车床尾座套筒说明书

机械制造工艺 课程设计说明书 设计题目： 设计车床尾座套筒的机械加工工艺规程 学号： 姓名： 指导老师： 实践时间： 目录 绪论 . 1 1 零件分析 . 1 件的作用 . 1 件的工艺分析 . 1 件图样分析 . 1 艺分析 . 2 定零件的生产类型 . 2 2 确定毛坯、绘制毛坯简图 . 2 择毛坯 . 2 定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 . 2 差等级 . 2 件重量 . 2 件复杂系数 . 2 件材质系数 . 2 件分模线形状 . 3 件表面粗糙度 . 3 制车床尾座锻造毛坯图 . 3 3 工艺规程设计 . 3 位基准的选择 . 3 定工艺路线 . 4 面加工方法的确定 . 4 工阶段的划分 . 4 序的集中与分散 . 4 序顺序的安排 . 4 工设备及工艺装备的选用 . 6 工余量、工序尺 寸和公差的确定 . 8 削用量及时间定额的计算 . 9 4 总结 . 16 5 参考文献 . 16 1 绪论 机械制造工艺学课程设计使我们对所学课程的一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们大学四年生活中占有重要的地位。 我们希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中培养自己分析问题的、解决问题及与团队合作的能力，另外，这也是对自身意志力的一次很好的磨练机会。 由于能力所限，本课程设计尚难免有许多不足之处，恳请各位老师、同学不吝给予批评和指教。 1 零件分析 件的作用 车床尾座套筒是装夹顶针，钻头，绞刀，等工具的。 件的工艺分析 件图样分析 (1) 550013.0 (2) 莫氏 4 号锥孔轴心线与 550013.0圆轴心线的同轴度公差为 (3) 莫氏 4 号锥孔轴心线对 550013.0圆轴心线的径向跳动2 公差为 (4) 键槽 8 550013.0称度公差为 (5) 锥孔涂色检查其接触面积应大于 75%。 (6) 调质处理 2832 (7) 局部外圆及锥孔淬火 4550 艺分析 (1) 该零件为车床尾座套筒，要装 夹顶针，钻头，绞刀，等工具 。所以局部外圆及锥孔淬火 4550 (2) 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。 (3) 车床尾座套筒左端莫氏 4号锥孔与有端 28 30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，使工件内孔得到较好的处理。 定零件的生产类型 生产纲领为大批生产 2 确定毛坯、绘制毛坯简图 择毛坯 题目给定的零件材料是 45钢。考虑到在加工过程中，车床尾座会经常承受交变载荷和冲击性载荷。所以应该选择锻件作为毛坯，以使金属纤维不被切断，保证零件工作的可靠性。由于零件时大批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故可以采用模锻成型。 定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 要确定 毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。 差等级 由于机床尾座套筒的功能和技术要求，确定该零件的公差等级为精密 件重量 已知机械加工后的车床尾座套筒的质量为 3 此可以初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为 件复杂系数 对于车床尾座套筒零件图进行分析计算，可大致确定锻件外轮廓的包容为圆柱体，半径和长度。 件材质系数 由于车床尾座套筒材料为 45 刚，是碳的质量分数小于 碳3 素钢，故锻件的材质系数属 。 件分模线形状 根据车床尾座的形位特点，选择零件长度方向的对称平面为分模面，属平直分模线。 