机械制造课程设计车床尾座套筒课程设计.docx

机械制造课程设计车床尾座套筒课程设计.docx

《机械制造课程设计车床尾座套筒课程设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造课程设计车床尾座套筒课程设计.docx（84页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

机械制造课程设计车床尾座套筒课程设计

荆楚理工学院课程设计成果

学院：

机械工程学院

班级：

10级数控二班

学生姓名：

设计地点（单位）：

设计题目：

学号：

车床尾座套筒

完成日期：

年

月

日

指导教师评语：

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________

________________________________________________________________

成绩（五级记分制）：

教师签名：

编号：

荆楚理工学院

JINGCHUUNIVERSITYOFTECHNOLOGY

《机械制造技术基础》课程设计说明书

学院：

班级：

机械工程学院10级数控二班

专业：

姓名：

数控技术

学号：

指导老师：

成绩：

职称：

设计时间：

2012年

12

月24

日至

2013年

1

月

5日

年

月

日

荆楚理工学院课程设计任务书

设计题目：

车床尾座套筒

零件的机械加工工艺规程及工序的设计计算

学生姓名

课程名称

机械制造

专业班级

10数控2班

地点

A2-403

起止时间

2012.12.24-2013.1.5

设计

内容

及要

求

（1）毛坯图　　　　　　　　　　　　　　　　1张零件图　　　　　　　　　　　　　　　　1张

（2）机械加工工艺规程卡片　　　　　　　　1张工序卡　　　　　　　　　　　　　　　　　1套（3）课程设计说明书　　　　　　　　　1份

设计

参数

该零件图样一张

生产纲领：

成批生产

生产条件:

金工车间加工

进度

要求

序号

1

2

3

4

5

6

内容

基本要求

时间

备注

准备阶段

⑴阅读、研究任务书；明确设计内容和要

求。

⑵阅读教材和课程设计指导书。

⑶准备好绘图工具、设计资料和手册等。

课程设

计前进

行

绘制零件图

⑴提高识图和绘图能力

⑵了解零件的各项技术要求

2天

手绘

制定工艺路线

⑴掌握工艺路线的制定方法和步骤⑵初步拟定零件的工艺路线

1天

制定零件的工艺路线

1天

工序设计

掌握工序设计的方法和步骤

4天

编写设计计算说明书

整理和编写设计说明书

3天

答辩或检验

1天

小计

12天

参考

资料

其它

说明

1．本表应在每次实施前一周由负责教师填写二份，教研室审批后交学院院备案，一份由负责教师留用。

2．若填写内容较多可另纸附后。

3．一题多名学生共用的，在设计内容、参数、要求等方面应有所区别。

教研室主任：

指导教师：

年

月

日

《机械制造基础课程设计》任务书一．设计题目：

设计如下车床尾座套筒的机械加工工艺规程

二、原始数据和技术要求：

生产类型：

成批生产

三、设计内容与要求：

1

图车床尾座9套筒车

床

尾

座

1、毛坯图1张（A4幅面）；

套

2、制定零件的机械加工工艺规程，填写机械加工工艺过程卡片

筒

及所有工序的机械加工工序卡片1套；

3、设计说明书1份。

四、进度安排：

序号

内容

时间（天）

1

领取设计任务书，熟悉资料，搜集设计资料

1

2

分析零件图及加工要求

0.5

3

选择毛坯的种类及制造方法，确定毛坯尺寸，

绘制毛坯图

1

4

选择加工方法，拟订工艺路线

2

5

进行工序设计和工艺计算

4

6

编写课程设计说明书

1.5

学生姓名

学

专

班

号

业

级

数控技术10级数控二班

指导教师

教研室主任签名：

20

年

月

日

前言

1.设计目的机械原理课程是培养学生具有机械理论能力的技术基础课。

课程设计则是机械设计课程的实践性教学环节，同时也是我学习机械专业来第一次全面的自主进行机械设计能力的训练。

在这个为期两周的过程里，我们有过紧张，有过茫然，有过喜悦，感受到了学习的艰辛，也收获到了学有所获的喜悦，回顾一下，我觉得进行机械原理课程设计的目的有如下几点：

1）.通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用机械原理课程和其他先修课程的的理论与实际知识去分析和解决机械设计问题的能力。

