1、第一部分第一節(jié) 序 言本次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是針對(duì)生產(chǎn)實(shí)際中的一個(gè)零件東方紅 75 推土機(jī) 鏟臂右支架， 制定其機(jī)械生產(chǎn)加工工藝規(guī)程。 該零件的工藝過程總共包括了十四 道工序，可分類為銑平面、鏜內(nèi)孔、鉆孔、擴(kuò)孔、攻螺紋、倒角、銑開、去毛刺 等工序。由于所加工的推土機(jī)鏟臂右支架是帶孔的零件，55m m孔不但是精度要求最高的孔， 而且也是該零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、 裝配基準(zhǔn)與測量基準(zhǔn)， 所以加工此 孔時(shí)需要經(jīng)過粗鏜、 半精鏜、精鏜三道工序加工而成， 而其他表面的加工都為粗 加工，經(jīng)一道工序即可完成。本次課程設(shè)計(jì)從機(jī)械加工工藝分析對(duì)零件進(jìn)行制造和研究，用二維 CAD 制 圖軟件夾具的總裝配圖，并手工繪制夾具體零

2、件圖。第二節(jié) 零件圖的工藝分析一、零件的功用分析題目所給的零件是東方紅 75 推土機(jī)鏟臂右支架 5.它位于推土機(jī)的前 部，其作用是用來支撐鏟臂上油缸 3 的支座，如圖 2-1 所示。推土機(jī)在工作過程 中，其鏟臂 1應(yīng)能繞其回轉(zhuǎn)中心上下擺動(dòng)。擺動(dòng)的動(dòng)力是由油缸 3 提供的。通 過油缸油腔的進(jìn)油與出油，可使得油缸活塞桿 2 伸出與縮回，從而實(shí)現(xiàn)鏟臂 1 的上下擺動(dòng)。 同時(shí)， 油缸 3 和活塞桿 2 本身亦需做微幅擺動(dòng)。 活塞桿 2 伸出端與 鏟臂 1鉸接，油缸 3的尾部與軸線固定的軸 4鉸接。右支架 5的作用是在軸 4 的一端對(duì)其進(jìn)行固定 .右支架 5 都分上蓋和支架座兩部分，每一部分都有一與軸

3、接觸的55mm半圓孔，上蓋與支架座通過螺釘與軸 4連接在一起。支架體上有 軸線空間交叉成 46° ±0的兩個(gè)43.5mm的叉孔，叉孔與桿6焊死。桿6的另外一端與一塊鋼板7焊接在一起，鋼板7與推土機(jī)底盤鉚接，最終把軸4與底盤固定在一起。從零件的實(shí)際功用看，右支架 5的主要作用是連接與緊固1-鏟臂2-活塞桿3-油缸4-軸5-右支架6-桿7-鋼板圖2-1右支架功用是意圖二、零件的工藝分析從零件圖上可以看出，標(biāo)有表面粗糙度符號(hào)的表面有平面、 退刀槽、內(nèi)孔等。 其中，表面粗糙度要求最高的是 55mm孑L,公差等級(jí)達(dá)到IT8級(jí)，表面粗糙度 為Ra1.6g。該孔是右支架的主要設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。

4、從表面間的位置精度要求來看，A、 B兩端面（即前、后兩端面）應(yīng)與 55mm孔軸線垂直，兩個(gè) 43.5mm孔的軸 線應(yīng)垂直與 55mm孔軸線，且兩 43.5mm軸線的夾角應(yīng)為46° ±0',夾角頂 點(diǎn)在 55mm孔的軸線上。從工藝上看，43.5mm孔的軸線對(duì) 55mm孔的軸線的垂直度要求為 0.2 /100,相當(dāng)于公差等級(jí)10級(jí)，可以通過使用專用夾具來保證。55mm孔公差 等級(jí)為IT8級(jí)，表面粗糙度為Ra1.6卩m可通過精鏜保證。平面A、B用于軸的 軸向定位，小凸臺(tái)C平面與B平面在同一平面上，在零件的工作過程中不起作 用。由于工藝凸臺(tái)C平面面積較小，為保證鑄件質(zhì)量，將

5、B、C平面取為澆鑄的底面 位置，將A面作為澆鑄時(shí)的頂面位置。對(duì)右支架零件圖進(jìn)行工藝審核后，可知該零件圖視圖正確、完整、尺寸、公差 及技術(shù)要求齊全，加工要求合理，零件的結(jié)構(gòu)工藝性較好。機(jī)械加工工序的安排一、確定零件的生產(chǎn)類型按設(shè)計(jì)任務(wù)書， 東方紅 75 推土機(jī)年產(chǎn)量為 4500臺(tái)/年，其上有左、右支 架各一件。若右支架備品率為 8%，機(jī)械加工廢品率為 1%，則該零件的年生產(chǎn) 綱領(lǐng)為N Qn1 % % 400D<1 (1+8%+H%)件 /年=4905 件/年(3-1)可見，右鏟臂支架的年生產(chǎn)量為 4905 件。推土機(jī)鏟臂支架可看成獨(dú)立的一 部分，屬輕型機(jī)械。因此，根據(jù)表，有生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類

6、型的關(guān)系可確定該零件 的生產(chǎn)為中批生產(chǎn)， 其毛坯制造、 加工設(shè)備及工藝裝備的選擇應(yīng)呈現(xiàn)中批生產(chǎn)的 工藝特點(diǎn)，如多采用通用設(shè)備配以專用的工藝裝備等。二、確定毛坯制造形式由該零件的功用及推土機(jī)的工作狀況知， 鏟臂支架與連接支架上蓋與支架座 的螺釘承受的都是沖擊性載荷， 故要求該支架材料應(yīng)具備較高的強(qiáng)度與抗沖擊能 力。因此，原設(shè)計(jì) 單 位選用 了 既滿足 要求，價(jià)格 有相對(duì) 低廉的鑄鋼 材料 ZG310-570,因此可以確定毛坯的制造形式為鑄造。一般工程用鑄鋼的特性和應(yīng) 用見表。由于該支架為成批生產(chǎn)，由表可知，選擇砂型機(jī)器造型，鑄鋼件的公差 等級(jí)為 CT9 級(jí)。該零件的形狀不是十分復(fù)雜, 因此毛坯的

