车床尾座套筒1Word格式.docx
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图
3.改错和新旧标准转换
①表面粗糙度轮廓符号:
将基本图形符号转换成完整图形符号中的MRR。
②0.5×
45°
→C1
1.2车床尾座套筒零件的技术要求
车床尾座套筒的主要加工表面有:
莫氏4号锥孔、Φ55mm外圆表面、8mm键槽、Φ30mm的内孔
1.莫氏4号锥孔(Ra=0.4μm)
锥孔可以用来插入后顶尖和其他加工刀具,所以锥面精度和耐磨性要求都很高,即莫氏4号锥孔轴心线与Φ55mm外圆轴心线的同轴度公差为0.01mm;
莫氏4号锥孔轴心线对Φ55mm外圆轴心线的径向圆跳动公差为0.01mm;
如图。
2.Φ55mm外圆、8mm键槽
①Φ55mm外圆:
尺寸精度为IT5,表面粗糙度Ra=0.4μm
②8mm键槽:
尺寸精度为IT10,表面粗糙度Ra=0.8μm
外圆和箱体之间经常来回运动,因此耐磨性要求比较高,Φ55mm外圆的圆柱度公差为0.005mm,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,8mm键槽对Φ55mm外圆轴心线的平行度公差为0.025mm,对称度公差为0.1mm;
3.Φ6mm和Φ30mm内孔
Φ30mm内孔:
尺寸精度为IT7,表面粗糙度Ra=1.6μm
Φ6mm的孔是排气孔,位置精度和尺寸精度要求精度不高。
Φ30mm的内孔是用来安装首轮丝杆的,因此有配合精度要求。
4.锥孔涂色检验其接触面积应大于75%;
5.调质处理28~32HRC;
6.局部外圆及锥孔淬火45~50HRC;
7.套筒两端60°
倒角的表面粗糙度Ra=0.8μm。
1.3车床尾座套筒的生产类型
1.生产类型的确定
①生产纲领
生产纲领是企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。
零件在计划期为一年的生产纲领N可按下式计算:
N=Qn(1+a%)(1+b%)
式中
Q—产品的年生产纲领(台/年)
n—每台产品中零件的数量n=1件/台;
a—备品的百分数,取2%~4%;
b—废品的百分数,取0.3%~0.7%
②生产类型
生产类型是指企业(或车间、工段、班组、工作地)生产专业化程度的分类。
一般分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型。
生产类型的划分,主要取决于生产纲领,即年产量。
因为零件是CA6140车床上的尾座套筒,所以产品类型属于轻型机械。
已知年产量为Q=5000台/年,根据生产纲领的计算可知N≈5100(件/年),经查《机械加工工艺编制》附表2《机加工工作各种生产类型的生产纲领及工艺特点》得知,该套筒的生产类型为大批量生产。
第2章车床尾座套筒的毛坯
2.1车床尾座套筒毛坯材料、加工方法及技术要求
1.选择毛坯应综合考虑以下几方面的因素:
①零件材料及对零件力学性能的要求。
图纸上明确要求零件材料是45号钢,且该套筒在工作过程中要承受冲击载荷和摩擦,为增强套筒的耐磨性和抗冲击韧度,获得更好的纤维组织,毛坯选用锻件。
同时,锻件的形状和尺寸与零件相近,从而可以节约材料,减少切削加工的劳动量,降低生产成本。
毛皮的锻造方法不同,其生产效率和成本就不同。
在选择制造方法时,既要考虑制造精度,又要考虑机加工成本和毛坯制造成本,以达到零件制造总成本最低的目的。
如果零件材料是铸铁或青铜,毛坯就只能够采用铸造,而不是锻造。
②零件的结构形状、尺寸及生产类型
套筒外圆表面直径均匀,所以可以选择棒料。
又因为该套筒属于轻型机械,且生产类型属大批量生产,为提高生产效率和锻件精度,现采用模锻法来制造毛坯。
2.加工方法及技术要求
车床尾座套筒的锻造工艺过程为:
将棒料Φ80mm×
165mm坯料加热至1180~1240℃,经模锻后尺寸变为Φ60mm×
285mm;
在压床上切边,再在模锻锤上进行热校正;
最后经热处理消除内应力,调整其硬度值到28~32HRC。
套筒毛坯主要技术要求有:
①热处理:
毛坯模锻好后采用正火处理,即指将钢材或钢件加热到比钢的上临界点温度还高30~50℃的温度,保持适当时间后,在静止的空气中冷却的热处理的工艺。
正火的目的:
主要是提高材料的力学性能,改善切削加工性,细化晶粒,消除组织缺陷,为后道热处理作准备。
②棒料端面对主轴中心线的垂直度不大于1mm;
③棒料弯曲不大于1mm。
2.2绘制车床尾座套筒的毛坯简图
1.确定套筒的单边余量
由该零件的功用和技术要求,确定其锻件公差等级为普通级。
锻造后的毛坯尺寸应该为Φ60mm×
285mm,选择标准热轧圆钢(GB/T702-1986)d=80mm,根据体积相等的原则,所选毛坯尺寸为Φ80mm×
165mm,则满足1.25D≦H≦2.5D要求。
根据锻件形状复杂系数、锻件材质系数、零件表面粗糙度,查《金属切削手册》表有该锻件的错差公差为1.8mm,残留飞边公差为20mm,最大尺寸方向的公差值为8.0mm。
其机械加工余量为主轴颈和连杆轴颈的余量取7mm,法兰盘外圆余量取6mm,内孔直径的加工余量取2.0mm,水平方向单面余量取3.0~4.5mm,径向余量取3.0~4.0mm。
2.绘制毛坯简图
结合加工的实际情况,综合上面的数据,绘制的毛坯简图如图所示。
3.1选择车床尾座套筒的定位基准
定为基准有粗基准和精基准之分,通常先选择精基准,后选择粗基准。
1.精基准的选择
选择精基准时,应从整个工艺过程来考虑,如何保证零件关键表面的加工精度(特别是有位置精度要求的表面),并使工件装夹方便可靠,夹具结构简单。
选择精基准应遵循以下原则:
①基准重合原则②基准统一原则③互为基准原则④自为基准原则。
加工外圆表面时应遵循“基准统一”原则,采用内孔作为统一基准加工外圆表面,这样可以保证各外圆表面之间较高的同轴度要求(内孔精度差怎么办?
