T12拖拉机副变摇臂课程设计Word格式文档下载.docx
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Ф10孔、端面和倒角。
孔有平行度要求
二、毛坯设计
该零件的材料为QT400-15
,
轮廓尺寸不大,形状亦不复杂,又属成批生产,故毛坯可用铸造成型。
毛坯形状可以与零件的形状尽量接近。
查手册知,加工余量2.0
mm
,拔模斜度3°
,收缩率1.0
CT
为8-10
,分型面为Ф34
mm圆所在平面。
(一)
确定毛坯的制造形式
(1)由所给的资料得零件的材料QT400—15,材料为球墨铸铁,δb≥400Mpaδ≥15%HBS=130-180HBS。
【11】
经过分析比较发现其性能可以与45刚相比,再查机械工艺材料速查手册时发现可以参考45刚。
零件尺寸轮廓较小,76mm×
54mm形状也较为简单,且成批生产(中批),所以毛坯可采用金属模砂型铸造成型,拔模斜度2°
,收缩率k=1%,【11】p43,此铸件精度等级为8—10,毛坯尺寸公差1—3,加工余量等级G。
【8】
1.Ф18mm圆柱宽的基本尺寸是12mm,其加工余量为2.5mm【8】故计算出其毛坯名义尺寸是12+2×
2.5=19mm,其尺寸偏差为±
0.0215mm【8】p39
2.Ф34mm圆柱宽的基本尺寸是14mm,其加工余量为2.5mm【8】p39,故计算出其毛坯名义尺寸是14+2×
0.026mm【8】p257。
3.轴周长的基本零件尺寸是37.5mm,其加工余量为2.0mm【8】p39,故计算出其毛坯名义尺寸是37.5+2.0=39.5mm,其尺寸偏差为±
0.018mm【8】p257。
4.轴外圆表面的基本零件尺寸是Ф18mm,其加工余量为2.5mm【8】p39,故计算出其毛坯名义尺寸是18+2×
2.5=23mm,其尺寸偏差为±
0.0215mm【8】p257.
5.倒角为45°
(二)选择分型面
可以采用整模造型和分模造型,整模造型可以选择以Ф34mm左端面所在的平面为分模面,分模造型可以用两元盘的中心线所在平面为分型面。
考虑到整模造型比较复杂,且铸件力学性能较差,所以采用分模造型,用两元盘的中心线所在平面为分型面。
(三)确定拔模角为2°
(四)确定铸件收缩率
根据铸造类型,查表得收缩率为0.8%—1.2%,选取收缩率为1%
(五)毛坯工艺简图
(六)毛皮的三维图如下所示
(五)毛坯工艺简图
(二)
基准的选择
(1)
粗基准的选择。
以不加工面为粗基准。
(2)
精基准的选择。
主要应该考虑基准重合的问题。
当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算。
三、
工艺规程设计
制订工艺路线
制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状,尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。
在生产纲领已经确定为中批量生产的条件下,可以考虑万能机床配以专用夹具,并尽量设计的工序集中来提高生产效率。
除此以外,还还应考虑经济效果,尽量使成本下降。
方案的选择
方案一
1.铣Ф34mm圆柱和Ф18mm圆柱所在的左端面;
以Ф18圆柱面外毛坯表面和Ф34右侧凸台表面为基准,打中心孔。
2.粗车Ф18mm轴右端面和其外圆表面,Ф34mm圆柱右端面,粗车Ф10mm右端面,粗车Ф18mm外圆柱面
3.精车Ф18mm轴外圆表面,精车Ф34mm右侧凸台,倒角,切槽。
4.钻,铰Ф10H8mm孔并加工倒角。
5.铣键槽
6.钻螺纹孔并加工倒角,然后攻丝。
方案二
1.对铣Ф18mm圆柱和Ф34mm圆柱两端面,打中心孔。
2.粗车Ф18mm轴外圆表面,粗车Ф34mm圆柱右端面,最后粗车Ф10mm圆柱右端面倒角,切槽。
3.铣键槽
4.钻Ф9.8mm孔,铰Ф10mm孔,锉倒角。
5.钻Ф6.8mm螺纹孔,锉倒角,并攻丝。
方案三
2.粗车Ф18mm圆柱右端面,Ф10mm孔右端面,粗车Ф34mm圆柱右端面,粗车Ф18mm轴外圆表面。
5.铣键槽5*16.
