车床尾座套筒课程设计.doc

沈 阳 工 程 学 院课 程 设 计设计题目： 车床尾座套筒 系 别 机械制造与自动化 班级 机制101 学生姓名 王可 学号 2010543122 指导教师 王天煜 白斌 职称 起止日期 ：2012 年 6 月 25 日起至 2012年6 月29 日止目录1零件的工艺分析.32毛坯的选择33 基准的选择.44拟定机械加工工艺一路线55确定机械加工余量、工序尺寸的公差.76选择机床及工艺设备.97 确定切削用量及基本工时.98个人总结.109参考文献.101零件的工艺分析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. 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。4. 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。5. 500-0.013mm160mm表面淬火4550hrc，morse no.4内锥面表面淬火4550hrc。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，按gb/t1263-2003确定机械加工余量（1）锻件公差等级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。（2）质量估算mf=7.85x/4x(55x55-28x28)x276=3.81kg 估算锻件质量mn=/4x55x55x276x7.85=5.14kg(3)锻件复杂系数s=mf/mn=0.74 该锻件复杂系数为s1级（4）该锻件直径方向单边余量为2.5mm方向单边余量为2mm（5）锻件的模锻的斜度为5，外圆角半径为2.5mm计算得毛坯尺寸为60x285mm(查表5-32)2.2 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粗车外圆外圆毛坯表面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 550-0.013mm外圆表面9 铣 mm200mm键槽 550-0.013mm外圆表面10 磨内孔 550-0.013mm外圆表面11 磨外圆 60内锥面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、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粗车粗磨精磨莫氏4号锥面it60.4粗车粗磨精磨套筒内孔右表面it71.6钻扩粗铰精铰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1备料取棒料60285mm2热处理正火3粗车1夹一端车外圆至58mm，长200mm，车端面见平，钻孔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4热处理调质2832hrc5扩孔夹左端外圆，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。6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245，左端倒r3圆角，保持总长276mm。2. 夹左端外圆，中心架托右端外圆，找正外圆，车mm孔至mm，深44.5mm，车34mm1.7mm槽，保证3.5mm和1.7mm3. 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。 孔两顶尖车床中心架7划线钳工划r2160mm油槽线， mm200mm键槽线，6mm的孔线外圆表面v形块8铣1. 以0.05mm外圆定位装夹铣键槽 mm200mm，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r2160mm油槽铣床夹具9钻孔钻6mm的孔，保证长度25mm孔，外圆表面机用平口钳垫铁10热处理左端morse no.4锥孔及0.05 160mm长的外圆部分，加热淬火4550hrc11研磨研磨两端60内锥面外圆表面研磨机12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外圆表面两顶尖，中心架，磨床13粗磨采用两顶尖定位装夹工件，粗磨mm外圆，留余量0.2mm孔两顶尖，磨床14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15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44.5mm至图样尺寸，修研60锥面mm外圆表面中心架，车床16精磨采用两顶尖装夹，精磨外圆至图样尺寸两顶尖，磨床17检查检查各部分尺寸精度要求18入库清洗涂油去毛刺入库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。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。尾座套筒车内孔（工序3、7和16）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，查机械制造技术基础课程设计指导教程表5-15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；半精车：0.05mm；扩孔：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2.3所示。 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，如表所示。 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标冷公差值t工序基本尺寸工序尺寸及偏差精车0.5it8 t=0.02530.0030.0+0.0250半精车3.5it10 t=0.05030-0.5=29.529.5+0.0500扩孔6it12 t=0.18029.5-3.5=2626.0+0.1800钻孔20it13 t=0.27026-6=2020.0+0.2700毛坯3020-20=02.套筒外圆表面的加工余量、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，查表选定各工序尺寸的加工精度等级为，精磨：it6；粗磨：it8；半精车：it9；粗车：it12。