车床尾座套筒课程设计说明书.docx

1、车床尾座套筒课程设计说明书机械制造工艺学课程设计设计说明书题目： 车床尾座套筒 学校： 湖南工业大学 学院： 机械工程学院 专业： 机械工程及其自动化 班级： 姓名： 指导老师： 设计时间：2011年12月19日 至 2011年12月25日机械工程学院2011 年 12 月机械制造工艺课程设计任务书一 设计题目：设计车床尾座套筒零件的机械加工工艺规程及车床尾座套筒工序的设计计算二、原始数据和技术要求：该零件图样一张生产纲领：单件小批量生产生产条件:金工车间加工三、设计内容与要求：(1)毛坯图零件图 1张零件毛坯合图 1张 (2)机械加工工艺规程卡片 1张 工序卡1套(3)课程设计说明书 1份四

2、、进度安排：序号内容基本要求时间备注1准备阶段阅读、研究任务书；明确设计内容和要求。阅读教材和课程设计指导书。准备好绘图工具、设计资料和手册等。课程设计前进行2绘制零件图提高识图和绘图能力了解零件的各项技术要求2天手绘3制定工艺路线掌握工艺路线的制定方法和步骤初步拟定零件的工艺路线1天制定零件的工艺路线1天4工序设计掌握工序设计的方法和步骤4天5编写设计计算说明书整理和编写设计说明书3天6答辩或检验1天小计12天学生姓名 学 号 专 业 机械工程 班 级 指导教师 目录1零件的工艺分析-5 1.1 零件的功用、结构及特点- 51.2主要表面及其要求-52 毛坯的选择- -5 2.1 确定毛坯的

3、类型、制造方法和尺寸公差-5 2.2 确定毛坯的技术要求-6 2.3 绘制毛坯图-63 基准的选择- -64 拟定加工工艺路线-7 4.1 确定各表面的加工方法- - 7 4.2 拟定加工工艺路线-75 确定机械加工余量、工序尺寸及公差- -96 选择机床及工艺装备- -12 6.1 选择机床-12 6.2 选择刀具- - 13 6.3 选择夹具- - 14 6.4 选择量具- - 147 确定切削用量- 15 8 总结- -239 文献-24 1零件的工艺分析1.1 零件的功用、结构及特点 车床尾座套筒是装夹顶针，钻头，绞刀，等工具的。车床尾座套筒是车床的主要零件，其结构合理与否、质量的好坏

4、对加工过程、加工精度等有很大的影响，其主要作用是为轴类零件定心，同时具有辅助支撑和夹紧的功能。尾座顶尖的定位精度直接影响机床加工工件的径向尺寸精度，以及圆度、圆柱度、同轴度等形位精度。而套筒是直接用来装夹顶尖的，由此可见，车床套筒的加工质量将直接影响到机床的工作精度和使用寿命。是一个运动频繁技术要求高的运动部件，对同轴度、耐磨性要求严格。 1.2 主要表面及其技术要求1. 550-0.013mm276mm自身圆柱度公差为0.005mm。2. Morse No.4的轴心线与550-0.013mm外圆的中心轴线的同轴度公差为0.01mm。3. Morse No.4的轴心线的圆跳动公差为0.01。4

5、. 键槽8mm相对于55mm外圆轴心线的平行度公差为0.025mm，对称度公差为0.1mm。5. 500-0.013mm160mm表面淬火4550HRC，Morse No.4内锥面表面淬火4550HRC。6. 锥孔涂色检查其接触面积应大于75%。2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60285mm。2.2确定毛坯的技术要求1. 调质处理硬度为197220HRC，以改善切削加工性能，为切削加工做准备。2.3 绘制毛坯图 3 基准的选择该零件图中较多尺寸及形位公差是以

6、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“误差复映”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粗车外圆外圆毛坯表面3 28的内孔 粗车后外圆表面434mm1.7mm槽粗车后外圆表面5 Morse No.4内锥面 550-0.013mm外圆表面 6 60内锥面 550-0.013mm外圆表面7

7、 6孔 外圆及端面8 铣R2160mm油槽 550-0.013mm外圆表面9 铣mm200mm键槽 550-0.013mm外圆表面10 磨内孔 550-0.013mm外圆表面11 磨外圆 60内锥面4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、550-0.013mm外圆表面及倒角用车削,键槽及油槽采用铣削, 28的内孔采用钻扩，Morse No.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/m加工方案套筒外圆面IT60.4粗车粗磨精磨莫氏

8、4号锥面IT60.4粗车粗磨精磨套筒内孔右表面IT71.6钻扩粗铰精铰套筒内孔中表面IT1212.5钻扩平键槽IT70.8粗铣半精铣精铣半圆键槽IT83.2粗铣半精铣精铣 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60285mm10热处理正火20粗车1夹一端车外圆至58mm，长200mm。2车端面见平，钻孔20mm，深188mm。3扩孔20mm至26mm，深188mm。4. 调头装夹58mm外圆并找正。5. 车另一端外圆至58mm，与另一端已加工部分接刀。6. 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热处理调质1972