),并简化夹具的设计和制造工作,采用内孔作为统一基准时需插心轴。
在加工R2×
160mm槽,8mm×
200mm键槽时以半精车后外圆为定位基准。
2.粗基准的选择
粗基准通常是先用后选择,他是为加工精基准而确立的,选择粗基准时,应从零件加工的全过程来考虑。
1要考虑如何合理分配各加工表面的余量;
2考虑怎样保证不加工表面与加工表面间的尺寸及相互位置。
因此,选择Φ55mm外圆表面作为粗基准,以它作为粗基准定位加工孔,为后续工序加工出精基准。
这样使加工外圆时的余量均匀,避免后续工序加工精度受到“误差复映”的影响。
3.2表面加工方法的确定
套筒的主要加工表面有:
莫氏4号锥面、外圆表面、内圆表面及平键槽等。
根据套筒零件图上各加工表面的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度,选定加工工件各主要表面的加工方法如表所示,其余次要表面加工方法见机械加工工艺卡片。
表曲轴零件主要表面加工方案
加工表面
经济精度
表面粗糙度Ra/μm
加工方案
Φ55外圆表面
IT5
0.4
粗车→半精车→粗磨→精磨
莫氏4号锥面
IT7?
粗车→半精车→精车→粗磨→精磨
Φ30内孔
IT7
1.6
钻→扩→粗车→半精车→精车
Φ28内孔
IT12
12.5
钻→扩
平键槽
IT6
0.8
粗铣→半精铣→精铣
在选定了车床尾座套筒主要表面的加工方法以后,还需要进一步确定这些加工方法在工艺路线中的安排顺序,这就涉及到加工阶段的划分。
对于精度要求较高的表面,总是先粗加工后精加工,但工艺过程划分成几个阶段是对整个加工过程而言的,不能拘泥于某一表面的加工。
考虑到车床尾座套筒零件的技术要求,可以将加工阶段划分成粗加工、半精加工、精加工和光整加工几个阶段。
分析车床尾座套筒零件,其工艺工程大致包括以下几个阶段:
1定位基准的加工;
粗车外圆表面、端面和钻孔;
2调质28~32HRC;
3扩孔、半精车外圆和倒角;
4精车孔、槽和莫氏4号锥孔;
5划线;
铣平键和半圆键;
钻孔;
修毛刺;
6左端莫氏4号锥孔及160mm长的外圆部分,高频感应加热淬火45~50HRC;
7研磨两端60°
内锥面;
8粗磨、精磨外圆和莫氏4号锥面。
3.4工艺路线方案
车床尾座套筒的加工工艺路线及工艺装备如表所示。
表车床尾座套筒机械加工工艺过程卡片
工序号
工序名称
工序内容
工艺装备
05
下料
棒料Ф80mm×
165mm
锯床
10
锻造
锻造尺寸Ф60mm×
285mm
15
热处理
正火
20
粗车
夹左端粗车外圆尺寸至Ф58mm,端面见平即可。
钻孔Ф20mm,深188mm,扩孔Ф26mm深188mm
CA6140
25
倒头,夹右端Ф58mm外圆并找正,车另外一端面外圆至Ф58mm,与上工序光滑接刀,车端面保证总长280mm。
钻孔Ф23.5mm钻通
30
调质28~32HRC
35
半精车
夹左端外圆,中心架托右端外圆,车右端面保证总长278mm,扩Ф26mm孔至Ф28mm,深186mm,车右端头Ф32mm×
60°
内锥面
CA6140、中心架
40
采用两顶尖?
