T12拖拉机副变速摇臂说明书Word文档格式.docx
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[14]p257
4.轴外圆表面的基本零件尺寸是φ18mm,其加工余量为[14]p39,
故计算出其毛坯名义尺寸是18+2×
=23mm,其尺寸偏差为±
.[8]p257
5.倒角1×
45°
。
(三)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型面,分模造型可以用Ф34mm和Ф18mm两圆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。
(四)确定拔模角为2°
(五)确定铸件收缩率
根据铸造类型,查表得收缩率为%—%,选取收缩率为1%[12]P43
(六)毛坯的三维图如下所示
三、工艺设计
(一)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。
(二)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56.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Ф孔,铰Ф10mm孔,锉倒角。
5.钻Ф螺纹孔,锉倒角,并攻丝。
方案三
1.对铣Ф18mm圆柱和Ф34mm圆柱两端面,打中心孔。
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。
3.精车Ф18mm轴外圆表面,精车Ф34mm右侧凸台,倒角,切槽。
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3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3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
1.a.铣Ф34mm圆柱左端面和Ф18mm圆柱左端面
b.钻两端中心孔
a.铣Ф34mm圆柱左端面和Ф18mm圆柱左端面
(1)加工条件
工件材料:
QT400—15,金属模机械砂型铸造成型,σb≥400Mpa,δ》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,公差T=(IT11)保证工序尺寸56±
[14]p257
机床:
选用X5030A型号铣床,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μm,电动功率:
4KW[4]214
刀具:
刀片材料:
选用硬质合金铣刀[4]P527
选用圆柱铣刀,D=50mm,d=22mm细齿8[13]p104
量具:
游标卡尺
(2)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=±
,背吃刀量ap=.
根据机床功率4KW<
5KW选用进给量fz=-mm/z,
取fz=z[(11)P416]。
根据硬质合金钢铣刀选用切削速度Vc=25m/min[5]P1135
主轴转速nw=1000Vc/πD=1000X25/=min,故选取nw=200r/min。
所以实际切削速度Vc=πDn/1000=1000=min
切削工时:
L=50+34/2+18/2=76mm
Tm=L/(nw×
f)=76÷
(×
8)=
工序图1:
b.钻两端中心孔
中心孔型号GB/145-85
钻轴转速n=380r/minf=r
T=5/(380*=
2.a粗车Φ18mm右端面
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
(1)加工条件:
机床选取c6132型号车床[5]P456
刀具选取硬质合金钢05r2525L=140i=20γ0=15°
α0=12°
kr=90°
[13]P133
(2)切削用量:
1)查表得T=,[16]p257
所以粗车加工余量z=2±
,[16]p257
分两次走刀背吃刀量ap1=1mmap2=1mm
2)进给量f=,取f=r[5]p1082
3)切削速度v=114m/min[5]p1085
4)N=1000v/πd=1000*114/(*23)=1579r/min取1600r/min,所以实际切削速度VC=116m/min
L=23/2=
Tm=L/(nw×
f)=(1600*=,因为走两次刀,所以t=2tm=.
b.粗车下面Φ18mm右端面
机床选取c6132型号车床[5]P456
刀具选取硬质合金钢05r2525L=140i=20γ0=15°
[13]P133
1)查表得T=,[14]p257
,[14]p257
2)进给量f=取f=r[5]p1082
3)切削速度v=114m/min[5]p1085
L=18/2=9mm
f)=,因为走两次刀,所以t=2tm=
c.粗车Ф34mm右端面
机床选取c6132型号车床[5]p456
刀具选取硬质合金钢05R2525L=140I=20γ0=15°
Kr=90°
[13]P133
1)T=,[16]p257,
所以车削加工余量Z=2±
,分二次走刀,
背吃刀量ap1=1mm,ap2=1mm
2)进给量f=,取f=r[5]1082
3)切削速度v=114m/min[5]1085
4)N=1000v/(πd)=1000*114/(*34)=1067r/min取1140r/min,所以实际切削速度Vc=121m/min。
L=34/2=17mm
Tm=L/(nw×
f)=17/(1140*)=,,因为走两次刀,所以
t=2tm=.
d.粗车外圆Ф18mm
[13]P133
1)查表得T=,[8]p257,
取粗车加工余量Z=2±
分两次走刀;
n=560r/min,f=mm/r
第一次走刀ap1=mm;
第二次走刀ap2=mm。
2)进给量f=取f=r[5]P1082
3)切削速度v=114m/min[5]P1085
4)N=1000v/πd=1000*114/(*23)=1579r/min取1600r/min
所以切削速度Vc=116m/min
L=+2=,
f)=(1600*)=,由于走两次刀,所以
T=min.
