工艺课程设计

沈阳理工大学应用技术学院课程设计说明

目 录

工艺部分······················································································2 1.1有关零件的结构分析和功用·························································2 1.1.1 零件的功用···········································································2 1.1.2零件的结构分析······································································2 1.2课题（提供的技术资料）····························································2 1.2.1生产纲领···············································································2 1.2.2技术资料···············································································3 1.3毛坯的种类··············································································3 1.3.1确定毛坯的种类······································································3 1.4定位基准的选择原则··································································3 1.4.1粗基准的选择原则···································································3 1.4.2精基准的选择原则···································································4 1.5工艺规程的拟定········································································4 1.5.1制定工艺规程的原则································································4 1.5.2拟定工艺路线·········································································4 1.6机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的确定······································4 1.6.1确定加工余量和工序尺寸··························································4 1.6.2确定毛坯尺寸·········································································5 1.7确定切削余量···········································································6 1.7.1确定和计算切削用量································································6 1.8工时定额的确定········································································14 1.8.1计算工时定额·········································································15 结论······························································································18 致谢······························································································18 参考文献························································································19

工艺部分

1.1有关零件的结构分析和功用: 1.1.1 零件的功用:

题目所给的零件是ZW-6/7型空气压缩机的填料箱盖（见附图1）主要作用是保证与填料箱体联接后保证密封性，对内表面的加工精度要求比较高，对配合面的表面粗糙度要求也较高。

1.1.2 零件的结构分析:

套类零件的主要加工表面有孔、外圆、和端面．其中孔既是装配基准又是设计基准，加工精度和表面粗糙度一般要求较高，内外圆之间的同轴度及端面与孔的垂直度也有一定的技术要求．题目所给填料箱盖有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：

填料箱盖的零件图中规定了一系列技术要求：（查表1.4-28《机械制造工

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艺设计手册》）

1.以ф65h5（0?0.013）轴为中心的加工表面。

包括：尺寸为ф65h5（0?0.013）的轴，表面粗糙度为1.6， 尺寸为ф80的与

?0.0360ф65h5（0?0.013）相接的肩面, 尺寸为ф100f8(?0.090)与ф65H5（?0.013）同轴度为?0.0480.025的面. 尺寸为ф60H8(0)与ф65h5（0?0.013）同轴度为0.025的孔。

?0.0482.以ф60H8(0)孔为中心的加工表面。

?0.048尺寸为78与ф60H8(0)垂直度为0.012的孔底面,表面粗糙度为0.4,须研

磨。

?0.0483. 以ф60H8(0)孔为中心均匀分布的12孔,6-ф13.5,4-M10-6H深20孔

深24及4-M10-6H。

4.其它未注表面的粗糙度要求为6.3,粗加工可满足要求。 1.2课题（提供的技术资料） 1.2.1生产纲领：1000件/年 1.2.2技术资料：

（1）选用机床设备参数：

卧式车床C620-1，转塔车床365L，摇臂钻床Z3025，C616，金刚镗床，X63，T60，M115B，研磨机。 （2）选用机床刀具参数：

YG6外圆车刀 ，切槽刀，φ25、φ13.5、φ8.5麻花钻，φ32扩孔钻，φ43锪孔钻，φ10丝锥，金刚石车刀，YG30、YG10镗刀，端面铣刀，内孔车刀，砂轮G36 YA6N 20X6X8，金刚玉微分。 （3）选用机床夹具：

三爪卡盘，专用夹具。 （4）选用量具：

卡板，卡尺，塞规，螺纹塞规，粗糙度仪。 1.3毛坯的种类

1.3.1确定毛坯的种类：

零件材料为HT200，考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本,保证零件工作的可靠,采用铸造。由于年产量为1000件，属于中批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型。

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1.4定位基准的选择原则 1.4.1粗基准的选择原则：

对于一般轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。按照有关的粗基准选择原则（保证某重要表面的加工余量均匀时，选该表面为粗基准。若工件每个表面都要求加工，为了保证各表面都有足够的余量，应选择加工余量最小的表面为粗基准）。