2）学习设计机械产品的一般方法，掌握机械设计的一般规律。

2）通过制定设计方案，合理选择传动机构，正确计算零件的工作能力，确定尺寸及掌握机械零件，再进行结构设计，达到了解和掌握机械零件，机械传动装置或简单机械的设计过程和方法。

2）学习进行机械基础技能的训练，例如：

计算、绘图、查阅设计资料和手册等。

我们的课程设计说明书主要分为一下几个部分

1零件的工艺分析------------------------------------------------------------------------------------61.1零件的功用、结构及特点----------------------------------------------------------------61.2主要表面及其要求--------------------------------------------------------------------------6

2毛坯的选择----------------------------------------------------------------------------------------62.1确定毛坯的类型、制造方法和尺寸公差----------------------------------------------62.2确定毛坯的技术要求----------------------------------------------------------------------62.3绘制毛坯图----------------------------------------------------------------------------------6

3基准的选择----------------------------------------------------------------------------------------74拟定加工工艺路线-------------------------------------------------------------------------------7

4.1确定各表面的加工方法------------------------------------------------------------------74.2拟定加工工艺路线-------------------------------------------------------------------------8

5确定机械加工余量、工序尺寸及公差-------------------------------------------------------106选择机床及工艺装备----------------------------------------------------------------------------12

6.1选择机床-------------------------------------------------------------------------------------126.2选择刀具------------------------------------------------------------------------------------136.3选择夹具------------------------------------------------------------------------------------136.4选择量具------------------------------------------------------------------------------------13

7确定切削用量及基本工时-----------------------------------------------------------------------148填写工艺文件--------------------------------------------------------------------------------------249总结--------------------------------------------------------------------------------------------------37参考文献------------------------------------------------------------------------------------------------38

0.0850

0

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.φ55

0

-0.013

mm×276mm自身圆柱度公差为0.005mm。

2.MorseNo.4的轴心线与φ55

0

-0.013

mm外圆的中心轴线的同轴度公差为φ0.01mm。

3.MorseNo.4的轴心线的圆跳动公差为0.01。

4.键槽80.035mm相对于φ550.013mm外圆轴心线的平行度公差为0.025mm，对称度公差为0.1mm。

5.φ50-0.013mm×160mm表面淬火45～50HRC，MorseNo.4内锥面表面淬火45～50HRC。

6.锥孔涂色检查其接触面积应大于75%。

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φ60×285mm。

2.2确定毛坯的技术要求

1.调质处理硬度为28~32HRC，以改善切削加工性能，为切削加工做准备。

1.3绘制毛坯图

0

3

基准的选择

该零件图中较多尺寸及形位公差是以内孔及端面为设计基准的。

因此，采用先加工内孔，然后以内孔为精基准加工外圆。

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“误差复印”的影响。

2.选择孔作为精基准，这样能在一次装夹中把大多数外圆表面加工出来，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

