车床尾座套筒生产加工工艺设计毕业论文设计说明书.docx
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车床尾座套筒生产加工工艺设计毕业论文设计说明书
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湖南电气职业技术学院
毕业设计
题目:
车床尾座套筒生产加工工艺设计
学生姓名:
卢曼
专业:
机械设计与制造
系别:
机械工程系
指导教师:
罗佳
2012年11月30日
第一章绪论3
第二章毕业设计任务书4
第三章零件图样分析(重点)5
3.1图样5
3.2零件图样功能分析:
5
3.3加工工艺的分析6
第四章零件的生产类型9
第五章拟定零件加工工艺路线分析15
5.1选择零件各表面的加工方法15
第六章零件的毛坯类型及其制造方法30
6.1零件毛坯类型30
第七章选择零件的定位基准和加工装备31
7.1零件的定位基准选择31
7.2加工装备的选择31
第八章确定加工参数及程序设计34
8.1加工参数34
8.2加工程序:
36
第九章总结38
第十章参考文献40
第一章绪论
毕业设计的目的:
车床尾座套筒加工工艺规程设计属于一种典型零件的加工工艺规程设计,在编写它的加工工艺规程的过程中涉及到热处理、各类机床的选用、夹具设计等很
多方面的知识,它综合了《机械制造技术基础》、《材料成型》、《工程材料》、《夹具设计》、《机床概论》等多门机械制造专
业的主干专业课,因此在这个过程中不但可以使我加深以前所学的专业课的理解,也可以让我把以前所学的一些专业课程融会贯通,起到温故而知新的作用,为以后的继续学习和深造打下坚实的基础。
车床尾座套筒属于一类典型的零件,掌握了它的加工工
艺规程就等于掌握了这一类零件的加工工艺规程。
研究车床尾座套筒加工工艺规程就等于在研究一类零件的加工工艺
规程,因此制定出一套经济的加工工艺规程意义深远。
这不
紧影响到这一类零件的加工成本,还可以为将来CAPP系统的发展准备出一套最优的检索资料。
第二章毕业设计任务书
课题一:
车床尾座套筒生产加工工艺设计
零件图:
生产批量:
单件小批生产,每次
50件
设计要求:
1完成零件图工艺过程卡、工序卡、刀具卡、手
工
绘制零件图一张说明书一份。
2、要求设计方案必须注重经济性,
尽量选用选用工装及设备,减少实际生产加工的外委加工。
3、说
明书必须有设计结果的总结分析?
参考文献。
第三章零件图样分析(重点)
:
3.1图样
图2.1车床尾座套筒零件简图
3.2零件图样功能分析:
车床尾座套筒是车床尾座箱的重要零件。
它的作用是:
一、用来安装尾座套筒顶尖,利用尾座套筒顶尖来顶紧工件,并和主轴卡盘一起起支撑作用,做为工件车削时的定位基准;二、莫氏四号锥孔可以安装钻头、铰刀、镗刀,用来在工件上加工孔。
车床尾座套筒在工作时承受着不断变化的压力、惯性力和它们的力矩作用,而且它的精度直接影响工件的定位精度,因此要求车床尾座套筒具有强度高、刚度大、耐磨性好,莫氏四号锥孔表面加工尺寸精确,并且润滑可靠。
3.3加工工艺的分析
1、加工要求;
车床尾座套筒的主要加工表面有:
莫氏四号锥面、外圆表面、
内圆表面和键槽面等。
其机械加工的主要技术要求已标注在零件图
上,但还应满足下列加工要求:
1)5500.013mm外圆的圆柱度公差为0.005mm。
2)莫氏4号锥孔轴心线与5500.013mm外圆轴心线的同轴度公差
为0.01mm。
3)莫氏4号锥孔轴心线对5500.013mm外圆轴心线的径向跳动公
差为0.01mm。
4)键槽800..085035mm对5500.013mm外圆轴心的平行度公差为
0.025mm,对称度公差为0.1mm。
5)锥孔涂色检查其接触面积应大于75%。
6)调质处理28~32HRC。
7)局部外圆及锥孔淬火45~50HRC。
2、工艺分析:
1)在安排加工工序时,应将粗,精加工分开,以减少切削
应力对加工精度的影响。
并在调质处理前进行粗加工,调质处理后进
行半精加工和精加工。
2)车床尾座套筒左端莫氏4号锥孔与右端Ф28mm、Ф30mm孔,
应在进行调质处理前钻通,这样有利于加热和内部组织的转变,使工
件内孔得到较号的处理。
3)工序8粗车外圆时,可以采用专用心轴(a)或者(b)。
如图
2.4(a),2.4(b)。
4)精磨Ф5500.013mm外圆时,采用专用心轴(c)定位装夹工件。
如图2.4(c)。
5)工序18以后,再采用中心架托夹工件外圆时,由于键槽
