推土机“右支架座”机械设计与加工工艺

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，Φ55mm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分，每一部分都有一与轴接触的Φ55mm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Φ43.5mm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Φ55mm孔，公差等级达到IT8级，表面粗糙度为Ra1.6µm。该孔是右支架的主要设计基准。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Φ55mm孔轴线垂直，两个Φ43.5mm孔的轴线应垂直与Φ55mm孔轴线，且两Φ43.5mm轴线的夹角应为46°±10′，夹角顶点在Φ55mm孔的轴线上。

从工艺上看，Φ43.5mm孔的轴线对Φ55mm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。Φ55mm孔公差等级为IT8级，表面粗糙度为Ra1.6μm，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

()()%1%8114000%%1++⨯⨯=++=βαQn N 4500×（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，如多采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材料ZG310-570，因此可以确定毛坯的制造形式为铸造。一般工程用铸钢的特性和应用见表。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Φ55mm 孔的轴线方向上还有一个Φ49mm 孔，从减少加工余量考虑，此处的毛坯孔可以与Φ55mm 的毛坯孔一起铸成阶梯孔。2个Φ43.5mm 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，可以确保加工质量、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。Φ55mm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Φ55mm孔为基准，即遵循“基准重合”的原则。同时为了定位可靠，使加工过程稳定、减小振动，还可选B、C平面为精基准。即选Φ55mm 孔及地面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。为了避免过定位可采用Φ55mm孔一段短孔与端面的组合，或采用Φ55mm孔长孔与Φ55mm孔一小部分端面的组合。考虑到该零件精度不是太高以及加工时的稳定性，最终选底面B和工艺凸台C作为第一定位基准，限制三个自由度，Φ55mm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Φ55mm孔中心线的旋转自由度，还可选二个Φ43.5mm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，体现了“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。

Φ55mm孔为重要表面，加工时要求余量小而均匀，因此应选择该Φ55mm长孔为粗基准。但此时的定位、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，这样可使定位和加紧方便、可靠。由于采用机械造型，铸件有一定的精度，基本可以保证Φ55mm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