濾油器體的鉆M18螺紋孔夾具設(shè)計含8張CAD圖.zip,濾油器,m18,螺紋,羅紋,夾具,設(shè)計,cad,zip 目錄 摘 要 2 前 言 3 1零件的分析及生產(chǎn)類型的確定 4 1.1 零件的作用 4 1.2 零件的工藝分析 4 1.3 零件的生產(chǎn)類型 5 1.4 本章小結(jié) 5 2 零件毛坯的設(shè)計 6 2.1選擇毛坯 6 2.2 防止濾油器零件變形的工藝措施 9 2.3 本章小結(jié) 9 3零件的加工工藝設(shè)計 9 3.1確定毛坯的制造形式 9 3.2 定位基準的選擇 9 3.3零件表面加工方法的選擇 10 3.4 制定工藝路線 10 3.5 工藝方案的比較與分析 12 3.6 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 12 3.7 本章小結(jié) 14 4 工序設(shè)計 14 4.1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 14 4.2 確定工序尺寸 16 4.3確定切削用量及基本工時 18 4.4 本章小結(jié) 26 五、鉆M18螺紋孔夾具設(shè)計 27 3.1研究原始質(zhì)料 27 3.2 切削力及夾緊力的計算 27 3.3誤差分析與計算 28 總 結(jié) 30 致 謝 31 參 考 文 獻 32 摘 要 液壓油中往往含有顆粒狀雜質(zhì)，會造成液壓元件相對運動表面的磨損、滑閥卡滯、節(jié)流孔口堵塞，使系統(tǒng)工作可靠性大為降低。在系統(tǒng)中安裝一定精度的濾油器，是保證液壓系統(tǒng)正常工作的必要手段。 濾油器一般可分為吸油濾油器和回油濾油器兩類。吸油濾油器一般安裝在油泵的吸油口處，用以保護油泵和其他液壓元件，以避免吸入污染雜質(zhì)，可以有效的控制液壓系統(tǒng)的清潔度。 回油濾油器用于液壓系統(tǒng)回油過濾，過濾液壓系統(tǒng)中由于元件磨損產(chǎn)生的金屬顆粒，心臟密封件產(chǎn)生的污染物，使流回油箱的油液保持清潔。 目前使用的WU式吸油濾油器屬于粗過濾器，其結(jié)構(gòu)單、通油能力大阻力小，具有濾心污染發(fā)訊器與油路旁通閥，提高液壓系統(tǒng)的可靠性。XU-A回油濾油器屬于精過濾器，其結(jié)構(gòu)簡單，過濾精度高，具有濾心污染發(fā)訊器與油路旁通閥，可以很有效的提高液壓系統(tǒng)的可靠性。由此可見，濾油器在當今機械行業(yè)中的重要性。 本論文主要討論CA6140車床濾油器體零件加工工藝。它位于車床主軸箱上面，主要作用是給主軸箱內(nèi)供油及對油液起過濾作用，零件的兩端有兩孔用于油液的進出，零件的中間有一個外圓柱面，用于與主軸箱以基軸制形式聯(lián)接。一件成品是否實用，我們主要從兩個方面著手考慮，第一是技術(shù)是否先進，第二是經(jīng)濟是否合理。加工工藝作為進行加工的一個依據(jù)則直接決定這些因素。 濾油器零件工藝作為機械行業(yè)的一個中端工業(yè)，有著承接高端和基端工業(yè)的重要作用，其技術(shù)水平高低，對一個國家的工業(yè)技術(shù)發(fā)展水平具有一定的代表意義?？梢哉f一個不具有先進濾油器生產(chǎn)技術(shù)水平的國家，很難說是一個擁有了先進制造技術(shù)的國家。本課題以CA6140濾油器作為研究對象，綜合考慮濾油器的的制造成本和運行效率的雙重因素，對其進行工藝設(shè)計。 【關(guān)鍵詞】濾油器；零件；加工工藝 前 言 畢業(yè)設(shè)計是在學完了機械制造技術(shù)基礎(chǔ)和大部分專業(yè)課，并進行了生產(chǎn)實習的基礎(chǔ)上進行的又一個實踐性教學環(huán)節(jié)。其目的主要有一下三點：一、培養(yǎng)學生運用機械制造工程學及相關(guān)課程（工程材料與熱處理，機械設(shè)計，公差與技術(shù)測量等）的知識，綜合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決零件機械加工工藝問題，初步具備設(shè)計一個中等復雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。二、培養(yǎng)學生熟悉并運用有關(guān)手冊，規(guī)范，圖表等技術(shù)資料的能力。三、進一步培養(yǎng)學生識圖，制圖，運算和編寫技術(shù)文件等基本技能。 