800..085035mm的影响,这时应配做一套筒配合中心架的装夹,以保证工件
旋转平稳,不发生震动。
6)Ф5500.013mm外圆轴心线是工件的测量基准,所以磨削莫氏4号锥孔时,定位基准必须采用Ф5500.013mm外圆。
加工时还应找正其
上母线与侧母线之后进行。
7)加工800..085035
mm键槽时,应在夹具上设置对称度测量基准,在
加工对刀时,可边对刀边测量,以保证键槽800..085035mm对Ф5500.013mm
外圆轴心线的对称度。
8)为了保证R2半圆槽和800..085035
mm键槽的对称度。
如图2.5,在
夹具定位块4上开一个Ф8的孔,将工件1夹在V形块2内,在Ф8
的孔中插入滑配销子5,将工件铣好的键槽800..085035
mm卡在销子5上在
夹紧,再铣R2半圆槽。
图2.5铣键槽夹具
9)Ф5500.013mm外圆的圆柱度检验,可将工件外圆放置在标准V
形块上(V形块放在标准平板上),用百分表测量出外圆点的圆柱度值,然后再算出圆柱度值(图2.6)。
也可以采用偏摆仪方法,先测出工件的圆柱度值,然后计算出圆柱度值。
图2.6在V形块上检测工件的圆度值
10)800..085035
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
11)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%。
第四章零件的生产类型
1.毛坯的制造方法及加工余量:
车床尾座套筒毛坯的制造方法及加工
余量本次设计套筒采用的是45号钢。
由于该套筒在工作过程中要承
受冲击载荷和摩擦,为增强套筒的耐摩强度和抗冲击韧度,获得更好
的纤维组织,毛坯选用锻件。
又因为该套筒属于轻型零件,且生产类
型属大批生产,为提高生产效率和锻件精度,现采用模锻[5]方法制造
毛坯。
其锻造工艺过程为:
又因为该套筒属于轻型零件,且生产类型
属大批生产,为提高生产效率和锻件精度,现采用模锻[5]方法制造毛
坯。
(1)毛坯的制造方法:
本次设计套筒采用的是45号钢。
由于
该套筒在工作过程中要承受冲击载荷和摩擦,为增强套筒的耐摩强度
和抗冲击韧度,获得更好的纤维组织,毛坯选用锻件。
又因为该套筒
属于轻型零件,且生产类型属单件小批量生产,为提高生产效率和锻
件精度,现采用模锻[5]方法制造毛坯。
其锻造工艺过程为:
:
将棒料
Ф80㎜×165㎜坯料加热至1180~1240℃,经模锻尺寸为Ф80㎜×
165㎜;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:
正火28~32HRC。
正火:
指将钢材或钢件加热到或(钢的上临界点温度)以上,30~50℃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,为后道热处理作好组织准备等。
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)加工余量:
查《金属切削手册》[6]表1-8有该锻件的错差公差为1.8mm,残留飞边公差为2.0mm,最大尺寸方向上的公差值为
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
量为3.0~4.5mm,径向余量为3.0~4.0mm。
2、机床设备及布置形式:
a.下料采用锯床
b.粗车、半精车、精车外圆,钻、半精镗孔,本零件外廓尺寸不大且
单件小批量生产,选用C620式车床即可
c、以55±0.05mm外圆和800..085035
mm×200mm键槽定位装夹铣R2深
2mm,长160mm圆弧槽采用X62W、专用铣床夹具
d.钻Ф6mm孔,其中心距右端面为25mm采用Z512组合夹具
e.粗磨莫氏4号锥孔,采用M2110A、中心架。
粗磨Ф5500.013mm外圆,采用M1432A。
精磨莫氏4号锥孔,采用M2110A、莫氏4号锥度塞规
f、精车内孔采用C620、中心架
g、精磨外圆,采用M1432A
3、夹具:
除磨外圆和内孔及铣槽使用专用夹具外,其余各工序全部使用通用夹具即可。
4、刀具与量具:
刀具选择:
1)车削加工选用整体式外圆车刀,刀片材料选YT类硬质合金
2)铣削加工时采用立铣刀、专用铣刀
3)钻孔加工时采用深孔钻枪
4)磨削加工时粗磨采用莫氏四号砂轮、外圆砂轮,精磨
时采用莫氏四号砂轮、外圆砂轮
量具:
游标卡尺、千分尺、对称度量规、偏摆仪、莫氏4号圆锥量规
5、对工人的要求:
