套筒——课程设计说明书

共24页第1页机械制造工艺学课程设计设计说明书题目：车床尾座套筒学校：湖南工业大学学院：机械工程学院专业：机械工程及其自动化班级：姓名：学号：指导老师：设计时间：2011年12月19日至2011年12月25日机械工程学院2011年12月共24页第2页序言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，因此，在机床零件设计的过程中为主要考虑对象。车床尾座在轴类工件的加工、端面钻孔、铰孔等工序中经常应用，其工作状况好坏对工件加工质量有着较大的影响。车床尾座的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。这次设计使我们能够综合机械制造学中的理论基础，并综合生产学习中学到的实践知识，独立的分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践，可为今后的毕业设计及未来从事的工作打下良好的基础。由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指导。共24页第3页目录1零件的工艺分析-------------------------------------------------------------------------------41.1零件的功用、结构及特点----------------------------------------------------------41.2主要表面及其要求---------------------------------------------------------------------42毛坯的选择-----------------------------------------------------------------------------------52.1确定毛坯的类型、制造方法和尺寸公差-----------------------------------------52.2确定毛坯的技术要求-----------------------------------------------------------------52.3绘制毛坯图-----------------------------------------------------------------------------53基准的选择------------------------------------------------------------------------------------64确定机械加工余量、工序尺寸及公差---------------------------------------------------75拟定加工工艺路线-------------------------------------------------------------------------105.1确定各表面的加工方法-----------------------------------------------------------105.2拟定加工工艺路线-------------------------------------------------------------------106选择机床及工艺装备----------------------------------------------------------------------136.1选择机床-------------------------------------------------------------------------------136.2选择刀具-----------------------------------------------------------------------------146.3选择夹具-----------------------------------------------------------------------------156.4选择量具------------------------------------------------------------------------------157确定切削用量及基本工时----------------------------------------------------------------178填写工艺文件-------------------------------------------------------------------------------229总结-------------------------------------------------------------------------------------------23参考文献----------------------------------------------------------------------------------------24共24页第4页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.Φ550-0.013mm×276mm自身圆柱度公差为0.005mm。2.MorseNo.4的外圆对φ550-0.013mm外圆的中心轴线对的圆跳动公差为0.01。3.键槽8035.0025.0mm相对于φ550013.0mm外圆轴心线的平行度公差为0.025mm，对称度公差为0.1mm。4.局部外圆及锥孔淬火45～50HRC。5.莫氏四号锥孔涂色检查,母线在全长接触大于75%。6.调质硬度197～220HBS共24页第5页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，毛坯的尺寸为φ60×282mm。2.2确定毛坯的技术要求调质处理硬度为197~220HBS，以改善切削加工性能，为切削加工做准备。2.3绘制毛坯图共24页第6页3基准的选择该零件图中重要的表面是莫氏四号锥孔以及外圆表面。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基准选择错误的影响。2.选择孔作为精基准，这样能保证重要表面莫氏四号锥孔和外圆表面的精度，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3Φ28的内孔粗车后外圆表面4精车外圆粗车后外圆表面5MorseNo.4内锥面精车后外圆表面6铣R2×163mm油槽精车后外圆及端面7铣085.0035.010mm×203mm键槽精车后外圆及端面8φ6孔精车后外圆表面9磨内孔精车后外圆表面10磨外圆60°内锥面共24页第7页4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。尾座套筒车30内孔（工序20、40）的加工余量、工序尺寸及其公差的确定按照钻→扩→精车加工方案，根据文献3可知精车余量Zjc=2mm；扩孔余量Zk=3mm；钻孔余量Zz=25mm。根据文献5查表3-2确定各工序尺寸的加工精度等级为精车：IT8；扩孔：IT12；钻孔：IT13。根据上述结果确定各工步的公差值分别为，精车：0.025mm；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：025.0030mm；扩孔：18.0028；钻孔：27.0025mm；它们的相互关系如表4-1所示。表4-1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标准公差值T工序基本尺寸工序尺寸及偏差精车2IT8T=0.02530.00Ф30.0+0.0250扩孔3IT12T=0.18030.00-2=28.0Ф28.0+0.1800钻孔25IT13T=0.27028-3=25.0Ф25.0+0.2700毛坯共24页第8页2.套筒外圆表面（工序10、50、140和150）的加工余量、工序尺寸及公差的确定按照粗车→精车→粗磨→精磨的加工方案，文献3表5-14，有工序间的余量：精磨余量Zjm=0.05mm；粗磨余量Zcm=0.3mm；精车余量Zbjc=1.2mm；粗车余量Zcc=3.5mm。根据文献5查表3-2选定各工序尺寸的加工精度等级为，精磨：IT6；粗磨：IT8；精车：IT10；粗车：IT12。根据上述查询到的结果，再查对文献4可以确定各工步的公差值分别为，精磨：0.013mm；粗磨：0.03mm；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：0013.055mm；粗磨：003.005.55mm；精车：010.035.55mm；粗车：028.05.56mm。它们的相互关系如表4-2所示。表4-2工序尺寸及公差计算（单位：mm）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磨0.05IT6T=0.01355.00Ф55.00-0.013粗磨0.3IT8T=0.05055+0.05=55.05Ф55.050-0.03精车1.2IT9T=0.10055.05+0.3=55.35Ф55.35+0.050-0.050粗车3.5IT12T=0.28055.35+1.2=56.5Ф56.50-0.280毛坯3.5IT14T=0.58056.5+3.5=60.0060±0.2903.莫氏四号锥孔（工序20、60、120、130）的加工余量、工序尺寸及公差莫氏四号锥孔因为是锥孔所以一般以大锥面直径作为测量标准，根据钻孔→精车→热处理→粗磨→精磨的加工方案，根据文献3，有工序间的余量：精磨余量Zj=0.05mm；粗磨余量Zcm=0.3mm；精车余量Zbjc=5.9mm；钻孔余量Zcc=25mm。根据文献5查表3-2选定各工序尺寸的加工精度等级为，精磨：IT7；粗磨：IT8；精车：IT10；钻孔：IT11。根据上述查询到的结果，再查对文献4可以确定各工共24页第9页步的公差值分别为，精磨：0.020mm；粗磨：0.05mm；精车：0.1mm；钻孔：0.20mm。综上所述，各工序的工序尺寸及公差分别为，精磨：02.0269.31mm；粗磨：005.02.31mm；精车：010.09.30mm；钻孔：020.025mm。它们的相互关系如表4-3所示。表4-3工序尺寸及公差计算（单位：mm）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磨0.05IT7T=0.2031.269Ф31.269+0.02-0.02粗磨0.3IT8T=0.05031.269-0.05=31.2Ф31.2+0.050精车5.9IT10T=0.10031.2-0.3=30.9Ф30.9+0.050钻孔25IT11T=0.28030.9-5.9=25Ф