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车床尾座套筒工艺规程与夹具设计详解
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更新于2024-06-20
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本研究论文主要探讨了车床尾座套筒的加工工艺规程及其专用夹具设计。首先,设计的核心内容包括对套筒材料的选择,这涉及到材料的机械性能、耐磨损性和成本效益。在选材过程中,会考虑其在高温、高压或腐蚀性环境下的稳定性,以及与后续加工步骤的兼容性。 接着,论文详细论述了毛坯的选择和确定加工余量的过程。毛坯可能是铸造件或锻造件,通过计算和分析,确保有足够的材料去除以形成最终零件,同时避免过量去除导致浪费。工序尺寸与公差的设定是工艺规程的关键部分,精确的尺寸控制有助于保证产品质量和生产一致性。 在工艺路线设计方面,作者会根据套筒的结构和表面特性,确定合理的加工顺序,如车削、磨削、钻孔等,以实现高效、精密的加工。此外,文中还涉及了切削用量(如进给速度、切削深度等)和时间定额的计算,这些都是决定生产效率的重要因素。 夹具设计是本论文的重点内容。夹具的作用是提供工件稳定的定位和支撑,确保在加工过程中尺寸准确、位置稳定。论文对夹具的工作原理进行了简要介绍,包括其作为固定和引导工具的重要性。根据工序特点和要求,作者分析了定位方案,可能采用的是三点定位或者六点定位原则,设计了定位元件、夹紧机构(如螺旋夹紧、气动夹紧)、对刀元件(用于测量和校准刀具位置)以及夹具体(提供工件安装的基础)。 通过以上步骤,作者旨在提高加工精度,降低废品率,并优化生产流程,从而提高生产效率。论文的关键词,如“车床尾座套筒”、“工艺规程设计”、“夹具设计”和“生产规划”,突出了研究的核心关注点。本篇论文不仅包含了深入的工艺规程设计理论,也提供了实际操作中的技术细节,对于从事类似工作的工程师和技术人员具有很高的参考价值。
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第 2 章 车床尾座套筒的机械加工工艺规程设计
2.1 车床尾座套筒的工艺分析及生产类型的确定
2.1.1 车床尾座套筒概述
车床尾座套筒是车床尾座箱的重要零件。它的作用是:一、用来安装尾座套筒顶
尖,利用尾座套筒顶尖来顶紧工件,并和主轴卡盘一起起支撑作用,做为工件车削时
的定位基准;二、莫氏四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、惯性力和它们的力矩作用,而且
它的精度直接影响工件的定位精度,因此要求车床尾座套筒具有强度高、刚度大、耐
磨性好,莫氏四号锥孔表面加工尺寸精确,并且润滑可靠。
2.1.2 车床尾座套筒零件的技术要求
图 2.1 是车床尾座套筒的简图,图 2.2 是它的三维图样。它是常用的一种车床尾
座套筒类型,有一个莫氏四号锥面,锥面可以用来插入后顶尖和其他加工刀具;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;
6�
的小孔是排气孔,主要用来排气的;与平键相对的半圆键主要也是用来导向的。
车床尾座套筒的结构简单,加工尺寸精确、形位精度和表面质量要求较高;刚性
差,定位和夹紧都比较困难,属易变形的套筒类零件。
车床尾座套筒的主要加工表面有:莫氏四号锥面、外圆表面、内圆表面和键槽
面等。其机械加工的主要技术要求已标注在零件图上,但还应满足下列加工要求:
1)
0
013.0
55
�
�
mm 外圆的圆柱度公差为 0.005mm;
2)莫氏 4 号锥孔轴心线与
0
013.0
55
�
�
mm 外圆轴心线的同轴度公差为 0.01mm;
3)莫氏 4 号锥孔轴心线对
0
013.0
55
�
�
mm 外圆轴心线的径向跳动公差为 0.01mm;
4)键槽
085.0
035.0
8
�
�
mm 对
0
013.0
55
�
�
mm 外圆轴心的平行度公差为 0.025mm,对称度公差
为 0.1mm;
5)锥孔涂色检查其接触面积应大于 75%;
6)调质处理 28~32HRC;
7)局部外圆及锥孔淬火 45~50HRC。
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图 2.1 车床尾座套筒零件简图
图 2.2 车床尾座套筒三维图样
2.1.3 确定车床尾座套筒的生产类型和工艺特征分析
零件的生产类型对工艺规程的制订,具有决定性的影响。生产类型就是对企业
(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生产类型。不同的生产类型有着完全不同的工艺特征。零件的生
产类型是按零件的生产纲领来确定的。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品
产量和进度计划
[3]
。零件在计划期为一年的生产纲领 N 可按下式计算:
� �� �
%1%1 baQnN ���
(件/年) (2.1)
式中,Q——产品的年产量(台/年);n——每台产品中该零件的数量(件/台);
a%——备品的百分率,取 2%~4%;b%——废品的百分率,取 0.3%~0.7%。
本次设计的 CA6140 车床上的尾座套筒,产品类型轻型机械,年产量为 5000 台/
年,根据实际生产情况分两批投产,备品率取 3%,而废品率取 0.5%。依设计课题知:
Q=5000,n=1,a%=3%,b%=0.5%;代入式(2.1)有:
� �� �
%1%1 baQnN ���
=
� � � �
%5.01%3115000 �����
=5175.75(件/年)
根据计算结果,查《机械制造技术基础》第 292 页,表 7-3
[3]
可确定该套筒零件属
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于轻型零件,其生产类型为大批量生产。由于零件机械加工工艺过程与其所采用的生
产组织类型密切相关,所以在制定零件机械加工工艺规程时,应首先确定零件机械加
工的生产组织类型。而生产组织类型又主要是与零件的年生产纲领有关。现在所制定
的车床尾座套筒生产类型主要针对大批量生产的情况下制定的。因此车床尾座套筒的
生产纲领及工艺特征如表 2-1。
表 2-1 车床尾座套筒生产纲领及工艺特征
生产类
型
大量生产
毛坯特点
广泛采用模锻,机械造型等高效方法,毛坯精度高、余量小
机床设备及组织形
式
广泛采用自动机床、专用机床,采用自动线或专用机床流水线排
列
夹具及尺寸保证
高效专用夹具,采用定程及在线自动测量来控制尺寸
刀具、量具
专用刀具、量具,自动测量仪
零件的互换性
全部互换,高精度偶件采用分组装配、配磨
工艺文件的要求
编制详细的工艺规程、工序卡片、检验卡片和调整卡片
生产率
高
成本
低
工
艺
特
征
发展趋势
用计算机控制的自动化制造系统、车间或无人工厂,实现自适应
控制
2.2 车床尾座套筒的材料和毛坯确定
2.2.1 车床尾座套筒毛坯材料、加工方法及技术要求
选择毛坯应综合考虑一下几方面的因素:
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
料,且零件力学性能要求较高,所以不管形状简单与复杂,套筒毛坯都应该选择锻件。
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) 零件结构形状与外形尺寸。套筒外圆表面直径均匀,所以可以选择棒料。
属于小型零件,可以选用模锻。
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