要具备合理选择生产设备、刀具和工艺参数
的能力;了解热处理知识;对常用的机械材料能够合理选用;对零件进行工艺分析、拟定工艺路线;及时发现生产过程中存在的不足之处,并提出合理的解决办法;针对某一重要工序进行夹具设计;应用三维机械设计软件进行机械设计;能够对工时定额计算。
6、工艺文件:
(工序卡见附件)
车床尾架套筒机械加工工艺过程卡
工序
工序名
工序内容
工艺装备
号
称
1
下料
棒料Ф80mm×165mm
锯床
2
锻造
锻造尺寸Ф60mm×285mm
3
热处理
正火
4
粗车
夹一端粗车外圆尺寸
C620
Ф58mm,长200mm,车端面见
平即可。
钻孔Ф20mm,深
188mm,扩孔Ф26mm深188mm
5
粗车
倒头,夹Ф58mm外圆并找
C620
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
6
热处理
调质28~32HRC
7
车
夹左端外圆,中心架托右端
C620、中心架
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
8半精车采用两顶尖装夹工件,上卡C620
箍,车外圆至55±0.05mm。
右
端倒角2×45°,左端R3圆角,
保持总长276mm
9精车
10精车
11划线
12铣
夹左端外圆,中心架托右端C620、中心架
外圆,找正外圆,车3000.025mm
孔至29.500.05mm,深44.5mm,
车Ф34mm×1.7mm槽,保证
3.5mm和1.7mm
倒头,夹右端外圆中心架左C620、中心架端外圆,找正外圆,车莫氏4号
内锥孔,至大端尺寸为
30.500.05mm,车左端头
Ф36mm×60°
划R2×160mm槽线,800..085035
mm×200mm键槽线,Ф6mm孔
线
以55±0.05mm外圆定位X62W万能铣床装夹铣键槽800..085035mm×200mm,专用工装或组并保证50.500.2mm(注意外圆加合夹具工余量)保证键槽与Ф5500.013mm
外圆轴心线的平行度和对称度
13
铣
以55±0.05mm外圆和800..
085035
X62W专用工装
mm×200mm键槽定位装夹铣R2
或组合夹具、专
深2mm,长160mm圆弧槽
用检具
14
钻
钻Ф6mm孔,其中心距右
Z512组合夹具
端面为25mm
15
钳
修毛刺
16
热处理
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
17
研磨
研磨60°内锥面
18
粗磨
夹右端外圆,中心架左托外
M2110A、中心
圆,找正外圆,粗磨莫氏4号锥架
孔,留磨余量0.2mm
19
粗磨
采用两顶尖定位装夹工件,
M1432A
粗磨Ф550
0.013mm外圆,留磨余量
0.2mm
20
精磨
夹右端外圆,中心架托左端
M2110A、莫氏4
外圆,找正外圆,精磨莫氏4号号锥度塞规
锥孔图样尺寸,大端为
Ф31.269±0.05mm,涂色检查,接
触面积应大于75%。
修研60°锥
面
21
精车
夹左端外圆,中心架托右端
C620、中心架
外圆,找正外圆,精车内孔
Ф
300
0.035mm至图样尺寸,深
45±0.05mm,修研60°锥面
22
精磨
采用两顶尖和心轴C定位M1432A
精磨外圆至尺寸Ф5500.015mm
23检验按照图样检查各部分尺寸
精度
24入库涂油入库
第五章拟定零件加工工艺路线分析
5.1选择零件各表面的加工方法
工序名称加工方法加工经经济表切削进给主轴转
济精度面粗糙速度量速
(公差度mminmmrrmin
等级表(Raum
示))
粗
车
32.50.2500
580
0.28mm
半
精
180.2800
55.50
0.10mm
车
外圆
粗
IT6
0.4
磨
55.20
0.05mm
0.25
500
精
磨
550
0.013mm
0.1
1200
莫氏锥孔
粗车-半精车-粗
磨-精磨
IT6
0.432.50.2500
钻孔Ф20
11.60.45
IT11
12.5
188
扩孔Ф26
6.370.8
188
Φ30+0.025
内孔钻-扩-粗车-精车IT71.6180.25380
通孔两端
的600锥
角及键槽粗车-半精车-精IT70.832.50.25800
车
5.2估算毛坯的机械加工余量
下料时:
棒料Ф80mm×165mm
锻造后:
锻造尺寸Ф600mm×285mm
Φ550-0.013mm
粗车:
5800.28mm
半精车
:
55.50
0.