3

φ28的内孔

粗车后外圆表面

4

Ф34mm×1.7mm槽

粗车后外圆表面

5

MorseNo.4内锥面

φ550mm外圆表面

6

60°内锥面

φ55-0.013mm外圆表面

7

φ6孔

外圆及端面

8

铣R2×160mm油槽

φ550mm外圆表面

9

铣80.085mm×200mm键

槽

φ550mm外圆表面

10

磨内孔

φ550mm外圆表面

11

磨外圆

60°内锥面

4拟定机械加工工艺一路线

4.1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、φ55

0

-0.013

mm外圆表面及倒角用车削,键槽及油槽采用铣削,φ28的内孔采用钻－

扩，MorseNo.4内锥面采用车—粗磨—精磨，30

0.025

0

mm孔采用车—半精车—

，

精车，60°内锥面采用车—研磨。

各部分加工方法如下：

加工表面

经济精度

表面粗糙度Ra/μm

加工方案

套筒外圆面

IT6

0.4

粗车→粗磨→精磨

莫氏4号锥面

IT6

0.4

粗车→粗磨→精磨

套筒内孔右表面

IT7

1.6

钻→扩→粗铰→精铰

套筒内孔中表面

IT12

12.5

钻→扩

平键槽

IT7

0.8

粗铣→半精铣→精铣

半圆键槽

IT8

3.2

粗铣→半精铣→精铣

4.2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

备料

取棒料φ60×285mm

10

热处理

正火

20

粗车

1．夹一端车外圆至φ58mm，长200mm，车端面见平，钻孔

φ20mm，深188mm，扩孔φ26mm，深188mm。

2.调头装夹φ58mm外圆并找正，

车另一端外圆至φ58mm，与另一端已加工部分接刀，车端面，保证总长280mm，钻孔

23.5mm，钻通。

毛坯外圆表面

三抓卡盘

中心架

车床

30

热处理

调质28~32HRC

40

扩孔

夹左端外圆，中心架托右端外圆，车右端面，保证总长278mm，扩

φ26mm孔至φ28mm，深186mm，车右端φ32×60°内锥面。

50

半精车

1.用两顶尖装夹工件，上卡箍，

车外圆至55±0.05mm，调头，

车另外一端外圆，与前面已加工部分光滑接刀。

右端倒角2×45°，左端倒R3圆角，保持总长276mm。

孔

两顶尖

车床

中心架

60

1.夹左端外圆，中心架托右端外圆

找正外圆，车300.025mm孔至

29.50.05mm，深44.5mm，车

Ф34mm×1.7mm槽，保证3.5mm和1.7mm

2.调头，夹右端外圆，中心架托左

端外圆，找正外圆，车MorseNo.4内锥面，至大端尺寸为

30.50.05mm，车左端头

Ф36mm×60°内锥面。

70

划线

钳工划R2×160mm油槽线，80.085

mm×200mm键槽线，Ф6mm的孔线

外圆表面

V形块

80

铣

1.以55±0.05mm外圆定位装夹

铣键槽80.085mm×200mm，并保

证50.50mm（注意外圆加工余

量）保证键槽与Ф550mm外

圆轴心线的平行度和对称度

2.调头，以55±0.05mm外圆定

位装夹铣R2×160mm油槽

铣床夹具

90

钻孔

钻Ф6mm的孔，保证长度25mm

孔，外圆表面

机用平口钳

垫铁

100

热处理

左端MorseNo.4锥孔及55±0.05×

160mm长的外圆部分，加热淬火45～50HRC

110

研磨

研磨两端60°内锥面

外圆表面

研磨机

120

粗磨

夹右端外圆，中心架左托外圆，找正

外圆，粗磨MorseNo.4锥孔，留余量0.2mm

外圆表面

两顶尖，中

心架，磨床

130

粗磨

采用两顶尖定位装夹工件，粗磨Ф

550mm外圆，留余量0.2mm

孔

两顶尖，磨床

140

精磨

夹右端外圆，中心架托左端外圆，找

正外圆，精磨MorseNo.4锥孔至设计要求，大端为

Ф31.269±0.05mm，涂色检查，接

触面积应大于75%。

修研60°锥面

中心架，磨

床

0.05

0

150

精车

夹左端外圆，中心架托右端外圆，找正外圆，精车内孔29.50mm至

图样尺寸，深44.5mm至图样尺寸，修研60°锥面

Ф550.013mm外圆

表面

中心架，车床

160

精磨

采用两顶尖装夹，精磨外圆至图样尺寸

两顶尖，磨床

170

检查

检查各部分尺寸精度要求

180

入库

清洗涂油入库

5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。

当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与工序（或工步）的加工余量有关。

当基准不重合时，工序尺寸用工艺尺寸链解算。

中间工序尺寸按“单向、入体”原则标注，但毛坯和孔心距尺寸公差带一般去双向对称布置。

中间工序尺寸的公差可以从相应的加工经济精度表中查得。

尾座套筒车30内孔（工序20、60和150）的加工余量、工序尺寸及其公差的确定

