1、推土机右支架座机械设计及加工工艺doc第一部分第一节 序 言本次课程设计的任务是针对生产实际中的一个零件东方红 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括了十四 道工序，可分类为铣平面、镗内孔、钻孔、扩孔、攻螺纹、倒角、铣开、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， 55m m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， 所以加工此 孔时需要经过粗镗、 半精镗、 精镗三道工序加工而成， 而其他表面的加工都为粗 加工，经一道工序即可完成。本次课程设计从机械加工工艺分析对零件进行制造和研究，用二维 CAD 制
2、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、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和活塞杆2本身亦需做微幅摆动。 活塞杆2伸出端与 铲臂 1 铰接，油缸 3 的尾部与轴线固定的轴 4 铰接。右支架 5 的作用是在轴 4的一端对其进行固定 .右支架 5 都分上盖和支架座两部
3、分，每一部分都有一与轴 接触的55mm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 460的两个 43.5mm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与推土机底盘铆接，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的主要作用是连接与紧固。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可以看出，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 55mm孑L,公差等级达到IT8级，表面粗糙度 为Ra1.6E。该孔是右支架的主要设计基准。 从
4、表面间的位置精度要求来看,B两端面（即前、后两端面）应与 55mm孔轴线垂直，两个 43.5mm孔的轴 线应垂直与 55mm孔轴线，且两 43.5mm轴线的夹角应为46 0,夹角顶 点在 55mm孔的轴线上。从工艺上看，43.5mm孔的轴线对 55mm孔的轴线的垂直度要求为 0.2/100,相当于公差等级10级，可以通过使用专用夹具来保证。55mm孔公差 等级为IT8级，表面粗糙度为Ra1.6卩m可通过精镗保证。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
5、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 Qn1 % % 45000M2（X 2螺纹底孔 18mm工序 50：定位基准：底面B、工艺凸台C面、55mm孔及一个精镗55mm孔（工步一）及倒角 C2 （工步二）定位基准：顶面 A 及 49mm 孔。 20mm 孔。工序 55；铣开（两次安装）安装一：铣开零件一侧
6、20mm 孔。定位基准：底面B、工艺凸台C面、55mm孔及一个 安装二：铣开零件另一侧定位基准：底面B、工艺凸台C面、55mm孔及铣开的切口。工序60:扩上盖6X21mm孔定位基准：剖分面、55mm半圆孔及一端面。工序65:4HM2O 2底孔倒角（工步一）、攻402（X 2支架座螺纹（工步二）定位基准：55mm半圆孔、端面及一个 20mm孑L。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ZG310-570,屈服强度 s=310 MP a，抗拉强度 b =570MPa采用砂型机器造型，且为成批生产。由表 5-2知，铸钢件采用砂型机器造型时，铸件尺寸公差为
7、CT8CT12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/mm备注55mn孔、 49mn孔3.06.0基本尺寸取孔轴向长度尺寸 101mm顶面A因铸造顶面，故加大取4.0面A、面B为双侧均加工，并考虑铸造情况，基本尺寸为 101mm底面B3.02个43.5mm孔3.06.0基本尺寸为孔深尺寸 68mm零件重量约为7.4kg,加上加工余量，经过估算，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，
8、 所得毛 坯尺寸如下表所示：右支架毛坯尺寸零件尺寸/mm单边加工余量/mm毛坯尺寸/mm101顶面A为4,底面B为31085534949343 43.53 37.5（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/mm1082.5.25108 1.25492.01 49 1432.01 43 1 37.51.80.9 37.5 .9（四）绘制毛坯简图七、工序设计一）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适应，初步选定各工序机床如下：工
