2360 車床尾座的設(shè)計和加工工藝編制

2360 車床尾座的設(shè)計和加工工藝編制,車床,設(shè)計,以及,加工,工藝,編制 分 類 號 密 級 寧寧波大紅鷹學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 )車床尾座的設(shè)計和加工工藝編制所 在 學(xué) 院 機 電 學(xué) 院專 業(yè) 機 械 設(shè) 計 制 造 及 其 自 動 化班 級 08 機 自 （ 3） 班姓 名 張 澤 輝學(xué) 號 08141010337指 導(dǎo) 老 師 劉 玉2011 年 10 月 10 日誠 信 承 諾我謹在此承諾：本人所寫的畢業(yè)論文《XXXXXXXX》均系本人獨立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點和材料，均作了注釋，若有不實，后果由本人承擔(dān)。承諾人（簽名）： 年 月 日摘 要最近十幾年，中國制造業(yè)正以提高生產(chǎn)效率與加工精度為目標飛速發(fā)展，提高效率的主要手段依賴于高速加工。而一個國家高速加工的技術(shù)水準，很大程度反映在高速機床的設(shè)計和制造技術(shù)上，它是實現(xiàn)高速加工的前提和基本條件，而車床是機械加工中最基礎(chǔ)的高速機床。由于車床是以主軸旋轉(zhuǎn)和 X、Z 兩軸進給實現(xiàn)對零件的切削，因此車床不僅要求具有高的主軸轉(zhuǎn)速，而且要求具有高的進給速度和加速度，這是實現(xiàn)高速加工所必需的。因此，在對車床的研究過程中，車床尾座的研究顯得尤為重要。目前的簡易數(shù)控車床是從普通車床演變而來，長期以來因受普通車床尾座結(jié)構(gòu)的限制，數(shù)控車床尾座的功能始終無法拓展，雖然許多簡易數(shù)控車床采用液壓尾座，但更多的是作為加工時的輔助工具，在加工軸類零件時用于頂中心。為此我們針對這一問題，在教學(xué)和實踐過程中，通過反復(fù)的試驗，設(shè)計了一套尾座機構(gòu)，很好地實現(xiàn)了尾座自動進給及其他精度要求的功能。關(guān)鍵詞：車床，尾座機構(gòu)，自動進給，軸類零件AbstractIn recent ten years， the Chinese manufacturing industry to improve production efficiency and is the machining accuracy for the target is developing rapidly， and improve the efficiency of the main means to rely on high speed processing. And a country of high-speed machining technology level， to a great degree reflected in the machine tool design and manufacturing technology， it is the realization of high-speed machining of premise and basic conditions， and lathe machining is the most basic of high-speed machine tools. Because of the lathe is the spindle and X and Z axis to realize the into two parts of the cutting， so not only should have high lathe spindle speed， but also for high speed and acceleration in， it is necessary to realize high speed processing. Therefore， in the process of research on the lathe， lathe， the tailstock research is particularly important. The simple numerical control lathe evolved from ordinary lathe， long-term since by ordinary lathe the tailstock structure restriction， numerical control lathe the tailstock function still cannot expand， although many simple numerical control lathe adopts hydraulic the tailstock， but more as a process of aid， in manufacturing axial parts used in the center. For this， we aim at this problem， in the teaching and the practice process， through trial and error， designed a set of tail facility， well realize the the tailstock automatically feed and other precision required functions.Key Words: The lathe， the tailstock institutions， automatic feeding， axial parts寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）目 錄摘 要 .........................................................................................................................................IAbstract ......................................................................................................................................II目 錄 .......................................................................................................................................III第 