1.4.2精基准的选择原则

按照有关的精基准选择原则（基准重合原则；基准统一原则；可靠方便原则），对于本零件，有中心孔，可以以中心孔作为统一的基准，但是随便着孔的加工，大端的中心孔消失，必须重新建立外圆的加工基面，一般有如下三种方法：

当中心孔直径较小时，可以直接在孔口倒出宽度不大于2MM的锥面来代替中心孔。若孔径较大，就用小端孔口和大端外圆作为定位基面，来保证定位精度。

采用锥堵或锥套心轴。

精加工外圆亦可用该外圆本身来定位，即安装工件时，以支承轴颈本身找正。 1.5工艺规程的拟定

1.5.1制定工艺规程的原则：

按照先加工基准面，先面后孔、先粗后精的原则，布置工艺路线。 1.5.2拟定工艺路线：

工序Ⅰ 车削左右两端面。

工序Ⅱ 粗车ф65，ф80，ф75，ф155外圆及倒角。 工序Ⅲ 钻ф30孔、扩ф32孔，扩ф47孔。 工序Ⅳ 精车ф65外圆及与ф80相接的端面.

?0.046工序Ⅴ 粗、精、细镗ф60H8（0)孔。

工序Ⅵ 铣ф60孔底面 工序Ⅶ 孔底面

工序Ⅷ 镗ф60孔底面沟槽。 工序Ⅸ 研磨ф60孔底面。

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工序Ⅹ 钻6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹 工序Ⅺ 终检。

1.6机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的确定 1.6.1确定加工余量和工序尺寸：

（1）外圆表面(ф65、ф80、ф75、ф100、ф91、ф155)考虑到尺寸较多且相差不大，为简化铸造毛坯的外形，现直接按零件结构取为ф86、ф106、ф161的阶梯轴式结构，除ф65以外，其它尺寸外圆表面粗糙度值为Ra6.3um,只要粗车就可满足加工要求。

（2）外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差。查《机械制造工艺设计手册》,铸件轮廓尺寸(长度方向>100～160mm,故长度方向偏差为?2.5 mm。长度方向的余量查表,其余量值规定为3.0～3.5 mm.现取3.0 mm。

、?43内孔。毛坯为实心。两内孔精度要求自由尺寸精度要求，Ra （3）?32为6.3,钻——扩即可满足要求。

?0.048（4）内孔ф60H8(0)。要求以外圆面ф65h5（0?0.013）定位，铸出毛坯孔

ф30。

查表：

粗镗ф59.5 2Z=4.5 精镗ф59.9 2Z=0.4

?0.046细镗ф60H8(0) 2Z=0.1 ?0.046(5) ф60H8(0)孔底面加工.

按照《工艺手册》表：

1.研磨余量 Z=0.010～0.014 取Z=0.010 2.磨削余量 Z=0.2～0.3 取Z=0.3 3.铣削余量 Z=3.0-0.3-0.01=2.69

(6)底面沟槽.采用镗削,经过底面研磨后镗可保证其精度.Z=0.5。 (7) 6—?13.5孔及2—M10—6H孔、4—M10—6H深20孔。均为自由尺寸精度要求。

1．6—?13.5孔可一次性直接钻出。

2．查《工艺手册》表，得攻螺纹前用麻花钻直径为ф8.5的孔。

钻孔 ф8.5 攻螺纹 M10

1.6.2确定毛坯尺寸

（1）外圆表面(ф65、ф80、ф75、ф100、ф91、ф155)考虑到尺寸较多且相差不大，为简化铸造毛坯的外形，现直接按零件结构取为ф86、ф106、ф161的阶梯轴式结构。

（2）外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差，查表可取余量3.0 mm。

、?43内孔。毛坯为实心。 （3）?32

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?0.048（4）内孔ф60H8(0)铸出毛坯孔ф54。

