车床尾座套筒课程设计说明书Word下载.docx

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2

绘制零件图

⑴提高识图和绘图能力

⑵了解零件的各项技术要求

2天

手绘

3

制定工艺路线

⑴掌握工艺路线的制定方法和步骤

⑵初步拟定零件的工艺路线

1天

制定零件的工艺路线

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

小计

12天

学生姓名

学号

专业机械工程

班级

指导教师

1零件的工艺分析------------------------------------------------------------------------------------5

1.1零件的功用、结构及特点----------------------------------------------------------------5

1.2主要表面及其要求--------------------------------------------------------------------------5

2毛坯的选择---------------------------------------------------------------------------------------5

2.1确定毛坯的类型、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----------------------------------------------------------------------------------6

3基准的选择----------------------------------------------------------------------------------------6

4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-------------------------------------------------------------------------7

5确定机械加工余量、工序尺寸及公差-------------------------------------------------------9

6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------------------------------------------------------------------------------------14

7确定切削用量------------------------------------------------------------------------------------15

8总结--------------------------------------------------------------------------------------------------23

9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.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。

4.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。

5.φ500-0.013mm×

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

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φ60×

285mm。

2.2确定毛坯的技术要求

1.调质处理硬度为197~220HRC，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

加工部位

基准选择

端面

外圆毛坯表面

粗车外圆

φ28的内孔

粗车后外圆表面

Ф34mm×

1.7mm槽

粗车后外圆表面

MorseNo.4内锥面

φ550-0.013mm外圆表面

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

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、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→粗磨→精磨

莫氏4号锥面

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。

2．车端面见平，钻孔φ20mm，深188mm。

3．扩孔φ20mm至26mm，深188mm。

4.调头装夹φ58mm外圆并找正。

5.车另一端外圆至φ58mm，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

调质197~220HRC

40

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φ26mm孔至φ28mm，深186mm。

3.车右端φ34×

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。

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2×

45°

，左端倒R3圆角，保持总长276mm。

孔

两顶尖

60

1.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Ф34mm×

1.7mm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MorseNo.4内锥面，至大端尺寸为

mm。

4.车左端头Ф36mm×

70

划线

钳工划R2×

160mm油槽线，

200mm键槽线，Ф6mm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

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

1.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

0.02mm，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。

锥面

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

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；

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

IT8T=0.025

30.00

Ф30.0

+0.025

3.5

IT10T=0.050

30-0.5=29.5

Ф29.5

+0.050

IT12T=0.180

29.5-3.5=26

Ф26.0

+0.180

IT13T=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：

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

IT6Tjc=0.013

55.00

-0.013

0.3

IT8Tbjc=0.050

55+0.20=55.20

-0.050

2.5

IT9Tk=0.100

55.20+0.3=55.50

IT12Tz=0.280

55.50+2.5=58.00

-0.280

IT14Tmp=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。

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

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，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2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：

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，