推土机“右支架座”机械设计及加工工艺

推土机“右支架座”机械设计及加工工艺

第一节序言

本次课程设计的任务是针对生产实际中的一个零件一一东方红一75推土机

铲臂右支架，制定其机械生产加工工艺规程。该零件的工艺过程总共包含了十四

道工序，可分类为铳平面、链内孔、钻孔、扩孔、攻螺纹、倒角、铳开、去毛刺

等工序。由于所加工的推土机铲臂右支架是带孔的零件，055mm孔不但是精度

要求最高的孔，而且也是该零件的设计基准、装配基准与测量基准，因此加工此

孔时需要通过粗像、半精锋、精像三道工序加工而成，而其他表面的加工都为粗

加工，经一道工序即匕完成。

本次课程设计从机械加工工艺分析对零件进行制造与研究，用二维CAD制

图软件夹具的总装配图，并手工绘制夹具体零件图。

第二节零件图的工艺分析

一、零件的功用分析

题目所给的零件是东方红——75推土机铲臂右支架5.它位于推土机的前

部，其作用是用来支撑铲臂上油缸3的支座，如图2-1所示。推土机在工作过程

中，其铲臂1应能绕其回转中心上下摆动。摆动的动力是由油缸3提供的，通

过油缸油腔的进油与出油，可使得油缸活塞杆2伸出与缩回，从而实现铲臂1

的上下摆动。同时，油缸3与活塞杆2本身亦需做微幅摆动。活塞杆2伸出瑞与

铲臂1较接，油缸3的尾部与轴线固定的轴4较接。右支架5的作用是在轴4

的一端对其进行固定.右支架5都分上盖与支架座两部分，每一部分都有一与轴

接触的①55mm半圆孔，上盖与支架座通过螺钉与轴4连接在一起。支架体上有

轴线空间交叉成46。±10,的两个①43.5mm的叉孔，叉孔与杆6焊死。杆6的

另外一端与一块钢板7焊接在一起，钢板7与推土机底盘钾接，最终把轴4与底

盘固定在一起。从零件的实际功用看，右支架5的要紧作用是连接与紧固。

1-铲臂2-活塞杆3-油缸4-轴5-右支架6-杆7-钢板

图2-1右支架功用是意图

二、零件的工艺分析

从零件图上能够看出，标有表面粗糙度符号的表面有平面、退刀槽、内孔等。

其中，表面粗糙度要求最高的是中55mm孔，公差等级达到IT8级，表面粗糙度

为Ra1.6Nm。该孔是右支架的要紧设计基准。从表面间的位置精度要求来看，A、

B两端面（即前、后两端面）应与①55mm孔轴线垂直，两个中43.5mm孔的轴

线应垂直与中55mm孔轴线，且两①43.5mm轴线的夹角应为46。±10）夹角顶

点在①55mm孔的轴线上。

从工艺上看，①43.5mm孔的轴线对中55mm孔的轴线的垂直度要求为0.2

/100,相当于公差等级10级，能够通过使用专用夹具来保证。中55mm孔公差

等级为IT8级，表面粗糙度为Ral.6um,可通过精镇保证。平面A、B用于轴的

轴向定位，小凸台C平面与B平面在同一平面上，在零件的工作过程中不起作

用。

由于工艺凸台C平面面积较小，为保证铸件质量，将B、C平面取为浇铸的底面

位置，将A面作为浇铸时的顶面位置。

对右支架零件图进行工艺审核后，可知该零件图视图正确、完整、尺寸、公差

及技术要求齐全，加工要求合理，零件的结构工艺性较好。

机械加工工序的安排

一、确定零件的生产类型

按设计任务书，东方红——75推土机年产量为4500台/年，其上有左、右支

架各一件。若右支架备品率为8%,机械加工废品率为1%,则该零件的年生产

纲领为

N=0?(14-«%+^%)=4500X(1+8%+1%)件/年=4905件/年(3-1)

