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/