车床尾座轴套课程设计.docx
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车床尾座轴套课程设计
机械与电气工程学院
机械制造基础
课程设计报告
设计题目:
车床尾座空心套
专业班级:
09级机械4班
姓名:
学号:
指导老师:
完成日期:
2012年09月12日
1零件工作分析
1.1零件用途......................................................................................3
1.2零件的技术要求……………………………………………….3
1.3结构工艺性分析……………………………………………….3
1.4零件图………………………………………………………….3
2.确定毛坯，绘制毛坯简图
2.1选择毛坯………………………………………………………..4
2.2确定毛坯尺寸及公差………………………………………….4
2.3毛坯图………………………………………………………….4
3.零件的机械加工工艺规程
3.1定位基准的确定……………………………………………….5
3.2各表面的加工方法…………………………………………….5
3.3加工阶段的划分……………………………………………….5
3.4加工工艺路线………………………………………………….5
3.5各工序所用设备及工艺装备………………………………….6
3.6指定工序的工序卡…………………………………………….7
4.参考文献………………………………………………………………13
一、零件工作分析
1.零件用途
此工件为普通车床尾座体中的套筒零件，车床尾座套筒是车床尾座箱的重要零件。
它的作用是:
（1）、用来安装尾座套筒顶尖，利用尾座套筒顶尖来顶紧工件，并和主轴卡盘一起起支撑作用做为工件车削时的定位基准。
（2）、莫氏四号锥孔可以安装钻头、铰刀、镗刀用来在工件上加工孔。
车床尾座套筒在工作时承受着不断变化的压力、惯性力和它们的力矩作用,而且它的精度直接影响工件的定位精度。
因此要求车床尾座套筒具有强度高、刚度大、耐磨性好莫氏四号锥孔表面加工尺寸精确,并且润滑可靠。
车床尾座套筒有一个莫氏四号锥面，锥面可以用来插入后顶尖和其他加工刀具；平键槽是用来安装平键的，起导向作用，所以尾座套筒只能轴向移动，不能够转动；Φ8的小孔是排气孔，主要用来排气的。
车床尾座套筒的结构简单，加工尺寸精确、形位精度和表面质量要求较高、刚性差、定位和夹紧都比较困难，属易变形的套筒类零件。
车床尾座套筒的主要加工表面有莫氏四号锥面、外圆表面、内圆表面和键槽面等。
2.零件的技术要求
该零件主要由外圆、前端莫氏4号锥孔、后端轴承孔、台阶孔、键槽等组成，长径比为4.7，为典型的刚性套筒类零件。
Φ55±0.01mm外圆的圆度与圆柱度公差均为40μm，莫氏4号锥孔轴心线对Φ55外圆轴心线的径向跳动公差为Φ0.01mm；Φ35后端轴承孔轴心线对Φ55外圆轴心线的径向跳动公差为Φ0.012mm.；莫氏锥样棒上的刻线与孔面距公差为0.02mm；调质处理20~24HRC；局部外圆及锥孔淬火为38~43HRC.
3.结构工艺性分析
零件的结构工艺性是指在满足使用性能的前提下，是否能以较高的生产率和最低的成本方便地加工出来的特性。
所设计的轴套零件有利于达到所要求的加工质量和有利于减少加工的劳动量.
4.零件图
二、确定毛坯，绘制毛坯简图
1.选择毛坯
零件制造要求是单件小批量生产，设备一般
由零件图可知，尾座套筒的材料为45普通碳素钢，是最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，对套筒零件这类小型件宜采用调质处理，其价格较便宜，经过调质或正火后可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，局部淬火后再回火，表面硬度可达45HRC~52HRC.
