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：2、原始数据和技术要求：零件图一张三、设计内容与要求：（1）零件图 1张（2）机械加工工艺规程卡片 不少于10张 (3) 课程设计说明书 1份序言车床尾座套筒是车床的主要零件，其结构合理与否、质量的好坏对加工过程、加工精度等有很大的影响，因此，在机床零件设计的过程中为主要考虑对象。而

2、车床尾座中有两大重要表面外圆面以及莫氏四号锥孔，这两大重要表面决定了车床尾座套筒主要性能，这两大重要表面加工的成败直接影响到整个零件的加工的成败。所以大多时间要花费在这两个表面的加工。对于外圆表面采用粗车半精车粗磨精磨的加工方案来达到所要求的精度。对于莫氏四号锥孔采用钻孔半精车热处理粗磨精磨来保证精度。并用塞规加以检验。由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指导。 目录1零件的工艺分析-51.1 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- -6 2.1 确定毛坯的类型、制造方法和尺寸公差-6 2.2 确定毛坯的技术要求-6 2.3 绘制毛坯

3、图-63 基准的选择- -74 确定机械加工余量、工序尺寸及公差- -85 拟定加工工艺路线- 9 5.1 确定各表面的加工方法- - 9 5.2 拟定加工工艺路线-96 选择机床及工艺装备- -13 6.1 选择机床-13 6.2 选择刀具- - 14 6.3 选择夹具- - 14 6.4 选择量具- - 147 确定切削用量及基本工时- 15 8 总结- -21参考文献- -221零件的工艺分析1.1 零件的功用、结构及特点 车床尾座套筒是车床的主要零件，其结构合理与否、质量的好坏对加工过程、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

4、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. 580-0.013mm279mm自身圆柱度公差为0.005mm。2. Morse No.4的外圆对580-0.013mm外圆的中心轴线对的圆跳动公差为0.01。3. 键槽10mm相对于58mm外圆轴心线的平行度公差为0.025mm，对称度公差为0.1mm。4. 局部外圆及锥孔淬火4550HRC。5. 莫氏四号锥孔涂色检查,母线在全长

5、接触大于75%。6. 调质硬度197220HBS2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63285mm。2.2确定毛坯的技术要求1. 调质处理硬度为197220HBS，以改善切削加工性能，为切削加工做准备。2.3 绘制毛坯图 图2-1毛坯图3 基准的选择该零件图中重要的表面是莫氏四号锥孔以及外圆表面。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

6、均匀，避免后续加工精度受到基准选择错误的影响。2. 选择孔作为精基准，这样能保证重要表面莫氏四号锥孔和外圆表面的精度，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 31的内孔 粗车后外圆表面437mm3mm槽粗车后外圆表面5 Morse No.4内锥面 580-0.013mm外圆表面 6 60内锥面 580-0.013mm外圆表面7 6孔 外圆及端面8 铣R2163mm油槽 580-0.013mm外圆表面9 铣mm203mm键槽 580-0.013mm外圆表面10 磨内孔 580-0.013mm外圆表面11 磨外圆 60

7、内锥面4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，根据文献3可知精车余量Zjc=0.5mm；半精车余量Zbjc=3.5mm；扩孔余量Zk=4mm；钻孔余量Zz=25mm。由文献1表4-7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。根据上述结果确定各工步的公差值分别为，精车：0.025mm；半精车：0.05mm；扩孔：

8、0.18mm；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4-1所示。 表4-1 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标准公差值T工序基本尺寸工序尺寸及偏差精车0.5IT8 T=0.02533.0033.0+0.0250半精车3.5IT10 T=0.05033-0.5=32.532.5+0.0500扩孔4IT12 T=0.18032.5-3.5=2929.0+0.1800钻孔25IT13 T=0.27029-4=2523.0+0.2700毛坯2.套筒外圆表面（工序20、50

9、、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，文献3表5-14，有工序间的余量：精磨余量Zjm=0. 2mm；粗磨余量Zcm=0.3mm；半精车余量Zbjc=1.5mm；粗车余量Zcc=3mm。查文献1表4-7选定各工序尺寸的加工精度等级为，精磨：IT6；粗磨：IT8；半精车：IT10；粗车：IT12。根据上述查询到的结果，再查对文献4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

10、如表4-2所示。表4-2 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磨0.2IT6 Tjc=0.01358.0058.00-0.013粗磨0.3IT8 Tbjc=0.05058+0.20=58.2058.20-0.050半精车2.5IT9 Tk=0.10058.20+0.3=58.5058.5+0.050-0.050粗车2IT12 Tz=0.28058.50+2.5=60.0020.00-0.280毛坯3IT14 Tmp=0.580 60+3=63.00630.2903.莫氏四号锥孔（工序20、60、100、140）的加工余量、工