這次設(shè)計使我能綜合運用機械制造技術(shù)基礎(chǔ)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)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(shè)計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計及未來從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。 這次畢業(yè)設(shè)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(shè)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，提高車床的綜合性能，又因為被加工零件的結(jié)構(gòu)比較復雜，加工難度大，需進行專用夾具的設(shè)計與裝配。 由于能力所限，經(jīng)驗不足，設(shè)計中還有許多不足之處，希望老師雅正。 濾油器體零件在當代社會的重要性及研究意義 不同磨粒粒度對現(xiàn)代供油系統(tǒng)泵噴嘴柱塞偶件磨損的試驗研究結(jié)果，提出對現(xiàn)代濾油器的要求：必須將保證必要的過濾精度、防止精密偶件的磨損放在第一位，并提出其絕對過濾精度應(yīng)小于3μm?；诟呔葹V紙對機床使用壽命和水對高精度濾油器使用壽命影響的試驗研究，提出現(xiàn)代機床的濾油系統(tǒng)應(yīng)采用兩級過濾，第一級應(yīng)由油水分離器和油粗濾器組成，第二級應(yīng)由高精度的濾紙承擔油精濾的任務(wù)，以滿足絕對過濾精度小于3μm的要求。 現(xiàn)代機床已進入電控時代，在各種工況下機床對油液噴射的控制更加嚴格，包括下列內(nèi)容：對循環(huán)供油量進行精確控制；對噴油速率和噴油規(guī)律進行精確控制，以獲得在工況過程中達到理想的效果；對噴油壓力進行精確控制，以獲得足夠合理的油液流出的初速度 。為實現(xiàn)上述的幾個精確控制，必須提高供油泵和濾油器的可靠性。供油泵、濾油器或增壓油塞精密偶件的磨損將是電控失效的主要原因之一。這就對濾油器提出了更高的要求。 本課題對CA6140車床濾油器體零件加工工藝進行研究。CA6140車床濾油器體的結(jié)構(gòu)屬于中等復雜的零件，總共有六個孔需要加工，而且三個螺栓孔的加工精度一般，只需要保證三個螺栓孔的位置精度即可。其內(nèi)孔的結(jié)構(gòu)也比較簡單，只是需要在其底部锪一個平面。兩個通油孔的結(jié)構(gòu)看似簡單，但要達到其要求需要較多的加工工步，同時注意到兩通油孔的尺寸一樣。該零件的結(jié)構(gòu)簡單但加工要求較高是左右端面和外圓面，它們的加工誤差直接影響其后續(xù)的加工。 1零件的分析及生產(chǎn)類型的確定 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(nèi)供油及對油液起沖作用，零件的兩端有兩孔用于油液的進出，零件的中間有一個φ48h6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： 1.2.1 零件的左端面（用于精基準加工其他表面） 根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等級為IT14，表面粗糙度為Ra1.6μm，加工方式采用粗銑、半精銑、精銑。 1.2.2 右端面 為未標注尺寸公差，根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等級為IT14，表面粗糙度為Ra3.2μm，加工方式采用粗車、半精車。 1.2.3 螺栓孔3-φ9（用于聯(lián)接車床主軸箱，起固定作用） 根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等級為IT14，表面粗糙度為Ra6.3μm，加工方式采用粗鉸。 1.2.4 中心孔φ38（用于過濾及緩沖油液） 根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等級為IT14，表面粗糙度為Ra6.3μm，需要進行粗鏜、半精鏜。 1.2.5 進出油孔2-φ11（用于聯(lián)接進出油裝備，流通油液） 根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等級為IT14，表面粗糙度為Ra6.3μm，根據(jù)結(jié)構(gòu)需要進行鉆φ11通孔。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φ11孔，接著擴孔到φ16深18mm，最后攻絲M18。 1.2.6外圓柱面φ48h6（用于與車床主軸箱聯(lián)接） 表面粗糙度為Ra1.6μm，需要進行粗車、精車、精磨。 