扇形板课程设计说明书

西南科技大学课程设计说明书课程：制造技术基础课程设计学院：制造学院班级：机械1107成员：杨林、杨庆龙、杨毅、王晨睿指导教师：廖磊2014年06月20日目录1 机械加工工艺规程设计 (3)1.1 生产纲领和生产类型 (3)1.2 零件图样审查 (3)1.3 结构工艺性和技术要求分析 (3)1.4 毛坯设计 (4)1.5 加工工艺路线的拟定 (4)1.5.1 定位基准面的选择 (4)1.5.2 零件表面加工方法的选择 (5)1.5.3 加工阶段的划分 (6)1.6 机床与刀具的选择 (8)2 机械加工工序设计 (8)2.1 工序余量、工序尺寸和公差的确定 (8)2.1.1 上下端面的偏差及加工余量计算 (9)2.1.2 Φ22孔的偏差及加工余量计算 (9)2.1.3 Φ8孔的偏差及加工余量计算 (10)2.1.4 外圆弧表面沿轴线长度加工余量及公差。

(10)2.2 切削用量的确定 (10)2.2.1 粗铣上下端面 (10)2.2.2 精铣上端面 (11)2.2.3 精铣下端面 (11)2.2.4 粗绞Φ22孔 (11)2.2.5 精绞Φ22孔 (12)2.2.7 粗绞Φ8孔 (12)2.2.8 精绞Φ8孔 (13)2.3 时间定额的估算 (13)2.3.1 粗铣上下端面 (13)2.3.2 精铣上端面 (14)2.3.3 精铣下端面 (14)2.3.4 粗绞Φ22孔 (15)2.3.5 精绞Φ22孔 (15)2.3.6 钻Φ8孔 (16)2.3.7 粗绞Φ8孔 (16)2.3.8 精绞Φ8孔 (16)3 专用夹具设计 (17)3.1 设计的基本要求 (17)3.2 定位以及加紧方案 (17)3.3 确定刀具的导向 (18)3.4 定位元件的确定 (18)3.5 加紧元件的确定 (18)3.6 分度装置 (18)3.7 夹具与机床的连接方式 (18)3.8 夹具总装图绘制 (19)3.8.1 绘制要求 (19)3.8.2 绘图要点 (19)3.8.3 装配图的标注 (19)3.9 夹具操作的简单说明 (20)4 参考文献 (20)1 机械加工工艺规程设计1.1 生产纲领和生产类型生产纲领：年产量为5000件的扇形板的机械加工工艺规程及钻夹具设计。

生产类型：大批生产。

1.2 零件图样审查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，此外还有孔∅220+0.021要求加工，对精度要求也很高。

孔粗糙度要求都是Ra=1.6，所以都要求精加工。

其Φ8孔与下平面有平行度的公差要求,和∅220+0.021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。

1.3 结构工艺性和技术要求分析该零件需要切削加工的地方有5个地方：平面加工包括扇形板上端面、下端面；孔系加工包括∅220+0.021；小孔Φ8和扇形板R48外圆弧面的加工。

（1）平面加工有：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弧面采用铣床加工，其粗糙度要求是Ra=3.2。

（2）孔系加工有：①∅220+0.021孔的钻、粗镗、半精镗，精镗加工，并且进行倒角1×45º。

其表面粗糙度为Ra=1.6；②Φ8孔钻、铰加工，其表面粗糙度要求Ra=1.6；并且与下端面的平行度要求为0.08µm，与∅220+0.021的对称度为0.1µm。

技术要求：1、未注圆角半径为3mm；2、未注线性尺寸公差按GB/T 1804-c，未注角度公差按GB/T 11135-c，未注形位公差按GB/T 1184-L；3、铸件应进行时效处理；4、铸件应进行清理，保证表面平整；5、零件加工完后所有棱边应去除毛刺；6、不加工表面先涂以防锈漆，再涂以绿色油漆。

1.4 毛坯设计根据生产纲领的要求，本零件是大批大量生产，还有零件的复杂程度及加工表面与非加工表面的技术要求，因此选择毛坯的制造方式为铸造。

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。

根据零件图样得知，零件材料为HT150。

采用金属型铸造。

1.5 加工工艺路线的拟定1.5.1 定位基准面的选择1．粗基准的选择：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：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。

（2）选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。

（3）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。

（4）保证不加工表面位置准确原则。

（5）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。

2．精基准选择：（1）基准重合原则。

（2）基准统一原则。

（3）互为基准的原则。

（4）自为基准原则。

此外，还应选择工件上精度高，尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。

并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。

1.5.2 零件表面加工方法的选择1．选择加工方法应考虑的因素：（1）加工要求；（2）经济精度；（3）生产纲领；（4）结构形状；（5）尺寸大小；（6）生产实际。

2．加工方法——材料去除法上下端面：粗铣——精铣R48圆弧面：粗铣——精铣Φ22孔：钻——粗绞——精绞Φ8孔：钻——粗绞——精绞1.5.3 加工阶段的划分工艺路线方案一:工艺1：铸造毛坯。