可见，右铲臂支架的年生产量为4905件。推土机铲臂支架可看成独立的一

部分，属轻型机械。因此，根据表，有生产纲领与生产类型的关系可确定该零件

的生产为中批生产，其毛坯制造、加工设备及工艺装备的选择应呈现中批生产的

工艺特点，如多使用通用设备配以专用的工艺装备等。

二、确定毛坯制造形式

由该零件的功用及推土机的工作状况知，铲臂支架与连接支架上盖与支架座

的螺钉承受的都是冲击性载荷，故要求该支架材料应具备较高的强度与抗冲击能

力。因此，原设计单位选用了既满足要求，价格有相对低廉的铸钢药料

ZG310-570,因此能够确定毛坯的制造形式为铸迨。通常工程用铸钢的特性与应

用见表。由于该支架为成批生产，由表可知，选择砂型机器造型，铸钢件的公差

等级为CT9级。

该零件的形状不是十分复杂，因此毛坯的形状与零件的形状应尽量接近。由

于在中55mm孔的轴线方向上还有一个①49mm孔，从减少加工余量考虑，此

处的毛坯孔能够与①55mm的毛坯孔一起铸成阶梯孔。2个①43.5mm孔径也较

大，因此在铸造时也应铸成出毛坯孔。

三、选择定位基准

定位基准的选择是工艺规程制定中的重要工作，它是工艺路线是否正确合理

的前提。正确与合理地选择定位基准，能够确保加工质量、缩短工艺过程、简化

工艺装备结构与种类、提高生产率。

⑴精基准的选择

精基准的选择原则为：基准重合原则、基准统一原则、互为基准原则、自为

基准原则。可根据以上原则进行精基准的选择。

右支架是带孔的零件。中55mm孔不但是精度要求最高的孔，而且也是零件

的设计基准。装配基准与测量基准。为避免由于基准不重合而产生的误差，保证

加工精度，应选中55mm孔为基准，即遵循“基准重合”的原则。同时为了定位可

靠，使加工过程稳固、减小振动，还可选、平面为精基准。即选中孔

BC55mHi

及地面B、工艺凸台面C所构成的组合平面作为精基准，以一个长孔与一个大端

面定位。为了避免过定位可使用中55mm孔一段短孔与端面的组合，或者使用

中55mm孔长孔与中55mm孔一小部分端面的组合。考虑到该零件精度不是太

高与加工时的稳固性，最终选底面B与工艺凸台C作为第一定位基准，限制三

个自由度，①55mm短孔作为第二定位基准，限制二个自由度。为了限制右支架

绕中55mm孔中心线的旋转自由度，还可选二个①43.5mm孔之一的外缘表面作

为第三定位基准，在此设置一个挡销。在右支架的加工过程中，该组合表面还可

作为大部分工序的定位基准，加工其他的次要表面，表达了“基准统一''的选择原

则。

⑵粗基准的选择

粗基准的选择原则为：合理分配加工余量的原则、保证相互位置的要求的原

则、便于装夹的原则。

①55mm孔为重要表面，加工时要求余量小而均匀，因此应选择该①55mm

长孔为粗基准。但如今的定位、夹紧装置结构复杂。考虑到该零件精度要求不是

太高，可选底面B与工艺凸台面C的组合表面作为粗基准，这样可使定位与加

紧方便、可靠。由于使用机械造型，铸件有一定的精度，基本能够保证中55mm

孔的加工余量均匀。

由上可看出，粗、精基准选择结果基本上是一致的，均选择了底

面B与工艺凸台面C所构成的组合表面。

四、选择加工方法

⑴平面的加工

平面的加工方法很多，有车、包IJ、铳、磨、拉等。关于本支架，面A与面B

的粗糙度要求Ral2.5内n,其距离尺寸100mm为未注公差尺寸。由表5-11,根据

GB/T1804-2000规定,选用中等级（m）,相当于IT13级,故可考虑粗车或者粗

端铳，但车削加工底面的工艺凸台C时会出现断续车削，冲击较大，故选择端

铳加工方式。

（2）孔及退刀槽的加工

孔的加工方式有钻、扩、镖、拉、磨等。关于已铸出①55mm孔与中49mm

孔的阶梯型毛坯，可采取在车床上锋孔的方式。原因之一是该零件的结构紧凑，

重量也不大，适用于车削加工；原因之二是该零件精度不是很高，使用车床镜孔

较为经济。

关于中49mm孔，其公差等级为IT14,退刀槽属未注公差尺寸，两孔都可

一次伸出。中55mm孔的公差等级为IT8级，表面粗糙度要求为Ral.6Nm,可采

取粗镣一半精镇一精镣的加工方式。

关于右支架座上四个M20mm螺纹底孔及6个中20mm孔，都属于未注公差

尺寸，可在实体上一次钻出。关于二个①43.5mm孔，要求其轴线与①55mm孔

轴线垂直，且二个①43.5孔轴线夹角成46。±1（匕考虑到毛坯上已有预铸孔，可

采取一次扩孔实现。加工方法有两种：①用麻花钻扩孔；②用扩孔钻扩孔，在

实际生产中常用经修磨的麻花钻当扩孔钻使用。由表5-12知钻孔的公差等级为

