车床尾座套筒课程设计Word下载.docx

1、（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。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。（4）500-0.013mm160mm表面淬火4550HRC，Morse No.4内锥面表面淬火4550HRC。（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

2、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2832HRC，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4550HRC。（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0.545。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

3、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 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 6孔 外圆及端面8 铣R2160mm油槽9 铣mm200mm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

4、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IT71.6钻扩粗铰精铰套筒内孔中表面IT1212.5钻扩平键槽0.8粗铣半精铣精铣半圆键槽IT83.24.2 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60285mm热处理正火20粗车1夹一端车外圆至58mm，长200mm，车端面见平，钻孔

5、20mm，深188mm，扩孔26mm，深188mm。2. 调头装夹58mm外圆并找正，车另一端外圆至58mm，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2832HRC40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26mm孔至28mm，深186mm，车右端3260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

6、mm孔至mm，深44.5mm，车34mm1.7mm槽，保证3.5mm和1.7mm2. 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，车左端头36mm70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6mm的孔，保证长度25mm孔，外圆表面机用平口钳垫铁100左端Morse No.4锥孔及0.05 160mm长的外圆部分，加热

7、淬火4550HRC110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Morse No.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Morse No.4锥孔至设计要求，大端为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60mm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1

8、80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；

9、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=-0.45

10、mm；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0.5IT8 T=0.02530.0030.0+0.0253.5IT10 T=0.05030-0.5=29.529.5+0.050扩孔IT12 T=0.18029.5-3.5=2626.0+0.180IT13 T=0.27026-6=2020.0+0.270毛坯20-20=02. 套筒外圆表面（工序20、50、130和160）的加工余量

11、、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=55.2550.013=0.213mm；

12、Z4min=55.20.0555=0.15mm；Z3max=55.555.20.05=0.4mm； Z3min=55.50.1055.2=0.2mm；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）0.2IT6 Tjc=0.01355.00-0.0130.3Tbjc=0.05055+0.20=55.20-0.0502.5IT9 Tk=0.10055.20+0.3=55.50Tz=0.28055.50+2.5=58.00-0.280IT14 Tmp=0.

13、58058+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

14、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。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

15、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Morse No.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3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。1

16、1）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

17、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：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，

18、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0300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6

19、0内锥面，选择塞规即可。此工序加工的是Morse No.4锥孔，选择Morse No.4塞规。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。此工序是Morse No.4锥孔的精加工，选择Morse No.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

20、机械制造课程设计指导书表5-102查得f=0.60.7mm/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 =2350.811.441.040.8/（600.220.120.860.36）=97.69m/min4） 确定机床转速nn=1000Vc/dw=100097.69/3.1460=518.52r/min查表

21、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=0.48min6） 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20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/dw=100020/3.1420=

22、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/2cot+（12）=6.87.8mm式中d为钻头直径，为钻头半顶角，常为60取y=7mmTj=（l+y）/nf=（188+7）/250/0.4=1.95min4） 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=2.07min5） 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）Kv4）确定机床转速n：n=100