车床尾座套筒1

第1章零件的实体造型1.1车床尾座套筒的作用、结构特点1.2车床尾座套筒的实体造型第2章车床尾座套筒的机械加工工艺编制2.1分析车床尾座套筒的技术资料2.2确定车床尾座套筒的生产类型2.3确定车床尾座套筒的毛坯类型及其制造方法[机械/仪表]车床尾座套筒加工工艺规程及夹具设计设计说明书：第3章拟定车床尾座套筒的工艺路线3.1选择车床尾座套筒的定位基准3.2表面加工方法的确定3.3加工阶段的划分3.4加工工艺路线方案确定3.5加工余量、工序尺寸及公差的确定2.6设计车床尾座套筒的加工工序2.7填写车床尾座套筒的机械加工工艺文件第4章车床尾座套筒的检验规程4.1尺寸公差及表面轮廓粗糙度的检验4.2形位公差的检验摘要本次设计的课题为车床尾座套筒的机械加工工艺及数控加工。主要是通过对车床尾座套筒进行分析设计，完成实体造型，并根据实际作用，进行机械加工工艺编制，最后进行数控加工。本课题的意义在于：工学结合，在学校指导老师和企业工程师共同辅导下，进行收集资料、查阅手册，实体设计，机械加工工艺编制，数控加工程序编制。在这过程中涉及了《机械制造技术基础》，《机械制图》等多门机械制造专业的主干专业课，因此在这个过程中不但可以使我加深以前所学的专业课的理解，也可以让我把以前所学的一些专业课程融会贯通，起到温故而知新的作用，为以后的继续学习和深造打下坚实的基础。第1章车床尾座套筒的零件图分析1.1车床尾座套筒的作用、结构特点1．车床尾座套筒的作用车床尾座套筒是与车床尾座体装配的零件，主要作用包括以下两点：①用来安装尾座套筒顶尖，利用尾座套筒顶尖来加紧工件，并于主轴卡盘一起起支撑作用，作为工件车削时的定为基准。平键槽是用来安装平键的，起导向作用，所以尾座套筒只能轴向移动，不能够转动；与平键相对的半圆键主要也是用来导向的。②莫氏4号锥孔可以安装钻头、铰刀、镗刀，用来在工件上加工孔。车床尾座套筒在工作时承受着不断变化的压力、惯性力和他们的力矩作用，而且他的精度直接影响工件的定位精，因此要求车床尾座套筒具有强度高、刚度大、耐磨性好，莫氏4号锥孔表面加工尺寸精确，并且润滑可靠。2．车床尾座套筒的结构特点车床尾座套筒内部比外部结构复杂，如图所示。①零件内部左端是一个莫氏4号锥孔连Φ28cm内孔，紧接一个Φ30mm内孔，Φ34cm退刀槽接一个60°倒角；②零件外部则是由一个宽的平键槽和一个R2的圆键槽以及一个Φ6的排气孔，两端分别有R3、C2的倒圆角。图3．改错和新旧标准转换①表面粗糙度轮廓符号：将基本图形符号转换成完整图形符号中的MRR。②0.5×45°→C11.2车床尾座套筒零件的技术要求车床尾座套筒的主要加工表面有：莫氏4号锥孔、Φ55mm外圆表面、8mm键槽、Φ30mm的内孔1．莫氏4号锥孔（Ra=0.4μm）锥孔可以用来插入后顶尖和其他加工刀具，所以锥面精度和耐磨性要求都很高，即莫氏4号锥孔轴心线与Φ55mm外圆轴心线的同轴度公差为0.01mm；莫氏4号锥孔轴心线对Φ55mm外圆轴心线的径向圆跳动公差为0.01mm；如图。图2．Φ55mm外圆、8mm键槽①Φ55mm外圆：尺寸精度为IT5，表面粗糙度Ra=0.4μm②8mm键槽：尺寸精度为IT10，表面粗糙度Ra=0.8μm外圆和箱体之间经常来回运动，因此耐磨性要求比较高，Φ55mm外圆的圆柱度公差为0.005mm，平键槽是用来安装平键的，起导向作用，所以尾座套筒只能轴向移动，不能够转动，8mm键槽对Φ55mm外圆轴心线的平行度公差为0.025mm，对称度公差为0.1mm；如图。图3．Φ6mm和Φ30mm内孔Φ30mm内孔：尺寸精度为IT7，表面粗糙度Ra=1.6μmΦ6mm的孔是排气孔，位置精度和尺寸精度要求精度不高。Φ30mm的内孔是用来安装首轮丝杆的，因此有配合精度要求。如图。图4．锥孔涂色检验其接触面积应大于75%；5．调质处理28～32HRC；6．局部外圆及锥孔淬火45～50HRC；7．套筒两端60°倒角的表面粗糙度Ra=0.8μm。1.3车床尾座套筒的生产类型1．生产类型的确定①生产纲领生产纲领是企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。