9、序 05、 10铣平面： XA5032 立式升降台铣床，主要技术参数见表 5-13；工序 15、20、25、50 镗孔：由于加工的零件外轮廓尺寸不大，故宜在车 床上镗孔，选择常用的CA6140卧式车床。同时，由于使用时间长短的不同，各机床的精度也不同,在选择机床进行粗、精加工工序时应不同；工序 30、35扩孔、倒角： Z35 摇臂钻床,主要参数见表 5-14；工序40、45、60、65钻孔、攻螺纹：Z3025摇臂钻床，主要技术参数见 表 5-14；工序 55 铣开： XA6132 卧式铣床，主要技术参数见表 5-13； 2、选择夹具对于成批生产的零件， 大多数采用专用机床夹具。 在保证加工质量
10、、 操作方 便、满足高效的前提下， 亦可部分采用通用夹具。 本机械加工工艺规程中所有工 序均采用了装用机床夹具，需专门设计、制造。3、选择刀具在右支架的加工中，采用了铣、镗、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：铣刀 工序05、10中顶面A、底面B采用端铣刀来进行加工。工序 05中要求铣削深度为ap=4mm,工序10要求铣削深度为ap=3mm,铣削宽度均为aw=94mm。根据表5-15,选用高速钢镶齿套式端铣刀。由表 5-16知所需铣刀直径为110130mm。查表5-17知，满足加工要求的铣刀直径 d=125mm,孔径 D=40mm,宽 L=40mm，齿数 z=14。
11、工序 55 中铣开加工所用铣刀，根据工件尺寸，由表 5-18知，选用中齿锯片铣刀(GB6120-1996),直径 d=160mm,孔径 D=32mm,宽 L=5mm，齿数 z=48。 镗刀 在车床上加工的工序,一般都选用硬质合金刀具。加工钢制零件可采用 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，且均可采用 r =45，直径为 20mm 的圆形镗刀进行加工。 钻头 从零件要求和 加工经济性考虑，采用锥 柄麻花钻头（ GB 1438-2008）完成加工工序。工序 30 中，采用麻花钻扩孔，由表 5-19 知，选用d=43.5mm的高速钢锥柄麻花钻；工序3
12、5中，采用锪钻进行倒角；工序40中， 选用 20mm的麻花钻钻6个 20mm孑L;工序45中，由表5-20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。 丝锥 根据表5-21可知，选用M200=67.2mm/min根据XA5032型立式铣床工作台进给量表 5-13,选择标准纵向进给量，选取fmz =60mm/min，则实际的每齿进给量为:fz 占 mm/z=0.071mm/z校验机床功率根据表5-31和5-32的计算公式，铣削时的功率Pc(kw)和切削力Fz的计算公式为:(5-1-2)Fcv巳 4(kW)FcypzX qp jfd nUf
13、eCpapF f/ ae zkkFc (N)(5-1-3)CF 788, xF 0.95,yp 0.8, Uf1.1, Wf 0,qF 1.1,ap 4mm,f z 0.071mm / z, a。94mm, z 14,v 23.55mm /min , do125mm, n 60r/mn所以切削力Fz为:-Tcc 0.95 0.8 - 1.1 . L 788 4 0.071 94 14 小 一“Fc 0.92 N 3336.15N1251.1切削时的功率Pm为:PmXA5032铣床主电动机功率为3336.15 23.55 “ kW=1.31kW60 10007.5kW，故所选切削用量合适。最后所
14、确定的切削用量为：ap 4mm, fz0.071mm/ z， n 60r / min，fmz 60mm/ min。基本时间Tj根据表5-33知，r 90勺端铣刀对称铣削的基本时间Tj为:T L l1 l2Ij ;mz其中：L工件铣削部分长度，单位 mm；l1 切入行程长度，单位 mm , l1 0.5（d Jd2a2）aP（1 2）tan rl2切出行程长度，单位mm, 12=13fmz工作台每分钟进给量，单位mm/min。已知： fmz =60mm/min， l =94mm，l2=1mm,l, =0.5 （125-山252 -942）4一+ （1 2）tan60=25mm, l1 + l2=
15、26mm；所以：Tj 邑二6min=2min。 j 60（二）工序15 （粗镗49mm孔及退刀槽3X0 56mm）切削用量及基本时间的确定本工序为粗镗及切退刀槽，已知条件与工序05相同，机床采用最常用的CA6140卧式车床，工步1采用YT5硬质合金刀具，根据加工条件和工件材料由表5-35、表5-36得刀具参数为主偏角r 45、前角0 10、刃倾角s 5、刀尖圆弧半径r 0.6mm。选用杆部直径为20mm得圆形镗刀。由表5-40知镗刀的钝磨标准为1.4mm,镗刀合理耐用度为T=60min。工步2采用高速钢内孔切槽加工完成。确定粗镗49mm孔的切削用量1确定背吃刀量ap：由前述可知粗镗是双边加工余量为 6mm,粗镗后孔直径为 49mm 故单边余量为3mm,即卩ap =3mm。2确定进
