扇形板加工工艺_夹具设计

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。
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 Ra1.6 ，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φ 22+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。
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。
3 机械加工工艺规程设计..........................................................................................6 3.1 基面和定位方案的选择...................................................................................6 3.2 各表面的加工方法的确定...............................................................................7
（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。
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2 分析和审查零件图样
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
5.2.1 夹紧机构.................................................................................................9 5.2.2 衬套及夹具体设计...............................................................................10 5.3 钻削力及夹紧力的计算................................................................................ 11
6 扇形板的偏差计算-----------------------------------------------------------------------------------------12
6.1 扇形板上下端面的偏差及加工余量计算......................................................12 6.2 确定切削用量、时间定额..............................................................................13
7 心得体会---------------------------------------------------------------------------------------------------20 8 参考文献---------------------------------------------------------------------------------------------------21 9 年产量为 8000 件的扇形板的机械加工工艺过程卡-------------------------------------------------22 10 机械加工工序卡片----------------------------------------------------------------------------------------23
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
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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。
4 制定工艺路线------------------------------------------------------------------------------------------------7 5 夹具设计------------------------------------------------------------------------------------------------------9
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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： ① φ22+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； ② φ8 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φ22+00.021 的对称度为 0.1µm。
1.1 设计任务---------------------------------------------------------------------------------------------3
1.2 设计指导书.......................................................................................................3
5．1 研究原始质料-------------------------------------------------------------------------------------9 5.2 夹紧装置设计---------------------------------------------------------------------------------------9
2 分析和审查零件图样-------------------------------------------------------------------------------------4
2.1 零件分析...........................................................................................................4