和粗糙度。
三、工序设计1、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。
①工序ⅰ、ⅱ、ⅲ属于备坯阶段,不属于切削加工,由专门的车间负责。
②工序ⅸ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。
③工序ⅴ先锪30内孔面,再扩38内孔,精度要求不高,选用立式φφ钻床进行加工。
④工序ⅵ粗车48外圆柱面,在切退刀槽。
加工中需要换刀具,刀架φ最好是换位的,所以选择CA6140最经济。
⑤工序ⅶ铰38内孔,内孔倒角,选钻床进行加工。
φ⑥工序ⅷ精车48外圆,选用CA6140进行加工。
φ⑦工序ⅸ钻3-9通孔,由于是通孔,刀具进给深度可以不严格控制,φ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。
φ⑧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。
⑨工序ⅹⅰ、ⅹⅱ加工进(出)油口孔,选用摇臂钻床进行加工。
⑩工序ⅹⅳ精磨48外圆,公差等级为IT6,表面粗糙度为Ra1.6mm,φ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ⅳ选用三爪自定心卡盘。
工序ⅴ、ⅵ、ⅶ、ⅷ、ⅸ、ⅹ、ⅹⅰ、ⅹⅱ、ⅹⅳ都选用专用夹具。
(3)选择刀具根据不同的工序选择刀具。
①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。
为提高生出三点坐标分别为A(-26.846,15.5),B26.846,15.5),C(0,-31)。
图5:数控加工3-9孔φ(2)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 M02四、夹具的设计本夹具是工序XII用18麻花钻直接钻斜孔的专用夹具,在φZ39摇臂钻床是加工出18斜孔。