和心轴(锥套锥)装夹工件,上卡箍,车外圆至Ф55.50±
0.037mm。
车右端外倒角C2,左端R3圆角,保持总长276mm
CA6140、心轴
45
夹左端外圆,中心架托右端外圆,找正外圆,车右端内孔(
mm孔)至
mm,深44.5mm,车Ф34mm×
1.7mm退刀槽,保证3.5mm和1.7mm
50
精车
倒头,夹右端外圆,中心架托左端外圆,找正外圆,车莫氏4号内锥孔,至大端尺寸为
mm,?
车左端头Ф36mm×
55
划线
划R2×
160mm槽线,
mm×
200mm键槽线,Ф6mm孔线
60
铣
以
±
0.05mm外圆装夹定位,铣键槽
mm×
200mm,【保证
mm(留外圆加工余量),保证键槽与Ф
mm外圆轴心线的平行度和对称度】
X62W万能铣床、专用铣床夹具
65
0.05mm外圆和
200mm键槽装夹定位,铣R2深2mm,长160mm圆弧槽
70
钻
钻Ф6mm孔,其中心距右端面为25mm
Z512组合夹具
75
钳
修毛刺
80
左端莫氏4号锥孔及160mm长的外圆部分,高频感应加热淬火45~50HRC
85
研磨
研磨60°
90
粗磨
夹右端外圆,中心架左托外圆,找正外圆,粗磨莫氏4号锥孔,留磨余量0.2mm
M2110A、中心架(过度套)
95
采用两顶尖定位装夹工件,粗磨外圆尺寸至Ф
mm
M1432A
100
精磨
夹右端外圆,中心架托左端外圆,找正外圆,精磨莫氏4号锥孔图样尺寸,大端为Ф
0.05mm,(涂色检查,接触面积应大于75%)。
修研60°
锥面
M2110A、莫氏4号锥度塞规
105
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45mm,修研60°
110
采用两顶尖和心轴C定位?
精磨外圆至尺寸Ф
M1432、心轴
115
按照图样检查各部分尺寸精度
120
涂油入库
3.5加工余量、工序尺寸及其公差的确定
毛坯尺寸应满足双向原则,轴类零件上偏差为0,孔类零件下偏差为0。
1.尾座套筒车
内孔(工序20、45和105)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》和《机械制造技术实训课程》中的表5-17《内孔加工方法的适用范围》及表5-38《标准公差值》确定各工序尺寸的加工余量和加工精度等级及尺寸公差如表。
表工序尺寸及公差计算(单位:
mm)
工序余量
工序精度IT
标准公差值T
工序基本尺寸
工序尺寸及偏差
0.5
IT7Tjc=0.025
30.00
Ф30.0
+0.025
3.5
IT10Tbjc=0.084
30-0.5=29.5
Ф29.5
+0.084
扩孔
6
IT11Tk=0.130
29.5-3.5=26
Ф26.0
+0.130
钻孔
IT13Tz=0.330
26-6=20
Ф20.0
+0.330
毛坯
20-20=0
2.套筒外圆表面(工序20、25、40、95和110)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《加工余量手册》和《机械制造技术实训课程》中的表5-16《外圆加工方法的适用范围》及表5-38《标准公差值》确定各工序尺寸的加工余量和加工精度等级及尺寸公差如表。
0.2
IT5Tjc=0.013
55.00
Ф55
-0.013
0.3
IT7Tbjc=0.030
55+0.20=55.20
Ф55.20
-0.030
2.5
IT9Tk=0.074
55.20+0.3=55.50
Ф55.50
+0.037
-0.037
2
IT12Tz=0.300
55.50+2.5=58.00
Ф58.00
-0.300
5
IT14Tmp=0.740
58+2=60.00
60±
0.370
3.莫氏四号锥孔(工序25、50、80、90和100)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=0.569mm;
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:
0.025mm;
0.039mm;
0.062mm;
0.130mm。
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。
4.铣平键槽的工序尺寸A计算,如图所示。
Ⅰ→
,Ⅱ→
,Ⅲ→
,Ⅳ→A
图(a)尺寸关系图(b)对应工艺尺寸链
⑴图中,封闭环是
,增环是
、A,减环是
。
⑵计算
1封闭环基本尺寸
50.5=27.5+A-27.6→A=50.6
2封闭环上偏差
0=0+
-(-0.015)→
=-0.015
3封闭环下偏差
-0.2=-0.0065+
-0→
=-0.1935
∴A=
第4章车床尾座套筒的检验
1.Ф
mm外圆的圆柱度检验
(1)采用V形块——打表法,如图所示。
测量方法如下:
①
图在V形块上检测工件的圆柱度
②采用圆度仪测量法。
如图所示,这是转台式圆度仪,用它先测出工件的圆柱度值,然后计算出圆柱度值。
图圆度仪检测工件的圆柱度
(2)
mm键槽对称度的检验,采用键槽对称度量规进行检查(图2.7)。
a)b)
图2.7键槽对称度量规
a)内孔键槽量规b)外圆键槽量规
(3)用标准莫氏4号锥塞规涂色检查工件的锥孔,其接触面积应大于75%。
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- 关 键 词:
- 车床 套筒