6.钻螺纹孔并倒角,然后攻丝。
工艺方案的比较与分析
对比方案一方案二发现,方案一中先车Ф34mm孔右侧凸台,再车Ф10mm右端面,当车Ф34mm孔右侧端面凸台退刀时,有可能会打刀。
工序三先车Ф18mm轴外圆表面,再车Ф34mm右侧凸台,则圆柱面粗糙度不能保证。
方案二中铣Ф34mm圆柱和Ф18mm圆柱两端面,由于两侧不对称,则铣削时受力不平衡,工序三中键槽有对称度要求,则应先钻Ф10mm孔。
因此最终选择方案三。
综上,加工方案为:
1.对铣Ф18mm和Ф34mm圆柱两表面,打中心空;
2.粗车Ф18mm圆柱右端面,Ф10mm孔右端面,粗车Ф34mm圆柱右侧凸台,侧车Ф18mm轴外圆表面;
3.精车Ф18mm轴外圆表面,精车Ф34mm右侧凸台,倒角,切槽;
4.钻,铰Ф10H8mm孔并加工倒角;
5.铣键槽5*16;
6.钻螺纹孔并倒角,然后攻丝;
(三)工序工艺设计
铣Ф34mm圆柱左端面和Ф18mm圆柱左端面
加工条件
工件材料:
QT400—15,金属模机械砂型铸造成型,δb≥400Mpaδ≥15%
HBS=130—180HBS。
加工要求:
铣Ф34mm圆柱左端面和Ф18mm圆柱所在的左端面,保证工序尺寸56±
0.095mm。
机床:
选用X5030A型号,其工作台台面尺寸(宽X高)350mmX1150mm,主轴端面至工作台台面距离40-410mm,主轴转速范围35-1600r/min,级数12,表面粗糙Ra2.5μm,电动功率:
4KW【9】214
刀具:
刀片材料:
选用硬质合金铣刀[9]P527选用圆柱铣刀,D=50mm,d=22mm细齿8[10]量具:
游标卡尺
b.切削用量
粗铣IT11-13,Ra5-20um,一次走刀即可达到零件要求。
其加工余量Z=2.5±
0.095mm,背吃刀量ap=2.5mm[4]P24
根据机床功率4KW<
5KW选用进给量fz=0.25-0.4mm/z,取fz=0.25mm/z[
(2)P416]。
根据硬质合金钢铣刀选用切削速度Vc=25m/min[1]P1135
主轴转速nw=1000Vc/πD=1000X25/3.14X50=159.2r/min,故选取nw=200r/min。
所以实际切削速度Vc=πDn/1000=3.14X50X200/1000=31.4/min
切削工时:
I=50+34/2+18/2=76mm
Tm=76÷
(200x0.25X8)=0.19min
工序图1:
2,钻两端中心孔
中心孔型号GB/145-85
钻轴转速n=380r/minf=0.05mm/r
T=5/(380*0.05)=0.26min
3,a粗车Φ18mm右端面量具:
游标卡尺,150mm,专用夹具
b粗车Φ18mm(下面)右端面
c粗车Φ34mm右端面
d粗车Φ18mm外圆
a粗车Φ18mm右端面
加工条件:
机床选取c6132型号车床[1]P456
刀具选取硬质合金钢05R2525L=140I=20γ0=15°
α0=12°
Kr=90°
[10]P133
①
外圆车刀。
YG6;
刀杆尺寸16×
25,γ
=
15°
,Kr
45°
α0
12°
E
0.5
②
切断刀。
高速钢W18Cr4V
;
A型,a
2.5
B
20
,H
mm,
L
150
量具:
游标卡尺,0
—
1.车外圆Ф18
切削用量:
1)查表得T=0.21,[8]p257,所以粗车加工余量Z=2±
0.105[8]P257,Z=1mm[(4)P130]。
最大1.5-2mm分两次走刀
n
560
r/min,
f
0.3
mm/r
第一次走刀
ap1=
1.5
第二次走刀
ap2=
2)进给量f=0.4-0.5mm/r取f=0.5mm/r[1]P1082
3)切削速度v=114m/min[1]P1085
4)N=1000v/πd=1000*114/(3.14*23)=1600r/min取1600r/min
所以切削速度Vc=116m/min
所用工时约为
Tm=23/(1600*0.5)
=0.0143min所以走两次刀所以
T=
0.028
min
2,粗车下面Φ18mm右端面
选取车床
刀具选取硬质合金钢05R2525L=140I=20γ0=15°
1)T=0.21所以车削加工余量Z=2±
0.105分两次走刀Z1=1.5mmZ2=1mm
2)进给量f=0.4-0.5mm/r取f=0.5mm/[1]P1082
3)切削速度V=114m/min[1]P1085
4)N=1000v/(πd)=1000*114/(3.14*59*2)=320r/min取360r/min
所以实际切削速度Vc=119m/min