件表面粗糙度 由零件图可知，该套筒加工表面的粗糙度 据不同面的要求有多种值，分别为 根据上述诸因素，可以查表确定该锻件的尺寸公差和加工余量，所得结果列于表 2 2床尾座套筒毛坯尺寸公差及机械加工余量 加工表面 零件尺寸/械加工余量 /坯公差/坯尺寸/圆表面 550 60 长度 276 285 制车床尾座锻造毛坯图 3 工艺规程设计 位基准的选择 基面的选择是工艺设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得以保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 粗、精基准的选择。对于一般的轴类零件来说，以外圆作为粗基准是完全合理的 。但对于本零件而言，因为圆轴内部加工表面铰复杂，而外院的加工表面较为简单，可以选用两中心孔作为粗基准（符合基准统一的原则），加工出外圆，然后以外圆为精基准，加工内孔。然后再以内孔为精基准，精加工外圆。最后一外圆为精基准，精镗内孔。这样可以保证精度的要求，符合 互为基准原则。 4 定工艺路线 工艺路线 的拟定是制定工艺规程的总体布局，包括：确定加工方法，划分加工阶段，决定工序的集中与分散，加工顺序的安排，以及安排热处理、检验及其他辅助工序（去毛刺、倒角等）。它不但影响加工的质量和效率，而且影响到工人的劳动强度、设备投资、车间面积、生产成本等。 因此，拟定工艺路线是制定工艺规程的关键性的一步，必须在充分调查研究的基础上，提出工艺方案，并加以分析比较，最终确定一个最经济合理的方案。 面加工方法的确定 根据机床尾座套筒零件图加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件表面的加工方法，如表 3 表 3床尾座套筒各表面加工方案 加工表面 尺寸精度 表面粗糙度 m 加工方案 套筒外圆 车 磨削 键槽 铣 圆弧槽 铣 孔 28 孔 30 精铰 圆锥孔 磨 工阶段的划分 该套筒加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工和静加工几个阶段。 在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工保证其他加工表面的精度要求；在半精加工阶段，完成外圆的半精车，和钻孔。在精加工阶段，进行外圆的精车，圆锥孔的精磨和内孔 30的精车。 序的集中与分散 选用工序集中原则安排车床尾座套筒的加工工序。该套筒的生产类型为大批生产，可采用外能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。 序顺序的安排 (一 ) 遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准 套筒外圆； (二 ) 遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序； (三 ) 遵循“先主后次”原则，先加工主要表面 车床尾座套筒外表面。后加工次要表面 键槽，圆弧槽。 (四 ) 遵循“先面后孔”原则，先加工车床尾座套筒各个表面最后加5 工各个孔。 在综合考虑上述工序顺序的原则上，拟定车床尾座套筒机械加工工序安排入表 表 床尾座套筒机械加工工序安排 工序号 工序名称 工序内容 选定基准 1 下料 棒料 801652 铸造 铸造尺寸 602853 热处理 正火 4 粗车 夹一端粗车外圆至尺寸 58 200端面见平即可。钻孔 20 188孔 26 188中心孔、外圆表面 5 粗车 倒头，夹 58圆并找正，车另一端处圆至 58上序光滑接刀，车端面保证总长 280孔 通 两中心孔、外圆表面 6 热处理 调质 28327 车 夹左端外圆，中心架托右端外圆，车右端面保证总长 278 26至 28 186右端头 320内锥面 外圆表面 8 半精车 采用两顶尖装夹工件，上卡箍，车外圆至 头，车另一端外圆，光滑接刀。