7、形狀與零件的形狀應(yīng)盡量接近。 由 于在55mm孔的軸線方向上還有一個(gè) 49mm孑L,從減少加工余量考慮，此 處的毛坯孔可以與 55mm的毛坯孔一起鑄成階梯孔。2個(gè)43.5mm孔徑也較 大,因此在鑄造時(shí)也應(yīng)鑄成出毛坯孔。三、選擇定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程制定中的重要工作, 它是工藝路線是否正確合理 的前提。正確與合理地選擇定位基準(zhǔn)，可以確保加工質(zhì)量、縮短工藝過程、簡化 工藝裝備結(jié)構(gòu)與種類、提高生產(chǎn)率。 精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇原則為：基準(zhǔn)重合原則、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則、互為基準(zhǔn)原則、自為 基準(zhǔn)原則。可根據(jù)以上原則進(jìn)行精基準(zhǔn)的選擇。右支架是帶孔的零件。55mm孔不但是精度要求最高的孔，而且也是零件

8、 的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 裝配基準(zhǔn)與測量基準(zhǔn)。 為避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差， 保證 加工精度，應(yīng)選 55mm 孔為基準(zhǔn)，即遵循 “基準(zhǔn)重合 ”的原則。同時(shí)為了定位可 靠，使加工過程穩(wěn)定、減小振動(dòng)，還可選 B、C 平面為精基準(zhǔn)。即選 55mm 孔 及地面B、工藝凸臺(tái)面C所構(gòu)成的組合平面作為精基準(zhǔn)，以一個(gè)長孔與一個(gè)大端 面定位。為了避免過定位可采用 55mm 孔一段短孔與端面的組合，或采用 55mm 孔長孔與 55mm 孔一小部分端面的組合。考慮到該零件精度不是太 高以及加工時(shí)的穩(wěn)定性，最終選底面 B 和工藝凸臺(tái) C 作為第一定位基準(zhǔn)，限制 三個(gè)自由度，55mm短孔作為第二定位基準(zhǔn)，限制二個(gè)自由度。為

9、了限制右支 架繞55mm孔中心線的旋轉(zhuǎn)自由度，還可選二個(gè) 43.5mm孔之一的外緣表面 作為第三定位基準(zhǔn)， 在此設(shè)置一個(gè)擋銷。 在右支架的加工過程中， 該組合表面還 可作為大部分工序的定位基準(zhǔn)， 加工其他的次要表面， 體現(xiàn)了 “基準(zhǔn)統(tǒng)一 ”的選擇 原則。 粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇原則為： 合理分配加工余量的原則、 保證相互位置的要求的原 則、便于裝夾的原則。 55mm 孔為重要表面，加工時(shí)要求余量小而均勻，因此應(yīng)選擇該 55mm長孔為粗基準(zhǔn)。 但此時(shí)的定位、 夾緊裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 考慮到該零件精度要求不是 太高，可選底面 B 與工藝凸臺(tái)面 C 的組合表面作為粗基準(zhǔn)，這樣可使定位和加 緊方便、可靠

10、。由于采用機(jī)械造型，鑄件有一定的精度，基本可以保證55mm 孔的加工余量均勻。由上可看出，粗、精基準(zhǔn)選擇結(jié)果基本上是一致的，均選擇了底面 B 與工藝凸臺(tái)面 C 所構(gòu)成的組合表面。四、選擇加工方法 平面的加工平面的加工方法很多，有車、刨、銑、磨、拉等。對(duì)于本支架，面 A 與面 B 的粗糙度要求Ra12.5g，其距離尺寸100mm為未注公差尺寸。由表5-11,根據(jù) GB/T1804-2000規(guī)定，選用中等級(jí)（m）,相當(dāng)于IT13級(jí)，故可考慮粗車或粗端 銑，但車削加工底面的工藝凸臺(tái) C 時(shí)會(huì)出現(xiàn)斷續(xù)車削，沖擊較大，故選擇端銑 加工方式。 孔及退刀槽的加工孔的加工方式有鉆、擴(kuò)、鏜、拉、磨等。對(duì)于已鑄出

11、55mm孔和49mm孔的階梯型毛坯，可采取在車床上鏜孔的方式。原因之一是該零件的結(jié)構(gòu)緊湊， 重量也不大， 適用于車削加工； 原因之二是該零件精度不是很高， 使用車床鏜孔 較為經(jīng)濟(jì)。對(duì)于49mm孑L,其公差等級(jí)為IT14，退刀槽屬未注公差尺寸，兩孔都可 一次鏜出。55mm孔的公差等級(jí)為IT8級(jí)，表面粗糙度要求為Ra1.6g，可采 取粗鏜半精鏜精鏜的加工方式。對(duì)于右支架座上四個(gè) M20mm螺紋底孔及6個(gè)20mm 孔,都屬于未注公差 尺寸，可在實(shí)體上一次鉆出。對(duì)于二個(gè) 43.5mm孔，要求其軸線與 55mm孔 軸線垂直，且二個(gè) 43.5孔軸線夾角成46° ±0',考慮到毛

12、坯上已有預(yù)鑄孔，可 采取一次擴(kuò)孔實(shí)現(xiàn)。加工方法有兩種：用麻花鉆擴(kuò)孔；用擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔。在實(shí)際生產(chǎn)中常用經(jīng)修磨的麻花鉆當(dāng)擴(kuò)孔鉆使用。由表 5-12 知鉆孔的公差等級(jí)為 IT12IT13，可以滿足加工要求，故這里使用錐柄麻花鉆進(jìn)行擴(kuò)孔。 螺紋加工右支架座上 4 個(gè) M20mm 螺紋孔應(yīng)采取攻螺紋的方式。 在攻螺紋工序之前應(yīng) 設(shè)置一道倒角工序， 或在本工序中應(yīng)先設(shè)一道倒角工步， 以避免折斷絲錐， 使攻 螺紋順利進(jìn)行。 零件的剖開右支架最終要分成上蓋與支架座兩部分，剖分面表面粗糙度要求為 Ra12.5 卩m中心面應(yīng)通過 55mm孔的軸線。可利用心軸定位將其一次或分兩次在銑 床上用鋸片銑刀銑開。 為使定位方

