1、 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
2、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
3、页 第 3 页 目录 1 零件的工艺分析 -4 1.1 零件的功用、结构及特点 - 4 1.2 主要表面及其要求 -4 2 毛坯的选择 - -5 2.1 确定毛坯的类型、制造方法和尺寸公差 -5 2.2 确定 毛坯的技术要求 -5 2.3 绘制毛坯图 - 5 3 基准的选择 - 6 4 确定机械加工余量、工序尺寸及公差 -7 5 拟定加工工艺路线 - 10 5.1 确定各表面的加工方法 - 10 5.2 拟定加工工艺路线 -10 6 选择机床及工艺装备 -13 6.1 选择机床 -13 6.2 选择刀 具 - - 14 6.3 选择夹具 - - 15 6.4 选择量具 - 15 7 确定切削用
4、量及基本工时 - 17 8 填写工艺文件 - 22 9 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
5、技术要求 1. 550-0.013mm 276mm自身圆柱度公差为 0.005mm。 2.Morse No.4 的外圆对 550-0.013mm 外圆的中心轴线对的圆跳动公差为0.01。 3.键槽 8 035.0025.0 mm 相对于 55 0013.0 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
6、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 60 282mm。 2.2 确定毛坯的技术要求 调质处理硬度为 197220HBS，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
7、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 3 28 的内孔 粗车后外圆表面 4 精车外圆 粗车后外圆表面 5 Morse No.4 内锥面 精车后外圆表面 6 铣 R2163mm 油槽 精车后外圆及端面 7 铣 085.0035.010 mm203mm 键槽 精车后外圆及端面 8 6 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
8、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
9、 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 2 IT8 T=0.025 30.00 30.0 +0.025 0 扩孔 3 IT12 T=0.180 30.00-2=28.0 28.0 +0.180 0 钻孔 25 IT13 T=0.270 28-3=25.0 25.0 +0.270 0 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=
10、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： 0 013.055 mm；粗磨：0 03.005.55 mm；精车： 0 10.035.55 mm；粗车： 0 28.05.56 mm。它们的相互关系如表 4-2
11、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 0.05 IT6 T=0.013 55.00 55.0 0 -0.013 粗磨 0.3 IT8 T=0.050 55+0. 05=55.05 55.05 0 -0.03 精车 1.2 IT9 T=0.100 55.05+0.3=55.35 55.35 +0.050 -0.050 粗车 3.5 IT12 T=0.280 55.35+1.2=56.5 56.5 0 -0.280 毛坯 3.5 IT14 T=0.580 56.5+3.5=60.00
12、60 0.290 3.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
13、.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： 0 05.02.31 mm；精车： 0 10.09.30 mm；钻孔： 0 20.025 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 0.05 IT7 T=0.20 31.269 31.269 +0.02 -0.02 粗磨 0.3 IT8 T=0.050 31.269-0.05=31.2 31.2 +0.05 0 精车 5
14、.9 IT10 T=0.100 31.2-0.3=30.9 30.9 +0.05 0 钻孔 25 IT11 T=0.280 30.9-5.9=25 25.0 +0.20 0 毛坯 共 24 页 第 10 页 5 拟定机械加工工艺一路线 5.1 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、倒角倒圆弧用车削 ,套筒外圆面采用粗车 精车 粗磨 精磨，键槽及油槽采用铣削 , 30mm的内孔采用钻 铰 精车 ， Morse No.4 内锥面采用钻 车 粗磨 精磨， 025.0028 mm 孔采用钻 扩， 60内锥面采用车 粗磨 精磨。各部分加工方法如下：
15、 加工表面 经济精度 表面粗糙度Ra/m 加工方案 套筒外圆面 IT6 0.4 粗车精车粗磨精磨 莫氏 4 号锥面 IT6 0.4 钻精车粗磨精磨 套筒内孔表面 IT7 1.6 钻精车 键槽 IT7 0.8 粗铣半精铣精铣 R2 油槽 IT8 3.2 粗铣半精铣精铣 5.2 拟定加工工艺路线 工序号 工序名称 工序内容 定位基准 工装 00 毛坯正火 正火 10 粗车外圆，平端面 粗车外圆至 56.5mm，平两端面，定总长为 279mm 毛坯外圆表面 三爪卡盘 中心架 20 钻 25通孔、扩28 孔 钻 25 孔至全通，扩 28 孔至189mm处 外圆表面 三爪卡盘 30 热处理 调质 197220HBS