1 章 緒論...............................................................................................................................11.1 本文研究的目的和意義 ..............................................................................................11.2 車床的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 ......................................................................................21.2.1 車床的發(fā)展歷史 ................................................................................................21.2.2 車床未來的發(fā)展趨勢 .......................................................................................41.3 本文所做的工作 ..........................................................................................................4第 2 章 車床尾座體的設(shè)計.......................................................................................................52.1 零件的分析 ...................................................................................................................52.1.1 零件的作用……………………………………………………………………..52.1.2 工藝性分析…………………………………………………………………….52.2 確定毛坯制造形式 .......................................................................................................62.3 基準的選擇 ..................................................................................................................92.3.1 粗基準的選擇 ...................................................................................................62.3.2 精基準的選擇 ...................................................................................................62.4 工藝路線的制訂 ..........................................................................................................62.5 確定毛坯尺寸………………………………………………………………………..92.6 鑄造斜度選擇………………………………………………………………………112.7 車床尾座夾緊方式的設(shè)計…………………………………………………………112.8 車床尾座移動部分的設(shè)計…………………………………………………………122.9 車床尾座溜板的設(shè)計………………………………………………………………133.0 車床尾座滾動軸承的設(shè)計………………………………………………………….143.1 車床尾座套筒的改進………………………………………………………………153.1.1 加工扁尾孔…………………………………………………………………153.1.2 加裝半圓鍵…………………………………………………………………16寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第 3 章 車床尾座體的加工及工序設(shè)計.................................................................................173.1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 ........................................................................................173.1.1 選擇機床 .........................................................................................................173.1.2 選擇夾具 .........................................................................................................183.1.3 選擇刀具 .........................................................................................................183.1.4 選擇量具 .........................................................................................................193.1.5 選擇加工孔用量具 .........................................................................................193.1.6 