零件在计划期为一年的生产纲领N可按下式计算：N=Qn(1+a%)(1+b%)式中Q—产品的年生产纲领（台/年）n—每台产品中零件的数量n=1件/台；a—备品的百分数，取2%～4%；b—废品的百分数，取0.3%～0.7%②生产类型生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。一般分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型。生产类型的划分，主要取决于生产纲领，即年产量。因为零件是CA6140车床上的尾座套筒，所以产品类型属于轻型机械。已知年产量为Q=5000台/年，根据生产纲领的计算可知N≈5100（件/年），经查《机械加工工艺编制》附表2《机加工工作各种生产类型的生产纲领及工艺特点》得知，该套筒的生产类型为大批量生产。第2章车床尾座套筒的毛坯2.1车床尾座套筒毛坯材料、加工方法及技术要求1．选择毛坯应综合考虑以下几方面的因素：①零件材料及对零件力学性能的要求。图纸上明确要求零件材料是45号钢，且该套筒在工作过程中要承受冲击载荷和摩擦，为增强套筒的耐磨性和抗冲击韧度，获得更好的纤维组织，毛坯选用锻件。同时，锻件的形状和尺寸与零件相近，从而可以节约材料，减少切削加工的劳动量，降低生产成本。毛皮的锻造方法不同，其生产效率和成本就不同。在选择制造方法时，既要考虑制造精度，又要考虑机加工成本和毛坯制造成本，以达到零件制造总成本最低的目的。如果零件材料是铸铁或青铜，毛坯就只能够采用铸造，而不是锻造。②零件的结构形状、尺寸及生产类型套筒外圆表面直径均匀，所以可以选择棒料。又因为该套筒属于轻型机械，且生产类型属大批量生产，为提高生产效率和锻件精度，现采用模锻法来制造毛坯。2．加工方法及技术要求车床尾座套筒的锻造工艺过程为：将棒料Φ80mm×165mm坯料加热至1180～1240℃，经模锻后尺寸变为Φ60mm×285mm；在压床上切边，再在模锻锤上进行热校正；最后经热处理消除内应力，调整其硬度值到28～32HRC。套筒毛坯主要技术要求有：①热处理：毛坯模锻好后采用正火处理，即指将钢材或钢件加热到比钢的上临界点温度还高30～50℃的温度，保持适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理的工艺。正火的目的：主要是提高材料的力学性能，改善切削加工性，细化晶粒，消除组织缺陷，为后道热处理作准备。②棒料端面对主轴中心线的垂直度不大于1mm；③棒料弯曲不大于1mm。2.2绘制车床尾座套筒的毛坯简图1．确定套筒的单边余量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。锻造后的毛坯尺寸应该为Φ60mm×285mm，选择标准热轧圆钢（GB/T702-1986）d=80mm，根据体积相等的原则，所选毛坯尺寸为Φ80mm×165mm，则满足1.25D≦H≦2.5D要求。根据锻件形状复杂系数、锻件材质系数、零件表面粗糙度，查《金属切削手册》表有该锻件的错差公差为1.8mm，残留飞边公差为20mm，最大尺寸方向的公差值为8.0mm。其机械加工余量为主轴颈和连杆轴颈的余量取7mm，法兰盘外圆余量取6mm，内孔直径的加工余量取2.0mm，水平方向单面余量取3.0～4.5mm，径向余量取3.0～4.0mm。2．绘制毛坯简图结合加工的实际情况，综合上面的数据，绘制的毛坯简图如图所示。第3章拟定车床尾座套筒的工艺路线3.1选择车床尾座套筒的定位基准定为基准有粗基准和精基准之分，通常先选择精基准，后选择粗基准。1．精基准的选择选择精基准时，应从整个工艺过程来考虑，如何保证零件关键表面的加工精度（特别是有位置精度要求的表面），并使工件装夹方便可靠，夹具结构简单。选择精基准应遵循以下原则：①基准重合原则②基准统一原则③互为基准原则④自为基准原则。加工外圆表面时应遵循“基准统一”原则，采用内孔作为统一基准加工外圆表面，这样可以保证各外圆表面之间较高的同轴度要求（内孔精度差怎么办？），并简化夹具的设计和制造工作，采用内孔作为统一基准时需插心轴。