9、20HRC40扩孔1.夹左端外圆，中心架托右端外圆，车右端面，保证总长278mm。2.扩26mm孔至28mm，深186mm。3.车右端3460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。2. 调头，车另外一端外圆，与前面已加工部分光滑接刀。3. 右端倒角245，左端倒R3圆角，保持总长276mm。孔两顶尖车床中心架601. 夹左端外圆，中心架托右端外圆，找正外圆，车mm孔至mm，深45mm。2. 车34mm1.7mm槽，保证3.5mm和1.7mm 3. 调头，夹右端外圆，中心架托左端外圆，找正外圆，车Morse No.4内锥面，至大端尺寸为mm。 4.车左端头36m

10、m60内锥面。70划线钳工划R2160mm油槽线， mm200mm键槽线，6mm的孔线外圆表面V形块80铣1. 以0.05mm外圆定位装夹铣键槽mm200mm，并保证mm（注意外圆加工余量）保证键槽与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R2160mm油槽铣床夹具90钻孔钻6mm的孔，保证长度25mm孔，外圆表面机用平口钳垫铁100热处理左端Morse No.4锥孔及0.05 160mm长的外圆部分，加热淬火4550HRC110研磨研磨两端60内锥面外圆表面研磨机120粗磨夹右端外圆，中心架左托外圆，找正外圆，粗磨Morse No.4锥孔，留余量0.2mm外圆表

11、面两顶尖，中心架，磨床130粗磨采用两顶尖定位装夹工件，粗磨mm外圆，留余量0.2mm孔两顶尖，磨床140精磨1. 夹右端外圆，中心架托左端外圆，找正外圆，精磨Morse No.4锥孔至设计要求，大端为0.02mm，涂色检查，接触面积应大于75%。2. 修研60锥面。中心架，磨床150精车1.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。2. 修研60锥面mm外圆表面中心架，车床160精磨采用两顶尖装夹，精磨外圆至图样尺寸两顶尖，磨床170检查检查各部分尺寸精度要求180入库清洗涂油入库5确定机械加工余量、工序尺寸的公差 1.加工余量可采用查表修正法

12、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。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；半精车：0.05mm；扩孔：0.18

13、mm；钻孔：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；半精车： mm；扩孔：；钻孔： 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名称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精车0.5

14、IT8 T=0.02530.0030.0+0.0250半精车3.5IT10 T=0.05030-0.5=29.529.5+0.0500扩孔6IT12 T=0.18029.5-3.5=2626.0+0.1800钻孔20IT13 T=0.27026-6=2020.0+0.2700毛坯3020-20=02.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，

15、精磨：IT6；粗磨：IT8；半精车：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；粗磨：0.05mm；半精车：0.1mm；粗车：0.28mm。综上所述，各工序的工序尺寸及公差分别为，精磨： mm；粗磨： mm；半精车： mm；粗车： 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=55.2550.013=0.213mm； Z4min=55.20.0555=0.15mm；Z3max=55.555.20.05=0.4mm； Z3min=55.50.1055.2=0.2m

16、m；Z2max=5855.50.10=2.4mm； Z2min=580.2855.5=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）工序名称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精车0.2IT6 Tjc=0.01355.0030.00-0.013半精车0.3IT8 Tbjc=0.05055+0.20=55.2029.50-0.050扩孔2.5IT9 Tk=0.10055.20+0.3=55.5026.0+0.050-0.050钻孔2IT12 Tz=0.28055.50+2.5=58.0020.00-0.28

17、0毛坯5IT14 Tmp=0.580 58+2=60.00600.2903.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：精磨余量Zj=0. 2mm；粗磨余量Zcm=0.5mm；精车余量Zbjc=7mm；钻孔余量Zcc=23.5mm。查表选定各工序尺寸的加工精度等级为，精磨：IT7；粗磨：IT8；精车：IT9；钻孔：IT11。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：0.020mm；粗磨：0.05mm；精车：0.1mm；钻孔：0.20mm。热处理用高频感应淬

18、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。6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6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

19、加工外圆最大直径为550-0.013mm，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，该工序包括3个工步。4）工序60此工序为半精车，选择CA6140型卧式车床及组合夹具，该工序包括4个工步。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。该工序包括2个工步。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Morse No.4,同时需要用

20、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550-0.013mm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2个工步，精磨Morse No.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550-0.013mm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

21、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端面刀和90外圆车刀。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6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Morse No.4锥孔，选择Morse No.4

22、砂轮即可。工序130：此工序只有一个工步，主要是粗磨550-0.013mm的外圆，选择外圆砂轮即可满足要求。工序140：该工序包括3个工步，精磨Morse No.4，并且检查，同时要修研60内锥面，选择Morse No.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

23、要求不高，故可选用测量范围在0300的大量程游标卡尺。工序40：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0200, 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0300的大量程游标卡尺，读数值0.01，示值误差0.01。工序80：此工序加工精度要求高，特别是键槽的精度，故选择千分尺。工序90：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。工序110：此工序加工的是60内锥面，选择塞规即可。工序120：此工序加工的是Morse No.4锥孔，选择Morse No.4塞规。工序130：此工序加工的是550-0.013mm的外圆，精度要求高，选择千分尺以保证精度要求。工序140：此工序是Morse No.4锥孔的精加工，选择Morse No.4塞规。工序150：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。工序160：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