1、機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書題目： 車床尾座套筒學(xué)校： 湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)院： 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)： 機(jī)械工程及其自動化班級：姓名： 學(xué)號：指導(dǎo)老師： 設(shè)計(jì)時(shí)間：2011年12月19日 至 2011年12月25日機(jī)械工程學(xué)院2011 年 12 月序 言車床尾座套筒是車床的主要零件，其結(jié)構(gòu)合理與否、質(zhì)量的好壞對加工過程、加工精度等有很大的影響，因此，在機(jī)床零件設(shè)計(jì)的過程中為主要考慮對象。車床尾座在軸類工件的加工、端面鉆孔、鉸孔等工序中經(jīng)常應(yīng)用，其工作狀況好壞對工件加工質(zhì)量有著較大的影響。車床尾座的主要作用是為軸類零件定心，同時(shí)具有輔助支撐和夾緊的功能。尾座頂尖的定位精度直接影響機(jī)床加工工件的徑向

2、尺寸精度，以及圓度、圓柱度、同軸度等形位精度。而套筒是直接用來裝夾頂尖的，由此可見，車床套筒的加工質(zhì)量將直接影響到機(jī)床的工作精度和使用壽命。這次設(shè)計(jì)使我們能夠綜合機(jī)械制造學(xué)中的理論基礎(chǔ)，并綜合生產(chǎn)學(xué)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識，獨(dú)立的分析和解決工藝問題，初步具備設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力，也是熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊、圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實(shí)踐，可為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。由于能力所限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，希望各位老師多加指導(dǎo)。 目錄1零件的工藝分析-41.1 零件的功用、結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)- 41.2主要表面及其要求-42 毛坯的選擇- -5

3、2.1 確定毛坯的類型、制造方法和尺寸公差-5 2.2 確定毛坯的技術(shù)要求-5 2.3 繪制毛坯圖-53 基準(zhǔn)的選擇-64 確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差-75 擬定加工工藝路線- 10 5.1 確定各表面的加工方法- 10 5.2 擬定加工工藝路線-106 選擇機(jī)床及工藝裝備-13 6.1 選擇機(jī)床-13 6.2 選擇刀具- - 14 6.3 選擇夾具- - 15 6.4 選擇量具- 157 確定切削用量及基本工時(shí)- 17 8 填寫工藝文件- 229 總結(jié)- -23參考文獻(xiàn)- -241零件的工藝分析1.1 零件的功用、結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 車床尾座套筒是車床的主要零件，其結(jié)構(gòu)合理與否、質(zhì)量的好壞對加

4、工過程、加工精度等有很大的影響，其主要作用是為軸類零件定心，同時(shí)具有輔助支撐和夾緊的功能。尾座頂尖的定位精度直接影響機(jī)床加工工件的徑向尺寸精度，以及圓度、圓柱度、同軸度等形位精度。而套筒是直接用來裝夾頂尖的，由此可見，車床套筒的加工質(zhì)量將直接影響到機(jī)床的工作精度和使用壽命。是一個(gè)運(yùn)動頻繁技術(shù)要求高的運(yùn)動部件，對同軸度、耐磨性要求嚴(yán)格。 1.2 主要表面及其技術(shù)要求1.550-0.013mm276mm自身圓柱度公差為0.005mm。2.Morse No.4的外圓對550-0.013mm外圓的中心軸線對的圓跳動公差為0.01。3.鍵槽8mm相對于55mm外圓軸心線的平行度公差為0.025mm，對稱