選擇加工槽所用的量具 .................................................................................203.1.7 選擇加工線性尺寸所用的量具 .....................................................................203.1.8 確定切削用量及基本時間 .............................................................................20第 4 章 專用夾具設(shè)計.............................................................................................................504.1 問題的提出 ................................................................................................................504.2 夾具設(shè)計 ....................................................................................................................504.2.1 定位基準的選擇 .............................................................................................504.2.2 加緊力的計算 .................................................................................................504.2.3 夾緊機構(gòu)的選取 .............................................................................................504.2.4 定位誤差分析 ..................................................................................................514.3 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 ....................................................................................51總結(jié)與展望...............................................................................................................................52參考文獻...................................................................................................................................53致 謝.........................................................................................................................................54附錄 A XXXX ..............................................................................................................................寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第 1 章 緒論1.1 本文研究的目的和意義機床是制造業(yè)的主要生產(chǎn)設(shè)備，制造業(yè)中許許多多的零件都直接或間接地經(jīng)過機床加工。數(shù)控機床是新型的自動化機床，它具有廣泛通用性和很高的自動化程度。數(shù)控機床是實現(xiàn)柔性自動化最重要的裝置，是發(fā)展柔性生產(chǎn)的基礎(chǔ)。數(shù)控機床特別適合加工以下零件:①批量小而又多次生產(chǎn)的零件；②幾何形狀復(fù)雜的零件；③在加工過程中必須進行多種加工的零件；④切削余量大的零件；⑤必須控制公差(即公差帶范圍小)的零件；⑥工藝設(shè)計會變化的零件；⑦加工過程中的錯誤會造成嚴重浪費的零件；⑧需全部檢測的零件。數(shù)控機床具有以下優(yōu)越性:l)提高生產(chǎn)率。數(shù)控機床能縮短生產(chǎn)準備時間，增加切削加工時間的比率。采用最佳切削參數(shù)和最佳走刀路線能縮短加工時間，從而提高生產(chǎn)率。2)穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。采用數(shù)控機床可以提高零件的加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。它是按照程序加工不需要人工干預(yù)，而且加工精度還可以利用軟件進行校正及補償，因此，可以獲得比機床本身精度還要高的加工精度及重復(fù)精度。3)有廣泛的適應(yīng)性和較大的靈活性。通過改變程序，就可以加工新品種的零件，能夠完成很多普通機床難以完成，或者根本不能加工的復(fù)雜型面得零件的加工。4)可以實現(xiàn)一機多用。一些數(shù)控機床具有自動換刀功能，一次裝夾后，幾乎能完成零件的全部加工部位的加工，節(jié)省了設(shè)備和廠房面積。5)提高經(jīng)濟效益。可以進行精確地成本計算和生產(chǎn)進度安排，減少在制品，加速資金周轉(zhuǎn)，提高經(jīng)濟效益。6)不需要專用夾具。采用普通的通用夾具就能滿足數(shù)控加工的要求，節(jié)省了專用夾具設(shè)計制造和存放的費用。自 1952 年美國帕森斯公司和麻省理工學(xué)院研制成功世界上第一臺數(shù)控機床，半個世紀以來，隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)也不斷更新，發(fā)展非常迅速，幾乎 5 年更新?lián)Q代一次，其在制造領(lǐng)域的加工優(yōu)勢逐漸體現(xiàn)出來。