扇形板课程设计说明书(共22页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上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8孔与

2、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8和扇形板R48外圆弧面的加工。（1）平面加工有：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；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：220+0

3、.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；8 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

4、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。

5、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

6、）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22孔：钻粗绞精绞8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22孔进行粗镗，以下端面为基准。工序8：对22孔进行半精镗，以下端面为基准。工序9：对22孔进行倒角1X45&

7、#176;，以上、下端面为基准。工序10：对22孔进行精镗，以下端面为基准。工序11：中检。工序12：对8 孔空进行钻铰-精铰。以22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22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22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8 孔空进行钻铰-精铰。以22孔和下端面为基准。工序7：对22孔进行粗镗半精镗-精镗。并且进行倒角

8、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8和22有对称度要求，故应先加工22，再钻8 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：工序号工序名称工序内容1铸造毛坯2粗铣粗铣右端面B，以左端面C为基准3粗铣粗铣R48mm扇面4粗铣粗铣左端面C，以右端面B为基准5精铣精铣右端面B，以左端面C为基准6精铣精铣R48mm扇面7精铣精铣左端面C，以右端面B为基准8钻、扩钻22mm孔至尺寸20mm，扩至21mm9粗绞、精

9、绞粗绞22mm孔精绞22mm孔10倒角B面端22mm孔口倒角、C面端22mm孔口倒角11钻、绞钻3×8mm 绞3×8mm 12去毛刺、检验1.6 机床与刀具的选择机床选择：工序16为铣削加工，根据工件尺寸选用X5020A立式铣床。工序710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20孔时，选用20麻花钻。绞212, 22孔时，选用22，H7的直柄机用铰刀。钻7.8孔时，选用直柄短麻花钻，直径7.8mm。铰7.96，8孔时，选择8mm，精度等级为 H7 级的直柄机用铰刀。2 机械加

10、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。

11、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 22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：20扩孔：21粗绞：

12、21.7精绞：222.1.3 8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：7.8mm 粗铰：7.96mm 精铰：8H7mm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

13、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/min2.2.2 精铣上端面a确定背吃刀量精铣时一般为 0.11mm 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。2.2.3 精铣下端面a确定背吃刀量精铣时一般为 0.11mm 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

14、齿进给量fz=0.08mm/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=57.6m/min。2.2.4 粗绞22孔a确定背吃刀量粗绞时，为提高效率，一般选择绞削背吃刀量等于加工余量，一个工作行程镗完，所以粗绞大孔时加工余量为 1.8mm，即 ap=1.7mm。b 确定进给量和切削速度根据机械制造技术基础课程设计表 5-82，选择进给量为 0.5mm/r ，切削速度为0.5m/s。2.2.5 精绞22孔 a 确定背吃用量取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即 a=0.06mm。b 确定进给量和切削速度根据机械制造技术基础课程设计表 5-82，选择进给量为 0.0

15、3mm/r ，切削速度为 1.5m/s。2.2.6 钻8孔a. 确定背吃刀量因为第一次钻孔的加工余量为 7.8mm。一次工作行程钻完，所以选择背吃刀量 a=7.8mm。b. 确定进给量根据机械制造技术基础课程设计表 5-64，（HT150 硬度为170HBS）选择进给量 f 为 0.5mm/rc. 确定切削速度根据机械制造技术基础课程设计表 5-66,选择切削速度 Vc=0.45m/s2.2.7 粗绞8孔a. 确定背吃刀量因为扩孔的加工余量为 0.16mm。一次工作行程扩完，所以选择背吃刀量a=0.16mm。b. 确定进给量根据机械制造技术基础课程设计表 5-67，（HT150 硬度为 170

16、HBS）选择进给量 f 为 0.8mm/rc. 确定切削速度根据机械制造技术基础课程设计表 5-66,选择切削速度 Vc=0.45m/s2.2.8 精绞8孔a. 确定背吃刀量因为扩孔的加工余量为 0.04mm。一次工作行程扩完，所以选择背吃刀量a=0.04mm。b. 确定进给量根据机械制造技术基础课程设计表 5-64，（HT150 硬度为 170HBS）选择进给量 f 为 0.5mm/rc. 确定切削速度根据机械制造技术基础课程设计表 5-66,选择切削速度 Vc=0.45m/s2.3 时间定额的估算2.3.1 粗铣上下端面一个工位的基本时间Tb=l+l1+l2fMz其中l=70mm为切削加工

17、长度；l1为刀具切入长度； l2为刀具切出长度；fmz为工作台水平进给量。l1=ae(d-ae)+13=8.85mm其中d=50mm, ae=36.4mm，l2=25,取 l2=4mm，fMz=fzzn=74.664mm/min所以，Tb=1.1min2.3.2 精铣上端面一个工位的基本时间Tb=l+l1+l2fMz其中l=70mm为切削加工长度；l1为刀具切入长度； l2为刀具切出长度；fmz为工作台水平进给量。l1=ae(d-ae)+13=7.396mm其中d=50mm, ae=33.4mm，l2=25,取 l2=4mm，fMz=fzzn=124.8mm/min所以，Tb=0.65min=