右端倒角 2 45，左端倒 证总长 276中心孔 9 精车 夹左端外圆，中心架托右端外圆，找正外圆，车 34，保证 圆表面 10 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 左端头 3660 外圆表面 11 划线 划 160线， 200槽线， 6线 12 铣 以 圆定位装夹铣 2 160 外圆表面 6 弧槽 13 铣 以 圆定位装夹铣键槽 200保证 意外圆加工余量）保证键槽与 55 0013.0圆轴心线的平行度和对称度 外圆表面 14 钻 钻 6，其中心距右端面为 25端面 15 钳 修毛刺 16 热处理 左端莫氏 4 号锥孔及 160的外圆部分，高频感应加热淬火 45507 研磨 研磨两端 60内锥面 18 粗磨 夹右端外圆，中心架托左端外圆，找正外圆，粗莫氏 4 号锥孔，留磨余量 圆表面 19 粗磨 采用两顶尖定位装夹工作，精磨 550 圆，留磨余量 心轴 20 粗磨 夹右端外圆，中心架托左端外圆，找正外圆，精磨莫氏 4 号锥孔至图样尺寸，大端为 色检查，接触面积应大于 75%。修研 60锥面 21 精车 夹左端外圆，中心架托右端外圆，找正外圆，精车内孔 图样尺寸，深 45 研 60锥面 外圆 22 精磨 彩用两顶尖定位装夹工作，精磨外圆至图样尺寸 559005.0心轴 23 检验 按图样检查各部尺寸及精度 24 入库 涂油入库 工设备及工艺装备的选用 机床和工艺装备的选择应在满足零件加工工艺的需求和可靠地保证零件加工质量的前提下，与生产批量和生产节拍相适应，并应优先考虑采用标准化的工艺装备和充分利用现有条件，以降低生产准备费用。 机床尾座套筒的生产类型为大批生产，可以选用高效的专用设备与组合机床，也可以选用通用设备所选用的夹具均为专用夹具。各工7 序设备及工艺装备的选用如表 3 表 3工设备及工艺设备 工序号 工序名称 工序内容 加工设备 工艺装备 1 下料 棒料 80165床 游标卡尺 2 铸造 铸造尺寸 60285床 卡尺 3 热处理 正火 4 粗车 夹一端粗车外圆至尺寸 58 200端面见平即可。钻孔 20 188孔 26 188式车床 塔车床 刀、麻花钻、扩孔钻、卡尺 5 粗车 倒头，夹 58圆并找正，车另一端处圆至 58上序光滑接刀，车端面保证总长 280孔 通 卧式车床 塔车床 刀、麻花钻、卡尺 6 热处理 调质 2832 7 车 夹左端外圆，中心架托右端外圆，车右端面保证总长 278 26至 28 186右端头 3260内锥面 心架 转塔车床 刀、扩孔钻、卡尺 8 半精车 采用两顶尖装夹工件，上卡箍，车外圆至 头，车另一端外圆，光滑接刀。右端倒角 2 45，左端倒 角，保证总长 276式车床 刀、卡尺 9 精车 夹左端外圆，中心架托右端外圆，找正外圆，车 至 34，保证 刀、卡尺 10 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 左端头 3660 卧式车床 刀、卡尺 11 划线 划 160线， 200槽线， 6线 12 铣 以 圆定位装夹铣 160弧槽 面铣刀、卡尺 13 铣 以 圆定位装夹铣键槽 200保证 意外圆加工余量）保证键槽与 550013.0用检具 面铣刀、卡尺 8 圆轴心线的平行度和对称度 14 钻 钻 6，其中心距右端面为 25塔车床 512 组合夹具 麻花钻 15 钳 修毛刺 钳工台 锉刀 16 热处理 左端莫氏 4 号锥孔及 160的外圆部分，高频感应加热淬火45507 研磨 研磨两端 60内锥面 轮 18 粗磨 夹右端外圆，中心架托左端外圆，找正外圆，粗莫氏 4 号锥孔，留磨余量 2110A 中心架 莫氏 4 号锥度塞规 19 粗磨 采用两顶尖定位装夹工作，精磨 550 圆，1432A 砂轮、卡尺 20 粗磨 夹右端外圆，中心架托左端外圆，找正外圆，精磨莫氏 4 号锥孔至图样尺寸，大端为 色检查，接触面积应大于75%。修研 60锥面 氏 4 号锥度塞规 21 精车 夹左端外圆，中心架托右端外圆，找正外圆，精车内孔 45 研 60锥面 心架 22 精磨 彩用两顶尖定位装夹工作，精磨外圆至图样尺寸 1432A 砂轮、卡尺 23 检验 按图样检查各部尺寸及精度 24 入库 涂油入库 工余量、工序尺寸的确定 车床尾座套筒零件材料为 45钢，毛坯重量约为 右。 生产类型为大批生产，毛坯采用模锻毛坯。 