FD2〜IT13,能够满足加工要求，故这里使用锥柄麻花钻进行扩孔。

⑶螺纹加工

右支架座上4个M20mm螺纹孔应采取攻螺纹的方式。在攻螺纹工序之前应

设置一道倒角工序，或者在本工序中应先设一道倒角工步，以避免折断丝锥，使

攻螺纹顺利进行。

（4）零件的剖开

右支架最终要分成上盖与支架座两部分，剖分面表面粗糙度要求为Ra12.5

um,中心面应通过①55mm孔的轴线。可利用心轴定位将其一次或者分两次在

铳床上用锯片铳刀铳开。为使定位方便及使夹具的结构简单采取在一个工序中分

两次安装铳开的方法，即在卧铳刀杆上装有两把锯片铳刀，分别用于铳开右支架

的一半。

五、制定工艺路线

1）右支架零件的生产类型是中批量生产，其工艺特点是尽量选用通用机床

并配以专用夹具。在安排本零件工艺路线的过程中要紧考虑了下列几个方面：

⑴底面B与①55mm孔一部分短孔为精基准，同时底面B也是粗基准，根

据“先面后孔''与"基面先行''的原则，最先开始加工顶面A与底面B,底面B与工

艺凸台面C属于同一平面，装卡后一次加工。

⑵右支架加工表面中中55mm孔精度最高，一切工序都是围绕保证该孔的精

度开安排。根据“先主后次”的原则，①55mm孔应安排在工艺路线的前部进行，

但又不能一次加工到设计要求，否则在后续的工序中利用该表面定位加工一些次

要表面时，有可能损伤该表面。

（3）“先粗后精”是针对整个工艺路线而言的，而并非只对某一表面而言。关于

中55mm孔，它是其他次要表面的基准，务必先加工出来。在具体处理时可将

①55mm孔半精加工后作为统一的精基准来加工其他次要表面，待这些次要表面

加工完成之后在对其精加工至图样要求。

2）工艺路线安排

如何安排工艺路线，一定要根据现场实际情况，具体情况具体分析。最终的

工艺路线安排如下：

工序05：粗铳顶面A

定位基准：底面B、工艺凸台C面。

工序1（）：粗细底面B、工艺凸台C面

定位基准：顶面A。

工序15：粗镇中49mm孔（工步一）及退刀槽3«D56mm（工步二）

定位基准：底面B、工艺凸台C面及①55mm毛坏孔。

工序20：粗锤①55mm孔（工步一）及倒角C2（工步二）

定位基准：顶面A及049mm孔。

工序25：半精馍①55mm孔

定位基准：顶面A及①49mm孔。

工序30：扩2x643.5mm孔

定位基准：底面B、工艺凸台C面、①55mm孔及①43.5mm孔外缘。

工序35:2x①43.5mm倒角C2

定位基准：底面B、工艺凸台C面、①55mm孔及①43.5mm孔外缘。

工序40：钻6x620mm孔

定位基准：底面B。工艺凸台€/面。①55mm孔及一个643.5mm孔。

工序45：钻4xM20x2螺纹底孔中18mm

定位基准：底面B、工艺凸台C面、①55mm孔及一个小20mm孔。

工序5（）：精獴①55mm孔（工步一）及倒角C2（工步二）

定位基准:顶面A及①49mm孔。

工序55；铳开（两次安装）

安装一：铳开零件一侧

定位基准：底面B、工艺凸台C面、①55mm孔及一个中20mm孔。

安装二：铳开零件另一侧

定位基准：底面B、工艺凸台C面、①55mm孔及铳开的切口。

工序60：扩上盖6x①21mm孔

定位基准：剖分面、①55mm半圆孔及一端面。

工序65：4xM20x2底孔倒角(工步一)、攻4xM2()x2支架座螺纹(工步二)

定位基准：①55mm半圆孔、端面及一个中20mm孔。

工序70：去毛刺、清洗、检验。

六、确定毛坯余量及毛坯尺寸

(一)确定加工余量

该支架材料为ZG310-57(),屈服强度q=31()MPa,抗拉强度外=57()MPa,使

用砂型机器造型，且为成批生产。由表5-2知，铸钢件使用砂型机器造型时，铸

件尺寸公差为CT8〜CT12级，此处选为CT9级。由表5-3选择加工余量为H级,

根据机械加工后铸件的最大轮廓尺寸有表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

加工表面单边余量/mm双边余量备注

/mm

①55mm孔、①3.06.0基本尺寸取孔轴向长度尺寸

49mm孔

顶面A因铸造顶面，故加面A、面B为双侧均加工，并考虑铸

大取4.0造情况，基本尺寸为lOlnm

底面B3.0

2个中43.5nun孔3.06.0基本尺、J为孔深尺寸68刖

零件重量约为7.4kg加上加工余量，通过估算，毛坯重量约为9.5kg。

(二)确定毛坯基本尺寸

加工表面的毛坯尺寸只需将零件尺寸加上相应的加工余量即可，所得毛

坏尺寸如下表所示:

右支架毛坯尺寸

零件尺寸/mm单边加工余量/mm毛坯尺寸/mm

101顶面A为4,底面B为3108

①553049

①493①43

①43.53037.5

（三）确定毛坯尺寸公差

由表5-3查得各铸件加工尺寸公差如表4-3所示：

表4-3右支架铸件加工尺寸公差

毛坯尺寸/mm公差/mm按“对称”标注结果/mm

1082.5±1.25108±1.25

0492.0±1049+1

0432.0±1043+1

①37.51.8±0.9037.5+0.9

（四）绘制毛坯简图

右支架毛坯简图

七、工序设计

(-)加工设备与工艺设备的选择

1、选择加工设备

选择加工设备即选择机床类型。其经济精度应与零件表面的设计要求相习惯,

初步选定各工序机床如下：

⑴工序05、10铳平面：XA5032立式升降台铳床，要紧技术参数见表5-13；

(2)工序15、20、25、50链孔：由于加工的零件外轮廓尺寸不大，故宜在车

床上像孔，选择常用的CA6140卧式车床。同时，由于使用时间长短的不一致，

各机床的精度也不一致，在选择机床进行粗、精加工工序时应不一致；

⑶工序30、35扩孔、倒角：Z35摇臂钻床，要紧参数见表5-14；

⑷工序40、45、60、65钻孔、攻螺纹：Z3025摇臂钻床，耍紧技术参数见

表5-14；

⑸工序55铳开：XA6132卧式铳床，要紧技术参数见表5-13；

2、选择夹具

关于成批生产的零件，大多数使用专用机床夹具。在保证加工质量、操作方

便、满足高效的前提下，亦可部分使用通用夹具。本机械加工工艺规程中所有工

序均使用了装用机床夹具，需专门设计、制造。

3、选择刀具

在右支架的加工中，使用了铳、链、钻、扩、攻螺纹等多种加工方式，与之

相对应，初选道具的情况如下：

⑴铳刀工序05、10中顶面A、底面B使用端铳刀来进行加工。工序05

中要求铳削深度为叫=4mm,工序10要求铳削深度为与=3mm,铳削宽度均为

%=94mm。根据表5-15,选用高速钢镶齿套式端铳刀。由表5-16知所需铳刀直

径为110〜130mm。查表5-17知，满足加工要求的铳刀直径d=125mm,孔径

D=40mm,宽L=40mm,齿数z=14。

工序55中铳开加工所用铳刀，根据工件尺寸，由表5-18知，选用中齿锯片

铳刀(GB6120-1996),直径d=160mm,孔径D=32mm,宽L=5mm,齿数z=48。

⑵像刀在车床上加工的工序，通常都选用硬质合金刀具。加工钢制零件

可使用YT类硬质合金，粗加工时用YT5,半精加工时用YT15精加工时用YT30,

且均可使用储=45。，直径为20mm的圆形链刀进行加工。

⑶钻头从零件要求与加工经济性考虑，使用锥柄麻花钻头(GB

1438-2008)完成加工工序。工序30中，使用麻花钻扩孔，由表5-19知，选用

d=43.5mm的高速钢锥柄麻花钻；工序35中，使用钱钻进行倒角；工序40中，

选用①20mm的麻花钻钻6个中20mm孔；工序45中,由表5-2()知,钻M20mm

螺纹底孔的钻头直径为18mm,由表5-84知，选用d=18mm的高速钢锥柄麻花

钻。

(4)丝锥根据表5・21可知，选用M20x2细柄机用丝锥(摘自GB3464-2007)