该零件的生产纲领为单件小批量生产，根据《机械加工工艺手册》，选择外圆和内孔尺寸比较接近的并能满足使用要求的45钢棒料。
锻造方法为自由锻造。
2..确定毛坯尺寸及公差
查阅《金属机械加工工艺人员手册》，选择45钢φ60×270mm的锻件（外圆余量5mm、端面余量2×5mm）
3.毛坯图
三、零件的机械加工工艺规程
1.定位基准的确定
精基准的选择：
精磨φ55外圆时为保证基准重合，采用套筒两端45º锥面定位，加工莫氏4号锥孔时，应采用“互为基准”原则，使用套筒外圆定位磨削锥孔。
粗基准的选择：
因为零件毛坯为45钢的圆柱锻件，粗基准直接选用φ60毛坯外圆定位，先加工两端面顶尖孔，而后以两顶尖定位加工外圆。
2.各表面的加工方法
套筒的主要加工表面有：
外圆表面、内圆表面及键槽等。
根据零件图上的各加工表面的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度，选定加工件各表面的加工方法如表所示：
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
1.6
粗车→粗磨→精磨
莫氏4号锥面
IT6
1.6
粗车→粗磨→精磨
套筒内孔右表面
IT7
6.3
钻→扩→半精车
套筒内孔中表面
IT12
25
钻→扩
平键槽
IT7
6.3
粗铣→半精铣
3.加工阶段的划分
分析车床尾座套筒零件，其工艺过程大致包括以下几个阶段：
定位基准的加工；粗车外圆表面、端面和钻孔；调质处理20~24HRC；扩孔、半精车加工外圆和倒角；精车孔、槽和莫氏4号锥孔；划线；铣平键；钻孔；修毛刺；左端90mm长的外圆部分和莫氏4号锥孔淬火38~43HRC；研磨两端45°内锥面；粗磨、精磨外圆和莫氏4号锥面。
4.加工工艺路线
工序1棒料、锻造尺寸φ60mm×280mm
工序2正火
工序3粗车外圆，车端面
工序4钻、扩孔
工序5调头，车另一端圆（与上序光滑接刀），
工序6车端面，钻通孔
工序7热处理，调质处理20~24HRC
工序8车端面，扩孔，车后端φ35孔，后端锥面
工序9两顶尖安装，半精车外圆，调头车另一端外圆，倒角0.5×45°，倒圆角R1，保证总长270mm
工序10外圆与中心架安装，切3×0.5槽，精车φ35孔
工序11精车莫氏4号锥孔，车锥面，安装方式同上
工序12铣5mm键槽，2×1油槽
工序13钻φ5油孔，φ8孔
工序14车螺纹孔
工序15钳工，修毛刺
工序16热处理，淬火38~43HRC（莫氏4好锥孔及部分外圆）
工序17研磨两端45°内锥面
工序18粗磨莫氏4号锥孔
工序19两顶尖45°锥面定位，粗磨外圆
工序20精磨莫氏4号锥孔至设计尺寸；修研45°锥面
工序21精车内孔至设计尺寸，修研45°锥面
工序22两顶尖定位，精磨外圆至设计尺寸
工序23检验，按图样检查各部尺寸及精度
5.各工序所用设备及工艺装备
工序号
工序名
加工设备
刀具
量辅具
1
锻造
液压机
游标卡尺
2
热处理正火
加热炉
3
粗车
CA6140
组刀
游标卡尺
4
钻孔
钻床Z5020
麻花钻
5
粗车
CA6140
组刀
游标卡尺
6
钻孔
钻床Z5020
钻刀
7
热处理调质处理
淬火炉
8
粗车
CA6140、中心架
游标卡尺
9
半精车
CA6140
组刀
游标卡尺
10
精车
CA6140
组刀
游标卡尺
11
精车
CA6140
组刀
游标卡尺
12
铣
X62W
铣刀
游标卡尺
13
钻孔
钻床Z5020
麻花钻
千分尺
14
车内螺纹
CA6140
15
钳工
16
热处理
淬火炉
17
研磨
研磨机
45°砂轮
塞规
18
粗磨
M2110A中心架
莫氏四号砂轮
游标卡尺、塞规
19
粗磨
M1432磨床
外圆砂轮
千分尺
20
精磨
M2110A莫氏四号锥度塞规
莫氏四号砂轮
塞规
21
精车
CA6140中心夹
高速钢车刀
游标卡尺、塞规
22
精磨
M1432磨床
外圆砂轮
千分尺
23
检验
千分尺、塞规
机械加工工艺流程图
6.指定工序的工序卡
工序3粗车外圆车端面
仪器机床：
CA6140车床夹具：
双顶尖；刀具：
组刀
量具：
游标卡尺
根据粗加工基准，先加工两端面顶尖孔，而后以两顶尖定位加工外圆。
加工的余量为5mm
根据《实用机械加工工艺手册（第3版）》得到：
机床CA6140，选择主轴转速为800r/min,而刀具选择14R1010。
根据《机械加工余量手册》：
根据《实用机械加工工艺手册（第3版）》得到：
工件速度为32m/min
纵向进给量为0.3~0.35mm/r
背吃刀量为2~4mm，选择3mm
走刀长度选择180mm
综合上述，走刀次数为2次
工序卡见附图
工序14热处理，将莫氏4好锥孔及部分外圆表面硬度处理为38~43HRC
仪器淬火炉
根据《实用机械加工工艺手册》查阅得到数据如下：
零件材料为45钢，在淬火之后，硬度达到59HRC以上，所以再通过回火来达到设计要求。
淬火的目的在于提高硬度和耐磨性；回火的目的是获得所要求的力学性能，消除淬火残余应力，提高其塑性和韧性，以及保证零件尺寸的稳定性。
以下是淬火与回火部分资料，《实用机械加工工艺手册》：
加工工序卡见附图
参考文献：
1） 机械制造技术基础教材
2） 机械制造技术基础课程设计指导教程（邹青主编）
3） 机床夹具设计参考书
4） 机械制造工艺学课程设计书
5） 机床夹具图册
6） 机械零件设计手册
7） 机床夹具结构图册（上下册）
8） 金属机械加工工艺人员手册
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