车床尾座套筒课程设计
更新时间:2023-05-10 17:59:01 阅读量: 实用文档 文档下载
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………………………………………………….3
2毛坯的选择………………………………………………………3
3 基准的选择…………………………………………………….4
4拟定机械加工工艺一路线………………………………………5
5确定机械加工余量、工序尺寸的公差………………………...7
6选择机床及工艺设备…………………………………………...9
7 确定切削用量及基本工时………………………………….…9
8个人总结……………………………………………………….10
9参考文献……………………………………………...10
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. φ55-0.013mm×276mm自身圆柱度公差为0.005mm。
2. Morse No.4的轴心线与φ55-0.013mm外圆的中心轴线的同轴度公差为φ0.01mm。 3. Morse No.4的轴心线的圆跳动公差为0.01。
4. 键槽8 0.035mm相对于φ55 0.013mm外圆轴心线的平行度公差为0.025mm,对称度公差为0.1mm。
5. φ50-0.013mm×160mm表面淬火45~50HRC,Morse No.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%。
0.085
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φ60X285mm(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。
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、0
φ55-0.013mm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,
0.025
Morse No.4内锥面采用车—粗磨—精磨, 300mm 孔采用车—半精车—精
4.2拟定加工工艺路线
2.
夹左端外圆,中心架托右端外圆, 找正外圆,车 30 0 29 . 5 0 0 . 05
0 . 025
mm 孔至
mm,深 44.5mm,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 Morse No.4 内 锥面,至大端尺寸为 30 . 5 0 0 . 05
mm,
车左端头 Ф36mm× 内锥面。 60° 7 划线 钳工划 R2× 160mm 油槽线, 8 0 .035 mm× 200mm 键槽线,Ф6mm 的孔线 8 铣 0 . 085
外圆表面
V 形块
1. 以 55 ± 0.05mm 外圆定位装夹铣 键槽 8 0 .035 mm× 200mm,并保证50 . 5 0 . 2 mm( 注 意 外 圆 加 工余0 0 . 085
铣床夹具
量)保证键槽与 Ф 55 0 . 013 mm 外0
圆轴心线的平行度和对称度 2. 调头,以 55 ± 0.05mm 外圆定位 装夹铣 R2× 160mm 油槽 9 10 钻孔 热处理 钻 Ф6mm 的孔,保证长度 25mm 孔,外圆表面 机用平口钳 垫铁
左端 Morse No.4 锥孔及 55 ± 0.05× 160mm 长的外圆部分, 加热淬火 45~ 50HRC
11 12
研磨 粗磨
研磨两端 60° 内锥面 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 采用两顶尖定位装夹工件,粗磨 Ф 55 0 . 013 mm 外圆,留余量 0.2mm0
外圆表面 外圆表面
研磨机 两顶尖,中心 架,磨床
13
粗磨
孔
两顶尖,磨床
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 30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。
0.025
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: 300mm; 0.05 0.18 0.27半精车: 29.50mm;扩孔: 260;钻孔: 200mm;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
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: 550 0.013mm;粗磨:
00
55.20 0.05mm;半精车:55.5 0.10mm;粗车: 58 0.28mm。
3.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0~300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=0.5~0.7mm/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)
=291×0.81×1.44×1.04×0.8/(60
0.2
×20.12×0.860.36)=97.69m/min
4)确定机床转速n:
n=1000Vc/πdw=1000×97.69/3.14×60=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
tj
l l1 l2
i=(200+4)/500×0.86=0.48min nf
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】 【2】 【3】 【4】 【5】 【6】 【7】