13、便及使夾具的結(jié)構(gòu)簡單采取在一個(gè)工序中分兩 次安裝銑開的方法， 即在臥銑刀桿上裝有兩把鋸片銑刀， 分別用于銑開右支架的 一半。五、制定工藝路線1）右支架零件的生產(chǎn)類型是中批量生產(chǎn)，其工藝特點(diǎn)是盡量選用通用機(jī)床 并配以專用夾具。在安排本零件工藝路線的過程中主要考慮了以下幾個(gè)方面：底面 B 與 55mm 孔一部分短孔為精基準(zhǔn)，同時(shí)底面 B 也是粗基準(zhǔn)，根 據(jù)先面后孔”和基面先行”的原則，最先開始加工頂面A與底面B，底面B與工 藝凸臺(tái)面 C 屬于同一平面，裝卡后一次加工。右支架加工表面中 55mm 孔精度最高 ,一切工序都是圍繞保證該孔的精 度開安排。根據(jù) 先主后次”的原則，55mm孔應(yīng)安排在工藝路線

14、的前部進(jìn)行， 但又不能一次加工到設(shè)計(jì)要求， 否則在后續(xù)的工序中利用該表面定位加工一些次 要表面時(shí)，有可能損傷該表面。“先粗后精 ”是針對(duì)整個(gè)工藝路線而言的， 而并非只對(duì)某一表面而言。 對(duì)于 55mm 孔，它是其他次要表面的基準(zhǔn)，必須先加工出來。在具體處理時(shí)可將55mm孔半精加工后作為統(tǒng)一的精基準(zhǔn)來加工其他次要表面， 待這些次要表面 加工完成之后在對(duì)其精加工至圖樣要求。2）工藝路線安排如何安排工藝路線， 一定要根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況， 具體情況具體分析。 最終的工藝路線安排如下：工序 05：粗銑頂面 A定位基準(zhǔn)：底面B、工藝凸臺(tái)C面。工序10:粗細(xì)底面B、工藝凸臺(tái)C面 定位基準(zhǔn)：頂面 A 。工序15:

15、粗鏜 49mm孔（工步一）及退刀槽 3X56mm （工步二）定位基準(zhǔn)：底面B、工藝凸臺(tái)C面及55mm毛坯孔。工序20:粗鏜55mm孔（工步一）及倒角 C2 （工步二） 定位基準(zhǔn)：頂面 A 及 49mm 孔。工序 25：半精鏜 55mm 孔定位基準(zhǔn)：頂面 A 及 49mm 孔。工序30:擴(kuò)2X43.5mm孔定位基準(zhǔn)：底面B、工藝凸臺(tái)C面、55mm孔及43.5mm孔外緣。工序35: 243.5mm倒角C2定位基準(zhǔn)：底面B、工藝凸臺(tái)C面、55mm孔及43.5mm孔外緣。工序40:鉆6X20mm孔定位基準(zhǔn)：底面B。工藝凸臺(tái)C面。55mm孔及一個(gè) 43.5mm孑L。工序45:鉆4>M2CK 2螺紋

16、底孔 18mm定位基準(zhǔn)：底面B、工藝凸臺(tái)C面、55mm孔及一個(gè) 20mm孔。工序50:精鏜55mm孔（工步一）及倒角 C2 （工步二） 定位基準(zhǔn)：頂面 A 及 49mm 孔。工序 55；銑開（兩次安裝）安裝一：銑開零件一側(cè)定位基準(zhǔn)：底面B、工藝凸臺(tái)C面、55mm孔及一個(gè) 20mm孔。安裝二：銑開零件另一側(cè) 定位基準(zhǔn)：底面B、工藝凸臺(tái)C面、55mm孔及銑開的切口。工序60:擴(kuò)上蓋6X21mm孔定位基準(zhǔn)：剖分面、55mm半圓孔及一端面。工序65: 4HM2CX 2底孔倒角（工步一）、攻4如20< 2支架座螺紋（工步二） 定位基準(zhǔn)：55mm半圓孔、端面及一個(gè) 20mm孔。工序70:去毛刺、清洗

17、、檢驗(yàn)。六、確定毛坯余量及毛坯尺寸（一）確定加工余量該支架材料為ZG310-570,屈服強(qiáng)度 s=310MPa,抗拉強(qiáng)度 b=570MPa采 用砂型機(jī)器造型，且為成批生產(chǎn)。由表 5-2知，鑄鋼件采用砂型機(jī)器造型時(shí)，鑄 件尺寸公差為CT8CT12級(jí)，此處選為CT9級(jí)。由表5-3選擇加工余量為H級(jí), 根據(jù)機(jī)械加工后鑄件的最大輪廓尺寸有表 5-4可查的各加工表面加工余量，如下 表所示：右支架各加工表面加工余量加工表面單邊余量/mm雙邊余量/mm備注55mm孔、49mm孔3.06.0基本尺寸取孔軸向長度尺寸101mm頂面A因鑄造頂面，故加大取4.0面A、面B為雙側(cè)均加工，并考慮鑄造情況，基本尺寸為 1

18、01mm底面B3.02個(gè)43.5mm孔3.06.0基本尺寸為孔深尺寸 68mm零件重量約為7.4kg,加上加工余量，經(jīng)過估算，毛坯重量約為9.5kg（二）確定毛坯基本尺寸加工表面的毛坯尺寸只需將零件尺寸加上相應(yīng)的加工余量即可，所得毛坯尺寸如下表所示：右支架毛坯尺寸零件尺寸/mm單邊加工余量/mm毛坯尺寸/mm101頂面A為4,底面B為31085534949343 43.53 37.5（三）確定毛坯尺寸公差由表5-3查得各鑄件加工尺寸公差如表 4-3所示:表4-3右支架鑄件加工尺寸公差毛坯尺寸/mm公差/mm按對(duì)稱”標(biāo)注結(jié)果/mm1082.5±.25108 ±1.25492.