數(shù)控機床的擁有量已經(jīng)成為一個企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量保證體系的關(guān)鍵性硬指標。此外，機床數(shù)控化還寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）是推行 CAD/CAM(計算機輔助設(shè)計與制造)、DNC(群控)、FMS(柔性制造系統(tǒng))以及CIMS(計算機集成制造系統(tǒng))等企業(yè)信息化改造的基礎(chǔ)。在生產(chǎn)第一線大量應(yīng)用的還是普通機床，用普通機床加工出來的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長，在國際、國內(nèi)市場上缺乏競爭力，從而直接影響一個企業(yè)生存和發(fā)展。隨著我國國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展與企業(yè)設(shè)備改造和技術(shù)更新的深入開展，各行業(yè)對數(shù)控機床的需求量大幅度增加，這有力地促進了我國數(shù)控機床的發(fā)展。數(shù)控機床的發(fā)展，一方面是全功能、高性能；另一方面是簡單實用的經(jīng)濟型數(shù)控機床，其具有自動加工的基本功能，操作維修方便。本課題是為了研究車床尾座的設(shè)計和加工工藝編制，熟悉零件的制造加工工藝，編制其機械加工工藝規(guī)程，并根據(jù)尾座的功能對在尾座加工過程中的加工工藝進行些許優(yōu)化設(shè)計，在不改變車床尾座功用前提下設(shè)計出最優(yōu)最經(jīng)濟的加工方案。通過這次設(shè)計，使我們能熟悉零件的定位，夾緊及合理安排工藝路線等問題，以保證零件的加工質(zhì)量，也能培養(yǎng)我們使用手冊及相關(guān)圖表資料的能力。1.2 車床的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.2.1 車床的發(fā)展歷史數(shù)控車床是國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)裝備，其技術(shù)水準的高低和擁有量的多少是一個國家工業(yè)化、現(xiàn)代化的重要標志，關(guān)系到國家的戰(zhàn)略地位，體現(xiàn)一個國家的綜合實力水平。在以前的幾十年里，在機械加工技術(shù)的研究和發(fā)展上，主要精力集中在減少加工過程的輔助時間和提高加工精度兩個方面。以數(shù)控車床為基礎(chǔ)的柔性制造自動化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，大大降低了零件加工的輔助時間，極大地提高了生產(chǎn)率。因此可以說，以數(shù)控車床為基礎(chǔ)的加工自動化技術(shù)，是現(xiàn)代制造技術(shù)中最輝煌的成就之一。由于加工零件的輔助時間大幅度降低，在機械加工中的總工時中切削所占的時間比例就變得越來越大。因此，要想進一步提高車床的生產(chǎn)率，只有大幅度地降低切削工時，才有可能在提高機床生產(chǎn)率方面出現(xiàn)新的飛躍。從德國 Carl.J.Salomon 博士提出高速切削概念以來，車床的發(fā)展經(jīng)歷了理論探索、應(yīng)用探索、初步應(yīng)用、逐步成熟等階段。為實現(xiàn)高速加工，新型刀具材料如陶瓷、金屬陶瓷、聚晶立方氮化硼和聚晶金剛石等的出現(xiàn)，刀具對不同材料工件的合理切削速寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）度由原 100~200m/min 提高到 1000~2000m/min。與此相比，機床的性能落伍了，不能充分發(fā)揮新型刀具材料性能并阻礙推廣應(yīng)用高速加工技術(shù)。由此可見，開發(fā)研制性能優(yōu)良的機床，是實現(xiàn)超高速加工的前提條件和關(guān)鍵因素。因此，研究開發(fā)高速切削機床就成了當(dāng)前超高速加工技術(shù)的研究熱點。近幾十年來各工業(yè)發(fā)達國家機床制造商如DMG、馬扎克、森精機等相繼投入了大量人力和財力進行高速切削方面研究，使此技術(shù)得以迅速發(fā)展。聯(lián)邦德國 D~stadt 工業(yè)大學(xué)生產(chǎn)工程與機床研究所(PTW)從 1978 年就開始系統(tǒng)地進行高速切削機理研究，對各種金屬和非金屬材料進行高速切削試驗；聯(lián)邦德國組織了幾十家企業(yè)并提供了 2000 多萬馬克支持該項研究工作。加工機床的主軸轉(zhuǎn)速由原 2000~4000r/min 提高到 6000~10000r/min；快速由原 20~40m/min 提高到40~120m/min，加速度高達 lg~10g。目前，國內(nèi)外知名機床制造紛紛推出特色鮮明的系列車床，如日本 Mazak 的 e-410Hll 型，車削主軸為機械主軸，在 26kw 下最高轉(zhuǎn)速達4000r/min，加工主軸為電主軸，在 22kw 下最高轉(zhuǎn)速達 12000r/min，快速移動速度為50m/min；德國 DMG 公司的 CTX310Linear 系列機床，車削主軸為機械主軸，在 16kw 下、前軸徑 100mm 下，最高轉(zhuǎn)速達 6000r/min，快速達 60m/min；采用直線電機的美國Ingersoll 公司的 HVM800 型高速加工中心最高進給移動速度可達 60m/min。我國在此技術(shù)領(lǐng)域進行了一定程度的研究，并在近十年有了很大發(fā)展，但總體水平同國外尚有一定的差距，目前主要還是依賴進口。為了盡快實現(xiàn)車床的自主研發(fā)，國內(nèi)機床廠商及高校正在通過引進國外先進技術(shù)，消化吸收，掌握關(guān)鍵技術(shù)，生產(chǎn)高速加工設(shè)備，以滿足國內(nèi)市場的需求，縮短同國外的差距。同濟大學(xué)、廣東工業(yè)大學(xué)分別對主軸單元動特性和直線電機的應(yīng)用技術(shù)進行了系統(tǒng)的研究。東北大學(xué)研究了熱壓氮化硅陶瓷軸承，建立了超高速磨削實驗臺，能進行磨削轉(zhuǎn)速為 200m/s 的磨削加工試驗。沈陽機床集團的 HTC2546 車床 X 軸采用直線電動機其快速可達 60m/min，加速度達 1.5g；VTM100100 自主開發(fā)的 B 軸最高轉(zhuǎn)速已達 10000r/min，快移達 50m/min；大連機床集團的 HDR-50 主軸最高轉(zhuǎn)速可達 12000r/mln。