机械制造技术课程设计-滤油器体加工工艺及镗Φ38孔夹具设计（全套图纸）

XX大学课程设计滤油器体加工工艺及镗Φ38孔夹具设计全套图纸，加153893706目　录TOC\o1-3\h\z1零件的分析及生产类型的确定

41.1零件的作用

41.2零件的工艺分析

51.3零件的生产类型52零件毛坯的设计

52.1选择毛坯

52.2毛坯尺寸公差与机械加工余量的确定

62.3确定毛坯尺寸

62.4设计毛坯图83零件的加工工艺设计

93.1定位基准的选择

93.2零件表面加工方法的选择

93.3拟订工艺路线

93.4工艺方案的比较与分析

113.5工序设计

123.

5.1选择加工设备与工艺装备

123.

5.2确定工序尺寸144镗孔夹具设计

174.1研究原始质料

174.2定位、夹紧方案的选择

174.3切削力及夹紧力的计算

174.4误差分析与计算

194.5夹具设计及操作的简要说明20设计小结21参考文献221零件的分析及生产类型的确定

1.1零件的作用“CA6140车床滤油器体”如图1所示它位于车床主轴箱上图1CA6140车床滤油器体零件图面，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

1.2零件的工艺分析“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）；

（3）、中心孔38（用于过滤及缓冲油液）；

（4）、进出油孔2-11（用于联接进出油装备，流通油液）；

（5）、外圆柱面48h6（用于与车床主轴箱联接）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；

（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IT

141.3零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=5%=

0.5%由此可得，该零件的生产纲领C6140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2零件毛坯的设计

2.1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

2.2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

2.3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

1.6mRa

1.6m的表面，余量要适当增大分析零件，各加工表面均为Ra

1.6m，因此这些表面的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面为单侧加工，则38盲孔属内腔加工，根据零件分析，38深度为65不变，径向为30盲孔属内腔，且此孔为非配合孔，用钻床锪出即可，所以30盲孔铸成实心48h6外圆柱面的加工，即如图2所示，由于38孔的深度和三角形台阶肩宽度的余量和A面余量有关，A面增量a=

105.3-102=

3.3mm;所以38孔的毛坯深度=65+

3.3=

68.3mm;三角形台阶肩宽度=34+

3.3=

37.3mm图2根据零件尺寸计算的毛坯尺寸综合上述，确定毛坯加工部分的尺寸，见表1所示表1CA6140车床滤油器体毛坯（铸件）尺寸单位mm项目A面38径向38轴向48径向三角肩宽3-92-1130公差等级CT1010101010———加工面基本尺寸10238654834———铸件尺寸公差

3.

62.6同A面

2.8同A面———机械加工余量等级FF同A面F同A面———RMA

1.

51.5同A面

1.5同A面———毛坯基本尺寸

105.

333.

768.

352.

437.

30002.4设计毛坯图

（1）、确定圆角半径外圆角半径r=1mm;内圆角半径R=1mm;以上所取圆角半径数值能保证各表面的加工余量

（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120

（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，进行消除残余应力，从而改善加工性综合上述，所设计的毛坯图如图3所示图3CA6140车床滤油器体毛坯3零件的加工工艺设计

3.1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48外圆柱面，使其中心线重合度较高，减小圆跳动度

3.2零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Ra

1.6，加工方法为先车后磨

（2）、38mm内孔未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级按IT14，表面粗糙度为Ra

6.3，由于毛坯上已经铸造出孔留出加工余量，所以选择先扩孔再镗孔即可达到要求

（3）、3-9孔未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级按IT14，表面粗糙度为Ra

6.3，只需用9mm麻花钻直接在其位置钻孔即可

（4）、48外圆柱面公差等级为IT6，表面粗糙度为Ra

1.6，加工方法可采用粗车——精车——精磨

（5）、进出油孔（2-11）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，接着扩孔到16深18mm，最后攻丝M

183.3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；工序ⅵ粗车外圆48；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；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；工序ⅵ磨48外圆柱面；工序ⅶ钻3-9孔；工序ⅷ铣30内孔面；工序ⅸ扩、镗38孔；工序ⅹ38孔的倒角；工序ⅹⅰ锪平26；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；工序ⅵ粗车48外圆，切退刀槽；工序ⅶ镗38内孔，内孔倒角；工序ⅷ精车48外圆；工序ⅸ钻3-9通孔；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；工序ⅹⅴ检验

3.4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；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；工序ⅵ粗车48外圆，切退刀槽；工序ⅶ镗38内孔，内孔倒角；工序ⅷ精车48外圆；工序ⅸ钻3-9通孔；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18mm攻丝M

181.5深14mm）；工序ⅹⅱ加工进油孔（锪26平面，钻11孔，扩16孔深18mm攻丝M

181.5深12mm）；工序ⅹⅲ用钳工去毛刺；工序ⅹⅳ精磨48外圆；工序ⅹⅴ检验，是否达到要求的精度和粗糙度

3.5工序设计

3.