各表面的相互精度要求有： (1)外圓柱面φ48h6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) (1-1) 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)。 1.4 本章小結(jié) 在此章我們主要對CA6140濾油器零件進行簡短的介紹和生產(chǎn)類型的確定。 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，且為機器造型。 2.1.1毛坯尺寸公差與機械加工余量的確定[4] (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102.5mm。 (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8~12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E~G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102.5mm、機械加工余量等級為F級，得RAM數(shù)值為1.5mm。 2.1.2 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-φ9和進出有口尺寸較小，鑄成實心；A面為單側(cè)加工，則 (2-1) φ38盲孔屬內(nèi)腔加工，根據(jù)零件分析，φ38深度為65不變，徑向為 (2-2) φ30盲孔屬內(nèi)腔，且此孔為非配合孔，用鉆床锪出即可，所以φ30盲孔鑄成實心。 φ48h6外圓柱面的加工，即 (2-3) 如圖2所示，由于φ38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φ38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 φ38徑向 φ38軸向 φ48徑向 三角肩寬 3-φ9 2-φ11 φ30 公差等級CT 10 10 10 10 10 — — — 加工面基本尺寸 102 38 65 48 34 — — — 鑄件尺寸公差 3.6 2.6 同A面 2.8 同A面 — — — 機械加工余量等級 F F 同A面 F 同A面 — — — RMA 1.5 1.5 同A面 1.5 同A面 — — — 毛坯基本尺寸 105.3 33.7 68.3 52.4 37.3 0 0 0 2.1.3 設(shè)計毛坯圖 (1)確定圓角半徑 （以下類同） 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25~500mm的鑄件，所以查表，取拔模斜度為1：20。[5] (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 2.2 防止濾油器零件變形的工藝措施 該零件在加工中防止變形的工藝措施，加工中常因夾緊力、切削力和切削熱等因素的影響而產(chǎn)生變形。防止變形應(yīng)注意,為減少切削力和切削熱的影響，粗、精加工應(yīng)分開進行。在正式的加工過程中，應(yīng)在粗、精加工之間留有充分的冷卻時間，并且在加工時注入足夠的切削液。粗加工產(chǎn)生的變形在精加工中可以得到糾正。所以為了保證有效的加工質(zhì)量，根據(jù)零件的機構(gòu)特點制定了一套合理的加工方案，在車削與磨削中采用了三爪卡盤以及專用夾具，所以在加工時需要設(shè)定好進刀量以及考慮應(yīng)力等各個方面的問題。[6] 2.3 本章小結(jié) 本章我們主要討論了毛胚的選擇、毛胚尺寸的確定，加工余量和公差等級等的確定以保證濾油器體零件表面間位置精度，以及防止濾油器體零件變形的簡要分析。 3零件的加工工藝設(shè)計 3.1確定毛坯的制造形式 濾油器體零件一般都是用鋼、鑄鐵材料制成。在此設(shè)計中根據(jù)材料的要求所知毛坯選用的是HT200。 3.2 定位基準的選擇 3.2.1 精基準的選擇 精基準的選擇有四原則：基準重合原則，統(tǒng)一基準原則，互為基準原則，自為基準原則。這里主要應(yīng)該考慮的是基準重合的問題。當設(shè)計基準與工序基準不重合時，應(yīng)該進行尺寸的換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。對于每道工序的精基準的選擇在機械加工工序卡片里均有詳細的標明。 3.2.2 粗基準的選擇 對于零件而言，盡可能選擇不加工表面作為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。