Tm=18/(360*0.5)=0.1125min,所以走两次刀所以t=2tm=0.225min。
3.车Ф34
mm右端面,
1)T=0.21,[8]p257,所以车削加工余量Z±
2=0.105经分析一次走刀即可Z=2mm[4]PI30背吃刀量ap=2mm
2)进给量f=0.4-0.5mm/r
3)切削速度v=114m/min
4}N=1000/(πd)=1000*114/(3.14*34)=1140r/min
取1140r/min所以实际切削速度Vc=121m/min。
Tm=5.5/(1140*0.5)=0.0096min
4.车Ф10
孔右端面
加工余量Z
2
,分两次走刀,每次走刀
1.0
,n
mm/r
算工时
12
T
0.14
min
,手动进给。
5.粗车Ф18
mm外圆
1)办精工外圆加工余量z=1.0mm-1.3mm粗车加工余量Z=1.5mm-2.0mm取Z=1.5mm[4]P130
Es=-0,020Ts=0.21ei=es-Ts=-0.32°
[8]P257-258
背吃刀量ap=1.5mm
2)进给量f=0.4-0.5mm/r取f=0.4mm/r[1]P1082
3)切削速度V=114/min[1]P1085
4)N=1000V/(πd)=1000*114/(3.14*23)=1600r/min
所以实际切削速度Vc=116m/min
Tm=39.5/(1600*0.5)=0.05min确定尺寸l=39.5mm工序图
6,半精加工φ34mm右端面,φ18外圆
A半精车φ34mm右端面
选取车床
1)加工余量Z=0.5mm
选IT10[4]P22
T=0.10切削余量Z=0.5±
0.05[8]P257
背吃刀量ap=0.5mm
2)进给量f=0.15-0、25mm/r取f=0.2mm/r[1]P1082
3)切削速度V=165m/min[1]P1082
4)N=1000v/(πd)=1000*165/(3.14*34)=1600r/min所以实际切削速度Vc=171m/min
Tm=5.5/(1600*0.2)=0.0172min
7.半精车φ18mm外圆
1)经分析半精工车一次走刀粗糙度即可达到3.2要求z=1mmEs=-0.020Ts=0.0333切削加工余量Z=1,背吃刀量ap=1mm
2)进给量f=0.15-0.25mm/r取f=0.25mm/r[1]P1082
3)切削速度B=115m/min
4)N=1000v/(πd)=1000*115/(3.14*20)=1900r/min所以实际切削速度Vc=119m/min
Tm=40/1900*0.25=0.084
倒角1*45°
切槽加工条件:
1.背吃刀量ap=2.5mm
2.进给量f=0.11-0.14mm/r[9]p880
3.切削速度v=100m/min[1]p1085
4.N=1000v/(πd)=1000*101/(3.14*18)=1800r/min
所以实际切削速度Vc=102m/min
Tm=2.2÷
(1800×
0.14)=0.0087
工序图
9.钻Φ9.8mm孔锪倒角铰Φ10mm孔
钻床:
(复合型)轻型圆柱立式钻床ZQ5035最大钻孔直径35mm,主轴转速12级,范围55—2390r/min,主轴行程160mm,专用夹具。
1)直柄阶梯麻花钻d1=9.8mmd2=11mmd3=16.5顶角118°
±
3°
[10]P176-178
2)选用直柄机用铰刀(GB/T1132-1984)10AH8d1=10mmL=133mm1=38mm11=2.5mm12=46mma=ap=10°
f=0.10-0.15mm/r齿数为f=6
主轴转速nw=1000Vc=18m/min
切削工时L=12mm
Tm=12÷
(0.15×
600)=0.17min
工序图如下
10.铣键槽5×
16mm
铣床:
选用X5030A型号,其工作台台面尺寸350mm×
1150mm,主轴端面至工作台台面距离40-410mm,主轴转速范围35-1600r/min,级数12。
刀片材料,根据GB1112-81,选用高速钢直柄键槽铣刀[9]p676
前角γ=5°
,α=20°
,kr´
=1°
—2°
,螺旋角β=15°
—25°
,d=5mm,d1=5,l=8mm,L=40mm,齿数为2[9]P664
加工余量z=3mm,分为粗铣和半精铣,第一次走刀背吃刀量ap=2mm,第二次ap=1mm
1)粗铣键槽
第一次走刀背吃刀量ap=2mm
1,选进给量fz=0.2mm/z[2]P416
2,切削速度Vc=15-20m/min,取Vc=15m/min[1]P1135
3,主轴转速nw=1000Vc/πD=1000×
15/3.14×
