扇形板加工工艺_夹具设计

1机械制造技术课程设计题目：扇形板机加工设计姓名：张政班级:机自126学号：2012060246212目录目录................................................................................................................................21初始准备.....................................................................................................................31.1设计任务---------------------------------------------------------------------------------------------31.2设计指导书.......................................................................................................32分析和审查零件图样-------------------------------------------------------------------------------------42.1零件分析...........................................................................................................42.2零件图样审查----------------------------------------------------------------------------------------52.3毛坯设计---------------------------------------------------------------------------------------------53机械加工工艺规程设计..........................................................................................63.1基面和定位方案的选择...................................................................................63.2各表面的加工方法的确定...............................................................................74制定工艺路线------------------------------------------------------------------------------------------------75夹具设计------------------------------------------------------------------------------------------------------95．1研究原始质料-------------------------------------------------------------------------------------95.2夹紧装置设计---------------------------------------------------------------------------------------95.2.1夹紧机构.................................................................................................95.2.2衬套及夹具体设计...............................................................................105.3钻削力及夹紧力的计算................................................................................116扇形板的偏差计算-----------------------------------------------------------------------------------------126.1扇形板上下端面的偏差及加工余量计算......................................................126.2确定切削用量、时间定额..............................................................................137心得体会---------------------------------------------------------------------------------------------------208参考文献---------------------------------------------------------------------------------------------------219年产量为8000件的扇形板的机械加工工艺过程卡-------------------------------------------------2210机械加工工序卡片----------------------------------------------------------------------------------------2331.1设计任务设计题目设计年产量为8000件的扇形板(见图5-8)的机械加工工艺规程及典型夹具设计主要内容(1)设计扇形板零件的毛坯并绘制毛坯图。(2)设计扇形板零件的机械加工工艺规程，并填写：1)整个零件的机械加工工艺卡；2)所设计夹具对应工序的机械加工工序卡。（3）设计某工序的夹具一套，绘出总装图。（4）编写设计说明书。1.2设计指导书初始设计规划题目直接给定生产纲领为5000件，根据所给零件图样估算得零件质量约为1.1kg，从表2-3查得零件批量恰好处于中批和大批的分界点，由此在设计中可以综合应用中批和大批生产的毛坯制造、加工余量确定、工业设备和工艺装备选择、工艺规程制定和夹具方案确定等的方法。（1）毛坯制造方法：扇形板的毛胚采用的材料是HT150（最小抗拉强度150）,生产类型为批量生产，采用铸造毛坯。（2）加工余量：毛坯余量和工序余量小到中等均适合本设计采用。（3）工艺设备和工艺装备：“通用+专用”结合，题目要求设计专用夹具，则设备、刀具、量具等可以考虑选用通用的类型。（4）工艺规程设计：适合采用工艺卡和部分重点工序的工序卡。（5）夹具方案：适合对关键工序使用专用夹具。42分析和审查零件图样2.1零件分析扇形板是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复杂，但其加工孔和表面的精度要求较高，上下表面、圆弧表面都有粗糙度要求，精度要求较高，此外还有φ22+00.021孔要求加工，对精度要求也很高。孔粗糙度要求都是6.1Ra，所以都要求精加工。其小头孔与下平面有平行度的公差要求，和φ22+00.021孔有对称度公差要求，因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它们的加工是非常关键和重要的。2.2零件图样审查一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。图2.1扇形板的零件图5图2.2扇形板的零件实体图该零件需要切削加工的地方有5个处：平面加工包括扇形板上端面、下端面；孔系加工包括φ22+00.021；小孔φ8和扇形板两个外圆弧面的加工。不去除材料加工上下两个表面。⑴以平面为主有：①扇形板上端面的粗、精铣加工，其粗糙度要求是Ra=6.3；下端面的粗、精铣加工，其粗糙度要求是Ra=3.2；②扇形板R48弧面采用数控机床加工，其粗糙度要求是Ra=3.2。⑵孔系加工有：①φ22+00.021孔的粗镗、半精镗，精镗加工，并且进行倒角1x45°。其表面粗糙度为Ra=1.6；②φ8孔钻、铰加工，其表面粗糙度要求1.6Ra；并且与下端面的平行度要求为0.08µm，与φ22+00.021的对称度为0.1µm。扇形板毛坯的选择用铸造，因为生产率较高，所以可以免去每次造型。单边余量一般在3.5-4mm，结构细密，能承受较大的压力，占用生产的面积较小。由[3]由于是中批量生产。上面主要是对扇形板零件的结构、加工精度和主要加工表面进行了分析，选择了其毛坯的的制造方法为铸造和中批的批量生产方式，从而为工艺规程设计提供了必要的准备。2.3毛坯设计根据生产纲领的要求，本零件是中批、大批大量生产，还有零件的复杂程度6及加工表面与非加工表面的技术要求，我们选择毛坯的制造方式为铸造。锻造难达到这样的形状要求，生产成本也较高。铸造可以大批量生产，成本较低，能够造出这样零件形状复杂的铸件。根据《机械制造工艺设计简明手册》（机械工业出版出版社、哈尔滨工业大学李益民主编）零件材料为HT250钢，采用金属型铸造，精度可达到3.2—10，因此毛坯的加工余量比较小。扇形板毛坯的选择用铸造，因为生产率较高，所以可以免去每次造型。3机械加工工艺规程设计3.1基面和定位方案的选择粗基准的选择原则：选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。粗基准选择应当满足以下要求：⑴粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。⑵选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。⑶应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。⑷应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5）便于装夹原则。（6）保证不加工表面位置准确原则。(7)粗基准一般不得重复使用原则。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证扇形板在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从扇形板零件图分析可知，主要是选择加工扇形板上下底面的装夹定位面为其加工粗基准，故这里选用扇形板的下端面做为粗基准。从扇形板零件图分析可知，它的上端面与φ22+00.021，适于作精基准使用。但用一个平面和一个孔定位限制工件自由度不够，如果使用典型的一面两销定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求，所以再在分度盘上加上一个定位销，这样零件的六个自由度就都限制好了。7综上所述，选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹方便。3.2各表面的加工方法的确定加工面尺寸精度和几何精度要求粗糙度要求加工方法选择上下表面IT7∼IT9一般不淬硬的平面Ra6.3～1.6粗铣——精铣直径22的孔直径φ22+00.021，倒角1x45°Ra=1.6粗镗——半精镗---精镗直径8的小孔与下端面