完成攻螺纹工序。

4、选择量具

选择连狙的原则是艰据被测量的对象的要求，在满足测量精度的前提3尽

量选用操作方便、测量效率高的量具。本零件属于成批生产，通常使用通用量具。

(二)确定工序尺寸

确定工序尺寸时，关于加工加工精度较低的表面，只需粗加工工序就能保证

设计要求，将设计尺寸作为工序尺寸即可，上下偏差也按设计规定。当加工表面

精度较高时，往往要通过数道工序才能达到要求。关于右支架的加工要求可知，

只有①55mm的孔加工表面精度要求比较高，其他表面只需经粗加工工序就能保

证设计要求。因此只需计算①55mm孔的工序尺寸、余量及公差。

①55mm孔的加工需要通过三道工序，同时定位基准与工序基准重合。由前

知其总加工余量为6mm,其公差等级为IT8级。参考卧式铳锋床的切削用量与

加工精度参数，由5-24与表5-25知精锥时直径上切深。产0.6〜1.2mm表面粗糙

度为Ra6.3〜1.6Nm,孔径公差带为H6〜H8；半精镣时，4P=1.5〜3mm、Ra25〜

12.5Pm,孔径公差带为H8〜H9；粗镇时。产5〜8mm、Ra25Mm,孔径公差带为

HI0-H12o按照上述方法，确定①55mm孔的工序加工余量、工序尺寸公差及

表面粗糙度如下表：

①55mm孔加工各工序要求

加工表面：①55mm孑L精镶半精镶粗镇毛东

工序双边余量/mm0.51.54

工序尺寸及公差/mm①55±0.02054.5产中53产①49±1

表面粗糙的/Rm1.66.325

八、确定切削用量与基本时间

切削用量包含切削速度、进给量及背吃刀量三项，确定的方法是先确定

背吃刀量a0，进给量J；而后确定切削速度以不一致的加工性质，对切削

加工的要求是不一样的。因此，在选择切削用量时，考虑的侧重点也有所不

区别。

（一）工序05（粗铳顶面A）切削用量及其基本时间的确定

（1）切削用量

本道工序是粗细端面，已知加工材料为ZG310-570,仆=570MPa,铸件无

外皮，机床为XA5032型立式铳床，所选刀具为高速钢镶齿套式面铳刀，其

参数：直径d=125mm,孔径D=40mm,宽L=40mm,齿数z=14.根据表5-26

确定铳刀角度，选择前角九二2（）。，后角%=12。，主偏角勺二60。，螺旋角

/?=10°o已知铳削宽度aw=94mm,铳削背吃刀量a产=4mm。

①确定每齿进给量力根据表5-13知XA5032型立式铳床的主电动

机功率为7.5kW,查表5-27知当工艺系统刚性中等、镶齿端铳刀加工钢料

时，每齿进给量£二0.08〜0.15mm/z。由于本工序背吃刀量与铳削宽度较大,

选择最小的吃进给量=0.（）8mm/z.

②选择铳刀钝磨标准与耐用度根据表5-28,用高速钢镶齿端铳

刀粗加工钢料时，选择铳刀后刀面磨损极限为1.8mm,已知铳刀直径

d=125mm,查表5-29经插值的端铳刀的合理耐At度T=150min。

③确定切削速度D与工作台每分钟进给量根据表5-3()知，高速

钢铳削速度15〜25m/min,

〃二1222E=38.2~63.7r/min

衣/

根据XA5032型立式铳床转速表，选择n=60i7min=Ir/s,则实际切削速度v：

7idn"x125x60

v=------=23.55m/min

10001000

工作台每分钟进给量人Z为:

fm/=f,xzxn=0.08x14x60=67.2mm/min

根据XA5032型立式铳床工作台进给量表5-13,选择标准纵向进给量，选取

/lll4=60mm/min,则实际的每齿进给量为:

/=&=60mm/z=0.071mm/z

■zn14x60

④校验机床功率根据表5-31与5-32的计算公式，铳削时的功率介

(kw)与切削力£的计算公式为:

(kW)(5-1-2)

60x1000

口CF琮打琮z1

「北屋尸—外(N)(5-1-3)

式中

CF=788,xF=0.95,y尸=0.8，u.=1.1，wF=0,qF=1.1,a„=4nm，

fz=0.07InniZz,ac=,z=14,v=23.55mm/niin,d0=125mm,n=60r/niin

因此切削力工为:

788x4'。.叫OS2N3336.15N

X=

125,J

切削时的功率R为:

=3336.15x23.55kw=j31kW

m60x1000

XA5032铳床主电动机功率为7.5kW,故所选切削用量合适。最后所确定的

切削用量为：ap=4nun,f.=0.071nun/z,n=60r/min,fm:=60〃掰?/min。

⑵基本时间(

根据表5-33知，储＜90。的端铳刀对称铳削的基本时间q为：

=L+L+1

j_Jfmz

其中：L——工件铳削部分长度，单位mm；

/,——切入行程长度，单位mm,乙=0.5(d—五二^)+上一+(1〜2)