19、0± 49 ±1432.0± 43 ±1 37.51.8±).9 37.5 ±.9（四）繪制毛坯簡圖右支架毛坯簡圖七、工序設(shè)計(jì)(一)加工設(shè)備與工藝設(shè)備的選擇1、選擇加工設(shè)備選擇加工設(shè)備即選擇機(jī)床類型。 其經(jīng)濟(jì)精度應(yīng)與零件表面的設(shè)計(jì)要求相適應(yīng)， 初步選定各工序機(jī)床如下：工序 05、10銑平面： XA5032 立式升降臺(tái)銑床，主要技術(shù)參數(shù)見表 5-13；工序 15、20、25、50 鏜孔：由于加工的零件外輪廓尺寸不大，故宜在車 床上鏜孔，選擇常用的 CA6140 臥式車床。同時(shí)，由于使用時(shí)間長短的不同，各 機(jī)床的精度也不同，在選擇機(jī)床進(jìn)行

20、粗、精加工工序時(shí)應(yīng)不同；工序 30、35擴(kuò)孔、倒角： Z35 搖臂鉆床，主要參數(shù)見表 5-14；工序 40、45 、60、65鉆孔、攻螺紋： Z3025 搖臂鉆床，主要技術(shù)參數(shù)見 表 5-14；工序 55銑開： XA6132 臥式銑床，主要技術(shù)參數(shù)見表 5-13；2、選擇夾具對(duì)于成批生產(chǎn)的零件， 大多數(shù)采用專用機(jī)床夾具。 在保證加工質(zhì)量、 操作方 便、滿足高效的前提下， 亦可部分采用通用夾具。 本機(jī)械加工工藝規(guī)程中所有工 序均采用了裝用機(jī)床夾具，需專門設(shè)計(jì)、制造。3、選擇刀具 在右支架的加工中，采用了銑、鏜、鉆、擴(kuò)、攻螺紋等多種加工方式，與之相對(duì)應(yīng)，初選道具的情況如下： 銑刀 工序 05、10

21、 中頂面 A 、底面 B 采用端銑刀來進(jìn)行加工。工序 05 中要求銑削深度為ap=4mm，工序10要求銑削深度為ap=3mm,銑削寬度均為 aw=94mm。根據(jù)表5-15,選用高速鋼鑲齒套式端銑刀。由表 5-16知所需銑刀直徑為110130mm。查表5-17知，滿足加工要求的銑刀直徑 d=125mm,孔徑 D=40mm,寬 L=40mm，齒數(shù) z=14。工序 55 中銑開加工所用銑刀，根據(jù)工件尺寸，由表 5-18知，選用中齒鋸片銑刀(GB6120-1996)，直徑 d=160mm,孔徑 D=32mm,寬 L=5mm，齒數(shù) z=48。 鏜刀 在車床上加工的工序，一般都選用硬質(zhì)合金刀具。加工鋼制零

22、件 可采用 YT 類硬質(zhì)合金，粗加工時(shí)用 YT5 ，半精加工時(shí)用 YT15 精加工時(shí)用 YT30， 且均可采用 r =45°，直徑為 20mm 的圓形鏜刀進(jìn)行加工。 鉆頭 從零件要求和 加工經(jīng)濟(jì)性考慮，采用錐 柄麻花鉆頭（ GB 1438-2008）完成加工工序。工序 30 中，采用麻花鉆擴(kuò)孔，由表 5-19 知，選用 d=43.5mm的高速鋼錐柄麻花鉆；工序35中，采用锪鉆進(jìn)行倒角；工序 40中， 選用 20mm的麻花鉆鉆6個(gè) 20mm孑L;工序45中，由表5-20知，鉆M20mm 螺紋底孔的鉆頭直徑為18mm，由表5-84知，選用d=18mm的高速鋼錐柄麻花 鉆。 絲錐 根據(jù)表5

23、-21可知，選用M20X 2細(xì)柄機(jī)用絲錐（摘自GB 3464-2007） 完成攻螺紋工序。4、選擇量具選擇連狙的原則是根據(jù)被測量的對(duì)象的要求，在滿足測量精度的前提下，盡 量選用操作方便、測量效率高的量具。 本零件屬于成批生產(chǎn)， 一般采用通用量具。 （二）確定工序尺寸確定工序尺寸時(shí)， 對(duì)于加工加工精度較低的表面， 只需粗加工工序就能保證 設(shè)計(jì)要求， 將設(shè)計(jì)尺寸作為工序尺寸即可， 上下偏差也按設(shè)計(jì)規(guī)定。 當(dāng)加工表面 精度較高時(shí)，往往要經(jīng)過數(shù)道工序才能達(dá)到要求。對(duì)于右支架的加工要求可知， 只有 55mm 的孔加工表面精度要求比較高， 其他表面只需經(jīng)粗加工工序就能保 證設(shè)計(jì)要求。因此只需計(jì)算 55mm

24、 孔的工序尺寸、余量及公差。 55mm孔的加工需要經(jīng)過三道工序，并且定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合。由前 知其總加工余量為6mm,其公差等級(jí)為IT8級(jí)。參考臥式銑鏜床的切削用量和 加工精度參數(shù)，由5-24和表5-25知精鏜時(shí)直徑上切深ap=0.61.2mm表面粗糙 度為Ra6.31.6 ，孔徑公差帶為H6H8;半精鏜時(shí)，aP =1.53mm、Ra25 12.5即，孔徑公差帶為 H8H9;粗鏜時(shí)aP=58mm、Ra25即，孔徑公差帶為 H10H12。按照上述方法，確定 55mm孔的工序加工余量、工序尺寸公差及 表面粗糙度如下表：55mm孔加工各工序要求加工表面：55mm孔精鏜半精鏜粗鏜毛坯工序雙邊余量/