對于較長的套筒零件，為保證位置精度，往往以外圓定位，采用一端夾持，另一端用中心夾支托來最終加工內(nèi)孔。 本零件是不規(guī)則多孔零件體，其左端面是設(shè)計基準（亦是裝配基準和測量基準），為了避免由于基準不重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)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。[7] 3.3零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： 3.3.1 零件的左端面（用于精基準加工其他表面） 根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等級為IT14，表面粗糙度為Ra1.6μm，加工方式采用粗銑、半精銑、精銑。 3.3.2 右端面 為未標注尺寸公差，根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等級為IT14，表面粗糙度為Ra3.2μm，加工方式采用粗車、半精車。 3.3.3 螺栓孔3-φ9（用于聯(lián)接車床主軸箱，起固定作用） 根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等級為IT14，表面粗糙度為Ra6.3μm，加工方式采用粗鉸。 3.3.4 中心孔φ38（用于過濾及緩沖油液） 根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等級為IT14，表面粗糙度為Ra6.3μm，需要進行粗鏜、半精鏜。 3.3.5 進出油孔2-φ11（用于聯(lián)接進出油裝備，流通油液） 根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等級為IT14，表面粗糙度為Ra6.3μm，根據(jù)結(jié)構(gòu)需要進行鉆φ11通孔。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φ11孔，接著擴孔到φ16深18mm，最后攻絲M18。 3.4 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當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床配以專用夾具，除此之外，應(yīng)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。[8] 3.4.1 工藝路線方案一 工序 0 機器砂型鑄造毛坯； 工序10 檢驗，清砂； 工序15 熱處理； 工序20 磨左端面； 工序25 鉆φ38內(nèi)孔及3-φ9孔； 工序30 粗車外圓φ48； 工序35 加工出油口； 工序40 加工進油口； 工序45 磨φ48外圓柱面； 工序50 檢驗。 3.4.2工藝路線方案二 工序 0 機器砂型鑄造毛坯； 工序10 檢驗，清砂； 工序15 熱處理； 工序20 磨左端面； 工序25 車φ48外圓柱面； 工序30 磨φ48外圓柱面； 工序35 鉆3-φ9孔； 工序40 銑φ30內(nèi)孔面； 工序45 擴、鉸φ38孔； 工序50 φ38孔的倒角； 工序55 锪平φ26； 工序60 加工進油口； 工序65 加工出油口； 工序70 檢驗。 3.4.3 工藝路線方案三 工序 0 機器砂型鑄造毛坯； 工序10 檢驗毛坯、清砂； 工序15 熱處理； 工序20 粗車左端面； 工序25 先锪φ30內(nèi)孔面，再擴φ38內(nèi)孔； 工序30 粗車φ48外圓，切退刀槽； 工序35 鉸φ38內(nèi)孔，內(nèi)孔倒角； 工序40 精車φ48外圓； 工序45 鉆3-φ9通孔； 工序50 磨左端面； 工序55 加工出油孔； 工序60 加工進油孔； 工序65 去毛刺； 工序70 精磨φ48外圓； 工序75 檢驗。 3.5 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(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00 機器造型砂模鑄造毛坯； 工序10 清砂，檢驗毛坯各尺寸，不得有砂眼缺陷； 工序15 熱處理，人工時效溫度，消除殘余應(yīng)力； 工序20 夾外圓，粗車左端面； 工序25 先锪φ30內(nèi)孔面，再擴φ38內(nèi)孔； 工序30 粗車φ48外圓，切退刀槽； 工序35 鉸φ38內(nèi)孔，內(nèi)孔倒角； 工序40 精車φ48外圓； 工序45 鉆3-φ9通孔； 工序50 磨左端面； 工序55 加工出油孔（锪φ26平面，鉆φ11孔，擴φ16孔深18mm,攻絲M181.5深14mm）； 工序60 加工進油孔（锪φ26平面，鉆φ11孔，擴φ16孔深18mm,攻絲M181.5深12mm）； 工序65 用鉗工去毛刺； 工序70 精磨φ48外圓； 工序75 檢驗，是否達到要求的精度和粗糙度。 