在加工R2×160mm槽，8mm×200mm键槽时以半精车后外圆为定位基准。2．粗基准的选择粗基准通常是先用后选择，他是为加工精基准而确立的，选择粗基准时，应从零件加工的全过程来考虑。①要考虑如何合理分配各加工表面的余量；②考虑怎样保证不加工表面与加工表面间的尺寸及相互位置。因此，选择Φ55mm外圆表面作为粗基准，以它作为粗基准定位加工孔，为后续工序加工出精基准。这样使加工外圆时的余量均匀，避免后续工序加工精度受到“误差复映”的影响。3.2表面加工方法的确定套筒的主要加工表面有：莫氏4号锥面、外圆表面、内圆表面及平键槽等。根据套筒零件图上各加工表面的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度，选定加工工件各主要表面的加工方法如表所示，其余次要表面加工方法见机械加工工艺卡片。表曲轴零件主要表面加工方案加工表面经济精度表面粗糙度Ra/μm加工方案Φ55外圆表面IT50.4粗车→半精车→粗磨→精磨莫氏4号锥面IT7？0.4粗车→半精车→精车→粗磨→精磨Φ30内孔IT71.6钻→扩→粗车→半精车→精车Φ28内孔IT1212.5钻→扩平键槽IT60.8粗铣→半精铣→精铣3.3加工阶段的划分在选定了车床尾座套筒主要表面的加工方法以后，还需要进一步确定这些加工方法在工艺路线中的安排顺序，这就涉及到加工阶段的划分。对于精度要求较高的表面，总是先粗加工后精加工，但工艺过程划分成几个阶段是对整个加工过程而言的，不能拘泥于某一表面的加工。考虑到车床尾座套筒零件的技术要求，可以将加工阶段划分成粗加工、半精加工、精加工和光整加工几个阶段。分析车床尾座套筒零件，其工艺工程大致包括以下几个阶段：①定位基准的加工；粗车外圆表面、端面和钻孔；②调质28～32HRC；③扩孔、半精车外圆和倒角；④精车孔、槽和莫氏4号锥孔；⑤划线；铣平键和半圆键；钻孔；修毛刺；⑥左端莫氏4号锥孔及160mm长的外圆部分，高频感应加热淬火45～50HRC；⑦研磨两端60°内锥面；⑧粗磨、精磨外圆和莫氏4号锥面。3.4工艺路线方案车床尾座套筒的加工工艺路线及工艺装备如表所示。表车床尾座套筒机械加工工艺过程卡片工序号工序名称工序内容工艺装备05下料棒料Ф80mm×165mm锯床10锻造锻造尺寸Ф60mm×285mm15热处理正火20粗车夹左端粗车外圆尺寸至Ф58mm，端面见平即可。钻孔Ф20mm，深188mm，扩孔Ф26mm深188mmCA614025粗车倒头，夹右端Ф58mm外圆并找正，车另外一端面外圆至Ф58mm，与上工序光滑接刀，车端面保证总长280mm。钻孔Ф23.5mm钻通CA614030热处理调质28～32HRC35半精车夹左端外圆，中心架托右端外圆，车右端面保证总长278mm，扩Ф26mm孔至Ф28mm，深186mm，车右端头Ф32mm×60°内锥面CA6140、中心架40半精车采用两顶尖？和心轴（锥套锥）装夹工件，上卡箍，车外圆至Ф55.50±0.037mm。车右端外倒角C2，左端R3圆角，保持总长276mmCA6140、心轴45半精车夹左端外圆，中心架托右端外圆，找正外圆，车右端内孔（025.0030mm孔）至084.005.29mm，深44.5mm，车Ф34mm×1.7mm退刀槽，保证3.5mm和1.7mmCA6140、中心架50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062.005.30mm，？车左端头Ф36mm×60°CA6140、中心架55划线划R2×160mm槽线，085.0035.08mm×200mm键槽线，Ф6mm孔线60铣以55±0.05mm外圆装夹定位，铣键槽085.0035.08mm×200mm，【保证02.05.50mm（留外圆加工余量），保证键槽与Ф0013.055mm外圆轴心线的平行度和对称度】X62W万能铣床、专用铣床夹具工序号工序名称工序内容工艺装备65铣以55±0.05mm外圆和085.0035.08