25、mm0.51.54工序尺寸及公差/mm 55 ±).02 54.5。0.074 53o0.019 49±1表面粗糙的/ pm1.66.325八、確定切削用量和基本時(shí)間切削用量包含切削速度、進(jìn)給量及背吃刀量三項(xiàng)，確定的方法是先確定 背吃刀量ap，進(jìn)給量f,而后確定切削速度V。不同的加工性質(zhì)，對(duì)切削加 工的要求是不一樣的。因此，在選擇切削用量時(shí)，考慮的側(cè)重點(diǎn)也有所不區(qū) 別。（一）工序05 （粗銑頂面A）切削用量及其基本時(shí)間的確定切削用量本道工序是粗細(xì)端面，已知加工材料為 ZG310-570, b=570MPa鑄件無 外皮，機(jī)床為XA5032型立式銑床，所選刀具為高速鋼鑲齒套式面

26、銑刀，其 參數(shù)：直徑d=125mm，孔徑D=40mm，寬L=40mm，齒數(shù)z=14.根據(jù)表5-26 確定銑刀角度，選擇前角0=20°后角0=12°主偏角r 60，螺旋角10。已知銑削寬度aw=94mm，銑削背吃刀量aP=4mm。 確定每齒進(jìn)給量fz根據(jù)表5-13知XA5032型立式銑床的主電動(dòng)機(jī)功率為7.5kW，查表5-27知當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性中等、鑲齒端銑刀加工鋼料 時(shí)，每齒進(jìn)給量fz =0.080.15mm/z。由于本工序背吃刀量和銑削寬度較大， 選擇最小的吃進(jìn)給量 fz=0.08mm/z. 選擇銑刀鈍磨標(biāo)準(zhǔn)和耐用度根據(jù)表5-28，用高速鋼鑲齒端銑刀粗加工鋼料時(shí)，選擇銑刀后

27、刀面磨損極限為1.8mm，已知銑刀直徑d=125mm,查表5-29經(jīng)插值的端銑刀的合理耐用度 T=150min確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量fmz根據(jù)表5-30知，高速125鋼銑削速度1525m/mi n.n38.0622.5mii57.32d125根據(jù)XA5032型立式銑床轉(zhuǎn)速表，選擇n=60r/min=1r/s，則實(shí)際切削速度v:dn125 60 “ ll / -v=23.55m/min10001000工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量fmz為:fmz=fz 九 冶=0.08 X4>60=67.2mm/min根據(jù)XA5032型立式銑床工作臺(tái)進(jìn)給量表 5-13,選擇標(biāo)準(zhǔn)縱向進(jìn)給量，選取fmz =60

28、mm/min，則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為:z60 mm/z =0.071mm/zzn 14 60校驗(yàn)機(jī)床功率根據(jù)表5-31和5-32的計(jì)算公式，銑削時(shí)的功率Pc(kw)和切削力Fz的計(jì)算公式為:(5-1-2)PcF(kW)60 1000FcVfUfz aeqFwFd F n FCp3pF f；' 3e' zkkFc(N)(5-1-3)CF 788, xF0.95,yF 0.8, uF 1.1，wF0, qF 1.1,aP 4mm，z 0.071mm / z, ae94mm，z 14, v 23.55mm / min， d0125mm， n 60r/ min所以切削力Fz為:0.950

29、.81 .1788 40.0719414Fc7-r0.92 N 3336.15N切削時(shí)的功率Pm為:3336-15 2355kw=1.31kW60 1000XA5032銑床主電動(dòng)機(jī)功率為7.5kW，故所選切削用量合適。最后所確定的切削用量為：ap 4mm， fz 0.071mm/ z， n 60r / min， f mz 60mm/ min。基本時(shí)間TjTj為:根據(jù)表5-33知，r v 90°勺端銑刀對(duì)稱銑削的基本時(shí)間mz其中：L工件銑削部分長度，單位 mm；li切入行程長度，單位mm，I,0.5（d, d2a2）a （1 2） tan rI2切出行程長度，單位 mm，J=13工作臺(tái)

30、每分鐘進(jìn)給量，單位mm/min。已知： fmz=60mm/min， l =94mm，l2=1mm，l, =0.5（ 125- 1252 - 942）4 + （1 2） tan60=25mm， l, + l2=26mm；所以：Tj 96min=2min。j 60（二）工序15 （粗鏜49mm孔及退刀槽3X56mm）切削用量及基本時(shí)間的確定本工序?yàn)榇昼M及切退刀槽，已知條件與工序05相同，機(jī)床采用最常用的 CA6140臥式車床，工步1采用YT5硬質(zhì)合金刀具，根據(jù)加工條件和工件材 料由表5-35、表5-36得刀具參數(shù)為主偏角r 45、前角。10、刃傾角s 5、刀尖圓弧半徑r 0.6mm。選用桿部直徑為

31、20mm得圓形鏜刀。 由表5-40知鏜刀的鈍磨標(biāo)準(zhǔn)為1.4mm,鏜刀合理耐用度為T=60min。工步 2采用高速鋼內(nèi)孔切槽加工完成。確定粗鏜49mm孔的切削用量 確定背吃刀量ap：由前述可知粗鏜是雙邊加工余量為 6mm,粗鏜后孔直徑為 49mm 故單邊余量為3mm,即卩ap=3mm。 確定進(jìn)給量f:根據(jù)表5-41,當(dāng)粗鏜鋼料，鏜刀桿直徑為 20mm, ap=3mm,鏜刀伸出長度為 100mm 時(shí)，f=0.15 0.25mm/r。按 CA6140 車 床的進(jìn)給量（表5-57）,選擇f =0.20mm/r。 確定切削速度v :根據(jù)表5-43的計(jì)算公式確定切削速度Cm xT ap式中，C 291 ,

32、 x 0.15 , y 0.20 , m=0.20。因本例中的加工條件與公式條件不完全相同，故需根據(jù)表 5-32對(duì)鏜削速度進(jìn)行修正：根據(jù)刀具耐用度T=60min ,得修正系數(shù)張=1.0;根據(jù)工件材料b 570MPa,得修正系數(shù)kMv 1.18 ;根據(jù)毛坯表面狀態(tài)得修正系數(shù)為 ksv=1.0;刀具材料為YT5 ,的修正系數(shù)ktv=0.65;此處為鏜孔，經(jīng)插值得修正系數(shù)kgv =0.765;主偏角2916030.245，得修正系數(shù)k嚴(yán)1.0。所以1.0 1.18 1.0 0.65 0.765 1.0 m/min=88.1m/min1000 nd1000 88.1r/min 572.6r/min49