工序图如下:
4.a.半精车φ34mm右端面;
b.半精车φ18mm外圆;
c.倒角1×
;
d.切槽(深宽);
a.半精车φ34mm右端面
[13]P133
(2)切削用量:
1)加工余量z=,选IT10
T=切削余量z=±
[14]p257
背吃刀量ap=
2)进给量f=~r取f=r[5]1082
3)切削速度v=128m/min[5]1085
4)N==1000v/πd=1000*128/(*34)=1199r/min取N=1140r/min所以实际切削速度vc=121m/min.
f)=17/(1140*)=.
b.半精车φ18mm外圆
机床选取c6132型号车床[5]p456
刀具选取硬质合金钢05R2525L=140I=20γ0=15
Kr=90°
[13]P133
1)经分析半精车一次走刀粗糙度即可达到粗糙度要求z=
Es=ts=ei=es-ts=[14]p257-258.
所以切削加工余量z=背吃刀量ap=
2)进给量f=,取f=r[5]1082
3)切削速度v=114m/min[5]1085
4)N=1000v/πd=1000*114/(*19)=1910r/min,取N=1900r/min所以实际切削速度vc=119m/min
切削工时:
L=+=40mm,
f)=40/(1900*=
c.倒角1×
仍用b中刀具,将倒角旋转45°
d.切槽(深宽)
机床选取w490型号车床[5]p456
刀具选取a型切断车刀07L1208,l=100mm,h=12mm,b=8mm,h1=12mm,l=3mm[13]P136
1)背吃刀量ap=
2)进给量f=取f=r[5]p880
3)切削速度v=80m/min[5]1085
4)N=1000v/πd=1000*80/(*18)=1415r/min取N=1400,
所以实际切削速度vc=79m/min
f)=(1400*=
工序图:
4.a.钻Φ孔
b.锪倒角
c.铰Φ10mm孔
a.钻Φ孔
机床选取轻型圆柱立式钻床M1-35(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,主电动机功率p=2/(取2kw)[5]p495
刀具:
直柄阶梯麻花钻d1=d2=11mml2=顶角118°
±
3°
[13]p714-716
1.进给量f=r[5]p1264
2)vc=18m/min[5]p1264
3)主轴转速N=1000v/πd=1000*18/(*10)=573r/min,取N=600r/min,所以实际切削速度vc=min。
L=12mm
f)=12/(600*=.
b.锪倒角
选用90°
锥面锪钻d=16mml=93mmi=38mm齿数f=6
为缩短辅助时间,取倒角时的主轴转速与扩孔时相同
N=600r/min,手动进给。
机床选取轻型圆柱立式钻床M1-35(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,主电动机功率p=2/(取2kw)[5]p495
直柄用铰刀10AH8d1=10mml=133mmi=38mmL1=l2=46mmα=αp=10°
f=齿数为f=6[13]p924
切削用量与扩孔时相同。
工序图
5.铣键槽5×
16mm
铣床:
机床:
选用X5030A型号,其工作台台面尺寸(宽×
长)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,表面粗糙度,电动机功率:
主电动机4KW[4]P214
根据GB1112-81,选用高速钢直柄键槽铣刀
前角γ0=5°
,α0=20°
,kr=1°
-2°
螺旋角β=15°
-25°
,d=5mm,d1=5,l=8mmL=40mm,齿数为2[4]P676
切削用量:
加工余量Z=3mm,分为粗铣和半精铣,第一次走刀背吃刀量ap=,第二次走刀背吃刀量ap=
1.粗铣键槽
根据机床功率4kw<
5kw
1)选用进给量fz=取fz=z[2]p416
2)切削速度Vc=15-20m/min,取Vc=15m/min[5]p1135
3)主轴转速nw=1000Vc/πd=1000r/min
所以实际切削速度Vc=min
L==
Tm1=÷
×
2×
1000)=
2.半精铣键槽(刀具等加工条件同上)
根据机床功率4KW<
5KW,
选用进给量fz=取fz=min,[2]p416
3.切削速度Vc=15-20m/min,取Vc=20m/min[5]p1135
主轴转速nw=1000Vc/πd=1300r/min
l=18-3=15mm
Tm2=15÷
综上所述,总加工时Tm=Tm+Tm2=
工序图
6.a.钻Φ孔
b.锪1×
倒角
c.攻M8螺纹孔
a.钻Φ孔
机床选用台式钻床Z4012,其最大钻孔直径12mm,主轴端面至工作台台面距离455mm,主轴转速4级,范围450~4000r/min,主轴行程100mm,主电动机功率P=,专用夹具。
[5]p495
选用直柄阶梯麻花钻×
,d1=,d2=9mm,l=125mm,
l1=81mm,l2=21mm(GB/T139-1997)[13]p714-716
切削速度Vc=18m/min[5]p1264
f=/r,[5]p1264
主轴转速nw=1000Vc/πD=1000×
18/×
=843r/min,
取nw=900r/min,所以实际切削速度Vc=19m/min
l=20mm
Tm=20÷
900)=
机床选取轻型圆柱立式钻床M1-35(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,主电动机功率p=2/(取2kw)[5]p495
N=900r/min,手动进给。
[5]p495
选用细柄机用丝锥,粗牙M8×
(GB/,
丝锥前角γ0=5°
,f=mm/r,z=20,L=40mm.[12]p764
(2)切削用量:
切削速度Vc=12m/min,[4]p1468
=843r/min,
取nw=900r/min,所以实际切削速度Vc=19m/min.
