车床尾座套筒课程设计Word下载.docx

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（1）φ550-0.013mm×

276mm自身圆柱度公差为0.005mm。

（2）MorseNo.4的轴心线与φ550-0.013mm外圆的中心轴线的同轴度公差为φ0.01mm。

（3）MorseNo.4的轴心线的圆跳动公差为0.01。

键槽8

mm相对于φ55

mm外圆轴心线的平行度公差为0.025mm，对称度公差为0.1mm。

（4）φ500-0.013mm×

160mm表面淬火45～50HRC，MorseNo.4内锥面表面淬火45～50HRC。

（5）锥孔涂色检查其接触面积应大于75%。

二、毛坯的选择

2.1确定毛坯的类型、制造方法和尺寸及公差

因尾座套筒对耐磨性和强度要求较高，其精度对车床的加工精度有很大影响，所以要选用材料为45钢，锻造成型，毛坯的尺寸为φ60×

285mm。

2.2确定毛坯的技术要求

（1）调质处理硬度为28~32HRC，以改善切削加工性能，为切削加工做准备。

（2）零件左侧局部外圆及锥孔要求有较高硬度和耐磨性，故需淬火处理，要求硬度达到45~50HRC。

（3）锥孔涂色检查接触面积硬大于75%。

（4）材料为45#钢，未注圆角0.5×

45°

。

2.3绘制毛坯图

三、基准的选择

该零件图中较多尺寸及形位公差是以内孔及端面为设计基准的。

因此，采用先加工内孔，然后以内孔为精基准加工外圆。

根据各加工表面的基准如下表所示：

（1）选择外圆表面作为粗基准定位加工孔，为后续工序加工出精基准，这样使外圆加工时的余量均匀，避免后续加工精度受到“误差复印”的影响。

（2）选择孔作为精基准，这样能在一次装夹中把大多数外圆表面加工出来，有利于保证加工面间相互位置精度。

表3-1加工表面的基准

序号

加工部位

基准选择

1

端面

外圆毛坯表面

2

粗车外圆

3

φ28的内孔

粗车后外圆表面

4

Ф34mm×

1.7mm槽

粗车后外圆表面

5

MorseNo.4内锥面

φ550-0.013mm外圆表面

6

60°

内锥面

φ550-0.013mm外圆表面

7

φ6孔

外圆及端面

8

铣R2×

160mm油槽

9

铣

mm×

200mm键槽

10

磨内孔

11

磨外圆

四、拟定机械加工工艺一路线

4.1确定各表面的加工方法

根据各表面的加工精度和表面的粗糙度的要求，选定如下加工方法：

套筒的端面、φ550-0.013mm外圆表面及倒角用车削,键槽及油槽采用铣削,φ28的内孔采用钻－扩，MorseNo.4内锥面采用车—粗磨—精磨，

mm孔采用车—半精车—精车，60°

内锥面采用车—研磨。

各部分加工方法如下：

加工表面

经济精度

表面粗糙度Ra/μm

加工方案

套筒外圆面

IT6

0.4

粗车→半精车→精车→粗磨→精磨

莫氏4号锥面

粗车→精车→粗磨→精磨

套筒内孔右表面

IT7

1.6

钻→扩→粗铰→精铰

套筒内孔中表面

IT12

12.5

钻→扩

平键槽

0.8

粗铣→半精铣→精铣

半圆键槽

IT8

3.2

4.2拟定加工工艺路线

工序号

工序名称

工序内容

定位基准

工装

00

备料

取棒料φ60×

285mm

热处理

正火

20

粗车

1．夹一端车外圆至φ58mm，长200mm，车端面见平，钻孔φ20mm，深188mm，扩孔φ26mm，深188mm。

2.调头装夹φ58mm外圆并找正，车另一端外圆至φ58mm，与另一端已加工部分接刀，车端面，保证总长280mm，钻孔23.5mm，钻通。

毛坯外圆表面

三抓卡盘

中心架

车床

30

调质28~32HRC

40

扩孔和车端面

夹左端外圆，中心架托右端外圆，车右端面，保证总长278mm，扩φ26mm孔至φ28mm，深186mm，车右端φ32×

60°

内锥面。