以上說明國內(nèi)的科研機構(gòu)以及機床生產(chǎn)廠家都深刻體會到了未來機床的發(fā)展趨勢，在主軸轉(zhuǎn)速及快移速度方面已跨上了一個新臺階。1.2.2 車床未來的發(fā)展趨勢以往，制造業(yè)中通常把車削加工作為一種粗加工工藝使用，為了獲得較高的尺寸精度和粗糙度，工件在車削完成后，需進行磨削處理。人們總是認為當(dāng)提高切削速度寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）時，刀具會很快磨損，但實踐表明，車床具有相當(dāng)多的優(yōu)點:單位時間的材料切除量提高了 3-5 倍，加工時間可減少 40-70%，加工費用減少 20-50%；主軸轉(zhuǎn)速及進給速度可提高 5-10 倍，可將正受熱的工件材料迅速切除，避免工件受熱應(yīng)力和熱膨脹的影響，從而可加工出較精密，公差較小的零件，獲得高質(zhì)量的零件外形；切削力降低約 30%，特別是會引起工件變形的徑向力會明顯下降，這對加工薄壁零件十分有利；高速切削時由于激勵頻率高，切削過程中不易產(chǎn)生振動；隨著現(xiàn)代車床不斷發(fā)展，車削能達到的精度大幅提高，從 1970 年的只能達到 ITg，到如今已達到了 IT5-6?，F(xiàn)代車床的推廣應(yīng)用，必將獲得十分顯著的技術(shù)經(jīng)濟效益。直線電機及電主軸作為車床的核心部件，在我們近期應(yīng)用的實踐表明，還有待于進一步提高。對于直線電機來說，其本身所能產(chǎn)生的加速度可達 10g，但由于受到執(zhí)行部件質(zhì)量的影響而使加速度大大降低。因此，要盡量減輕執(zhí)行部件的質(zhì)量。另一方面，目前直線伺服電機的進給力還不夠大，尚有待于進一步提高；在機床中，電主軸單元各零件的剛度和精度都比較高，工作負荷不大，電主軸因切削力引起的加工誤差比較小。然而，電主軸中電機的發(fā)熱和軸承的摩擦發(fā)熱卻是不可避免的，由此引起的熱變形如果處理不當(dāng)會嚴重地降低機床的加工精度。因此在機床中，電主軸的熱態(tài)特性成為影響加工精度的一個主要因素，并直接限制了電主軸轉(zhuǎn)速的提高。因此，該系統(tǒng)的熱特性分析與設(shè)計對保證車床精度穩(wěn)定性至關(guān)重要，是高精機床必須要考慮和解決的關(guān)鍵技術(shù)問題之一，此外研制具有較小體積而又具有較大功率、較高轉(zhuǎn)速的電主軸對于應(yīng)用者來說具有重要意義。隨著直線電機及電主軸兩大功能部件的飛速發(fā)展，車床的性能及質(zhì)量也會日益強化，將會在機械加工尤其是航空航天行業(yè)大有作為。1.3 本文所做的工作結(jié)合所學(xué)專業(yè)課程（如沖壓成形工藝與模具設(shè)計，機械制造基礎(chǔ)，數(shù)控編程與加工技術(shù)，UG，Pro/E 等），通過查閱相關(guān)資料，溫習(xí)相關(guān)制圖軟件，完成畢業(yè)設(shè)計；查閱車床尾座相關(guān)信息，分析其工藝性并對主要結(jié)構(gòu)和零部件進行設(shè)計計算，結(jié)合專業(yè)課程制定畢業(yè)設(shè)計計劃，搭建論文正文主體框架，整理計算總體方案設(shè)計過程中所涉及的重要數(shù)據(jù)，繪制二維總圖、主要零件圖，完善設(shè)計，完成設(shè)計論文，最后對格式進行標準化處理，檢索并翻譯外文資料，按論文指導(dǎo)手冊的要求完成畢業(yè)設(shè)計全部內(nèi)容。寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第 2 章 車床尾座的設(shè)計2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用題目所給定的零件是車床尾座體，它位于車床的末端，主要作用是當(dāng)加工長軸時，用于頂緊工件防止因裝夾誤差發(fā)生徑向跳動．零件的頂部有一個 φ100H7 的孔，用于安裝一個頂尖在尾座體末端，用一個手輪夾操作頂尖的進退，尾座體頂部有一個φ30H7 的孔，并有 M8 的配鉆螺紋孔。用于鎖緊頂尖；另外，頂部還有一個 φ10 的梯形孔，作用是加潤滑油，使頂尖能移動自如；在套筒的旁邊，還有一個 φ50 的孔，用于使頂尖偏心，調(diào)整加工時的不同椎度，在尾座體底面有一個矩形槽，用于能通過手柄使尾座體能左右移動。2.1.2 工藝性分析車床尾座體共有兩組加工表面，它們相互間有一定的位置要求，現(xiàn)分析如下：A、以 φ100H7 為中心的加工表面，這一組加工表面包括：a、φ100H7 孔及其倒角：公差等級為 IT7，表面粗糙度為 Ra0.8μm，并有圓柱度要求，公差為 0.012，需粗鏜、半精鏜、精鏜、浮動精鏜。b、φ120H8 的孔：公差等級為 IT8，表面粗糙度為 Ra1.6μm，需粗鏜、半精鏜、精鏜。c、φ30H7 孔：公差等級為 IT7，表面粗糙度為 Ra1.6μm，并有位置度要求為0.08，需鉆，擴，粗鉸，精鉸。d、φ10H7 孔：公差等級為 IT7，表面粗糙度為 Ra1.6μm，需粗鉸-精鉸。e、φ6 孔：未注公差，表面粗糙度為 Ra12.5μm，只需鉆就可以了。f、φ50H7 孔：公差等級為 IT7，表面粗糙度為 Ra1.6μm，并有位置度要求，位置度公差為 0.07，需鉆-粗鉸-精鉸。g、φ77 孔：沒公差要求，表面粗糙度為 Ra6.3μm，锪。h、4-M12 深 20 孔：未注公差及表面粗糙度，需鉆-攻。i、兩個端面：后端面有垂直度要求，表面粗糙度為 Ra3.2μm，需粗銑-精銑。j、頂面：未注公差等級，表面粗糙度為 Ra1.6μm，需粗銑-精銑。B、以底面為中心的加工表面。這組加工表面包括：寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）a、底面：未注公差等級，表面粗糙度 Ra1.6μm，平面度要求為 0.04，需粗銑-精銑-刮研。b、底面四周：未注公差等級，表面粗糙度 Ra3.2μm，需粗銑-精銑。c、底面的兩孔 2-φ33：未注公差等級，表面粗糙度 Ra12.5μm，需鉆即可。d、2-φ61 及倒角：未注公差等級，表面粗糙度 Ra12.5μm、Ra6.3μm，锪。e、φ17 孔：未注公差等級，Ra12.5μm，鉆。f、螺紋 M20×45：未注公差等級，在 φ17 基礎(chǔ)上擴孔至 φ17.5，深 50，再攻M20×45。h、φ17.5 孔：未注公差等級，表面粗糙度 Ra12.5μm，需鉆即可。i、φ26，φ20 螺紋：表面粗糙度 Ra12.5μm，需擴孔至 φ20，再攻螺紋，深 20。