tanKr

12——切出行程长度，单位mm,，2=1〜3

f,n.----工作台每分钟进给量，单位mm/mino

已知：/MJ.=60mm/minr/=94mm,/2=lmm,

/,=0.5(125-7l252-942)+--—+(1〜2)=25mm,/,+/,=26mm；

'tan6001-

因止匕：T.-9、*J，min=2min。

760

(二)工序15(粗锋中49mm孔及退刀槽3xO56mm)切削用量及

基本时间的确定

本工序为粗镇及切退刀槽，已知条件与工序05相同，机床使用最常用的

CA6140卧式车床，工步1使用YT5硬质合金刀具，根据加工条件与工件材

料由表5-35、表5-36得刀具参数为主偏角5-45。、前角九=10。、刃倾角

4=-5。、刀尖圆弧半径弓=0.6〃?〃z。选用杆部直径为20mm得圆形馍刀。

由表5-4()知像刀的钝磨标准为1.4mm,镇刀合理耐用度为T=6()min。工步

2使用高速钢内孔切槽加工完成。

(1)确定粗馍①49mm孔的切削用量

①确定背吃刀量时：由前述可知粗镶是双边加工余量为6mm,粗镣后

孔直径为①49mm,故单边余量为3mm,即询二3mm。

②确定进给量/:根据表5-41,当粗镇钢料，镇刀杆直径为20mm,

〃p=3mm,键刀伸出长度为l()()mm时，/=().15〜().25mm/r。按CA6140车

床的进给量(表5-57),选择/=0.20mm/r。

③确定切削速度v：根据表5-43的计算公式确定切削速度

v=-----------kn

pJ

式中，Ct>=291,儿=0.15,九=0.20,m=0.20o因本例中的加工条件与

公式条件不完全相同，故需根据表5-32对馍削速度进行修正：根据刀具耐

用度T=60min,得修正系数与=1.0；根据工件材料%,=570MPa,得修正

系数3,=1.18；根据毛坯表面状态得修正系数为g=1.0；刀具材料为YT5,

的修正系数熊=0.65；此处为镇孔，经插值得修正系数A”=0.765；主偏角

，二45。，得修正系数攵修二1.0。因此

291

v=——-------------xl.Ox1.18xl.Ox0.65x0.765x1.0m/min=88.1m/min

60a2x3o,5x0.2°*

1000t?1000x88.1

n=-------r/min=572.6r/min

祖/rx49

查表5-44,根据CA6140机床上的主轴转速n=560r/min,则实际切削速度为

就nL>X49x560””,.

u=-----=-----------------=86.16/77/min

10001000

④检验机床功率：由表2-1()查得切削力用与切削功率心计算公式如

下:

Fc=C«，fyFd%Z

(5-3-2)

En=(kW)

60x1000

其中，CF=2650，=1.0,yFc=0.75,=-0.15,

kkkkkk

Fe=TF(MFe^iKrF(r.Fe,由表5-32得：与刀具耐用度有关的修

正系数%町=1。与工件材料有关的修正系数匕吟=0.92；经插值得像孔

相关于外圆纵车时的修正系数左以=1.()4；与主偏角有关的修正系数

与前角有关的修正系数攵为%=1.04,因此总的修正系数为

^Fc=1.0x0.92x1.04xl.Ox1.04=1.0

因此，切削力为

工=2650x310x0.20075x88.r0J5x1.0N=1214.06N

切削功率为

1214.06x88.1

kW=1.45kW

60x103

根据表5-55知：CA6140机床主轴电动机功率4=7.5kW,因型〈耳,

故上述切削用量可用。最后确定的切削用量为:

〃/>=3mm,f=0.2mm/r,u=88.1m/min(n=560r/min)o

⑵确定加工退刀槽的切削用量

选用高速钢切槽刀，使用手动进给，选择主轴转速n=40r/min,切削速度

为:

Mn4x56x40..___..

V=------=--------------/n/min=7.03〃z/mm

10001000

⑶基本时间工

由表2-24得镂孔的基本时间为

T=/+4+11j

厂>

式中，/——切削加工长度，单位为mm；

刀具切入长度，单位为mm,乙=-^=+(2〜3)；

tanKr

•刀具切出长度，单位为mm,乙=(3〜5)mm；

-单件小批生产时的试切长度，单位为mm；

i——进给次数。

3

已知I=9mm,/,=——:——+2.5mm=5.5mm,L=4mm,L=0,

tan45°

f=0.2mm/r,n=560r/min,/=10因此，基本时间为

9+5.54-4+0

min=0.165min

3=0.2x560

三）工序2（）（粗镶中55mm孔及倒角C2）切削用量及基本时间的确

定

本工序为粗镇及倒角C2,机床使用最常用的CA6140卧式车床，两个

工步使用YT5硬质合金刀具，根据加工条件与工件材料由表5-35、表5-36

得刀具参数为主偏角“二45。、前角九=10。、刃倾角4=-5。、刀尖圆弧半

径弓=0.6〃〃〃。选用杆部直径为20mm得圆形镶刀。由表5-40知链刀的钝

磨标准为1.4mm,链刀合理耐用度为T=6（）min。

⑴确定粗键①55mm孔的切削用量

①确定背吃刀最品：由前述可知粗馍是双边加工余量为4mm,粗镣后

孔直径为中53mm,故单边余量为2mm,即4〃=2mm。

②确定进给量/：根据表5-41,当粗镶钢料，键刀杆直径为20mm,

链刀伸出长度为100mm时，/=O.I5-O.3Omm/r。按CA6140车

床的进给量（表5-42）,选择/=0.20mm/r。

③确定切削速度v：根据表5-43的计算公式确定切削速度

u=0”k

(5-4-1)