50

半精车

1.用两顶尖装夹工件，上卡箍，车外圆至

±

0.05mm，调头，车另外一端外圆，与前面已加工部分光滑接刀。

右端倒角2×

，左端倒R3圆角，保持总长276mm。

内孔

两顶尖

60

精车

1.夹左端外圆，中心架托右端外圆，找正外圆，车

mm孔至

mm，深44.5mm，车Ф34mm×

1.7mm槽，保证3.5mm和1.7mm

2.调头，夹右端外圆，中心架托左端外圆，找正外圆，车MorseNo.4内锥面，至大端尺寸为

mm，车左端头Ф36mm×

70

划线

钳工划R2×

160mm油槽线，

mm×

200mm键槽线，Ф6mm的孔线

外圆表面

V形块

80

铣削

1.以

0.05mm外圆定位装夹铣键槽

200mm，并保证

mm（注意外圆加工余量）保证键槽与Ф

mm外圆轴心线的平行度和对称度

2.调头，以

0.05mm外圆定位装夹铣R2×

铣床夹具

90

钻孔

钻Ф6mm的孔，保证长度25mm

孔，外圆表面

机用平口钳

垫铁

100

左端MorseNo.4锥孔及

0.05×

160mm长的外圆部分，加热淬火45～50HRC

110

研磨

研磨两端60°

研磨机

120

粗磨

夹右端外圆，中心架左托外圆，找正外圆，粗磨MorseNo.4锥孔，留余量0.2mm

两顶尖，中心架，磨床

130

采用两顶尖定位装夹工件，粗磨Ф

mm外圆，留余量0.2mm

两顶尖，磨床

140

精磨

夹右端外圆，中心架托左端外圆，找正外圆，精磨MorseNo.4锥孔至设计要求，大端为Ф

0.05mm，涂色检查，接触面积应大于75%。

修研60°

锥面

中心架，磨床

150

夹左端外圆，中心架托右端外圆，找正外圆，精车内孔

mm至图样尺寸，深44.5mm至图样尺寸，修研60°

Ф

mm外圆表面

中心架，车床

160

采用两顶尖装夹，精磨外圆至图样尺寸

170

检查

检查各部分尺寸精度要求

180

入库

清洗涂油入库

五、确定机械加工余量、工序尺寸的公差

加工余量可采用查表修正法确定，确定工序尺寸的一般加工方法是，由加工表面的最后工序往前一步推算，最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注。

当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与工序（或工步）的加工余量有关。

当基准不重合时，工序尺寸用工艺尺寸链解算。

中间工序尺寸按“单向、入体”原则标注，但毛坯和孔心距尺寸公差带一般去双向对称布置。

中间工序尺寸的公差可以从相应的加工经济精度表中查得。

1.尾座套筒车

内孔（工序20、60和150）的加工余量、工序尺寸及其公差的确定

按照钻→扩→半精车→精车加工方案，查阅《加工余量手册》，有精车余量Zjc=0.5mm；

半精车余量Zbjc=3.5mm；

扩孔余量Zk=6mm；

钻孔余量Zz=20mm。

查《机械制造技术基础课程设计指导教程》第四章各个表，确定各工序尺寸的加工精度等级为，精车：

IT8；

半精车：

IT10；

扩孔：

IT12；

钻孔：

IT13。

根据上诉结果，再查标准公差数值表可确定各公步的公差值分别为，精车：

0.025mm；

0.05mm；

0.18mm；

0.27mm。

综上所述，该工序加工该定位孔各工步的工序尺寸及公差分别为，精车：

mm；

；

它们的相互关系如表2.3所示。

为验证确定的尺寸及公差是否合理，进行精加工余量校核：

Zmax=30+0.025-29.5=0.525mm；

Zmin=29.5+0.05-30=-0.45mm；

余量校核的结果表明，所确定的工序尺寸公差是合理的。

根据上述原始资料和加工工艺，查各种表面加工余量表分别确定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差，如表5-1所示。