按照钻→扩→半精车→精车加工方案，查阅《加工余量手册》，有精车余量

Zjc=0.5mm；半精车余量Zbjc=3.5mm；扩孔余量Zk=6mm；钻孔余量Zz=20mm。

查《机械制造技术基础课程设计指导教程》第四章各个表，确定各工序尺寸的加工精度等级为，精车：

IT8；半精车：

IT10；扩孔：

IT12；钻孔：

IT13。

根据上诉结果，再查标准公差数值表可确定各公步的公差值分别为，精车：

0.025mm；半精车：

0.05mm；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：

30

0.025

0

mm；半精车：

29.5

0.05

0

mm；扩孔：

26

0.18

0

；钻孔：

20

0.27

0

mm；它们的

相互关系如表2.3所示。

为验证确定的尺寸及公差是否合理，进行精加工余量校核：

Zmax

=30+0.025-29.5=0.525mm；Zmin

=29.5+0.05-30=-0.45mm；余量校核的结果表明，所确

定的工序尺寸公差是合理的。

根据上述原始资料和加工工艺，查各种表面加工余量表分别确定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差，如表5-1所示。

表5-1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标冷公差值T

工序基本尺寸

工序尺寸及偏差

精车

0.5

IT8T=0.025

30.00

Ф30.0

+0.025

0

半精车

3.5

IT10T=0.050

30-0.5=29.5

Ф29.5

+0.050

0

扩孔

6

IT12T=0.180

29.5-3.5=26

Ф26.0

+0.180

0

钻孔

20

IT13T=0.270

26-6=20

Ф20.0

+0.270

0

毛坯

30

20-20=0

2.套筒外圆表面（工序20、50、130和160）的加工余量、工序尺寸及公差的确定

按照粗车→半精车→粗磨→精磨的加工方案，查阅《机械加工余量手册》，有工序间的

余量：

精磨余量Zj=0.2mm；粗磨余量Zcm

=0.5mm；半精车余量Zbjc

=2.5mm；粗车余量

Zcc

=2mm。

查表选定各工序尺寸的加工精度等级为，精磨：

IT6；粗磨：

IT8；半精车：

IT9；粗车：

IT12。

根据上述查询到的结果，再查对标准公差数值表可以确定各工步的公差值分别为，精磨：

0.013mm；粗磨：

0.05mm；半精车：

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：

55

0

0.013

mm；粗磨：

55.2

0

0.05

mm；半精车：

55.5

0

0.10

mm；粗车：

58

0

0.28

mm。

它们的相互关系如表2.4所

示。

为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，现对加工余量进行校核。

Z4max

=55.2－55＋0.013=0.213mm；Z4min

=55.2－0.05－55=0.15mm；

Z3max

=55.5－55.2＋0.05=0.4mm；

Z3min

=55.5－0.10－55.2=0.2mm；

Z2max

=58－55.5＋0.10=2.4mm；Z2min

=58－0.28－55.5=2.22mm；

余量校核的结果表明，所确定的工序尺寸及公差是合理的。

表5-2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

精车

0.2

IT6Tjc=0.013

55.00

Ф30.0

0

-0.013

半精车

0.3

IT8Tbjc=0.050

55+0.20=55.20

Ф29.5

0

-0.050

扩孔

2.5

IT9Tk=0.100

55.20+0.3=55.50

Ф26.0

+0.050

-0.050

钻孔

2

IT12Tz=0.280

55.50+2.5=58.00

Ф20.0

0

-0.280

毛坯

5

IT14Tmp=0.580

58+2=60.00

60±0.290

3.莫氏四号锥孔（工序20、60、100、140）的加工余量、工序尺寸及公差

按照钻孔→精车→热处理→粗磨→精磨的加工方案，查阅《机械加工余量手册》，有工

序间的余量：

精磨余量Zj=0.2mm；粗磨余量Zcm

=0.5mm；精车余量Zbjc

=7mm；钻孔余量

Zcc=23.5mm。

查表选定各工序尺寸的加工精度等级为，精磨：

IT7；粗磨：

IT8；精车：

IT9；钻孔：

IT11。

根据上述查询到的结果，再查对标准公差数值表可以确定各工步的公差值分别为，精磨：

0.020mm；粗磨：

0.05mm；精车：

0.1mm；钻孔：

0.20mm。

热处理用高频感应淬火，淬火方法是将工件加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上某一