j、鉆 φ17.5 孔2.2 確定毛坯制造形式零件材料為 HT150，車床在工作過程中，尾座體承受的載荷較為穩(wěn)定，零件的產(chǎn)量為 500-5000 件，為中批生產(chǎn)，零件尺寸輪廓較大，故采用砂型鑄造。2.3 基準的選擇2.3.1 粗基準的選擇根據(jù)粗基準選擇原則的重要表面余量均勻原則，定位可靠性原則考慮，選擇尾座體的底面為粗基準。2.3.2 精基準的選擇精基準選擇時應(yīng)主要考慮基準重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準與工序基準不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算。2.4 制訂工藝路線，擴孔至 φ26，深 20，再將剩余部分攻 φ20 的螺紋。k、62×24 的槽：未注公差等級，表面粗糙度為 Ra12.5μm，其中 G 面 Ra1.6μm，需粗刨，其中 G 面需粗銑刨，刮研。l、3×2 的退刀槽：未注公差等級，表面粗糙度為 Ra12.5μm，粗刨即可。這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：φ30H7 孔中心線與 φ100H7 孔中心線的位置度公差為 0.08；端面 F 與 φ100H7 孔中心線的垂直度公差等級 0.02；G 端與 φ100H7 孔中心線的垂直度公差等級 0.03，與底面的垂直度公差為 0.08；φ100H7 孔中心線與底面的平行度公差為 0.12；寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）φ50H7 孔中心線與 φ100H7 孔中心線的位置度公差為 0.07；φ100H7 孔的圓柱度公差為 0.012；底面的平面度公差為 0.04。根據(jù)設(shè)計的主要技術(shù)要求及機械加工工藝工序的安排原則，制訂如下的工藝方案：工序 1：鑄造工序 2：預(yù)備熱處理工序 3：粗銑頂面，以 A 面定位，利用專用夾具，粗銑 C 面至尺寸線，保證尺寸75.5。如圖 1.1 所示圖 1.1 粗洗頂面 工序 4：粗銑底面，以 C 面定位，粗銑 A 面，保證尺寸 336.25。如下圖 1.2 所示圖 1.2 粗洗底面寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）工序 5：銑槽，以 C 面和 F 面定位，銑槽至尺寸 60×24。如下圖 1.3 所示圖 1.3 洗槽工序 6：粗銑端面 E，端面 F，以 A 面，G 面定位，銑 F 面，保證尺寸 5.5，銑 E面，保證 297.5。如下圖 1.4 所示圖 1.4 粗洗端面工序 7：銑底面的四周，銑至尺寸 440×355。工序 8：鉆 2-φ33 孔，锪 2-φ61 孔。如下圖 1.5 所示寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）圖 1.5 鉆孔工序 9：去應(yīng)力熱處理。工序 10：精銑頂面（安裝方式同工序 3）工序 11：精銑底面（安裝同工序 4）工序 12：粗鏜、半精鏜 φ100。如下圖 1.6 所示圖 1.6 精鏜孔 工序 13：粗鏜、半精鏜 φ50 孔，精鏜、浮動鏜 φ50 孔，并锪 φ77 孔。如下圖 1.7所示寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）圖 1.7 粗鏜孔工序 14：刮研底面，磨 A 面至尺寸 335(±0.2） ，保證平面度 0.03， （安裝同精銑底）工序 15：精刨 G 面（以 C、F 定位至尺寸 61.8×24.3）如下圖 1.9 所示圖 1.9 精刨糟 工序 16：刨退刀槽（安裝同上） ，以 C、E 面定位，利用專用夾具，保證 G 面，使與滑枕運動方向平行，刨 3×2。如下圖 2.0 所示寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）圖 2.0 精鏜孔工序 17：精銑兩端面 E、F（安裝同粗銑）工序 18：精鏜 φ100，φ1201、精鏜 φ100 孔至 φ99.32、精鏜 φ120 孔至 φ119.3×153、倒角 1×45°4、浮孔至 φ100H75、浮孔至 φ120H8工序 19：研刮 G 面，保證與底面垂直度為 0.08，與孔垂直度為 0.02。如下圖 2.1所示寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）圖 2.1 鉆孔工序 20：鉆、擴、鉸 φ30，φ10鉆 φ28 底孔，擴孔至 φ29.8，鉸 φ30H7鉆 φ6 通孔，擴孔至 φ9.8×14，再擴至 φ9.9×14，鉸 φ10H7 孔。工序 21：鉆 4-M12 深 20 的螺紋孔。1、鉆底孔 φ10，深 25。2、攻螺紋 4-M12，深 20。工序 22：鉆 2-φ17.5×35，锪 2-φ26×20。工序 23：鉆 2-φ17.5×125，攻 2-φ26×20。工序 24：鉆 M20 底孔 φ17，攻螺紋 M20，深 50。 工序 25：終檢。 2.5 確定毛坯尺寸根據(jù)零件是成批生產(chǎn)，材料是 HT150，可得它的尺寸公差等級為 8-10，加工余量等級為 G，則查《機械制造工藝簡明手冊》表 2.2-4，加工余量的范圍是 5-5.5，則取加工余量為 5mm，當(dāng)需精加工時，應(yīng)增加加工余量 0.5mm，由于頂面的加工余量等級比底面降低一級，則頂面的加工余量為 7mm。1、φ100H7 中心孔到頂面的距離 75，頂面要求粗加工、精加工、尺寸公差自由，則加工余量為 5.5。2、φ100H7 孔中心線到底面的距離 260，尺寸公差自由，表面粗糙度要求為Ra1.6μm，需粗、精、刮，則加工余量為 5.75mm。3、E 面、F 面都需粗加工，精加工，則加工余量為單側(cè) 5.5mm。4、底面四周的加工粗糙度為 Ra12.5μm，只需粗加工，則加工余量為單側(cè) 5mm。5、φ100H7 孔，該孔鑄造時已經(jīng)鑄出，由《機械制造工藝簡明手冊》表 2.3-10 可得：毛坯：φ85mm第一次粗鏜：φ95mm（半精鏜）第二次粗鏜：φ98mm精鏜：φ99.3 +0.220mm浮動鏜：φ100mm6、φ120 孔，查表可得：寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第一次粗鏜：φ115mm第二次粗鏜：φ118mm精鏜：φ119.4 +0.350mm浮動鏜：φ120mm7、φ50 孔，查表可得：毛坯：φ35mm第一次粗鏜：φ45mm 第二次粗鏜：φ48mm精鏜：φ49.6 +0.230mm浮動鏜：φ50mm8、φ33 孔，該孔未鑄出，則：第一次鉆 φ20mm第二次鉆至 φ33mm9、槽的加工及 G 面，則：銑槽至尺寸 60×24半精銑 G 面，則槽為 61.7×24磨 G 面，則為 62×2410、φ30H7 孔的加工，開始時未鑄出，則查表 2.3-8《機械制造工藝簡明手冊》有：鉆孔：φ28mm 擴孔至：φ29.8mm粗鉸至：φ29.93 鉸孔至：φ30H7mm11、φ6，φ10H7 油杯孔的加工：鉆 φ6 底孔，再鉆 φ9.8×14，粗鉸孔至φ9.96，精鉸至 φ10H7。