1.7确定切削余量

1.7.1确定和计算切削用 工序Ⅰ：车削端面、外圆：

本工序采用计算法确定切削用量 工件材料：HT200，铸造。

加工要求：粗车ф65、ф155端面及ф65、ф80、ф75、ф100，ф155外圆，表面粗糙度值Ra 为6.3。

机床：C620—1卧式车床。

刀具：刀片材料为YG6，刀杆尺寸为16mm×25mm,kr=90°,r0=15°?0=12

·rR=0.5mm。

计算切削用量：

（1）粗车ф65、ф155两端面：

确定端面最大加工余量：已知毛坯长度方向单边余量为3?1.25mm，则毛坯长度方向的最大加工余量为4.25mm,分两次加工,ap=2mm计。长度加工方向取IT12级，取?0.04mm。确定进给量f:根据《切削用量简明手册》（第三版）表1.4,当刀杆16mm×25mm, ap≤2mm时,以及工件直径为ф160时。

f=0.5～0.7mm/r

按C620—1车床说明书（见《切削手册》表1.30）取f=0.5 mm/r计算切削速度: 按《切削手册》表1.27,切削速度的

计算公式为：

Vc=

cvTapfmxvyvkv(m/min)

kv cv=1.58, xv=0.15, yv=0.4,m=0.2。修正系数kksv=0.8, kkv=1.04, kkrv=0.81, kBV=0.97

所以：

Vc=

见《工艺手册》,即kmv=1.44,

1.58?1.44?0.8?1.04?0.81?0.97 0.20.150.460?2?0.5

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=66.7(m/min) 确定机床主轴转速：

ns=

1000VC1000?66.7==253(r/min) 3.14?84?d?按机床说明书（见《工艺手册》）与253r/min相近的机床转速

选取305r/min。实际切削速度 V=80m/min （2） 粗车ф160端面： 确定机床主轴转速：

ns=

1000VC1000?66.7==133(r/min) 3.14?160?d?按机床说明书（见《工艺手册》表）与133r/min相近的机床

转速选取150r/min。实际切削速度 V=75.4m/min

工序Ⅱ：（1）粗车?65, ?80, ?75, ?100外圆以及槽和倒角：

切削深度:先?84车至?80以及?104车至?100。 进给量: 见《切削手册》

Vc=

=

cvTapfmxvyvkv(m/min)

1.58?1.44?0.8?1.04?0.81?0.97 0.20.150.460?2?0.5 =66.7(m/min)

确定机床主轴转速:

ns=

1000VC1000?66.7==204(r/min) 3.14?104?d?按机床选取n?=230 r/min。所以实际切削速度：

?dn3.14?104?230==75.1 m/min 10001000检验机床功率: 主切削力：

V=

Fc=CFcapxFCf

yFCvcnFCkF

CCFC=900, xFC=1.0 , yFC=0.75 , nFC=-0.15

kMF=(

HBnF2000.4)?()?1.02 190190kkr=0.73

所以：

FC=900?1.5?0.50.75?66.7?0.15?1.02?0.73?598(N)

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切削时消耗功率：

Pc=

FcVc598?66.7??0.665(KW)

6?1046?104由《切削手册》表中C630-1机床说明书可知, C630-1主电动机功率为7.8KW,

当主轴转速为230r/min时,主轴传递的最大功率为2.4KW,所以机床功率足够,可以正常加工。

（2） 粗车?65外圆： 实际切削速度：

V=

（3) 车?75外圆：

取 nw=305r/min

实际切削速度：

V=

（4） 粗车?100外圆：

取 nw=305r/min

实际切削速度：

V=

（5）车槽7.5：

采用切槽刀，rR=0.2mm 根据《机械加工工艺师手册》

取 f=0.25mm/r nw=305r/min

工序Ⅲ：钻扩?32mm、及?43孔。Z3025摇臂钻床：

（1）钻孔?25mm

选择进给量 f=0.41mm/r 选择切削速度（见《切削手册》）

V=12.25m/min

（见《切削手册》，按5类加工性考虑）

ns?