5.1选择加工设备与工艺装备

（1）、选择机床1根据不同的工序选择机床2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3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4工序ⅴ先锪30内孔面，再扩38内孔，精度要求不高，选用立式钻床进行加工5工序ⅵ粗车48外圆柱面，在切退刀槽加工中需要换刀具，刀架最好是换位的，所以选择CA6140最经济6工序ⅶ镗38内孔，内孔倒角，选钻床进行加工7工序ⅷ精车48外圆，选用CA6140进行加工8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，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9工序x磨左端面，表面粗糙度Ra

1.6mm，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10工序ⅹⅰ、ⅹⅱ加工进（出）油口孔，选用摇臂钻床进行加工11工序ⅹⅳ精磨48外圆，公差等级为IT6，表面粗糙度为Ra

1.6mm，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产率及经济性，应选用可转位车刀架

②在钻床上机加工的工序麻花钻，锪头钻，倒孔钻等

（4）选择量具1加工部分的量具工序ⅳ卡尺；工序ⅴ卡尺；工序ⅵ卡尺；工序ⅶ卡尺；工序ⅷ卡尺；工序ⅸ卡尺；工序ⅹ卡尺；；工序ⅹⅰ卡尺，螺纹塞规；工序ⅹⅱ卡尺，螺纹塞规；工序ⅹⅳ千分尺2检验部分的量具检查内容测量工具砂眼、清砂是否干净、裂缝观察表面及磁力探伤；轴向尺寸卡尺；外圆径向尺寸外径千分尺；角度角度卡尺；孔内径内径千分尺；检查粗糙度专用仪器；检查配合表面精度专用仪器综合上述，CA6140车床滤油器体的工艺过程如表2所示表2CA6140车床滤油器体的工艺过程及设备工序号工序内容机床备注00机器砂型铸造毛坯——附表205检验毛坯、清砂——附表310热处理——附表420粗车左端面CA6140附表530先锪30内孔面，再扩38内孔立式钻床附表640粗车48外圆，车退刀槽CA6140附表750镗38内孔，倒角T68附表860精车48外圆CA1640附表970钻3-9通孔立式加工中心附表1080磨左端面端面磨床附表1190加工出油孔摇臂钻床附表12100加工进油孔摇臂钻床附表13110去毛刺——附表14120精磨48外圆外圆磨床附表15130检验——附表

163.

5.2确定工序尺寸根据各原始资料及制定的零件加工工艺路线，采用计算与查表相结合的方法确定各工序加工余量，中间工序公差按经济精度选定，上下偏差按入体原则标注，确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下“CA6140车床滤油器体”零件材料为灰口铸铁，硬度HB207～233，毛坯的重量约为

1.1千克生产类型为中批或大批，采用机械砂型铸造毛坯

（1）、确定圆柱面的工序尺寸

①38，30，11，3-9由于无特殊加工精度等，在满足其表面粗糙度的条件下直接钻孔或扩孔来完成

②外圆柱面46h6和4646粗糙度为Ra

6.3精度等级为IT14，考虑其长度为14mm因为砂型铸造等级为IT14左右，能满足加工需求，因此直接铸造成型48h6所需精度要求高，需进行粗车—精车—精磨精车此时直径余量为

0.9mm，精磨此时直径余量为

0.1mm，剩下的粗车时直径余量为

52.4-48-

0.9=

3.4mm，能满足加工要求，考虑48h6长度为40，精度等级为14，由铸造直接完成48h6的外圆柱面的加工余量表如下表3:48h6外圆柱面的加工工序尺寸（单位mm）工序名称工序双边余量工序公差工序基本尺寸工序尺寸及公差精磨

0.1IT60-

0.01648精车

0.9IT70-

0.

02548.1粗车

3.4IT110-

0.16049毛坯F0-

3.