根据以上所述原始资料及加工工艺，可以分别确定各加工表面机械 加工工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： (1) 套筒外圆 550013.0料 60车 58 2Z=2精车 2Z= 精磨 550013.0 2Z=2) 套筒端面总长 276料 285端面 283 Z=2另一端面 280 Z=3端面 278 Z=2端面 276 Z=23) 孔 28孔 20孔 26 2Z=6孔 28 2Z=24) 孔 30 孔 20孔 26 2Z=6孔 28 2Z=2精车 2Z=车 30 2Z=削用量及 时间定额的计算 工件材料： 45刚， b=600锻成型处理。 工序 04： 粗车外圆至尺寸 58 200车一端面，保证长 200钻孔、扩孔 281) 加工要求 ： 粗车外圆至尺寸 58床： 刀具：刀片材料 杆尺寸 16r=90度， 5度， 2度， 60螺纹车刀：刀片材料： 1. 切削深度 单边余量 Z=1以一次性切除。 2. 进给量 根据切削手册表 用 f=0.6(mm/r) 3. 计算切削速度 见切削手册表 c = 2425 9.3(m/4. 确定主轴转速 100010008 = 544(r/ 10 按机床选取 n=600(r/所以实际切削速度 V = d 103.7(m/ 5. 检验机床功率 主切削力 照切削手册表 27955 中 切削时消耗功率 切削手册表 床说明书可知， 电动机功率 主轴转速 600r/，主轴传递的最大功率为 以机床功率足够，可以正常加工。 6. 校验机床进给系统强度 已知主切削力 向切削力 2795中 (600650)以 ) 而轴向切削力 1940 .3中 (600650)1 以 21（ N） 取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数 u=削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为 F=Ff+u(p)=621+) 由切削手册表 床纵向进给机构可承受的最大纵向力为 3530N，故机床进给系统可以正常工作。 7. 切削用时 t = L +y +nf = 200+ 2) 车一端面 单边余量为 查切削手册表 f=.7(mm/r) 按 f=0.5(mm/r) 计算切削速度 由切削手册表 c = 242511 其中 故 18.5(m/ 100010008 = 650(r/ 按机床选取 n=610(m/切削工时： t = (D2:ifn =(5802 :10 = (3) 钻孔 20用机床：转塔车床 用刀具：直径为 20切削用量计算： f=mm/r) V 钻 =13.9(m/n = 1000d = 1000 20 = 222（ r/按机床选取 83（ r/ 所以实际切削速度 d m/切削工时： t = L:2f 188:83 = (4) 扩孔 26据切削手册表查到扩孔 26根据机床选取 f=0.8(mm/r) 扩孔钻扩孔的切削速度，查相关资料，确定为： V= =m/ n = 10006 = 68（ r/按机床选取 8 r/以实际切削速度 V = d 26781000 = m/切削工时： t = 2:Lf 3:8 = 序 05： 倒头，夹 58圆并找正，车另一端处圆至 58上序光滑接刀， 车端面保证总长 280孔 通 (1) 车外圆光滑接刀 即 工要求 ： 粗车外圆至尺寸 58床： 刀具：刀片材料 杆尺寸 16r=90度， 5度， 2度， 12 60螺纹车刀：刀片材料： 切削深度 单边余量 Z=1以一次性切除。 进给量 根据切削手册表 用 f=0.6(mm/r) 计算切削速度 见切削手册表 c = 2425 9.3(m/确定主轴转速 100010008 = 544(r/ 按机床选取 n=600(r/所以实际切削速度 V = d 103.7(m/ 切削用时 t = L +y +nf = 2) 车一端面 ,保证总长 280边余量为 查切削手册表 f=.7(mm/r) 按 f=0.5(mm/r) 计算切削速度 由切削手册表 c = 2425其中 故 18.5(m/ 100010008 = 650(r/ 按机床选取 n=610(m/切削工时： t = (D2:ifn =(5802 :10 = (3) 钻孔 通 选用机床：转塔车床 用刀具：直径为 切削用量计算： f=mm/r) V 钻 =13.9(m/n = 1000d = 1000 189（ r/按机床选取 83（ r/ 所以实际切削速度 13 d m/切削工时： t = L:2f 90:83 = 序 07： 