3.6 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 濾油器零件材料為灰鑄鐵，硬度是187~220/HBS，生產(chǎn)類型大中批量生產(chǎn)，毛坯形式為鑄件。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。 3.6.1 兩端外圓表面 兩外圓（φ38mm）表面一端加工長度為68mm，與其聯(lián)接的要求不高的加工外圓表面直徑為φ46mm，現(xiàn)取其外圓表面直徑為φ46mm。φ30mm表面尺寸公差±0.02，表面粗糙度值1.6，要求半精車；精車，加工直徑余量Z=2mm. 由于本設(shè)計規(guī)定零件是大批生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此在計算最大、最小加工余量時，應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。φ30 mm的尺寸加工余量和工序間余量及公差分布見圖4。 圖4:φ45外圓工序間尺寸公差分布圖（調(diào)整法） 由圖可知： 毛坯名義尺寸：45+3.5×2=52（mm） 毛坯最大尺寸：52+1.3×2=54.6（mm） 毛坯最小尺寸：52-0.5×2=51（mm） 半精車后最大尺寸：52+0.5×2=53（mm） 半精車最小尺寸：52-0.02=51.98（mm） 精車后尺寸和零件圖尺寸相同，即φ45mm. 最后，將上述計算的工序間尺寸及公差[3]整理成表2。 表2:加工余量計算表 工序 加工尺 寸及公差 鍛造件 粗車外圓 精車外圓 加工前尺寸 最大 54.6 53 最小 51 51.98 加工后尺寸 最大 54.6 53 52.02 最小 48 51.98 51.98 加工余量（單邊） 1.75 最大 1.75 0.27 最小 1.6 0.23 加工公差（單邊） +0.17 -0.5 -0.4/2 -0.12/2 3.6.2 工件內(nèi)孔加工 毛坯為鍛造件，參照《工藝手冊》表2.3-9確定工序尺寸及余量為： 鉆孔 φ19 粗鏜孔 φ24mm 半精鏜孔 φ26mm 精鏜孔 φ27.5mm 滾壓孔（浮動鏜刀） φ28±0.20mm 3.7 本章小結(jié) 本章我們主要討論了基準面的選擇、工藝路線的選定以及毛胚尺寸的確定、加工面的選擇確定。 4 工序設(shè)計 4.1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 4.1.1 選擇機床 根據(jù)不同的工序選擇機床。 (1)工序0、10、15 屬于備坯階段，不屬于切削加工，由專門的 車間負責。 (2)工序20 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。 (3) 工序25 先锪φ30內(nèi)孔面，再擴φ38內(nèi)孔，精度要求不高，選用立式鉆床進行加工。 (4)工序30 粗車φ48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。 (5) 工序35 鉸φ38內(nèi)孔，內(nèi)孔倒角，選鉆床進行加工。 (6)工序40 精車φ48外圓，選用CA6140進行加工。 (7)工序45 鉆3-φ9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(shè)計好對刀塊，然后執(zhí)行程序就可以加工出3個φ9通孔了。 (8)工序50 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。 (9)工序55、60 加工進（出）油口孔，選用搖臂鉆床進行加工。 (10)工序70 精磨φ48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行加工。 4.1.2 選擇夾具 工序20 選用三爪自定心卡盤。 其他工序都選用專用夾具。[10] 4.1.3 選擇刀具 根據(jù)不同的工序選擇刀具。 (1)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)濟性，應(yīng)選用可轉(zhuǎn)位車刀架。 (2)在鉆床上機加工的工序 麻花鉆，锪頭鉆，倒孔鉆等。 4.1.4 選擇量具 (1)加工部分的量具 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，螺紋塞規(guī)； 工序60 卡尺，螺紋塞規(guī)； 工序70 千分尺。 (2)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3所示。 工序號 工序內(nèi)容 機床 備注 00 機器砂型鑄造毛坯 —— 附表1 05 檢驗毛坯、清砂 —— 附表1 15 熱處理 —— 附表1 20 粗車左端面 CA6140 附表2 25 先锪φ30內(nèi)孔面，再擴φ38內(nèi)孔 立式鉆床 附表3 30 粗車φ48外圓，車退刀槽 CA6140 附表4 35 鉸φ38內(nèi)孔，倒角 搖臂鉆床 附表5-6 40 精車φ48外圓 CA1640 附表7 45 鉆3-φ9通孔 立式加工中心 附表8 50 磨左端面 端面磨床 附表9-10 55 加工出油孔 搖臂鉆床 附表11-12 60 加工進油孔 搖臂鉆床 附表13-15 65 去毛刺 —— 70 精磨φ48外圓 外圓磨床 附表16 75 檢驗 —— 附表17 4.2 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HB207～233，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。[11] 4.2.1 確定圓柱面的工序尺寸 (1)φ38，φ30，φ11，3-φ9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孔來完成。 (2)外圓柱面φ46h6和φ46： φ46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。 φ48h6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φ 52.4-48-0.9=3.4mm，能滿足加工要求，考慮φ48h6長度為40，精度等級為14，由鑄造直接完成。φ48h6的外圓柱面的加工余量表如下。 表5: φ 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 0.1 IT6(0-0.016) φ48 精車 0.9 IT7(0-0.025) φ48.1 粗車 3.4 IT11(0-0.160) φ49 毛坯 F(0-3.6) φ52.4 4.2.2 確定軸向工序尺寸 由于尺寸均未標注公差，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6所示。 表6：各加工工序的工序尺寸 工序 工位 工位尺寸 0鑄造毛坯 機器砂型鑄造毛坯 參見毛坯圖所示 10備坯 檢驗毛坯、清砂 —— 15熱處理 人工時效 —— 20車左端面 粗車左端面 保長102.5mm 25锪φ30內(nèi)孔，擴φ38內(nèi)孔 先锪φ30內(nèi)孔平面 锪φ30內(nèi)孔保長70.5mm 再擴φ38內(nèi)孔 擴內(nèi)孔至φ37，保長65.5mm 30車φ48外圓和退刀槽 粗車φ48外圓 車外圓至φ49 車退刀槽 3x1.5mm 35鉸φ38內(nèi)孔和倒角 鉸φ38內(nèi)孔 鉸內(nèi)孔至φ38，保長65.5mm 內(nèi)孔倒角 1C 40精車φ48外圓 精車φ48外圓 精車外圓至φ48.1 45鉆3-φ9通孔 鉆3-φ9通孔 鉆3-φ9通孔 50磨左端面 磨左端面 保長102mm 55加工出油口 空口锪平 锪平φ26 鉆孔 鉆φ11孔深32mm 擴孔 擴孔至φ16孔，深18mm 攻絲 攻絲M18x1.5，深14 60加工進油口 孔口锪平 锪平φ26 鉆孔 鉆φ11孔通至下一平面 擴孔 擴孔至φ16孔 8mm 攻絲 攻絲M18x1.5，深12 65去毛刺 去毛刺 —— 70精磨φ48外圓 精磨φ48外圓 精磨外圓至φ48 75檢驗 檢驗 —— 4.3確定切削用量及基本工時 4.3.1 工序00 鍛造毛坯，如下圖： 圖3-2 毛坯圖 4.3.2.工序05 熱處理，人工時效，溫度500°-550°。 4.3.3 工序10 粗車左端面，車削，本工序采用計算法確定切削用量。 (1)加工條件 工件材料：鍛造件材料為HT200， 。車端面取總長104mm（余2mm）。 機床：CA6140車床 刀具：刀具材料為YT15，刀桿尺寸16mm×25mm， 。圖為： 圖3-3 零件右端面工序簡圖 (2)計算切削用量 ① 車￠45到￠48 切削深度： (4-1) 進給量f：根據(jù)《切削用量簡明手冊》[3]（第三版）（以下簡稱《切削手冊》）表1.4，當?shù)稐U尺寸為16mm×25mm,以及工件直徑為100mm時：f=0.6~0.9。按CA6140車床的說明書（見《切削手冊》表1.30）取f=0.7。