12、M12×20 螺紋孔：鉆孔至 φ10.2，深 20 攻螺紋至 M12而毛坯及各工序都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量也只是名義加工余量，實際上余量有最大最小之分。由于本零件為中批生產(chǎn)，應(yīng)采用調(diào)整法予以確定，以底面至 φ100H7 孔中心線的距離 260 為例，它的分布圖如下所示：寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）由圖可知：毛坯名義尺寸：260+5.75=265.75mm毛坯最大尺寸：265.75+2.1=267.85mm毛坯最小尺寸：265.75-1.1=264.65mm粗銑后最大尺寸：260+0.75=260.75mm粗銑后最小尺寸：260.75-0.13=260.62mm精銑后最大尺寸：260+0.25=260.25mm精銑后最小尺寸：260.25-0.052=260.198mm刮后尺寸與零件圖上相同：即 260mm2.6 鑄造的斜度對于砂型鑄造而言，常取 3°2.7 車床尾座夾緊方式的設(shè)計臥式車床尾座系統(tǒng)的剛性一般都較薄弱，在車削長軸類工件時，加工到尾座端往往引起顫振。下面介紹一種可以提高尾座系統(tǒng)剛性的夾緊方式。圖 3-1 為臥式車床尾座結(jié)構(gòu)。當(dāng)切削力較小時，僅把快速夾緊手柄 1 向回拉緊即可，操作簡單方便。當(dāng)強力切削時，除了夾緊手柄 1 向回拉緊外，還須旋緊螺栓 2 上的螺母。改進后的尾座夾緊方式，切削力較小時，其操作與改進前一樣。在強力切削時，其夾緊操作改為：先松開快速夾緊手柄 1，再旋緊螺旋 2、繼而旋緊螺栓 3 的厚螺母，方能夾固。改進的地方一是適當(dāng)加長螺栓 3 的長度，在螺栓 3 上增加一副球面墊圈 8 和一個寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）圓螺母 9 及一個圓螺母止退墊圈 10，二是要保證夾板 4 和球面墊圈 8 之間有一個間隙M。間隙 M 的大小不僅能滿足快速手柄 1 向回拉緊時夾緊尾座的需要，而且還應(yīng)滿足快速手柄 1 松開后旋緊螺母 9 時，杠桿 5 的支點 R 不與夾板 4 接觸。間隙 M 的大小由圓螺母 9 和止退圈套 10 來調(diào)節(jié)。圖 3-1 車床尾座結(jié)構(gòu)2.8 車床尾座移動部分的設(shè)計傳統(tǒng)型車床的尾座在工作中往復(fù)移動勞動強度較大，且不方便?？勺魅缦赂倪M。增加一根舊齒條 7（400~500mm 長）安裝在床身的后部，與原齒條接合好。在尾座底座后部的側(cè)面銑出一個平面，并把支架 6 用兩個 M12 螺栓 8 固定在尾座底板上，支架 6上配有一個 m3.25、z12 的齒輪軸 1 與齒條嚙合。為避免尾座移動至車床末端位置時，齒輪軸的齒部不被三桿的托架位置堵住，因此，支架 6 的伸出長度，應(yīng)使齒輪軸在抽出時，齒輪軸的齒部處于圖示雙點劃線位置為宜。齒輪軸的一端銑有方頭，用手柄 2旋轉(zhuǎn)，即可帶動尾座前后移動。當(dāng)尾座移到所需位置，手柄即取下，以不影響機床的操作。車床尾座移動部分如下圖所示寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）圖 3-2 車床尾座移動部分1—齒輪軸 2—手柄 3—定位套 4 緊定螺釘 5—襯套 6—支架 7—齒條 8—緊定螺栓2.9 車床尾座溜板設(shè)計利用車床尾座鉆孔，一般是先將尾座鎖緊在床身導(dǎo)軌上，然后搖動尾座手輪進行鉆孔。這樣操作勞動強度大，進給量大小也難以控制。在本文設(shè)計的車床上鉆孔時使用溜板牽引尾座進刀，可減輕勞動強度，提高工效和質(zhì)量。采用這種方法結(jié)構(gòu)簡單，主要由上、下兩塊拉板組成。如圖 3-3 所示，上拉板由4 個 M8 內(nèi)六方螺釘固定在中滑板的右側(cè)面上，拉板的下部刨成寬 8mm、深 12mm 的邊，用以牽引下拉板。下拉板安裝在尾座滑板的左側(cè)面上如圖 3-4，并由四個 M8 內(nèi)六方螺釘固定，此拉板呈圓形，上部刨成寬 50mm、厚 8mm、深 16mm 的邊，用以配合上拉板的牽引。寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）圖 3-3 溜板牽引結(jié)構(gòu)圖 3-4 滑板左側(cè)面使用時，首先調(diào)整尾座壓板和床身導(dǎo)軌的間隙，使其保持在 0.02mm~0.03mm 之間，使尾座移動平穩(wěn)；而后調(diào)整溜板移動速度，即根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速和鉆頭大小及材料硬度確定進給量；再調(diào)整套筒的伸出長度，并將套筒夾緊。然后調(diào)整中滑板的位置，使上拉板勾住尾座上的下拉版，便可開動機床進行鉆孔。為保持上、下拉板的良好結(jié)合，在尾座底座上裝有 Φ15mm、高 20mm 的定位柱，當(dāng)搖動中滑板使上、下拉板全部結(jié)合時，上拉板的前端贏正?？吭诙ㄎ恢?。3.0 車床尾座滾動軸承設(shè)計本滾動軸承裝置可實現(xiàn)尾座的滾動移位，大大減少導(dǎo)軌的磨損，如圖 3-5 所示。它由滾動軸承 1、碟形彈簧 3、墊片 4、調(diào)整墊片 5、支架 6、軸 7、墊圈 11 組成。碟寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）形彈簧 3 置于墊片 4 的凹面 2 與調(diào)整墊片 5 的內(nèi)面之間，改內(nèi)面要求有一定的硬度和耐磨性。支架 6 為一柱體，其下部為一“Ⅱ”型溝槽 9，在溝槽兩壁上有一通孔 8，軸7 穿過其中。軸承 1 安裝于軸 7 上，并通過墊圈來定位。支架 6 的上面 10 與調(diào)整墊片5 相靠接，且直徑相同。軸 7 的長度要大于支架 6 的直徑。如下圖 3-5 所示圖 3-5 彈簧尾座的滾動支承1—滾動軸承 3—碟形彈簧 4—墊片 5—調(diào)整墊片 6—支架 7—軸、11—墊圈使用時將該裝置裝入尾座底面上開出的凹穴 1 中，凹穴中與導(dǎo)軌方向相垂地開有一個其跨長大于凹穴直徑的溝槽 2，當(dāng)軸 7 的兩個伸出端嵌入溝槽 2，即保證該支承的方向性。