5、度公差為0.1mm。4.局部外圓及錐孔淬火4550HRC。5.莫氏四號錐孔涂色檢查,母線在全長接觸大于75%。6.調(diào)質(zhì)硬度197220HBS2毛坯的選擇2.1確定毛坯的類型、制造方法和尺寸及公差 因尾座套筒對耐磨性和強(qiáng)度要求較高，其精度對車床的加工精度有很大影響，所以要選用材料為45鋼，鍛造成型，毛坯的尺寸為60282mm。2.2確定毛坯的技術(shù)要求調(diào)質(zhì)處理硬度為197220HBS，以改善切削加工性能，為切削加工做準(zhǔn)備。2.3 繪制毛坯圖3 基準(zhǔn)的選擇該零件圖中重要的表面是莫氏四號錐孔以及外圓表面。根據(jù)各加工表面的基準(zhǔn)如下表所示：1.選擇外圓表面作為粗基準(zhǔn)定位加工孔，為后續(xù)工序加工出精基準(zhǔn)，這樣

6、使外圓加工時(shí)的余量均勻，避免后續(xù)加工精度受到基準(zhǔn)選擇錯(cuò)誤的影響。2.選擇孔作為精基準(zhǔn)，這樣能保證重要表面莫氏四號錐孔和外圓表面的精度，有利于保證加工面間相互位置精度。 表3-1加工表面的基準(zhǔn)序號加工部位基準(zhǔn)選擇1端面外圓毛坯表面2粗車外圓外圓毛坯表面3 28的內(nèi)孔粗車后外圓表面4精車外圓粗車后外圓表面5 Morse No.4內(nèi)錐面精車后外圓表面 6 銑R2163mm油槽精車后外圓及端面7銑 mm203mm鍵槽精車后外圓及端面8 6孔 精車后外圓表面9 磨內(nèi)孔精車后外圓表面10 磨外圓 60內(nèi)錐面4 確定機(jī)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確定，確定工序尺寸的一般加工方法是

7、，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圖樣的要求標(biāo)注。尾座套筒車內(nèi)孔（工序20、40）的加工余量、工序尺寸及其公差的確定按照鉆擴(kuò)精車加工方案，根據(jù)文獻(xiàn)3可知精車余量Zjc=2mm；擴(kuò)孔余量Zk=3mm；鉆孔余量Zz=25mm。根據(jù)文獻(xiàn)5查表3-2確定各工序尺寸的加工精度等級為精車：IT8；擴(kuò)孔：IT12；鉆孔：IT13。根據(jù)上述結(jié)果確定各工步的公差值分別為，精車：0.025mm；擴(kuò)孔：0.18mm；鉆孔：0.27mm。綜上所述，該工序加工該定位孔各工步的工序尺寸及公差分別為，精車：mm；擴(kuò)孔：；鉆孔：mm；它們的相互關(guān)系如表4-1所示。 表4-1 機(jī)械加工余量及工序尺寸工

8、序名稱工序基本余量工序精度IT標(biāo)準(zhǔn)公差值T工序基本尺寸工序尺寸及偏差精車2IT8 T=0.02530.0030.0+0.0250擴(kuò)孔3IT12 T=0.18030.00-2=28.028.0+0.1800鉆孔25IT13 T=0.27028-3=25.025.0+0.2700毛坯2.套筒外圓表面（工序10、50、140和150）的加工余量、工序尺寸及公差的確定按照粗車精車粗磨精磨的加工方案，文獻(xiàn)3表5-14，有工序間的余量：精磨余量Zjm=0.05mm；粗磨余量Zcm=0.3mm；精車余量Zbjc=1.2mm；粗車余量Zcc=3.5mm。根據(jù)文獻(xiàn)5查表3-2選定各工序尺寸的加工精度等級為，精磨

9、：IT6；粗磨：IT8；精車：IT10；粗車：IT12。根據(jù)上述查詢到的結(jié)果，再查對文獻(xiàn)4可以確定各工步的公差值分別為，精磨：0.013mm；粗磨：0.03mm；精車：0.1mm；粗車：0.28mm。綜上所述，各工序的工序尺寸及公差分別為，精磨：mm；粗磨：mm；精車：mm；粗車：mm。它們的相互關(guān)系如表4-2所示。表4-2工序尺寸及公差計(jì)算 （單位：mm）工序名稱工序基本余量工序精度IT標(biāo)冷公差值T工序基本尺寸工序尺寸及偏差精磨0.05IT6 T=0.01355.0055.00-0.013粗磨0.3IT8 T=0.05055+0. 05=55.0555.050-0.03精車1.2IT9 T=