33、查表5-44，根據(jù)CA6140機(jī)床上的主軸轉(zhuǎn)速n=560r/min,則實(shí)際切削速度為dn49 56086.16m/min10001000檢驗(yàn)機(jī)床功率：由表2-10查得切削力Fc和切削功率巳計(jì)算公式如下:XFcyFc nFc IFcCFcap fkFc (N)(5-3-2)Fc60 1000(kW)(5-3-3)其中，CFc =2650 ,XFc =1.0 ,丫耳=0.75 , nFc =-0.15 ,kFckTFckMFckgFc k rFck oFc，由表5-32得：與刀具耐用度有關(guān)的修正系數(shù)kTFc =1.0；與工件材料有關(guān)的修正系數(shù)kMFc =0.92；經(jīng)插值得鏜孔相對(duì)于外圓縱車時(shí)的修正

34、系數(shù)kgFc =1.04 ；與主偏角有關(guān)的修正系數(shù)k rFc =1.0;與前角有關(guān)的修正系數(shù) k 0FC =1.04。因此總的修正系數(shù)為kFc =1.0 092 X.04 *0 X.04=1.0所以，切削力為Fc2650 31.00.200'75 88.1 015 1.0 N=1214.06N切削功率為121406 88'kW=1.45kW60 103根據(jù)表5-55知：CA6140機(jī)床主軸電動(dòng)機(jī)功率 PE =7.5kW，因Pm v PE ,故上述切削用量可用。最后確定的切削用量為:a p=3mm, f =0.2mm/r,=88.1m/min（n=560r/min）。l3單件小批

35、生產(chǎn)時(shí)的試切長度，單位為 mm ； 確定加工退刀槽的切削用量選用高速鋼切槽刀，采用手動(dòng)進(jìn)給，選擇主軸轉(zhuǎn)速n=40r/min,切削速度為:dn1000 100056 40m/min 7.03m/min基本時(shí)間Tj由表2-24得鏜孔的基本時(shí)間為Tjl丨1丨2 l3 .i fn式中，I切削加工長度，單位為mm；l1 刀具切入長度，單位為mm,ap（2 3）;tan rl2 刀具切出長度，單位為mm,l2= （35） mm；i 進(jìn)給次數(shù)。3已知 I =9mm , l1 =2.5 mm=5.5mm , l2 =4mm , l3 =0 ,tan45f =0.2mm/r, n=560r/mi n, i =1

36、。所以，基本時(shí)間為9 5.5 min=0.165min0.2 560三）工序20 （粗鏜55mm孔及倒角C2）切削用量及基本時(shí)間的確本工序?yàn)榇昼M及倒角C2,機(jī)床采用最常用的CA6140臥式車床，兩個(gè)工步采用YT5硬質(zhì)合金刀具，根據(jù)加工條件和工件材料由表5-35、表5-36得刀具參數(shù)為主偏角r 45、前角o 10、刃傾角s5、刀尖圓弧半徑r 0.6mm。選用桿部直徑為20mm得圓形鏜刀。由表5-40知鏜刀的鈍磨標(biāo)準(zhǔn)為1.4mm,鏜刀合理耐用度為T=60min。確定粗鏜55mm孔的切削用量 確定背吃刀量ap：由前述可知粗鏜是雙邊加工余量為 4mm,粗鏜后孔直徑為 53mm，故單邊余量為2mm，即a

37、p=2mm。確定進(jìn)給量f:根據(jù)表5-41,當(dāng)粗鏜鋼料，鏜刀桿直徑為 20mm, ap=2mm,鏜刀伸出長度為 100mm 時(shí)，f=0.15 0.30mm/r。按 CA6140 車 床的進(jìn)給量（表 5-42），選擇f =0.20mm/r。 確定切削速度v :根據(jù)表5-43的計(jì)算公式確定切削速度(5-4-1)kTmaX fy式中，C 291，x 0.15， y 0.20，m=0.20。因本例中的加工條件與公式條件不完全相同，故需根據(jù)表5-32對(duì)鏜削速度進(jìn)行修正：根據(jù)刀具耐用度T=60min ,的修正系數(shù) 氐=1.0;根據(jù)工件材料b 570MPa,得修正系數(shù)kMv =1.18;根據(jù)毛坯表面狀態(tài)得修正

38、系數(shù)為ksv=1.0;刀具材料為YT5 ,的修正系數(shù)ktv=0.65;此處為鏜孔，經(jīng)插值得修正系數(shù)kgv =0.765;主偏角29160。.2 20.15 0.20.245，得修正系數(shù)k ,=1.0。所以 1.0 1.18 1.0 0.65 0.765 1.0m/min=93.6m/min10001000 93.6 /nr/min 562.4r/mi nd53查表5-44，根據(jù)CA6140機(jī)床上的主軸轉(zhuǎn)速n=560r/min,則實(shí)際切削速度為dn53 56093.2m/ min10001000下:檢驗(yàn)機(jī)床功率：由表2-10查得切削力Fc和切削功率巳計(jì)算公式如FcCFca；FVFc nFkFc

39、(N)(5-4-2)Fc60 1000(kW)(5-4-3)CFc =2650 , xFc =1.0 ,FcyFc =0.75，n Fc =-0.15，kFckTFc kMFc kgFc k r Fc k 0Fc，由表5-32得：與刀具耐用度有關(guān)的修正系數(shù)kTFc =1.0；與工件材料有關(guān)的修正系數(shù)kMFc =0.92；經(jīng)插值得鏜孔相對(duì)于外圓縱車時(shí)的修正系數(shù)kg/。=1.04 ；與主偏角有關(guān)的修正系數(shù)k rFc =1.0；與前角有關(guān)的修正系數(shù) k oFc =1.04。因此總的修正系數(shù)為kFc =1.0 為.92 X.04 *0 為.04=1.0所以，切削力為Fc 2650 21.00.200.