再將尾座置于導(dǎo)軌上，由于彈簧的作用，將使尾座浮起，調(diào)節(jié)調(diào)整墊片 4，使尾座底面與導(dǎo)軌面之間有 0.04~0.07mm 的間隙，即可浮動位移。圖 3-6 尾座底面凹槽結(jié)構(gòu)寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）3.1 車床尾座套筒的改進車床尾座可用以支承加工零件、鉆孔、套螺紋等多種操作?，F(xiàn)介紹尾座套筒改進的辦法：3.4.1 加工扁尾孔套筒錐孔內(nèi)圓柱處銑成的扁孔，以便用楔形鐵拆卸鉆頭。圖 3-7 扁尾孔型套筒3.4.2 加裝半圓鍵在套筒中加裝半圓鍵。用 M8 內(nèi)六方螺釘，把鍵固定在孔壁上，當(dāng)裝上帶扁尾的鉆頭后，鍵對鉆頭扁尾便起定位作用，防止錐柄的轉(zhuǎn)動。圖 3-8 加裝半圓鍵的套筒寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第 3 章 車床尾座體的工序設(shè)計3.1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備3.1.1 選擇機床（1）工序 3、工序 4、工序 10、工序 11 均為銑面，加工的精度要求較高，且為中批量生產(chǎn)，并且工件比較大，則選擇立式銑床 X52K。（2）工序 5、工序 15、工序 16 均為刨槽，中批生產(chǎn)，則選擇牛頭刨床 B650。（3）工序 6、工序 7、工序 17 均銑的是側(cè)面，批量生產(chǎn)，銑削的面積相對來說批量較小，則選擇立式銑床 X51。（4）工序 8、工序 21、工序 22、工序 23，鉆的都是孔系，工件又比較沉重，為了減輕勞動強度，采用搖臂鉆床 Z35。（5）工序 12、工序 13、工序 18 為鏜孔，精度要求較高，則采用專用鏜床。（6）工序 14，磨 A 面，采用平面磨床 M7130。（7）工序 20、工序 24 為鉆一般的孔的加工，但工件較沉重，為減輕工人的勞動強度，選用立式鉆床 Z535。（8）工序 5 為銑槽，選用 X2016B 龍門銑床。3.1.2 選擇夾具本零件的生產(chǎn)批量比較大，為了提高勞動生產(chǎn)率，除采用一些通用的夾具之外，還需設(shè)計一些專用的夾具，比如說在加工孔系的時候應(yīng)采用專用的鉆床夾具，加工φ100H7 孔時，應(yīng)采用專用的鏜床夾具等。3.1.3 選擇刀具（1）在銑床上加工的刀具，一般都是銑刀，則對頂面，底面，E 面，F(xiàn) 面及底面四周的加工的刀具均選擇高速鋼鑲齒套式面銑刀。（2）在刨床上加工的刀具，一般都是刨刀，則對底面槽的加工，G 面的加工均用切槽刨刀。（3）在磨床上加工的刀具一般都是砂輪。（4）在鉆床上加工的刀具一般都是鉆頭，锪刀。對于不同孔徑的孔，則采用不同的鉆頭。不同的作用也需不同種類的鉆頭。因此，本零件所需的鉆頭如下：查《機械制造工藝學(xué)簡明手冊》表 3.16，表 3.1-8，表 3.1-10，表 3.1-14對工序 8，鉆 φ33 孔，鉆孔時需兩種鉆頭，錐柄麻花鉆，d 為 120，型號 GB1438-85，套式擴孔鉆，型號 GB1142-84，帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆、型號 GB4260-84。對于工序 20，對 φ30H7 孔加工時，鉆 φ28 底孔時用 GB1438-85，擴孔至 φ29.8寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）時，用錐柄擴孔鉆 GB1141-84，對油杯孔的加工，鉆底孔 φ6 時，用 GB1438-85，擴孔時采用 GB1141-84 系列，鉸孔時，用鉸刀（錐柄用） ，GB1138-84。對于工序 21，鉆底孔 φ10 時，用錐柄麻花鉆，型號 GB1438-85；攻螺紋時，用細柄機用，和手用絲錐 GB3464-83。對于工序 22，鉆 φ17 底孔時，用錐柄麻花鉆 GB1438-85，锪孔時用 GB4260-84。對于工序 23，鉆 φ17.5 底孔時，用錐柄麻花鉆 GB1438-85，攻 φ26×20 時，用細柄機用的手用絲錐 GB3464-83。B1438-85，擴孔對于工序 24，鉆 φ17 孔，用 G 至 φ17.5 時，用 GB1141-84，攻絲紋時用細柄機用手用絲錐 GB3464-83。（5）在鏜床上加工時，刀具一般都是鏜刀板，對于粗加工，用粗鏜刀板 Z33-1，對于精加工，選用精鏜刀板，Z33-2。3.1.4 選擇量具本零件屬成批生產(chǎn)，一般均采用通用量具。選擇量具的方法有二種：一是按計量器具的不確定選擇；二是按計量器具的測量方法極限誤差選擇。選擇時，采用其中的一種方法即可。3.1.5 選擇加工孔用量具φ100H7，φ120H8，φ50H7 孔徑粗鏜，半精鏜，精鏜，浮動鏜，對于 φ100H7 孔，一次粗鏜至 mm， （半精鏜）第二次粗鏜至 mm，精鏜至mm，浮動鏜至 φ100H7mm，現(xiàn)按計量器的測量方法極限誤差選擇其量具。精鏜孔至 mm，公差等級為 IT11，按表 5.1-5 《機械制造工藝簡明手冊》精度系數(shù) K=10%，計量器具測量方法的極誤差? lim=KT=0.1×0.22=0.022。查表5.1-6，可選用內(nèi)徑百分尺，從表 5.2-11 中選分度值 0.01mm，測量范圍 50-125 的內(nèi)徑百分尺（GB8177-87）即可。半精鏜孔至 mm，公差等級為 IT9，按表 5.1-5，精度系數(shù) K=20%，則?lim=KT=0.2×0.087=0.0174，查表 5.1-6，可選用一級內(nèi)徑百分表，從表 5.2-18，可選測量范圍為 50-100，測孔深度為 I 型的。 （JB1081-75） 。精鏜孔至 mm，公差等級 IT8，則精度系數(shù)K=25%，? lim=KT=0.25×0.046=0.01125，查表 5.1-6，可選用二級杠桿百分表。浮動鏜 φ100H7 孔，由于精度要求高，加工時每個工件都需要進行測量，故宜選用極限量規(guī)，按表 5.2-1，根據(jù)孔徑，可選用三牙鎖緊式圓柱塞規(guī)（GB6322-86）按同樣的方法，選擇 φ120，φ50 孔加工時的量具：寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）φ120H8：粗鏜：分度值為 0.01mm，測量范圍 50-125 的內(nèi)徑百分尺（GB8177-81）半精鏜：測量范圍 50-100，測孔深度為 I 型的一級內(nèi)徑百分表（GB1081-75）精鏜：二級杠桿百分表浮動鏜：三牙鎖緊式圓柱塞規(guī)（GB6322-86）φ50H7：粗鏜：測量范圍 35-50，測孔深度為 I 型