?dwnw3.14?305?65?62.3m/min =

10001000?dwnw3.14?305?75?71.9m/min =

10001000?dwnw3.14?305?100?95.78m/min =

100010001000v1000?12.25??130(r/min) ?dw??307

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按机床选取：

nw=136r/min（按《工艺手册》表4.2-2） 则实际切削速度

v??dn1000???25?1361000?10.68m/min

（2） 钻孔?32mm 根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔的进给量与切削速度之关系为

f=（1.2～1.3）f钻 v=（

11~）v钻 23公式中f钻、v钻为加工实心孔时的切削用量，查《切削手册》

得 f钻=0.56mm/r

v钻=19.25m/min） 并令： f=1.35 f钻=0.76mm/r

按机床取f=0.76mm/r；

v=0.4v钻=7.7m/min

ns?1000v1000?7.7??76.6r/min ?d??32按照机床选取：

nw?97r/min

所以实际切削速度：

v??dwnw1000???32?971000?7.84m/min

(3)钻孔?47mm

根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔的进给量与切削速度之关系为

f=（1.2～1.3）f钻 v=（

11~）v钻 23公式中f钻、v钻为加工实心孔时的切削用量，查《切削手册》

得 f钻=0.56mm/r（表2.7）

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v钻=19.25m/min（表2.13） 并令： f=1.35 f钻=0.76mm/r

按机床取f=0.76mm/r

v=0.4v钻=7.7m/min

ns?1000v1000?7.7??52.6r/min ?d??47按照机床选取：

nw?97r/min

所以实际切削速度： ?dn??47?97v?ww??14.13m/min

10001000工序Ⅳ ：钻6—?13.5, 2-M10-6H, 4-M10-6H深孔深24：

（1） 钻6-?13.5：

f=0.35mm/r V=17mm/min

1000V所以 n==401(r/min)

??13.5按机床选取： nw?400r/min 所以实际切削速度为：

v??dwnw1000???13.5?4001000?16.95m/min

（2） 钻2?M10?6H底孔Φ8.5：

f=0.35mm/r v=13m/min

1000v所以n==487r/min

??8.5按机床选取 nw?500r/min 实际切削速度

v??dwnw1000???8.5?5001000?13.35m/min

（3） 4?M10?6H深20，孔深24，底孔Φ8.5：

f=0.35mm/r v=13m/min

1000v所以 n==487r/min

??8.5按机床选取 nw?500r/min 实际切削速度

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v??dwnw1000???8.5?5001000?13.35m/min

(4)攻螺纹孔2?M10?6H：

r=0.2m/s=12m/min

所以 ns?382r/min

按机床选取

nw?315r/min则

实际切削速度

v??dwnw1000???10?3151000?9.9m/min

（5）攻螺纹4-M10：

r=0.2m/s=12m/min 所以 ns?382r/min

按机床选取

nw?315r/min则

实际切削速度：

v??dwnw1000???10?3151000?9.9m/min

工序Ⅴ：精车Φ65mm的外圆及与Φ80mm相接的端面： 车床：C620-1

（1）精车端面

Z=0.4mm

ap?0.2mm

f?0.1mm/r

计算切削速度：按《切削手册》，切削速度的计算公式为（寿命选T=90min）

vc?cvkv(m/min)

Tmapxvfyv式中cv?158， xv?0.15, yv?0.4， m?0.15修正系数kv见《切削手册》 所以：

vc?cvxTmapvfyvkv?158?1.44?0.8?1.04?0.81?0.97?257m/min

600.15?0.20.15?0.10.4

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ns?1000vc1000?257??1023r/min ?dw??80按机床说明书（见《工艺手册》）选择800r/min

所以实际切削速度 ：

1200???80v??301m/min

1000（1）精车Φ65外圆：

2Z=0.3 f=0.1mm/r

vc?cvkv(m/min)

Tmapxvfyv式中cv?158， xv?0.15, yv?0.4， m?0.15修正系数kv见《切削手册》 所以：

vc?cvxTmapvfyvkv?158?1.44?0.8?1.04?0.81?0.97?257m/min 0.150.150.460?0.2?0.1nw?1200r/min