表5-1机械加工余量及工序尺寸

工序基本余量

工序精度IT标

冷公差值T

工序基本尺寸

工序尺寸及偏差

0.5

IT8

T=0.025

30.00

Ф30.0

+0.025

3.5

IT10

T=0.050

30-0.5=29.5

Ф29.5

+0.050

扩孔

IT12

T=0.180

29.5-3.5=26

Ф26.0

+0.180

IT13

T=0.270

26-6=20

Ф20.0

+0.270

毛坯

20-20=0

2.套筒外圆表面（工序20、50、130和160）的加工余量、工序尺寸及公差的确定

按照粗车→半精车→粗磨→精磨的加工方案，查阅《机械加工余量手册》，有工序间的余量：

精磨余量Zj=0.2mm；

粗磨余量Zcm=0.5mm；

半精车余量Zbjc=2.5mm；

粗车余量Zcc=2mm。

查表选定各工序尺寸的加工精度等级为，精磨：

IT6；

粗磨：

IT9；

粗车：

IT12。

根据上述查询到的结果，再查对标准公差数值表可以确定各工步的公差值分别为，精磨：

0.013mm；

0.1mm；

0.28mm。

综上所述，各工序的工序尺寸及公差分别为，精磨：

mm。

它们的相互关系如表2.4所示。

为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，现对加工余量进行校核。

Z4max=55.2－55＋0.013=0.213mm；

Z4min=55.2－0.05－55=0.15mm；

Z3max=55.5－55.2＋0.05=0.4mm；

Z3min=55.5－0.10－55.2=0.2mm；

Z2max=58－55.5＋0.10=2.4mm；

Z2min=58－0.28－55.5=2.22mm；

余量校核的结果表明，所确定的工序尺寸及公差是合理的。

表5-2工序尺寸及公差计算（单位：

mm）

0.2

IT6

Tjc=0.013

55.00

-0.013

0.3

Tbjc=0.050

55+0.20=55.20

-0.050

2.5

IT9

Tk=0.100

55.20+0.3=55.50

Tz=0.280

55.50+2.5=58.00

-0.280

IT14

Tmp=0.580

58+2=60.00

60±

0.290

3.莫氏四号锥孔（工序20、60、100、140）的加工余量、工序尺寸及公差

按照钻孔→精车→热处理→粗磨→精磨的加工方案，查阅《机械加工余量手册》，有工序间的余量：

精车余量Zbjc=7mm；

钻孔余量Zcc=23.5mm。

IT7；

精车：

IT11。

0.020mm；

0.20mm。

热处理用高频感应淬火，淬火方法是将工件加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上某一温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。

淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高莫氏四号锥面的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种套筒的使用要求。

六、选择机床及工艺设备

6.1选择机床

1）工序20

由于该加工零件是一根细长套筒，该工序又包含了7个工步，为了减少装夹次数，和装刀时间，故选用C6140型卧式车床，和Z512.