11、序尺寸及公差莫氏四号锥孔因为是锥孔所以一般以大锥面直径作为测量标准，根据钻孔半精车热处理粗磨精磨的加工方案，根据文献3，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=5mm；钻孔余量Zcc=25.5mm。查表选定各工序尺寸的加工精度等级为，精磨：IT7；粗磨：IT8；半精车：IT10；钻孔：IT11。根据上述查询到的结果，再查对文献4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。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；钻孔： mm。它们的相互

12、关系如表4-3所示。表4-3 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磨0.2IT7 Tjc=0.2031.26931.269+0.02-0.02粗磨0.5IT8 Tbjc=0.05031.269-0.2=31310-0.050半精车5IT10 Tk=0.10031-0.5=30.530.50-0.050钻孔25.5IT11 Tz=0.28030.5-5=25.520.00-0.20毛坯5拟定机械加工工艺一路线5.1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、倒角倒圆弧用车削,套筒

13、外圆面采用粗车半精车粗磨精磨，键槽及油槽采用铣削, 31的内孔采用钻扩，Morse No.4内锥面采用钻车粗磨精磨， 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粗车半精车粗磨精磨莫氏4号锥面IT60.4钻车粗磨精磨套筒内孔右表面IT71.6钻扩半精车精车套筒内孔中表面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 5.2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80180mm05锻造 63285mm10热处理正火20粗车钻孔1夹一端车外圆至6

14、0mm，长200mm，车端面见平，钻孔25mm，深180mm，扩孔29mm，深180mm。2. 调头装夹60mm外圆并找正，车另一端外圆至60mm，与另一端已加工部分接刀，车端面，保证总长283mm，钻孔25.5mm，钻通。毛坯外圆表面三抓卡盘中心架车床30热处理调质197220HBS40 扩孔夹左端外圆，中心架托右端外圆，车右端面，保证总长281mm，扩29mm孔至31mm，深186mm，车右端3560内锥面。 毛坯外圆表面 三抓卡盘中心架车床50半精车1. 用两顶尖装夹工件，上卡箍，车外圆至，调头，车另外一端外圆，与前面已加工部分光滑接刀，车左端面保持总长279mm。右端倒角245，左端倒

15、R3圆角，孔两顶尖车床中心架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47.5mm，车37mm3mm槽，保证6.5mm和3mm2. 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36mm60内锥面。半精车后的外圆三抓卡盘中心架车床70划线钳工划R2163mm油槽线， mm203mm键槽线，6mm的孔线外圆表面V形块80铣1. 以外圆定位装夹铣键槽mm203mm，并保证mm，保证键槽与mm外圆轴心线的平行度和对称度2. 调头，以外圆定位装夹铣R2163mm油槽外圆表面铣床夹具90钻孔钻6mm的孔，保证长度25m

16、m孔，外圆表面机用平口钳垫铁100热处理左端Morse No.4锥孔及 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，大端为外圆表面两顶尖，中心架，磨床130粗磨采用两顶尖定位装夹工件，粗磨外圆到，留余量0.2mm孔两顶尖，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0.02mm，涂色检查，母线在全长上接触大于75%。粗磨后的外圆中心架，磨床150精车夹左端外圆，中心架托右端外圆，找正外圆，精车内孔mm至图样尺寸，深48

17、mm至图样尺寸，粗磨后的外圆表面三爪卡盘，中心架，车床160精磨采用两顶尖装夹，精磨外圆至图样尺寸mm内孔两顶尖，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.2）工序40加工外圆最大直径为580-0.013mm，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

18、) 工序80 该工序加工油槽和键槽，包括2个工步，选择X62W万能铣床即可满足要求。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内圆磨床及中心架即可满足要求。9）工序130该工序为粗磨580-0.013mm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M211

19、0A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580-0.013mm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

20、，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：此工序主要是粗磨580-0.013mm的外圆，选择外圆砂轮即可满足要求。工序140：该工序主要是精磨Morse No.4锥孔，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.

21、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, 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，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

22、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580-0.013mm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的尺寸精度要求，需要用到游标卡尺，千分尺，塞规。 7 确定切削用量1.工序20步骤如下：(

23、1)工步1粗车外圆1)确定背吃刀量：ap=3mm。2)确定进给量f：根据文献2表8-50查得f=0.60.7mm/r；取f=0.6mm/r。3)确定切削速度Vc: 根据文献2表8-57查得Vc= 1.1671.5m/s;取Vc=1.4m/s 4)确定机床转速n：n=1000Vc/dw=6010001.4/3.1463=424.62r/min查表5-5得相近的机床转速为400r/min,所以实际切削速度为1.3m/s。(2)工步2车端面 切削用量与工步1一样(3)工步3钻孔选取25的高速钢钻头；进给量参照文献2表8-69f=0.390.47取f=0.4mm/r；根据参照文献2表8-71切削速度=0.33m/s。根据公式n=601000Vc/dw=6010000.33/3.1425=252.2r/min参照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(4)工步4扩孔 选取扩孔钻直径29,ap=3mm，根据文献2表8-79进给量f=0.81.0mm/r,取f=0.9mm/r,根据文献2表8-82可知切削速度=0.31m/s; 根据公式n=601000Vc/dw=60100