652.42确定轴向工序尺寸综合上述，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铸造毛坯机器砂型铸造毛坯参见毛坯图所示II备坯检验毛坯、清砂——Ⅲ热处理人工时效——Ⅳ车左端面粗车左端面保长

102.5mmⅤ锪30内孔，扩38内孔先锪30内孔平面锪30内孔保长

70.5mm再扩38内孔扩内孔至37，保长

65.5mmⅥ车48外圆和退刀槽粗车48外圆车外圆至49车退刀槽3x

1.5mmⅦ镗38内孔和倒角镗38内孔镗内孔至38，保长

65.5mm内孔倒角1CⅧ精车48外圆精车48外圆精车外圆至

48.1Ⅸ钻3-9通孔钻3-9通孔钻3-9通孔Ⅹ磨左端面磨左端面保长102mmⅪ加工出油口空口锪平锪平26钻孔钻11孔深32mm扩孔扩孔至16孔，深18mm攻丝攻丝M18x

1.5，深14Ⅻ加工进油口孔口锪平锪平26钻孔钻11孔通至下一平面扩孔扩孔至16孔8mm攻丝攻丝M18x

1.5，深12XIII去毛刺去毛刺——XⅣ精磨48外圆精磨48外圆精磨外圆至48XⅤ检验检验——4镗孔夹具设计

4.1研究原始质料利用本夹具主要用来加工孔，加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足两孔轴线间公差要求为了保证技术要求，最关键是找到定位基准同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度

4.2定位、夹紧方案的选择为了提高加工效率及方便加工，决定材料使用高速钢，用于对进行加工，准备采用手动夹紧由零件图可知进行加工前，外圆面进行了粗、精铣加工，进行了粗、精加工因此，定位、夹紧方案有方案选外圆面平面、和侧面和V型块定位夹紧方式用操作简单，通用性较强的螺旋压块来夹紧为了使定位误差达到要求的范围之内，这种定位在结构上简单易操作

4.3切削力及夹紧力的计算镗刀材料（硬质合金镗刀）刀具的几何参数由参考文献

[5]查表可得圆周切削分力公式式中查

[5]表得查

[5]表取由表可得参数即同理径向切削分力公式式中参数即轴向切削分力公式式中参数即根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值即安全系数K可按下式计算有式中为各种因素的安全系数，查参考文献

[5]表可得所以有螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有式中参数由参考文献

[5]可查得其中螺旋夹紧力该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件，受力简图如下图

4.1移动压板受力简图由表得原动力计算公式即由上述计算易得由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构

4.4误差分析与计算为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示⑴定位误差其中，，，⑵夹紧误差其中接触变形位移值查

[5]表1～2～15有⑶磨损造成的加工误差通常不超过⑷夹具相对刀具位置误差取误差总和从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求

4.5夹具设计及操作的简要说明由于是大批大量生产，主要考虑提高劳动生产率因此设计时，需要更换零件加工时速度要求快本夹具设计，用移动夹紧的大平面定位三个自由度，定位两个自由度，用定位块定位最后一个转动自由度夹具体是夹具的基础件，夹具体上所有组成部分都必须最终通过这一基础件连接成一个有机整体为了满足加工要求，夹具体应有足够的刚度和强度，同时结构工艺性要好由于铸造工艺性好，几乎不受零件大小、形状、重量和结构复杂程度的限制，同时吸振性良好、抗压能力好，故此选用铸造夹具体，材料选取HT200，铸造成型后时效处理，以消除内应力由于工件采用V型块定位Φ48mm外圆面，这就要求V型块固定在一个与水平面成45°的支撑面上我们可以采用加工一有45°面的支撑块固定在夹具体上，经过切削加工达到我们要求的定位尺寸小结这是我大学期间，在学完全部课程和生产实习之后的又一次实践性学习经过了3个星期努力，我终于完成了任务在这次毕业设计中，使我懂得了运用学过的知识，把理论融入到实践中以前在课本中不明白的很多问题，也得到了彻底的解决这次毕业设计主要是根据要求设计工艺和某道工序的专用夹具设计工艺与设计夹具，我都是第一次实践，经过老师的指导，我都顺利完成了在毕业设计中，我懂得了解决问题并不是只有一种方法的道理，要实事求是，要以花钱少办好事为原则，这样才能成为一名优秀的设计人员在此，感谢学校和各位老师给了我这个难得的学习机会，我将会更努力地完成我的学业，为校争光！参考文献〈〈机械制造技术基础毕业设计指南〉〉主编宗凯化学工业出版社〈〈机械制造工艺学〉〉主编陈明机械工业出版社〈〈机械制造技术基础毕业设计指导教程〉〉主编邹青机械工业出版社〈〈机械设计毕业设计手册〉〉主编吴宗泽、罗圣国高等教育出版社PAGE1。