[12] 計算切削速度：按《切削手冊》表1.27，切削速度的公式為（壽命選T=60min）： （m/min） (4-2) 式中，=242，=0.15，=0.35，m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.2.8 即 =1.44，=0.8，=1.04，=0.81，=0.97。 所以 = =123.8 (m/min) 確定主軸轉(zhuǎn)速 (4-3) = 438 (r/min) 與438 r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為500 r/min，?，F(xiàn)選取，所以實際切削速度 m/min. 檢驗機床功率 主切削力 按《切削手冊》表1.29所示公式計算 (4-4) 式中 =0.89 所以 = =784 N 切削時消耗功率為 (4-5) = =1.85 kw 由《切削手冊》[13]表1.30中CA6140機床說明書知，CA6140主電動機功率為7.5kw，故機床功率足夠，可以正常工作。 校驗機床進給系統(tǒng)強度：已知主切削力= 791 N，徑向力按《切削手冊》表1.29所示公式計算 (4-6) 式中 所以 = =116.9 N 軸向切削力 (4-7) 式中 ： 所以 = =267 N 取機床導軌與床鞍系數(shù)=0.1，則切削力在縱向進給方向?qū)M給機構(gòu)的作用力為 (4-8) =267+0.1（784+116.9） =357.09 357 N 而機床進給機構(gòu)可承受的最大縱向力為3530N（見《切削手冊》表1.30），故機床進給系統(tǒng)可以正常工作。 切削工時 (4-9) 式中 ,, 所以 ×2 =0.87（min） ② 車外圓 計算切削速度，按《切削手冊》表1.27，切削速度的公式為（壽命選T=60min），采用高速鋼外圓車刀，規(guī)定=0.25，走刀次數(shù)i=5，則 （m/min） (4-10) 式中，=11.8，=0.70，=0.30，m=0.11，。 =1.11 所以 = =16.4 m/min 確定主軸轉(zhuǎn)速 (4-11) = 116 r/min 按機床說明書取n=96r/min，所以實際切削速度m/min。 由《切削手冊》表1.30中CA6140機床說明書知，CA6140主電動機功率為7.5kw，故機床功率足夠，可以正常工作。 計算切削工時 切削工時 (4-12) 式中 =60,, 所以 ×2 =0.086（min） ③ 車端面及倒角 確定端面最大加工余量：已知毛坯長度方向的加工余量為2mm 確定進給量f：根據(jù)《切削手冊》表1.4，當?shù)稐U尺寸為16mm×25mm,以及工件直徑為100mm時：f=0.6~0.9。按CA6140車床的說明書（見《切削手冊》表1.30）取f=0.7。 計算切削速度：按《切削手冊》表1.27，切削速度的公式為（壽命選T=60min） （m/min） (4-13) 式中，=242，=0.15，=0.35，m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28，即 =1.44，=0.8，=1.04，=0.81，=0.97。 所以 = =251.6 m/min 確定主軸轉(zhuǎn)速 (4-14) = 890 r/min 與890 r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為900 r/min，?，F(xiàn)選取，所以實際切削速度 m/min. 檢驗機床功率 主切削力 按《切削手冊》表1.29所示公式計算 (4-15) 式中 =0.89 所以 = =768 N 切削時消耗功率為 (4-16) = =1.81 kw 由《切削手冊》表1.30中CA6140機床說明書知，CA6140主電動機功率為7.5kw，故機床功率足夠，可以正常工作。[14] 計算切削工時 (4-17) 式中 =15,, 所以 ×2 =0.097 min ④ 車左端面及外圓，圖為3-4 車￠45到尺寸￠48同① φ48外圓（工藝用） 車端面及倒角取總長14.6mm(余量2mm)同③ 圖3-4 零件左端面工序簡圖 4.3.3 工序15 粗車48外圓 粗車48外圓至49.5，保長39；車46外圓至46保長39。 4.3.4 工序20 鏜38內(nèi)孔 半精車左端面，保長102.5；半精鏜內(nèi)孔38，保長65。 4.3.5 工序25 精車48外圓 半精車48外圓至48.3，保長40；切退刀槽。 4.3.6 工序30 鉆3-9通孔 刀具選用9麻花鉆，量具為卡尺。 4.3.7 工序35 加工出油孔[15] 鉆11孔深32mm；擴孔至16，深18mm；攻絲M18x1.5，深14mm；空口锪平26。 4.3.8 工序40 加工進油孔 鉆11孔通至下一個面；擴孔至16，深18mm；攻絲M18x1.5，深12mm；空孔口锪平26。 