10、0.10055.05+0.3=55.3555.35+0.050-0.050粗車3.5IT12 T=0.28055.35+1.2=56.556.50-0.280毛坯3.5IT14 T=0.580 56.5+3.5=60.00600.2903.莫氏四號錐孔（工序20、60、120、130）的加工余量、工序尺寸及公差莫氏四號錐孔因?yàn)槭清F孔所以一般以大錐面直徑作為測量標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)鉆孔精車熱處理粗磨精磨的加工方案，根據(jù)文獻(xiàn)3，有工序間的余量：精磨余量Zj=0.05mm；粗磨余量Zcm=0.3mm；精車余量Zbjc=5.9mm；鉆孔余量Zcc=25mm。根據(jù)文獻(xiàn)5查表3-2選定各工序尺寸的加工精度等級為，精

11、磨：IT7；粗磨：IT8；精車：IT10；鉆孔：IT11。根據(jù)上述查詢到的結(jié)果，再查對文獻(xiàn)4可以確定各工步的公差值分別為，精磨：0.020mm；粗磨：0.05mm；精車：0.1mm；鉆孔：0.20mm。綜上所述，各工序的工序尺寸及公差分別為，精磨：mm；粗磨：mm；精車：mm；鉆孔：mm。它們的相互關(guān)系如表4-3所示。表4-3工序尺寸及公差計(jì)算 （單位：mm）工序名稱工序基本余量工序精度IT標(biāo)冷公差值T工序基本尺寸工序尺寸及偏差精磨0.05IT7 T=0.2031.26931.269+0.02-0.02粗磨0.3IT8 T=0.05031.269-0.05=31.231.2+0.050精車5.

12、9IT10 T=0.10031.2-0.3=30.930.9+0.050鉆孔25IT11 T=0.28030.9-5.9=2525.0+0.200毛坯5擬定機(jī)械加工工藝一路線5.1確定各表面的加工方法根據(jù)各表面的加工精度和表面的粗糙度的要求，選定如下加工方法：套筒的端面、倒角倒圓弧用車削,套筒外圓面采用粗車精車粗磨精磨，鍵槽及油槽采用銑削, 30mm的內(nèi)孔采用鉆鉸精車，Morse No.4內(nèi)錐面采用鉆車粗磨精磨，mm 孔采用鉆擴(kuò)，60內(nèi)錐面采用車粗磨精磨。各部分加工方法如下：加工表面經(jīng)濟(jì)精度表面粗糙度Ra/m加工方案套筒外圓面IT60.4粗車精車粗磨精磨莫氏4號錐面IT60.4鉆精車粗磨精磨套

13、筒內(nèi)孔表面IT71.6鉆精車鍵槽IT70.8粗銑半精銑精銑R2油槽IT83.2粗銑半精銑精銑5.2擬定加工工藝路線工序號工序名稱 工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)工裝00毛坯正火正火10粗車外圓，平端面粗車外圓至56.5mm，平兩端面，定總長為279mm毛坯外圓表面三爪卡盤中心架20鉆25通孔、擴(kuò)28孔鉆25孔至全通，擴(kuò)28孔至189mm處外圓表面三爪卡盤30熱處理調(diào)質(zhì)197220HBS40精車30孔精車30內(nèi)孔，平1mm右端面，至圖紙要求外圓表面三爪卡盤中心架50精車外圓精車外圓至mm，右端倒角245，左端倒R3圓角外圓表面三爪卡盤中心架60精車內(nèi)錐孔精車內(nèi)錐孔，留0.3余量，定總長為276mm外圓表面三爪