所以实际切削速度：

1200???65?245m/min

1000（2）精车外圆Φ100mm

2Z=0.3mm Z=0.15mm f=0.1mm/r

v?vc?257m/min r/min 取 nw?1200实际切削速度：

v?1200???100?376.8m/min

1000?0.048工序Ⅵ：精、粗、细镗ф60H8(0)mm孔：

（1）粗镗孔至Φ59.5mm

2Z=4.5mm则

Z=2.25mm

1000v1000?35nw???185r/min

?d??60查有关资料，确定金刚镗床的切削速度为v=35m/min，f=0.8mm/min由于T740金刚镗主轴转数为无级调数，故以上转数可以作为加工时使用的转数。

（2）精镗孔至Φ59.9mm

2Z=0.4mm， Z=0.2mm

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f=0.1mm/r v=80m/min

1000v1000?80nw???425r/min

?d3.14?60?0.046（3）细镗孔至?60H8(0)mm

由于细镗与精镗孔时共用一个镗杆，利用金刚镗床同时对工件精、细镗孔，故切削用量及工时均与精樘相同。

ap?0.05mm f=0.1mm/r

nw=425r/min V=80m/min

工序Ⅶ：铣Φ60孔底面：

铣床：X63系列

铣刀：选用立铣刀 d=10mm L=115mm 齿数Z=4 切削速度：参照有关手册，确定v=15m/min

aw?7mm

ns?1000v1000?15=477.7r/min ??dw??10采用X63卧式铣床，根据机床使用说明书（见《工艺手册》）

取 nw=475r/min

故实际切削速度为：

v??dwnw1000???10?4751000?14.9m/min

当nw?475r/min时，工作台的每分钟进给量fm应为：

fm?fzznw?0.08?4?475?150mm/min

查机床说明书，刚好有fm?150m/min故直接选用该值。

倒角1x45°采用90°锪钻

工序Ⅷ：磨Φ60孔底面：

①．选择磨床：

选用MD1158（内圆磨床） ②．选择砂轮：

见《工艺手册》第三章中磨料选择各表，结果为A36KV6P 20×6×8mm ③．切削用量的选择：

r/min，v砂?27.5m/s 砂轮转速 n砂?1500

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轴向进给量 fa?3mm 径向进给量 fr?0.015mm

工序Ⅸ： 镗Φ60mm孔底沟槽：

内孔车刀 保证t=0.5mm，d=2mm

工序Ⅹ： 研磨Φ60mm孔底面：

采用手工研具进行手工研磨：Z=0.01mm。 1.8工时定额的确定 1.8.1计算工时定额

（1）粗车ф65、ф155两端面：

计算切削工时，取：L=

tm=

（2）粗车ф160端面：

计算切削工时，取：L=

tm=

160=80mm, L1=3mm, L2=0mm, L3=0mm 284=42mm, L1=3mm, L2=0mm, L3=0mm 242?3?2=0.59(min)

305?0.580?3?2=2.21(min)

150?0.5（3）粗车160与104连接之端面：

计算切削工时，取：L= =27.5mm, L1=3mm, L2=0mm, L3=0mm

tm=

（4）粗车?65外圆：

计算切削工时，取：L=17mm, L1=3mm, L2=0mm

tm=

l?l1?l217?3?i??2?0.262?min? nf305?0.528?3?2=0.82(min)

150?0.5（5）粗车?75外圆：

计算切削工时，取L=83mm, L1=3mm, L2=0mm

tm=

（6）粗车?100外圆：

l?l1?l283?3?i??0.564?min? nf305?0.513

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计算切削工时，取：L=15mm, L1=3mm, L2=0mm

tm=

l?l1?l215?3??0.104?min? nf305?0.5（7）车槽.采用切槽刀，rR=0.2mm：

计算切削工时，取：L=9mm, L1=3mm, L2=0mm

tm=

（8）钻孔?25mm：

计算切削工时，取：l?65mm， l1=10mm， l2=4mm

t ?l?l1?l2nwfl?l1?l29?3??0.08?min? nf305?0.5=

65?10?4?1.41?min?