刘长青.主编.机械制造课程技术指导.华中科技大学出版社 王茂原.主编.机械制造技术基础 机械工业出版社
刘守勇.主编.机械制造工艺与机床夹具 机械工业出版社 赵玉齐.主编.机械制造基础与实训 机械工业出版社
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 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 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 产品名称
零件图号 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 1 锻件 设备名称 设备型号 设备编号 C6140 车床 夹具编号 夹具名称 通用夹具 工位器具编号 工位器具名称 每台件数 1 同时加工件数 1 切削液 2~3%乳化液 工序工时 准终 单件 工步工时 机动 辅助 0.48 1.3
工 步 号 1
工
步
内
容
工
艺 车床
装
备
主轴 切削 进给量 背吃 转速/ 速度/ / 刀量/ (r/min) (m/min (mm/r) (mm) ) 500 94.2 0.86 2
进给 次数
夹一端车外圆至φ 58mm,长 200mm,车端面见平车φ 20 的孔,深 188mm
2 描图 描校 底图 号 装订 号 4
车床
250
15.7
0.4
10
1.95
0.12
3
扩φ 20 孔至φ 26 调头车外圆
320 500
25 94.2
0.5 0.86
3 2
1.23 0.21
0.1 1.3
设计(日期) 审核(日期) 标准化(日期)
会签(日期)
标 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 记
产品型号
CA6140 车床 φ 60X285 车 每毛坯 可锻件 数
零部件图号 零部件名称 1 每台件 数 1 备注
机械加工工艺过程卡产品名称 材料牌号 45 钢 毛坯种 类 模锻件 毛坯外 形尺寸
工 序 号 1 2
工序 名称
工序内容 间
工段 备
设 工装 准 终
工时/s 单件
备料 热处 理
取棒料φ 60×285mm 正火
0.48
3
粗车
1.夹一端车外圆至φ 58mm,长 200mm,车端面见平,钻孔 φ 20mm,深 188mm,扩孔 φ 26mm,深 188mm。 2. 调头装夹φ 58mm 外圆并找 正,车另一端外圆至φ 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。 C6140 Z512 三抓卡盘 中心架 车床
4
热处 理
调质 28~32HRC 夹左端外圆,中心架托右端外 圆, 车右端面, 保证总长 278mm, 扩 φ 26mm 孔 至 φ 28mm , 深 186mm, 车右端φ 32×60°内锥 面。 钻 台
5
扩孔
6
半精 车
1.
用两顶尖装夹工件,上卡 箍 , 车 外 圆 至 两顶尖 车床 中心架
55 ± 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 2× ,左端倒 R3 圆角,保 45° 持总长 276mm。 2. 夹左端外圆,中心架托右端 外圆,找正外圆,车 C6140
30
0 . 025 0
mm
孔 至
29 . 5 0
0 . 05
mm , 深
44.5mm, Ф34mm× 车 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, Morse 车 No.4 内 锥 面 , 至 大 端 尺 寸 为
30 . 5 0
0 . 05
mm , 车 左 端 头
Ф36mm× 内锥面。 60° 7 划线 钳 工 划 R2× 160mm 油 槽 线 , V 形块
8 0 . 035
mm× 200mm 键槽线,Ф6mm 的孔线
0 . 085
8
铣
1. 以 55 ± 0.05mm 外圆定位 装 夹 铣 键 槽 8 0 . 035 mm× 200mm , 并 保 证 0 . 085
铣 床 铣床夹具
50 . 5 0 . 2 mm(注意外圆加工 余 量 ) 保 证 键 槽 与 Ф 550 0 . 013
0
mm 外圆轴心线
的平行度和对称度 2. 调头,以 55 ± 0.05mm 外 圆定位装夹铣 R2× 160mm 油 槽 9 钻孔 钻 Ф6mm 的孔, 保证长度 25mm 台钻 机用平口 钳 垫铁 10 热处 理 左 端 Morse No.4 锥 孔 及
55 ± 0.05× 160mm 长的外圆部分,加热淬火 45~50HRC
11 12
研磨 粗磨
研磨两端 60° 内锥面 夹右端外圆,中心架左托外圆, 13
磨床
研磨机 两顶尖, 中
找正外圆,粗磨 Morse No.4 锥 孔,留余量 0.2mm 粗磨 采用两顶尖定位装夹工件, 粗磨 Ф 550 0 . 013
磨床
心架, 磨床
13
两顶尖, 磨 床 磨 床
mm 外 圆 , 留 余 量
0.2mm 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 Ф 31 . 269 ± 0.05mm,涂 色检
14
中心架, 磨 床 磨 床
查,接触面积应大于 75%。修研 60° 锥面 精车 夹左端外圆,中心架托右端外 圆,找正外圆,精车内孔 中心架, 车 床
15
C 40
29 . 5 0
0 . 05
mm 至图样尺寸,
深 44.5mm 至图样尺寸, 修研 60° 锥面
16
精磨
采用两顶尖装夹, 精磨外圆至图 样尺寸
磨床
两顶尖, 磨 床
描图 描校 底图 号 装订 号
17
检查 入库
检查各部分尺寸精度要求 清洗、油打、刺 设计日期 审 核 日期 标准化 日期 会 签
18
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
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