14、卡盤中心架70銑R2油槽以外圓定位裝夾銑R2油槽至160mm處外圓表面專用夾具80銑鍵槽銑鍵槽，并保證平行度及對稱度外圓表面專用夾具90鉆6孔鉆5.7mm孔，后鉸孔至6mm孔，外圓表面鉆孔夾具100去毛刺倒棱去毛刺毛刺機(jī)110滲碳處理左端Morse No.4錐孔及 160mm長的外圓部分，加熱淬火4550HRC120粗磨夾右端外圓，中心架左托外圓，找正外圓，粗磨Morse No.4錐孔及60內(nèi)錐面，留余量0.05mm外圓表面兩頂尖，中心架，內(nèi)圓磨床130精磨夾右端外圓，中心架托左端外圓，找正外圓，精磨Morse No.4錐孔及60內(nèi)錐面至設(shè)計(jì)要求，大端為0.02mm，涂色檢查，母線在全長上接觸

15、大于75%外圓表面兩頂尖，中心架，內(nèi)圓磨床140粗磨外圓采用兩頂尖定位裝夾工件，粗磨外圓到，留余量0.05mm60內(nèi)錐面兩頂尖，外圓磨床150精磨外圓采用兩頂尖裝夾，精磨外圓至圖樣尺寸mm,并保證同軸度60內(nèi)錐面兩頂尖，外圓磨床160檢查檢查零件尺寸、粗糙度、精度是否合格170入庫清洗涂油入庫檢驗(yàn)零件尺寸、粗糙度、有6選擇機(jī)床及工藝設(shè)備6.1 選擇機(jī)床1）工序10 由于該加工零件是一根細(xì)長套筒，該工序又包含了2個(gè)工步，故選用C6140型臥式車床及中心架。2）工序20鉆25通孔，為保證同軸度需保證鉆床剛度，故選用Z5140鉆床。3）工序40 此工序?yàn)榫?8mm內(nèi)孔，由于該孔較復(fù)雜選擇CA614

16、0型數(shù)控車床及中心架。4）工序50此工序?yàn)榫囃鈭A，由于工序內(nèi)容包括R3圓弧角，故選擇CA6140數(shù)控車床及中心架。5) 工序60 該工序?yàn)榫噧?nèi)錐孔及60錐面，工序要求精度較高，故選擇CA6140數(shù)控車床及中心架。6）工序70該工序加工R2油槽，要求不高，選擇X6132銑床即可滿足要求。7）工序80該工序加工鍵槽，由于精度要求較高，故在選擇X6132銑床的基礎(chǔ)上還需選用專用夾具。8）工序90該工序加工6孔，要求不高，故選用Z512鉆床。9）工序120該工序?yàn)榇帜orse No.4,同時(shí)需要用到中心架，所以選擇M2110A內(nèi)圓磨床及中心架即可滿足要求。10）工序130該工序包括3個(gè)工步，精磨

17、Morse No.4，并且檢查，同時(shí)要修研60內(nèi)錐面，選擇M2110A及莫氏四號錐度塞規(guī)即可滿足設(shè)計(jì)要求。11）工序140該工序?yàn)榇帜?50-0.013mm的外圓，為了保證同軸度，所以需要用兩頂尖裝夾，所以選用M1432磨床、專用夾具及中心架即可。12）工序150該工序只有一個(gè)工步，精磨550-0.013mm的外圓，選擇M1432即可。6.2 選擇刀具工序10：該零件不需要加工特性表面，小批量生產(chǎn)，故選用通用或標(biāo)準(zhǔn)刀具即可，選用45端面刀和90外圓車刀。工序20：該工序不需要加工特性表面，單件小批量生產(chǎn)，由于加工孔較深選用直柄長麻花鉆及整體高速鋼擴(kuò)孔鉆。工序40：此工序不需要加工特性表面，只車