根据上述查询到的结果，再查对标准公差数值表5-16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。工序尺寸及公差计算 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车0.2it6 t=0.01355.0030.00-0.013半精车0.3it8 t=0.05055+0.20=55.2029.50-0.050扩孔2.5it9 t=0.10055.20+0.3=55.5026.0+0.050-0.050钻孔2it12 t=0.28055.50+2.5=58.0020.00-0.280毛坯5it14 t=0.580 58+2=60.00600.2903.莫氏四号锥孔的加工余量、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，查表5-15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：0.020mm；粗磨：0.05mm；精车：0.1mm；钻孔：0.20mm。6选择机床及工艺设备6.1 选择机床1）工序3 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z512.6.2 选择刀具工序3该零件不需要加工特性表面，大量生产，故选用专用或标准刀具即可，选用硬质合金钢刀16x25（yt15）6.4选择量具工序3工序3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。 7 确定切削用量及基本工时1.工序3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：根据机械制造课程设计指导书表5-114f=0.50.7mm/r；查表5-55据机床的纵向进给量，取f=0.64mm/r。3)确定切削速度vc:查表2-8和2-9，查得cv=291，xv=0.15，yv=0.2，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（5-119） vc=（ cv/tmapxvfyv）kv(2-9) =2910.811.441.040.8/（600.220.120.860.36）=97.69m/min4)确定机床转速n：n=1000vc/dw=100097.69/3.1460=518.52r/min查表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）/5000.86=0.48min 8 个人总结短短的一周课程设计很快就结束了，在这一周时间里我们有说有笑，也有紧张的忙碌。本次课程设计我们小组设计的是车床尾座套筒，在老师的指导下我们对其进行分析，设计毛坯尺寸，加工路线等等。在设计过程中我们也遇到过困难，但在我们的共同努力下都一个一个的解决了。在设计的过程中虽然很枯燥也很累但是我们一直坚持，并且越发努力。课程设计结束后我们也很开心。本次课程设计使理论与实际更加接近，不仅加深了对所学知识的理解，而且为将来继续学习深造打下了坚实的基础。这次设计主要内容是尾座套筒的机械加工工艺规程设计。其中包括了熟悉尾座套筒的用途和相关技术要求，根据生产纲领确定生产类型，尾座套筒毛坯的材料选用，加工方法及毛坯尺寸公差与加工余量的确定。在工艺路线拟定过程中还涉及到定位基准的选择，合理的表面加工方法和划分加工阶段，然后对提出的多个方案经过分析，确定最终的加工方案。方案确定后，就需要选用机床设备和工艺装备，确定加工余量，计算工序尺寸及公差。最后选用合适的切削用量和计算时间定额，将上述结果填入机械加工工艺过程卡片和尾座套筒加工工序卡片中。在本次设计全部完成之后，具备了合理选择生产设备、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。参考文献【1】刘长青.主编.机械制造课程技术指导.华中科技大学出版社【2】王茂原.主编.机械制造技术基础 机械工业出版社【3】刘守勇.主编.机械制造工艺与机床夹具 机械工业出版社【4】赵玉齐.主编.机械制造基础与实训 机械工业出版社【5】陆同.主编.机械制造常用资料及新旧标准对照手册 机械工业出版社【6】赵瑾.主编.互换性与测量技术技术基础 华中科技大学出版社【7】 姜全新.主编 .机械制图 华中科技大学出版社沈阳工程学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称尾座套筒共 12 页第 1 页车 间工序号工序名材料牌号3车，钻45钢毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床c61401夹具编号夹具名称切削液通用夹具23%乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速/(r/min)切削速度/(m/min)进给量/(mm/r)背吃刀量/(mm)进给次数工步工时机动辅助1夹一端车外圆至58mm，长200mm，车端面见平车床50094.20.8620.481.32车20的孔，深188mm车床25015.70.4101.950.12描图描校底图号装订号3扩20孔至26320250.531.230.14调头车外圆50094.20.8620.211.3设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工艺过程卡产品型号ca6140零部件图号产品名称车床零部件名称材料牌号45钢毛坯种类模锻件毛坯外形尺寸60x285每毛坯可锻件数1每台件数1备注工序号工序名称 工序内容车间工段设备工装工时/s准终单件1备料取棒料60285mm0.482热处理正火3粗车1夹一端车外圆至58mm，长200mm，车端面见平，钻孔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。c6140z512三抓卡盘中心架车床4热处理调质2832hrc5扩孔夹左端外圆，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。台钻6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245，左端倒r3圆角，保持总长276mm。2. 夹左端外圆，中心架托右端外圆