40、75 93.2 0.15 1.0N=802.99N切削功率為Pm陀99 932kW=1.25kW60 103根據(jù)表5-46知：CA6140機(jī)床主軸電動(dòng)機(jī)功率 PE =7.5kW，因Pm v PE , 故上述切削用量可用。最后確定的切削用量為:a p=2mm, f =0.2mm/r，=93.2m/min(n=560r/min)。確定加工倒角切削用量因?yàn)樵摴ば蛑械牡菇侵饕菫榱搜b配方便， 故在實(shí)際生產(chǎn)過程中，加工 倒角時(shí)并不需要詳細(xì)的計(jì)算，切削用量與粗鏜 55mm孔的相同即可。由表2-24得鏜孔的基本時(shí)間為I3單件小批生產(chǎn)時(shí)的試切長度，單位為 mm ；i 進(jìn)給次數(shù)。已知 I =91mm， l1 =

41、f =0.2mm/r, n=560r/mi n,i =1Tj（四）工序25 （半精鏜22.5 mm=4.5mm， l2 =4mm， l3 =0， tan 45所以，基本時(shí)間為91 °5 4 ° min =0.89min0.2 56055mm孔）切削用量及基本時(shí)間的確定(5-4-4)-切削加工長度，單位為mm；刀具切入長度，單位為mm， l1ap(2 3);tan r刀具切出長度，單位為mm，丨2 =:(35) mm；Tjfn式中，I2Il1 l1 l2 l3i本工序?yàn)榘刖M 55mm孔，機(jī)床采用最常用的CA6140臥式車床，采 用YT15硬質(zhì)合金刀具，根據(jù)加工條件和工件材料

42、由表5-35、表5-36得刀具參數(shù)為主偏角r 45、前角° 10、刃傾角s 5、刀尖圓弧半徑 r0.6mm。選用桿部直徑為20mm得圓形鏜刀。由表5-40知鏜刀的鈍磨標(biāo)準(zhǔn)為1.4mm,鏜刀合理耐用度為T=60min確定半精鏜55mm孔的切削用量 確定背吃刀量ap：由前述可知粗鏜是雙邊加工余量為 1.5mm,半精鏜后孔直徑為54.5mm,故單邊余量為0.75mm,即ap=0.75mm。確定進(jìn)給量f :對(duì)于半精加工，根據(jù)表5-57,按CA6140機(jī)床的進(jìn)給量(表 5-42),選擇 f=0.10mm/r確定切削速度v :根據(jù)表2-8的計(jì)算公式確定切削速度m xap(5-5-1)式中，C 2

43、91 , x 0.15 , y 0.20 , m=0.20。因本例中的加工條件與公式條件不完全相同，故需根據(jù)表 5-32對(duì)鏜削速度進(jìn)行修正：根據(jù)刀具耐 用度T=60min ,的修正系數(shù)kTV =1.0;根據(jù)工件材料b 570MPa,得修正系數(shù)kMv =1.18;根據(jù)毛坯表面狀態(tài)得修正系數(shù)為ksv=1.0;刀具材料為YT5 ,的修正系數(shù)ktv=0.65;此處為鏜孔，經(jīng)插值得修正系數(shù)kgv =0.765;主偏角45，得修正系數(shù)k rv=1.0o所以291600.20.750.15 0.10.21000nd1000 空r/min54.51120r/min1.0 1.18 1.0 0.65 0.765

44、 1.0m/min=191.7m/mi查表5-44，根據(jù)CA6140機(jī)床上的主軸轉(zhuǎn)速n=900r/min,則實(shí)際切削速度為dn1000154m/min1000Pm計(jì)算公式如 檢驗(yàn)機(jī)床功率：由表2-10查得切削力Fc和切削功率 下：FcCFcapFc fyFc nFc kFc(N)(5-5-2)PmFc60 1000(kW)(5-5-3)其中，CFc =2650 ,xFc =1.0 ,yFc =0.75 , n Fc =-0.15 ,kFckTFckMFckgFc k rFck 0Fc ,由表5-32得：與刀具耐用度有關(guān)的修正系數(shù)kTFc =1.0；與工件材料有關(guān)的修正系數(shù)kMFc =0.92；

45、經(jīng)插值得鏜孔相對(duì)于外圓縱車時(shí)的修正系數(shù)kgFc =1.04 ；與主偏角有關(guān)的修正系數(shù)k rFc =1.0；與前角有關(guān)的修正系數(shù) k 0Fc =1.04。因此總的修正系數(shù)為kFc =1.0 為.92 X.04 *0 為.04=1.0所以，切削力為故上述切削用量可用。Fc2650 0.751.0 0.100.75 154 0.15 1.0 N=166N切削功率為166 154巳3 kW=0.43kW60 10根據(jù)表5-46知：CA6140機(jī)床主軸電動(dòng)機(jī)功率 Pe =7.5kW，因Pm V Pe ,最后確定的切削用量為:ap=0.75mm, f =0.1mm/r,=154m/min（n=900r/m

46、in）。基本時(shí)間Tj由表5-47得鏜孔的基本時(shí)間為Tjl1 l213 .i fn式中，l切削加工長度，單位為mm；l1 刀具切入長度，單位為mm,l1%tan r（2 3）；l2 刀具切出長度，單位為mm,S= （35） mm；l3單件小批生產(chǎn)時(shí)的試切長度，單位為 mm ；進(jìn)給次數(shù)已知 I =91mm ,0.751 = tan452.5 mm=3.25mm , l2 =4mm , l3 =0 ,f =0.1mm/r, n=900r/mi n, i =1。所以，基本時(shí)間為91 3.25 4 0Tjmin = 1.14minJ 0.1 900(五) 工序45 (鉆4W20螺紋底孔18mm)切削用量

47、及基本時(shí)間 的確定本工序?yàn)殂@4個(gè)M20mm孑L,所用機(jī)床為Z3025搖臂鉆床。根據(jù)表5-19 知選取d=18mm, L=228mm ,莫氏圓錐號(hào)為2號(hào)的莫氏錐柄麻花鉆作為刀具。 根據(jù)表5-84選擇的鉆頭參數(shù)30 , 2=118°,書=50° , f 12。由表5-48知，當(dāng)d°< 20mni時(shí)，選擇鉆頭刀面磨損極限為 0.8mm,耐用度T=45min確定鉆4如20螺紋底孔18mm的切削用量 確定背吃刀量ap:鉆孔時(shí),ap 18? °=9mm。 確定進(jìn)給量f : 按照加工要求決定進(jìn)給量。鉆頭直徑d0=18mm,工 件材料為鑄鋼且b =570MPa時(shí)，