18、內(nèi)孔，故選用內(nèi)孔車刀即可。 工序50：此工序主要內(nèi)容是精車外圓，選擇高速鋼車刀即可滿足要求。工序60：此工序主要內(nèi)容是精車內(nèi)錐孔，故選用內(nèi)孔車刀即可。工序70：此工序主要是銑R2油槽，選用成形銑刀即可。工序80：此工序主要是銑鍵槽，選用成型銑刀即可。工序90：此工序主要是鉆并鉸6孔，選用直柄短麻花鉆即可滿足要求。工序120：該工序主要是粗磨Morse No.4錐孔，選擇Morse No.4砂輪即可。工序130：該工序主要是精磨Morse No.4錐孔，選擇Morse No.4砂輪即可。工序150：此工序主要是粗磨550-0.013mm的外圓，選擇外圓砂輪即可滿足要求。工序160：此工序主要內(nèi)容

19、是精磨外圓，所以選擇外圓砂輪即可滿足精加工要求。6.3選擇夾具 該零件無特形加工表面，選用通用夾具，三爪卡盤，中心架，兩頂尖。銑鍵槽和油槽時(shí)，選用銑床專用夾具，也可以用銑槽夾具，主要保證鍵槽形狀位置精度。6.4選擇量具工序10，20：工序10，20 屬于粗加工階段，對尺寸精度要求不高，故可選用測量范圍在0300mm量程的游標(biāo)卡尺。工序40，50：工序40,50屬于精加工階段，選擇故可選用測量范圍在0150mm量程的游標(biāo)卡尺。工序60：工序60屬于精加工階段，選擇故可選用測量范圍在0150mm量程的游標(biāo)卡尺及錐度塞規(guī)。工序70，80，90：工序70,80,90屬于精加工階段，選擇故可選用測量范圍

20、在0150mm量程的游標(biāo)卡尺。工序120：此工序加工的是Morse No.4錐孔，選擇0150mm量程的游標(biāo)卡尺。工序130：此工序是Morse No.4錐孔的精加工，選擇Morse No.4塞規(guī)。工序140：此工序是Morse No.4錐孔的精加工，選擇Morse No.4塞規(guī)。工序150，160：此工序是外圓的精加工，此外圓要與其他孔配合，精度要求高，選擇千分尺測量。工序150，160：此工序主要檢驗(yàn)各部分的尺寸精度要求，需要用到游標(biāo)卡尺，千分尺，錐度塞規(guī)。 7 確定切削用量1.工序10步驟如下：(1)工步1粗車外圓1)確定背吃刀量：ap=3.5mm。2)確定進(jìn)給量f：根據(jù)文獻(xiàn)2表27-2

21、查得f=0.40.6mm/r；取f=0.6mm/r。3) 確定切削速度Vc: 根據(jù)文獻(xiàn)2表27-12查得Vc= 1.1671.5m/s;取Vc=1.4m/s 4)確定機(jī)床轉(zhuǎn)速n：n=1000Vc/dw=6010001.4/（3.1460）=445.86r/min查表5-5得相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為450r/min,所以實(shí)際切削速度為1.3m/s。(2) 工步2車端面 切削用量與工步1一樣2.工序20(1)工步1鉆孔1)選取25的高速鋼鉆頭；進(jìn)給量參照文獻(xiàn)2表28-10f=0.390.47取f=.4mm/r；根據(jù)參照文獻(xiàn)2表28-2切削速度=0.33m/s。2)根據(jù)公式n=Vc/dw=0.33/3.14

22、25=252.2r/min3)參照Z5140鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速。則可求得該工步的實(shí)際切削速度(2)工步2擴(kuò)孔 1)選取擴(kuò)孔鉆直徑28,ap=3mm，根據(jù)文獻(xiàn)2表8-79進(jìn)給量f=0.81.0mm/r,取f=0.9mm/r,根據(jù)文獻(xiàn)2表8-82可知切削速度=0.31m/s;2)根據(jù)公式n=Vc/dw=0.31/（3.1428）=211.56r/min3)參照Z5140鉆床的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速。則可求得該工步的實(shí)際切削速度3.工序40車套筒右端面，車內(nèi)錐面、右端60內(nèi)錐面(1)工步1車套筒右端面1)背吃刀量的確定 背吃刀量直接取為加工余量，故有背吃刀量ap1=1mm；2)進(jìn)給量的確定 車端面沒有