四.夹具设计
(一)正确设计和使用定位元件、夹紧装置
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,所以要提高一定的精度要求。
由于除了孔之外只有键槽,螺纹孔没有加工,其他的端面,外圆精度都已经达到标准要求,以Φ18mm轴的中心线为定位基准,采用套筒进行定位,限制X轴和Y轴的移动及转动自由度。
套筒与端面限制Z轴移动,由于我们还要限制Z轴的转动,所以在下端Φ18mm圆柱外圆加一个可动V型块来限制其沿Z轴的转动。
夹紧机构采用螺旋夹紧机构装置,夹紧动力装置采用气液混合夹紧,钻孔处外加一个辅助支撑使受力均匀,提高工件刚度。
(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=,d2=11mm,l2=,顶角118°
.
1.切削力:
(1)轴向力
已知:
进给量f=r,KF=(HBS/190)=(150/190)=,[4]P436
Fz==419×
[4]P436
安全系数K=K1K2K3K4
则K1=K2=K3=K4=1
则K=
则最小轴向钻削力为F1=×
883=2162N.
该力由辅助支撑套筒产生的约束力抵消。
(2)钻Φ孔时产生的转矩
T==×
[4]P436
由于转矩很小,故夹紧力不需太大。
(三)定位误差的分析计算
1.验算中心距50±
(1)定位误差:
主要是定位轴Φ18f8与套筒Φ18G8的间隙产生最大间隙为Φ18f8(es=-ei=-)Φ18G8(es=ei=)△max=+=
(2)钻模板衬套中心与定位销中心距之差,装配图标注尺寸为50±
误差为.
(3)钻套与衬套配合间隙,钻套(Φ15es=ei=)衬套(Φ15es=ei=)最大间隙为-=.
(4)钻套内孔与外圆的同轴度误差(对于标准钻套精度较高,可忽略).
(5)钻头与钻套间的间隙会引偏刀具,产生中心距误差e=(H/2+h+B)×
△max÷
H(H=H′+h″=16+10=26mm,h=10mm,B=12mm).
钻套Φ(es=ei=)=直柄阶梯麻花钻钻孔部分直径公差h9(es=0ei=-.
所以△max=+=
e=(H/2+h+B)×
H=(26/2+10+12)×
÷
26=,
由于上述各项都按最大误差计算,实际上各项误差也不可能同时出现最大值,各项误差方向也不可能一致,因此,其综合误差可按概率法求出
△ε=
=mm
△ε<
=,符合条件.
2.验算孔与Φ18外圆柱面轴线平行度精度
工作要求孔Φ18H8全长允差,导致两轴线产生平行度误差因素为:
(1)设计基准与定位基准重合,没有基准转换,但Φ18
配合间隙及轴与端面的垂直度误差会产生基准位置误差,轴中心与套筒中心的偏斜角为α,α1=△max/H1=40=(rad)
(2)定位套筒中心对夹具体平面垂直度,图中未标明。
(3)钻套孔中心与钻套的平行度α3,图中标注为,α3=22=(rad)
(4)刀具引偏量e产生的偏斜角α4=△max/H=/26=(rad)
(5)因此平行度误差α∑=
=(rad)
sinα·
=略大于×
=,仍可以用
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