48、根據(jù)表5-50,進(jìn)給量f取值范圍為 0.35-0.43mm/r。由于鉆孔后要用絲錐螺紋，f需乘上系數(shù)0.5,又由于鉆孔深度大于3倍直徑，需乘上修正系數(shù)kf。由于d-育3.9，經(jīng)插值得klf =0.95 綜上得進(jìn)給量f的取值范圍f = ( 0.350.43) X).5 %.95mm/r=(0.1660.204)mm/r。根據(jù)Z3025機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)給量，查表 5-51，選取f =0.2mm/r 確定切削速度：根據(jù)表5-52的計(jì)算公式確定切削速度(m/min)c d：m Xvya p f式中C 4.4,Z =0.4, x 0 , y =0.7, m=0.2。因本例的加工條件與該公式應(yīng)用條件不完全相同，

49、故需要對(duì)切削速度進(jìn)行修正。由表5-53得：根據(jù)刀具耐用度T=45min，得修正系數(shù)kTv 1.0 ;工件材料b =570MPa,得修正系數(shù)kMv 1.16 ;鉆孔時(shí)工件經(jīng)過退火熱處理，得修正系數(shù)ksv=0.9;刀具材料為高速鋼，得修正系數(shù)ktv =1.0;鉆頭為標(biāo)準(zhǔn)刃磨形狀，得修正系數(shù)kx =0.87;鉆的切削用量為 ap=9mm, f =0.2mm/r,=14.1m/min(n=250r/min)。kvkTvkMvksv ktvkxk|f=1.0X.16 X.9X.0X.87X.85=0.774.4 X180.44509。X0.20.7 X).77=15.51m/minn 込 1000 15

50、51r/min =274.4r/mind03.14 18根據(jù)Z3025機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，由表 5-54選取n=250r/min，實(shí)際轉(zhuǎn)速為空 314 18 250 14.1m/min1000 1000校驗(yàn)機(jī)床功率:由表5-55知，查得轉(zhuǎn)矩Mc和切削功率Pm計(jì)算公式如下:Mc=CMd；MyMkM (N m)(5-9-2)(5-9-3)式中：cm =0.305， zm =2.0， ymPM c Cm 30d。=0.8， kMkMM kxM khM，由表 5-56 得：與加工材料有關(guān)的修正系數(shù)kMM =°.88；與刃磨形狀有關(guān)的修正系數(shù)kxM =1-0；與刀具磨鈍有關(guān)的修正系數(shù)khM =0

51、.87。因此總的修正系數(shù)為:kM =0.88 X.0 087=0.77。所以擴(kuò)孔時(shí)轉(zhuǎn)矩為Mc0.305 X182.0 X0.20.8 X0.77 N -m=21N- m切削功率為21 仏10.55 kW30 18主電動(dòng)機(jī)功率由表5-14知，Z3025機(jī)床主軸最大轉(zhuǎn)速Tm=196.2N m。Pe =2.2kW。由于Mc V Tm，Pm V Pe，故選擇的切削用量可用。最后所確定基本時(shí)間Tj由表5-57得擴(kuò)孔的基本時(shí)間L I 11 丨2j fn fn式中，丨一一工件切削部分長度，單位為 mm；h刀具切入長度，單位為mm，l1扌血r+3；l2刀具超出長度，單位為 mm，J= （24） mm；3=8.

52、4mm， l2=3mm，f =0.2mm/r，已知：l=70mm，l118 cot1182 2n=250r/min。所以，加工4個(gè)孔所用的基本時(shí)間為Tj6 70 8.4 30.2 2506.5min六）工序50 （精鏜55mm孔及倒角C2）切削用量及基本時(shí)間的確本工序?yàn)榫M及倒角C2,機(jī)床采用最常用的CA6140臥式車床，兩個(gè) 工步采用YT30硬質(zhì)合金刀具，根據(jù)加工條件和工件材料由表 5-35、表5-36 得刀具參數(shù)為主偏角r 45、前角°10、刃傾角s 5、刀尖圓弧半徑r0.6mm。選用桿部直徑為20mm得圓形鏜刀。由表5-40知鏜刀的鈍磨標(biāo)準(zhǔn)為0.6mm,鏜刀合理耐用度為T=60

53、min。確定精鏜55mm孔的切削用量 確定背吃刀量ap：由前述可知粗鏜是雙邊加工余量為0.5mm,粗鏜后孔直徑為 55mm，故單邊余量為0.25mm，艮卩ap=0.25mm。確定進(jìn)給量f :對(duì)于精加工，根據(jù)表5-42,按照CA6140車床的進(jìn)給量，選擇=0.08mm/r。確定切削速度v :根據(jù)表5-43的計(jì)算公式確定切削速度Tm x ap f(5-10-1)式中，C 291 , x 0.15 , y 0.20 , m=0.20。因本例中的加工條件與公式條件不完全相同，故需根據(jù)表 5-32對(duì)鏜削速度進(jìn)行修正：根據(jù)刀具耐用度T=60min，的修正系數(shù) 張=1.0；根據(jù)工件材料b 570MPa,得修

54、正系數(shù)kMv =1.18；根據(jù)毛坯表面狀態(tài)得修正系數(shù)為ksv=1.0;刀具材料為YT30，得修正系數(shù) 爲(wèi)=1.4;此處為鏜孔，經(jīng)插值得修正系數(shù)kgv =0.765；主偏角2910.20.150.2600.250.0845，得修正系數(shù)k rv=1.0。所以1000 3308r/min 1915.5r/min551.0 1.18 1.0 1.4 0.765 1.0m/min=330.8m/mi1000 n d查表5-44，根據(jù)CA6140機(jī)床上的主軸轉(zhuǎn)速n=1400r/min,則實(shí)際切削速度為dn55 1400241.78m/min 10001000檢驗(yàn)機(jī)床功率：由表5-45查得切削力Fc和切削功率巳計(jì)算公式如下:F