23、進(jìn)給量3)切削速度的計(jì)算 切削速度對車斷面沒明顯影響，去一般值即可。(2) 工步2車內(nèi)錐面車內(nèi)錐面對切削用量沒多大要求。(3) 工步3車30內(nèi)孔1） 確定被吃刀量ap1=0.7mm；走刀3次2）確定進(jìn)給量f：f=1.14mm/r。3)確定切削速度Vc4.工序50精車1)確定背吃刀量：取ap=1.2mm。2)確定進(jìn)給量f：選取硬質(zhì)合金車刀，取刀尖半徑為1mm,根據(jù)文獻(xiàn)2表27-2查得f=0.70.8mm/r；取f=0.75mm/r.3) 確定切削速度Vc:根據(jù)文獻(xiàn)2表27-12可知=0.8331.666，取m/s4)確定機(jī)床轉(zhuǎn)速n：n=Vc/dw=1.6/（3.1456.5）=541.1r/mi

24、n查表5-5得相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為550r/min,所以實(shí)際切削速度為 5.工序601）確定背吃刀量ap單面加工余量為5.9mm，2次走刀加工，ap3mm。2）確定進(jìn)給量f：根據(jù)文獻(xiàn)2表27-2查的f=0.100.12mm/r取f=0.11mm/r6.工序70銑鍵槽1）確定背吃刀量ap1=5mm走刀兩次；走刀2次。2）進(jìn)給量的確定 選銑床功率為8KW,根據(jù)文獻(xiàn)2表30-13可知每齒進(jìn)給量為0.060.10mm/z取mm/z.3）確定切削速度Vc 根據(jù)文獻(xiàn)2表8-99可知，=0.352.67m/s，取=1m/s4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n=Vc/dw=1/3.1480=238r/min根據(jù)銑床轉(zhuǎn)速實(shí)際轉(zhuǎn)

25、速應(yīng)為200r/min，故實(shí)際切削速度 7.工序80油槽1）確定背吃刀量ap1=2mm2）進(jìn)給量的確定 和切削速度和工序70相同。 8.工序90鉆孔1）鉆孔 選取6的高速鋼鉆頭；2）進(jìn)給量的確定 根據(jù)文獻(xiàn)2表28-9可知進(jìn)給量為0.100.14mm/r取mm/r.3） 確定切削速度Vc 根據(jù)文獻(xiàn)2表28-2可知，=0.33m/s，4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 根據(jù)公式n=Vc/dw=0.33/3.1425=252.2r/min參照Z512車床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速。則可求得該工步的實(shí)際切削速度9.工序120粗磨Morse No.41)背吃刀量的確定 依據(jù)工序尺寸及工序余量，取軸徑方向ap1=0.25mm10.工序130精磨Morse No.41)背吃刀量的確定 依據(jù)工序尺寸及工序余量，取軸徑方向ap1=0.1mm2)進(jìn)給量的確定 參照文獻(xiàn)2表33-51，工件磨削表面直徑按31mm選取，工件回轉(zhuǎn)的圓周速度取為2m/min，則取工件每轉(zhuǎn)的縱進(jìn)給量f=0.5mm/r；采用切入的磨削方法。3)磨削速度的計(jì)算 參照金屬機(jī)械加工工藝人員手冊13的表10-213，取切削速度v為30m/min。求得轉(zhuǎn)速為，查找機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)書中圖2-6（機(jī)床主傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖），取轉(zhuǎn)速n=200r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入上面的公式，可以反求得該工序的實(shí)際磨削速度為。11.工序140粗磨外圓1)背吃刀量的確定 依據(jù)工序尺寸及