2）工序40

加工外圆最大直径为φ550-0.013mm，该工序包括3个工步，为减少装卸刀时间，选择CA6140型卧式车床及组合夹具。

3）工序50

此工序为半精车，选择CA6140型卧式车床及组合夹具。

4）工序60

此工序为半精车，选择CA6140型卧式车床及组合夹具。

5）工序80

该工序加工油槽和键槽，包括2个工步，选择X62W即可满足要求。

6）工序90

由于该工序只有1个工步，且钻孔要求不高，选择Z512及组合夹具即可满足要求。

7）工序110

该工序只有一个工步研磨60°

内锥面，选择研磨机即可。

8）工序120

该工序为粗磨MorseNo.4,同时需要用到中心架，所以选择M2110A及中心架即可满足要求。

9）工序130

该工序为粗磨φ550-0.013mm的外圆，为了保证同轴度，所以需要用两顶尖装夹，所以选用M1432磨床、专用夹具及中心架即可。

10）工序140

该工序包括3个工步，精磨MorseNo.4，并且检查，同时要修研60°

内锥面，选择M2110A及莫氏四号锥度塞规即可满足设计要求。

11）工序150

该工序包括3个工步，精车外圆，精车内孔

mm至图样尺寸，修研60°

内锥面，选择CA6140及中心架即可。

12）工序160

该工序只有一个工步，精磨φ550-0.013mm的外圆，选择M1432即可。

6.2选择刀具

工序20：

该零件不需要加工特性表面，小批量生产，故选用通用或标准刀具即可，选用45°

端面刀和90°

外圆车刀。

工序40：

该工序不需要加工特性表面，单件小批量生产，车端面用45°

端面刀。

工序50：

该工序加工外圆及端面，选择选用45°

工序60：

此工序不需要加工特性表面，只车内孔，故选用内孔车刀即可。

工序80：

此工序包括两个工步，铣键槽和油槽，可选用键槽铣刀和R2球头铣刀。

工序90：

此工序主要内容是钻孔，且没有精度要求，所以选择φ6麻花钻即可满足要求。

工序110：

此工序只有一个工步，主要是研磨60°

内锥面，属于精加工，选择60°

的角度砂轮。

工序120：

此工序只有一个工步，主要是粗磨MorseNo.4锥孔，选择MorseNo.4砂轮即可。

工序130：

此工序只有一个工步，主要是粗磨φ550-0.013mm的外圆，选择外圆砂轮即可满足要求。

工序140：

内锥面，选择MorseNo.4砂轮即可。

工序150：

此工序主要内容是精车内孔，选择高速钢车刀即可满足要求。

工序160：

此工序主要内容是精磨外圆，所以选择外圆砂轮即可满足精加工要求。

6.3选择夹具

该零件无特形加工表面，选用通用夹具，三爪卡盘，中心架，两顶尖。

铣键槽和油槽时，选用铣床专用夹具，也可以用铣槽夹具，主要保证键槽形状位置精度。

6.4选择量具

工序20，30：

工序20，30属于粗加工阶段，对尺寸精度要求不高，故可选用测量范围在0~300的大量程游标卡尺。

此工序要测量孔深，保证孔的深度，古选择深度游标卡尺，测量范围0~200,读数值0.01，示值误差±

0.01。

工序50,60,70：

工序50,60属于半精加工阶段，选择故可选用测量范围在0~300的大量程游标卡尺，读数值0.01，示值误差±

此工序加工精度要求高，特别是键槽的精度，故选择千分尺。

此工序加工的是非重要部分，不需要很高精度，故选择游标卡尺即可满足要求。

此工序加工的是60°

内锥面，选择塞规即可。

此工序加工的是MorseNo.4锥孔，选择MorseNo.4塞规。

此工序加工的是φ550-0.013mm的外圆，精度要求高，选择千分尺以保证精度要求。

此工序是MorseNo.4锥孔的精加工，选择MorseNo.4塞规。

此工序是空的精加工，所以选择游标卡尺及塞规以保证精度要求。

此工序是外圆的精加工，此外圆要与其他孔配合，精度要求高，选择千分尺测量。

工序170：

此工序主要检验各部分的尺寸精度要求，需要用到游标卡尺，千分尺，塞规。

七、确定切削用量及基本工时

1.工序30

步骤如下：

（1）工步1——粗车外圆

1）确定背吃刀量：

取套筒外圆面的ap1=2mm。

2）确定进给量f

根据机械制造课程设计指导书表5-102查得f=0.6~0.7mm/r；

查表5-5根据机床的纵向进给量，取f=0.86mm/r。

3）确定切削速度Vc

查表5-109和5-110，查得Cv=235，xv=0.12，yv=0.36，m=0.2，修正系数KMv=1.44，KHv=1.04，Khv=0.8，Kkrv=0.81，Ktv=1，刀具寿命为T=60min。

Vc=（Cv/Tmapxvfyv）Kv

=235×

0.81×

1.44×

1.04×

0.8/（600.2×

20.12×

0.860.36）=97.69m/min

4）确定机床转速n

n=1000Vc/πdw=1000×

97.69/3.14×

60=518.52r/min

查表5-5得相近的机床转速为500r/min,所以实际切削速度为94.2m/min。

5）计算基本时间Tj：

切削加工长度200mm

=（200+4）/500/0.86=0.48min

6）辅助时间

装夹工件的时间为0.8min，测量时间为0.5min共计Ti=1.3min，总Tj=1.78min

（2）工步2——钻孔和扩孔

1）钻孔参照《机械制造技术课程设计指导》选取Ф20的锥柄麻花钻；

进给量参照《机械制造技术课程设计指导》表5-113选取每转进给量f=0.4mm/r；

参照《机械制造技术基础课程设计》表5-113切削速度v=20m/min。

2）切削速度的计算

根据公式n=1000Vc/πdw=1000×

20/3.14×

20=318.47r/min

参照《机械制造技术课程设计指导》表5-4所列CA6140车床的主轴转速，取转速

则可求得该工步的实际切削速度

3）计算基本时间Tj：

加工孔深188mm

切入量

Y=[d/2×

cotФ+（1~2）]=6.8~7.8mm

式中d为钻头直径，Ф为钻头半顶角，常为60°

取y=7mm

Tj=（l+y）/nf=（188+7）/250/0.4=1.95min

4）确定辅助时间Tf

查表5-153，变换刀架的时间为0.05min,变速或者变换进给量的时间为0.02min,启动和调节切削液的时间为0.05min,总共用时Tf=0.12min

总Tj=1.95+0.12=2.07min

5）扩孔计算

方法同上，ap=3mm，进给量f=0.5mm/r,机床转速320r/min,切削速度v=25m/min,基本时间T=1.23min,辅助时间Tf=0.1min

总时间

T=3.4min

（3）工步3——调头车外圆

1）确定背吃刀量：

2）确定进给量f：

确定切削速度Vc:

Vc=（Cv/Tmapxvfyv）Kv

4）确定机床转速n：

n=100