工序2：粗铣零件的上端面，以下端面为粗基准。

工序3：粗铣零件的下端面，以上端面为粗基准。

工序4：精铣零件的上端面，以下端面为精基准。

工序5：精铣零件的下端面，以上端面为精基准。

工序6：用数控机床加工R48外圆弧，以下端面和孔为基准。

工序7：对φ22孔进行粗镗，以下端面为基准。

工序8：对φ22孔进行半精镗，以下端面为基准。

工序9：对φ22孔进行倒角1X45°，以上、下端面为基准。

工序10：对φ22孔进行精镗，以下端面为基准。

工序11：中检。

工序12：对φ8孔空进行钻——铰----精铰。

以φ22孔和下端面为基准。

工序13：清洗表面。

工序14：剔除毛刺。

工序15：终检。

工艺路线方案二：工艺1：铸造毛坯。

工序2：用数控机床加工R48 外圆弧，以下端面和孔φ22为基准。

工序3：粗精铣上端面，以R48 外圆弧为基准。

工序4：粗精铣下端面，以R48 外圆弧和上端面为基准。

工序5：对φ22孔进行粗镗——半精镗---精镗。

并且进行倒角1x45°，以右端面为基准。

工序6：对φ8 孔空进行钻——铰---精铰。

以φ22孔和下端面为基准。

工序7：对φ22孔进行粗镗——半精镗---精镗。

并且进行倒角1x45°。

工序8：清洗表面。

工序9：剔除毛刺。

工序10：终检。

工艺方案比较与分析。

从工序可以看出：方案二由于铣面夹具设计非常难造价太高，并且由于φ8和φ22有对称度要求，故应先加工φ22，再钻φ8的孔，还有对于倒角，我们应把倒角放在精铰前。

通过以上分析：方案一为合理、经济的加工工艺路线方案。

最终确定方案如下表：容1.6 机床与刀具的选择机床选择：工序1~6为铣削加工，根据工件尺寸选用X5020A立式铣床。

工序7~10为钻—绞加工，根据工件尺寸选用Z5125A立式钻床。

刀具选择：铣削平面时，选用套式立铣刀，直径D=50。

铣削R48弧面时，选用球头铣刀。

钻φ20孔时，选用φ20麻花钻。

绞φ212, φ22孔时，选用φ22，H7的直柄机用铰刀。

钻φ7.8孔时，选用直柄短麻花钻，直径φ7.8mm。

铰φ7.96，φ8孔时，选择φ8mm，精度等级为H7级的直柄机用铰刀。

2 机械加工工序设计2.1 工序余量、工序尺寸和公差的确定工序余量的选用原则：（1）为缩短加工时间，降低制造成本，应采用最小的加工余量。

（2）加工余量应保证得到图样上规定的精度和表面粗糙度。

（3）要考虑零件热处理时引起的变形。

（4）要考虑所采用的加工方法、设备以及加工过程中零件可能产生的变形。

（5）要考虑被加工零件尺寸，尺寸越大，加工余量越大。

（6）选择加工余量时，还有考虑工序尺寸公差的选择。

（7）本道工序余量应大于上道工序留下的表面缺陷层厚度。

（8）本道工序的余量必须大于上道工序的尺寸公差和几何公差。

2.1.1 上下端面的偏差及加工余量计算上下端面加工余量的计算。

根据工序要求，其加工分粗、精铣加工。

各工步余量如下：粗铣：查《机械制造技术基础课程设计》表6-65可知，其单边余量值规定为1 mm。

可知其粗铣时精度等级为IT12，粗铣平面时厚度偏差取-0.25mm 精铣：查《机械制造技术基础课程设计》表6-65可知，其单边余量值规定为0.7mm。

铸造毛坯的基本尺寸为 32mm。

毛坯的名义尺寸为：32+（1+0.7）×2=35.4mm粗铣后尺寸为：32+0.7×2=33.4mm精铣后尺寸与零件图尺寸相同，且保证各个尺寸精度。

2.1.2 Φ22孔的偏差及加工余量计算该孔精度要求为IT7，查《机械制造技术基础课程设计》表5-53得知确定工序尺寸及余量为：钻孔：Φ20扩孔：Φ21粗绞：Φ21.7精绞：Φ222.1.3 Φ8孔的偏差及加工余量计算该孔精度设为为IT7，查《机械制造技术基础课程设计》表5-51得知确定工序尺寸及余量为：钻孔：Φ7.8mm粗铰：Φ7.96mm精铰：Φ8H7mm该孔就可达到精度要求。

2.1.4 外圆弧表面沿轴线长度加工余量及公差。

粗铣：R49精铣：R482.2 切削用量的确定2.2.1 粗铣上下端面a．确定背吃刀量粗铣时，为提高铣削效率，一般选择铣削背吃刀量等于加工余量。

一个工作行程完成，所以粗铣底面 A的加工余量为 1.5mm，选择背吃刀量ap=1.5mm。

b．确定进给量根据《机械制造技术基础课程设计》表5-72，选择每齿进给量fz=0.05mm/z.c．选取切削速度根据《机械制造技术基础课程设计》表5-72，选择切削速度Vc=70.2m/min 2.2.2 精铣上端面a．确定背吃刀量精铣时一般为0.1~1mm 或更小，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即ap=0.7mm。

b．确定进给量根据《机械制造技术基础课程设计》表5-72，选择每齿进给量fz=0.12mm/z.选取切削速度根据《机械制造技术基础课程设计》表 5-72，选择切削速度Vc=49m/min。