10
mm
粗磨
:
55.20
0.05mm
精磨
:
550
0.
013mm
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2.4工序尺寸及公差计算
(单位:
mm)
工序工序基工序精度IT
工序基本尺寸
工序尺寸及偏
名称
本余量
标
差
冷公差值T
精车
0.2
IT6
55.00
Ф
0
30.
Tjc=0.013
0
-0.013
半精
0.3
IT8
55+0.20=55.20
Ф29.
0
车
Tbjc=0.050
5
-0.050
扩孔
2.5
IT9
+
Ф
+0.05
55.200.3=55.50
26.
Tk=0.100
0
0
-0.050
钻孔
2
IT12
55.50+2.5=58.00
Ф
0
20.
Tz=0.280
0
-0.280
毛坯5
IT14
58+2=60.00
0±
0.290
6
Tmp=0.580
5.3拟定零件加工工艺路线
机械加工中,加工路线对零件的加工精度,表面质量以及加工效
率有着直接的影响。
因此,确定好的加工路线是保证加工精度、表面
质量、提高效率的工艺措施之一,其确定与工件要求的零件表面质量、
机床进给机构间隙、刀具耐用度以零件轮廓形状有关。
以下便是针对
本零件的结构确定其工艺路线。
1、划分加工阶段
为能保证零件的技术要求及尺寸精度,可分为:
粗加工-半精加工-粗加工-半精加工-精加工,并用到车,铣和钻三个
工种,完成其全部加工过程。
2、安排加工顺序
按先面后孔,先粗后精,先主后次的原则确定具体的加工顺序为:
3、拟定工艺路线(重点提问)
机械加工中,加工路线对零件的加工精度,表面质量以及加工效
率有着直接的影响。
因此,确定好的加工路线是保证加工精度、表面
质量、提高效率的工艺措施之一,其确定与工件要求的零件表面质量、
机床进给机构的间隙,刀具耐用度以及零件轮廓形状有关。
以下便是
针对本零件的结构确定其工艺路线。
1)工艺路线一:
1.分析车床尾座零件图,
2.尾座套筒的墓氏四号锥孔。
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。
3.外圆表面及键槽,外圆和箱体之间经常来回运动,因此耐磨性要求比
较高。
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。
4.其他结构;Φ6的孔是排气孔,位置精度和尺寸精度要求精度不高。
Φ30的内孔是用来安装手轮丝杆的,因此有配合精度要求。
5.制造毛坯;下料:
棒料Φ80mmx165mm,锻造:
锻造尺寸Φ
60mmx285mm,热处理:
正火。
6.粗车:
夹一端粗车外圆尺寸Φ58mm,长200mm,车端面见平即可。
钻孔Φ20mm,深188mm,扩孔Φ26mm,深188mm。
倒头,夹
Φ58mm外圆并找正,车另外一端面外圆至Φ58mm,与上工序光滑接刀,车端面保证总长280mm,钻孔Φ23.5mm钻通。
7.热处理:
调质28-32HRC,一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。
作用:
调质处理后得到回火索氏体组织,它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织为优,为后续加工作准备。
8.1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Φ26mm孔至Φ28mm,深186mm,车右端头Φ34mmx60°内锥面。
2半精车:
采用心轴装夹工件,车外圆至Φ55±0.05mm。
右端倒角2x45°,左端R3圆角,保持总长276mm。
9.精车:
夹左端外圆,中心架托右端外圆,找正外圆,车Φ30,深45mm,车Φ34x1.7mm槽,保证3.5mm和1.7mm。
倒头,夹右端外圆中心架左端外圆,找正外圆,车莫氏4号内锥孔,至大端尺寸为
Φ31.2mm,车左端Φ36mmx60°。
10.划线﹑铣键槽:
划R2x160mm槽线,8﹢0.085﹢0.035mmx200mm
键槽线,Φ6mm孔线。
以Φ55.5±0.05mm外圆定位装夹铣键槽
8+0.085+0.035mmx200mm,并保证50.5+0-0.2mm{注意外圆加
工余量}保证键槽与Φ55+0-0.013mm外圆轴心线的平行度对称度。
11.划线、铣键槽:
以Φ55.5±0.05mm外圆定位装夹铣R2深2mm,
长160mm圆弧槽。
12.钻Φ6mm孔,其中心距右端面为25mm。
13.修毛刺。
14.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。
15.研磨60°内锥面。
16.夹右端外圆,中心架左托外圆,找正外圆,粗磨莫氏4号锥孔,
留余量0.2mm。
17.采用两顶尖定位装夹工件,粗磨Ф
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