136?0.41（9）钻孔?32mm：

计算切削工时，取：l1?7mm， l2?2mm， l?65mm

t?l1?l2?l7?2?65=?1.22minnwf0.76?78

（10）锪圆柱式沉头孔?43mm：

计算切削工时，取：l1?2mm， l2?0mm， l?17mmt?l1?l2?l2?17=?1.56minnwf58?0.21

（11）钻6—?13.5：

计算切削工时，取：l1?4mm， l2?3mm， l?15mm

t?l1?l2?l4?3?15?0.157min=

nwf400?0.35

t1=6t=6?0.157=0.942min

（12）钻2?M10?6H底孔Φ8.5：

计算切削工时，取：l?15mm， l1?4mm， l2?3mm

t?l1?l2?l4?3?15?0.126min=

nwf500?0.35

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沈阳理工大学应用技术学院课程设计说明

t2?2t?2?0.126?0.252min

（13）4?M10?6H深20，孔深24，底孔Φ8.5：

计算切削工时，取：l?24mm， l1?4mm， l2?0mm

t?l1?l2?l4?24nf=500?0.35?0.16minw

t3?4t?4?0.16?0.64min

（14）攻螺纹孔2?M10?6H：

计算切削工时，取：l?15mm， l1?3mm， l2?3mm

t?l1?l2?l15?3nf=?3315?1?0.067minw

t4?2t?2?0.067?0.134min

（15）攻螺纹4-M10：

计算切削工时，取：l?20mm， l1?3mm， l2?0mm

t?l1?l2?l20?n=3?0.083minwf315?1

t5?4t?4?0.083?0.33min

（16）精车Φ65mm的外圆及与Φ80mm相接的端面：

计算切削工时，取：l=12.5mm， l1?2mm， l2?0mm，t?l1?l2?l12.5n?i=

?2wf1200?0.1?2?0.48min

（17）精车Φ65外圆：

计算切削工时，取：l?17mm， l1?3mm， l2?0mm

t?l1?l2?ln?i=

17?3?2?0.33minwf1200?0.1

（18）精车外圆Φ100mm：

计算切削工时，取:l?30mm， l1?3mm， l2?0mm

t?l1?l2?l30?3n?i=

?2?0.6minwf1200?0.1

15

ls?0

沈阳理工大学应用技术学院课程设计说明

（19）粗镗孔至Φ59.5mm：

计算切削工时，取：l?78mm， l1?3mm， l2?0mm

t?l1?l2?l78?3?3?1.64min ?i=

185?0.8nwf（20）精镗孔至Φ59.9mm：

计算切削工时，取：l?78mm， l1?3mm， l2?0mm

t?l1?l2?l78?3?2?3.18min ?i=

425?0.1nwf（21）铣Φ60孔底面：

计算切削工时，取：L=（60mm-30mm）=30mm

30?0.2min tm=150（22）磨Φ60孔底面：

计算切削工时，当加工一个表面时，L=30mm，b=30mm，zb=0.2mm，K=1.1

t1?2lbzbk2?30?30?1.1=?4.4min 1000?10?3?0.01510000rfafr

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沈阳理工大学应用技术学院课程设计说明

（19）粗镗孔至Φ59.5mm：

计算切削工时，取：l?78mm， l1?3mm， l2?0mm

t?l1?l2?l78?3?3?1.64min ?i=

185?0.8nwf（20）精镗孔至Φ59.9mm：

计算切削工时，取：l?78mm， l1?3mm， l2?0mm

t?l1?l2?l78?3?2?3.18min ?i=

425?0.1nwf（21）铣Φ60孔底面：

计算切削工时，取：L=（60mm-30mm）=30mm

30?0.2min tm=150（22）磨Φ60孔底面：

计算切削工时，当加工一个表面时，L=30mm，b=30mm，zb=0.2mm，K=1.1

t1?2lbzbk2?30?30?1.1=?4.4min 1000?10?3?0.01510000rfafr

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