4.3.9 工序45 去毛刺 鉗工去毛刺。 4.3.10 工序50 磨左端面 磨左端面，保長102mm，刀具選用砂輪，量具為卡尺。 4.3.11 工序55 精磨48外圓[16] 精磨48外圓至48，刀具選用砂輪，量具為千分尺。 4.4 本章小結(jié) 本章我們主要討論了加工工序的確定，夾具、量具、刀具的選擇，確定切削用量及基本工時。 五、鉆M18螺紋孔夾具設(shè)計 3.1研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來鉆M18螺紋孔，并攻絲，因為加工精度不高，故在加工中，主要目的是降低生產(chǎn)成本，減輕勞動強度從而來提高效率。 3.2 切削力及夾緊力的計算 鉆孔選用：鉆床Z525，刀具鉆頭。 由文獻可得： 切削力公式： 式中 查表得： 其中： 即： 實際所需夾緊力： 有： 安全系數(shù)K可按： 式中：安全系數(shù) 所以 通過計算實際夾緊力不大，夾具結(jié)構(gòu)簡單操作方便，采用螺旋夾緊機構(gòu)。 取，， 查文獻移動螺旋夾緊時夾緊力計算： 式中參數(shù)由文獻查得： 螺旋夾緊力： 由上述計算易得： 通過計算實際所需夾緊力不大，該夾具具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，決定使用手動螺旋夾緊機構(gòu)。 3.3誤差分析與計算 該夾具以底面、中心孔定位基準， 該孔1次性加工即可滿足要求。 由文獻可得： ⑴銷的定位誤差 ： 其中： ， ， ， ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上、所設(shè)計的夾具滿足零件加工精度要求。 總 結(jié) 在本次畢業(yè)設(shè)計中，我們將設(shè)計主要分為兩大部分進行：工藝編制部分和夾具設(shè)計部分。 在工藝部分中，我們涉及到要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機車及機床的進給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長度，最后計算該工序的基本時間，輔助時間和工作地服務(wù)時間。其中，工序機床的進給量，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度需要計算并查手冊確定。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我對大學四年所學的知識有了一次全面的綜合運用，也學到了許多上課時沒涉及到的知識，尤其在利用手冊等方面，對今后畢業(yè)出去工作都有很大的幫助。另外，在這次設(shè)計當中，指導老師在大多數(shù)時間犧牲自己的寶貴休息時間，對我們進行細心的指導，我對他們表示衷心的感謝！老師，您辛苦了！ 在這次畢業(yè)設(shè)計中，我基本完成了畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)，達到了畢業(yè)設(shè)計的目的，但是，我知道自己的設(shè)計還有許多不足甚至錯誤，希望老師們能夠諒解，謝謝！ 致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計受到了院系各級領(lǐng)導的高度重視，得到了全校教師的大力支持與幫助。在此，我衷心的向你們道一聲：你們辛苦了。 通過畢業(yè)設(shè)計，是對我們四年來所學知識的綜合的檢測，更是一個對所學知識的回顧及綜合復習的過程；對機械繪圖、工程材料、機械設(shè)計、夾具設(shè)計等過程等都有了更進一步的認識。 感謝院系領(lǐng)導給了我足夠時間來完成整套夾具設(shè)計，在設(shè)計過程中，得到了老師和同學的幫助與指導，在此表示感謝；也對做相關(guān)題目的同學的資助表示感謝，感謝他們在模具設(shè)計過程中對我的幫助和指導，尤其對擔任本次設(shè)計的指導老師表示深深敬意，在設(shè)計過程中遇到一些困難，在老師的幫助下我才順利的完成了該夾具的設(shè)計，他對我設(shè)計過程中出現(xiàn)的疏忽與不足之處提出批評與修改建議，使我的設(shè)計的夾具最終更加的完善。 這次設(shè)計我深知有很多不足，在此懇請大家給予指導。 參 考 文 獻 [1]魏潤芬.一種高精度盤類零件工藝分析與應(yīng)用[J].智能制造，2017(06):42-44 [2]王作軒. 成組技術(shù)在機床軸類零件加工中的應(yīng)用研究[D].昆明理工大學，2017. 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