5=1000r/min,所以实际切削速度Vc=15.7m/min
Tm1=15.5÷
(0.2×
2×
1000)=0.04min
2)半精铣键槽(刀具等加工条件同上)
1,第二次走背吃刀量ap=1mm
2,选进给量fz=0.2mm/z[2]P416
3,切削速度Vc=15-20m/min,取Vc=15m/min[1]P1135,主轴转速nw=1000Vc/πD=1000×
20/3.14×
5=1300r/min,所以实际切削速度Vc=20m/min
Tm2=15÷
(0.1×
1000)=0.06min
综上,总工时为Tm=Tm1+Tm2=0.04+0.06=0.10min
11.钻Φ6.8mm孔,锪1×
倒角,攻M8螺纹孔
1)选用直柄阶梯麻花钻6.8*21.0mm,d1=6.8mm,d2=9mm,l=125mm,ll=81mml2=21mm(GB/T6139-1997)
2)选用细柄机用丝锥,粗牙M8X1.25(GB/T3464.1-1994),丝锥前角Y0=5°
,f=1.25mm/r,Z=20,L=40mm[1]P980
3)切削用量
切削速度Vc=18m/minf=0.2mm/r[1]P1264
主轴转速nw=1000Vc/πD=1000*18/3.14*6.8=843r/min,选取nw=900r/min。
所以实际切削速度Vc=19m/min。
l=20mm
Tm=20/(0.2*900)=0.11min。
工序图如下:
四量具选择
a.孔直径为10mm,es=﹢0.033ei=0选用外径千分尺,最小分度值为0.001;
b.直径为18mmes=-0.020ei=-0.053选用内侧千分尺,最小分度值为0.001;
c.轴长40mm,es=±
0.5ei=±
0.3分差T=0.2安全于都A=0.018不确定度Ul=0.016选择测量范围为0-100分度值为0.01的深度百分尺;
d.两轴线距离为50mm,es=+0.2ei=-0.2公差T=0.4安全愈度A=0.032
T=0.4*d²
*fKf=0.4*9.8²
*0.2?
0.7*0.93=11.6N.m
套筒顶部与工件当量摩擦半径r²
=2(R3-r3)/3(R2-r2)=10.57mm
通过精力平衡计算最小夹紧力Fn
所以T1=Fnr
即Fn=Tl/r=28.4/10.57*10³
=2686.8N
加紧机构采用螺旋夹紧
W=QL/[d/2tan(α+Φ)+r³
tanΦ2][7]P292
Q=80NL=200mm
螺纹中茎d=15mm
螺纹生角α=2.48°
螺母处摩擦角Φ1=8.83°
螺纹杆端部与工件处摩擦角Φ2=2.48°
W=16000/1.96=8163N
因为Fn=1686.8<
8163N
符合要求。
(三)夹具精度演算
1.验算中心距50±
0.2mm
影响因素:
Ul=0.029选择测量范围0-125分度值为0.02的游标卡尺。
五.夹具设计
(一)正确设计和使用定位元件,夹紧设置。
本夹具主要是用来钻直径为10mm的孔,这个孔轴线与轴中心线有一定的平行度公差,所以提高一定的精度要求。
由于出了孔外只有键槽,螺纹孔没有加工没其他的端面,外圆精度都已到达标准要求,我们可以以Φ18mm的轴为定位基准,采用套筒进行定位,限制了X轴Y轴的移动及转动。
套筒与端面限制Z轴移动。
夹紧机构采用螺旋夹紧装置,夹紧动力装置采用气液混和夹紧,钻孔处外加一个辅助支撑以其受力均匀马蹄糕工件刚度。
(二)正确计算夹紧力,合理布置夹紧力位置及方向。
夹紧力作用在Φ34外圆上端面,由平面压板压紧,下面圆环套筒支撑。
直柄阶梯麻花钻d1=9.8mmd2=11mm12=16.5mm。
顶角118°
切削力:
1轴向力
已知f=0.2
Fz=419dfK=1802N[9]P435
安全系数K=K1K2K3K4
则K1=1.7K2=1.2K3=1.2K4=1
则K=1.7X1.2X1.2X1.2X1=2.448
则最小轴向钻削力为F1=2.448X1802=4441N
该力由套筒和辅助支撑产生的约束力抵消。
2.钻Φ9.8孔时产生的转矩
(1)定位误差:
主要是定位轴Φ18f8与套筒Φ18G8的间隙产生的最大为Φ18f8Φ18G8△max=0.033+0.043=0.076mm
(2)钻模板陪衬套中心与定位销中心距只差,装配图标注尺寸为54±
0.04mm误差为0.08mm
(3)钻套与陪衬套配合间隙,钻套(Φ15es=0.18ei=0.007)衬套(Φ15es=0.034ei=0.016)[1]p657最大间隙为0.027mm。
(4)钻套内孔与外圆的同轴度误差
(5)钻头与钻套间的间隙会引偏刀具,产生中心距误差e=(H/