Tma^fyuu

式中，C,=291,%=0.15,儿=0.20,m=0.20o因本例中的加工条件与

公式条件不完全相同，故需根据表5-32对锋削速度进行修正：根据刀具耐

用度T=60min,的修正系数底=1.0；根据工件材料/=570MPa,得修正

系数攵%,=1.18；根据毛坯表面状态得修正系数为痣,=1.0；刀具材料为YT5,

的修正系数鼠=0.65；此处为链孔，经插值得修正系数3-0.765；主偏角

Kr=45°,得修正系数女1=1.0。因此

291

I)=---------------------------------x1.0x1.18x1.0x0.65x0.765x1.0m/min=93.6m/min

6O°-2X2O,5XO.202

lOOOu1000x93.6

n=r/min=562.47*/min

位/万x53

查表5-44,根据CA6140机床上的主轴转速n=560r/min,则实际切削速度为

7nln乃x53x560

v=-----=---------=--9--3-.-2〃?/min

10001000

④检验机床功率：由表2・10查得切削力匕与切削功率心计算公式如

下:

［二，。；"小「分标(N)

(5-4-2)

二卜沙

p(kW)

m60x1000

(5-4-3)

其中，CF=2650,=1.(),yF=0.75,几=-0.15,

k"=kTF,kMF,kgF、kKrF,kyoF,,由表5-32得：与刀具耐用度有关的修

正系数%町=1。与工件材料有关的修正系数£“尼=0.92；经插值得像孔

相关于外圆纵车时的修正系数kgFc=1.04；与主偏角有关的修正系数

与前角有关的修正系数左为%=1-04,因此总的修正系数为

"=1.0x0.92x1.04x1,Ox1.04=1.0

因此，切削力为

,o750J5

Fc=2650x2xO.2O°-x93.2-x1.0N=802.99N

切削功率为

802.99x93.2

匕kW=1.25kW

60xl03

根据表5-46知：CA6140机床主轴电动机功率4=7.5kW,因匕V尸七，

故上述切削用量可用。最后确定的切削用量为：

ap=2mn\1f=0.2mm/r,u=93.2m/min（n=560r/min）o

⑵确定加工倒角切削用量

由于该工序中的倒角要紧是为了装配方便，故在实际生产过程中，加工

倒角时并不需要全面的计算，切削用量与粗钱中55mm孔的相同即可。

（3）基本时间7；

由表2-24得像孔的基本时间为

（5-4-4）

式中，/——切削加工长度，单位为mm；

/,——刀具切入长度，单位为mm,4='Z=+（2〜3）；

tanKr

L---刀具切出长度，单位为mm,12=（3〜5）mm；

单件小批生产时的试切长度，单位为mm；

i——进给次数。

2

已知/=91mm,/.=---------+2.5mm=4.5mm,I、=4mm,/,=0,

'tan45°2

f=0.2mm/r,n=560r/min,/=lo因此，基本时间为

91+4.5+4+0

TJ=min=0.89min

0.2x560

（四）工序25（半精链中55mm孑L）切削用量及基本时间的确定

本工序为半精钝①55mm孔，机床使用最常用的CA6140卧式车床，使

用YT15硬质合金刀具，根据加工条件与工件材料由表5-35、表5-36得刀

具参数为主偏角“二45。、前角九=10。、刃倾角4=-5。、刀尖圆弧半径

rc=0.6mm0选用杆部直径为20mm得圆形像刀，由表5-40知镂刀的钝磨

标准为1.4mm,键刀合理耐用度为T=60min。

(1)确定半精镇中55mm孔的切削用量

①确定背吃刀量力，:由前述可知粗馍是双边加工余量为1.5mm,半精

馍后孔直径为①54.5mm,故单边余量为0.75mm,即％=().75mm。

②确定进给量/：关于半精加工，根据表5-57,按CA6140机床的进

给量(表5-42),选择/=0.lOmm/r。

③确定切削速度v：根据表2-8的计算公式确定切削速度

u-Qk

U-A.,(5-5-1)

1

TFpJf"

式中，=291,=0.15,=0.20,m=0.20。因本例中的加工条件与

公式条件不完全相同，故需根据表5・32对锋削速度进行修正：根据刀具耐

用度T=6()min,的修正系数.二1.0；根据工件材料药,=570MPa,得修正

系数=1.18；根据毛坯表面状态得修正系数为心产1.()；刀具材料为YT5,

的修正系数除二0.65；此处为链孔，经插值得修正系数3=0.765；主偏角

Kr=45°,得修正系数院*=1.0。因此

291/

v=---------------------—xl.0xl.18xl.0x0.65x0.765x1.()m/min=19

60°2X0,750J5X0.1°-2

n

100()01000x191.7

n=-------r/min=1120/7min

血”■x54.5

查表5-44,根据CA6140机床上的主轴转速n=9()()r/min,则实际切削速度为

7tdn7x54.5x900

I)==154/H/min

10001000

④检验机床功率：由表2-10查得切削力£与切削功率匕计算公式如

下:

产小标(

4=1*N)(5-5-2)

FR

(kW)(5-5-3)

60x1000

其中，CF=2650,XF.=1.(),yF=0.75,=-().15,

^Fc=kTF,kMF,kgF院下及04,由表5-32得：与刀具耐用度有关的修

正系数左丁二1。与工件材料有关的修正系数匕吟=0.92；经插值得像孔

相关于外圆纵车时的修正系数kg%=1.04；与主偏角有关的修正系数

^=1.0；与前角有关的修正系数七为七二1.04,因此总的修正系数为

^Fc=1.0x0.92x1.04xl.Ox1.04=1.0

因此，切削力为

,o075,5

F(=2650x0.75xO.lOx154■°xl.0N=l66N

切削功率为

166x154

PkW=0.43kW

tn60x10'

根据表5-46知：CA6140机床主轴电动机功率4=7.5kW,因匕〈耳,

故上述切削用量可用。最后确定的切削用量为：%=0.75mm,/=0.1mm/r,

u-\54m/min(n=900r/min)。

⑵基本时间

由表5-47得镣孔的基本时间为

T=/+4+1+，3j

，一下

式中，/——切削加工长度，单位为mm：

L——刀具切入长度，单位为mm,/,=-^+(2-3)；

tanKr

12---刀具切出长度，单位为mm,。=(3〜5)mm；

13——单件小批生产时的试切长度，单位为mm；

i——进给次数。

().75

已知/=9Imm,/.=—:-----+2.5mm=3.25mm,L=4mm,L=0,

1tan45°

f=0.1mm/r,n=900r/min,Z=1o因此，基本时间为

91+3.25+4+0

min=1.14min

0.1x900

(五)工序45(钻4xM20螺纹底孔①18mm)切削用量及基本时间

的确定

本工序为钻4个M20mm孔，所用机床为Z3O25摇臂钻床。根据表5-19

知选取d=18mm,L=228mm,莫氏圆锥号为2号的莫氏锥柄麻花钻作为刀具。

根据表5-84选择的钻头参数力=30。，2①二118。，4)=50°,%=12。。由表5-48

知，当4)g20mm时，选择钻头刀面磨损极限为0.8mm,耐用度T=45min。

(1)确定钻4xM2()螺纹底孔①18mm的切削用量

①确定背吃刀量。：钻孔时=丫~-=9mm

〃〃Oo

②确定进给量f：按照加工要求决定进给量。钻头直径d°=18mm,工

件材料为铸钢且％=570MPa时，根据表5-50,进给量/取值范围为

035-().43mm/r。由于钻孔后要用丝锥螺纹，/需乘上系数().5,又由于钻孔深

度大于3倍直径，需乘上修正系数与。由于=3=3.9,经插值得际=0.95。

d。18

综上得进给量/,的取值范围/二(0.35〜0.43)xO.5xO.95mm/r=(O.l66〜

0.204)mm/ro根据Z3O25机床标准进给量，查表5-51,选取/=().2mm/r。

③确定切削速度」：根据表5-52的计算公式确定切削速度

=。”哈］

「"优"为"(m/min)

式中C。=4.4,Z。=0.4,/=0,兀=0.7,m=0.2。因本例的加工条件与该公式

应用条件不完全相同，故需要对切削速度进行修王。由表5-53得：根据刀具

耐用度T=45min,得修正系数27V=1.0；工件材料巧二570MPa,得修正系数

£%,=1.16；钻孔时工件通过退火热处理，得修正系数3=0.9；刀具材料为高

速钢，得修正系数底二1。钻头为标准刃磨形状，得修正系数配尸0.87；钻

孔深度/=3.9〃，得修正系数&=0.85。因此

kY=kTvkMvkxvkwkxuklf=1.Ox1.16x0.9x].0x0.87x0.85=0.77

u=，■X厂厂x0.77=15.51m/min

450-2x9°x().2°-7

1000u1000X15.51

r/min=274.4r/min

同。3.14x18

根据Z3025机床标准主轴转速，由表5-54选取n=250r/min,实际转速为

巩〃3.14x18x250

I)—-------------------------------------=14.1m/min

10001000

④校验机床功率：由表5-55知，查得转矩与切削功率之计算公

式如下：

MC=CM若“尸”kM(N-m)