车右端面保证总长 278 26至 28 186右端头 3260内锥面 (1) 车端面保证总长 278边余量为 2查切削手册表 f=.7(mm/r) 按 f=0.5(mm/r) 计算切削速度 由切削手册表 c = 2425 其中 故 46.6(m/ 100010008 = 805(r/ 按机床选取 n=760(m/切削工时 ： t = (D2:ifn =(5802 :60 = (2) 扩 26至 28 186据切削手册表查到扩孔 28根据机床选取 f=0.8(mm/r) 扩孔钻扩孔的切削速度，查相关资料，确定为： V= =m/ n = 10008 = 63（ r/按机床选取 8 r/以实际切削速度 V = d 28781000 = m/切削工时： t = 2:Lf 3:8 = 序 08： 车外圆至 头，车另一端外圆，光滑接刀 ,车另一 端面， 右端倒角 2 45，左端倒 证总长 2761) 加工要求：半精车至 边余量为 查手册相关数据表知，进给量 f=r。 2915v=4 所以 , m/ 10001190(r/所以机床转速选择 n=1200（ r/ 工时： t = 2:Lf3:1:200 = 2) 车端面 单边余量为 查切削手册表 f=.7(mm/r) 按 f=0.5(mm/r) 计算切削速度 由切削手册表 c = 2425其中 故 18.5(m/ 10001000 679(r/ 按机床选取 n=610(m/切削工时： t = (D2:ifn =(2 :10 = 工序 13： 铣键槽 8 200床选用： 式铣床 查切削手册表 用刀具：高速钢错齿 三面刃铣刀，铣刀直径为 100度为 8数为 8，由于加工钢料 00选用前角为 15 度，后角为 12度。 已知铣削的宽度为 8削的深度为 下面确定每齿进给量 工艺手册表 式铣床的功率为 艺系统刚性为中等，细齿盘铣刀加工钢料，查得每齿进给量为 z,现在拟取 z 下面确定切削速度 V，查工艺手册表 到 V = 48。 37m/n = 100000 = 118（ r/查工艺手册表 择 n=150(r/实际切削速度 V = 150100 47（ m/ 15 计算工时： T = （ L:2） 6(mm/查表 L=200， 892+2 ， 故 T=序 14： 钻 6，其中心距右端面为 25用机床：转塔车床 选用刀具：直径为 6切削用量计算： f=mm/r) V 钻 =13.9(m/n = 1000d = 1000 6 = 738（ r/按机床选取 45（ r/ 所以实际切削速度 d 14（ m/切削工时： t = L:2f :45 = 序 19： 粗磨外圆至 . 选择砂轮：选择砂轮，参照工艺手册 轮为白刚玉，粒度为 46号，硬度为中软 1级，陶瓷粘合剂， 6号组织，采用平型砂轮，尺寸为 350 40 127 2. 切削用量的选择 根据车床说明书选择砂轮转速 1500r/30m/s,轴向进给量 =r,工件速度 =15m/向进给量 =程 3. 切削工时 : t = 2(LZK)fafrn= 2(276500 = 序 22： 精磨外圆至 550013.0. 选择砂轮：精磨外圆尺寸精度要求较高，查资料显示，磨料为弹化物系立方碳化硅的砂轮适合磨削轴承沟道或用于轴承超精度要求，故选用其作为砂轮磨料。 2. 切削用量的选择 根据车床说明书选择砂轮转速 3500（ r/,V 砂 =50（ m/s） ,轴向进给量 r，工件速度 5m/向进给量程 3. 切削工时： t = 2(LZK)fafrn= 2(276500 = 6 4 总结 本次机械 制造工艺课程设计历时两周，过程虽然漫长而辛苦，但是一路走来，感到收获颇多。 制定一个零件的机械加工工艺规程，是本次机械制造工艺课程设计的核心内容。虽然老师在课堂上讲解过机械加工工艺规程的一般制作过程和方法，但是那毕竟是纸面上的，我们对它的认识也仅仅停留在概念上而已。在这次实际制定机械加工工艺规程的过程中，我们遇到了前所未有的困难和产生了种种的疑惑。面对这些困难和疑惑，积极上网查找资料，前往图书馆翻阅相关书籍，从而使问题得到较为满意的解决。 5 参考文献 1 林江 北京：机械工业出版社， 2010. 2 方子良 上海交通大学出版社， 2005. 3 李益民 北京：机械工业出版社， 1994.