18、39s2.3.3 精铣下端面一个工位的基本时间Tb=l+l1+l2fMz其中l=70mm为切削加工长度；l1为刀具切入长度； l2为刀具切出长度；fmz为工作台水平进给量。l1=ae(d-ae)+13=7.088mm其中d=50mm, ae=32.7mm，l2=25,取 l2=4mm，fMz=fzzn=97.84mm/min所以，Tb=0.829min=49.73s2.3.4 粗绞22孔一个工位的基本时间Tb=l+l1+l2+l3fni其中l=32mm为切削加工长度；l1为刀具切入长度； l2为刀具切出长度；fn为主轴每转刀具的进给量。l1=aptankr+23=4.29mm其中ap=1.7m

19、m，kr=40°l2=35,取 l2=4mm，l3=35,取 l2=4mm，取i=1所以，Tb=0.43min=26s2.3.5 精绞22孔一个工位的基本时间Tb=l+l1+l2+l3fni其中l=32mm为切削加工长度；l1为刀具切入长度； l2为刀具切出长度；fn为主轴每转刀具的进给量。l1=aptankr+23=2.012mm其中ap=0.1mm，kr=40°l2=35,取 l2=4mm，l3=35,取 l2=4mm，取i=1所以，Tb=1.56min=93.8s2.3.6 钻8孔一个工位的基本时间Tb=l+l1+l2fn其中l=15mm为切削加工长度；l1为刀具切入

20、长度； l2为刀具切出长度；fn为主轴每转刀具的进给量。l1=D2cosKr+12=17mm其中D=7.8mm，kr=15°l2=14,取 l2=3mm，所以，Tb=0.0704min=4.2s2.3.7 粗绞8孔一个工位的基本时间Tb=l+l1+l2fn其中l=15mm为切削加工长度；l1为刀具切入长度； l2为刀具切出长度；fn为主轴每转刀具的进给量。l1=D-d12cosKr+12=3.6mm其中D=7.96mm，d1=7.8mm，kr=15°l2=14,取 l2=3mm，所以，Tb=0.025min=1.5s2.3.8 精绞8孔一个工位的基本时间Tb=l+l1+l2

21、fn其中l=15mm为切削加工长度；l1为刀具切入长度； l2为刀具切出长度；fn为主轴每转刀具的进给量。l1=D-d12cosKr+12=2.2mm其中D=8mm，d1=7.96mm，kr=15°l2=14,取 l2=3mm，所以，Tb=0.038min=2.3s3 专用夹具设计利用本夹具主要用来钻圆周面上3 个8 的孔，加工时要满足粗糙度要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高产品生产率和降低劳动强度，提高企业经济效益。3.1 设计的基本要求（1）保证被加工要素的加工精度；（2）提高劳动生产效率；（3）具有良好的使用性能；（4）具有经济性。3.2 定位以

22、及加紧方案由零件图可知：上下端面进行了粗、精铣加工，22孔进行了粗、半精、精绞加工。因此，定位、夹紧方案选择为：方案：一面、心轴和销定位，夹紧方式选用螺母开口垫圈在心轴上夹紧。图中对孔的的加工有位置公差要求，所以我们选择底平面、孔和销为定位基准来设计钻模模具，从而满足孔的加工要求。工件定位用底面和孔定位限制5个自由度，用销限制一个自由度，保证了6 个自由度都得到限制。利用分度盘转动，可以加工出3 个孔。3.3 确定刀具的导向本夹具用于钻孔，查机械制造技术基础课程设计表5-117可得，选用：钻套 B8×16 JB/T 8045.1-1999查表5-120得，选用：衬套 A12×

23、;12 JB/T 8045.4-19993.4 定位元件的确定定位方案选用了一面、心轴和销定位，因此，定位元件选用：定位板，定位销，和定位心轴3.5 加紧元件的确定根据夹具要求，选用了：螺母，螺钉，垫圈，压块等加紧元件，查机械制造技术基础课程设计表5-99至表5-114，选用相应的结构和规格参数。3.6 分度装置由于零件要求，加工3个8孔，因此需要使用分度装置。查机械制造技术基础课程设计表4-15，选用的回转式分度装置为轴向分度的圆柱分度销。查表4-16，选用的分度销及其操纵机构为手拉式。3.7 夹具与机床的连接方式本夹具是钻床夹具，因此需要通过定位键或定向键与机床的工作台T型槽连接，查机械制造技术基础课程设计表4-18至表4-20选用相应结构与参数。3.8 夹具总装图绘制3.8.1 绘制要求（1）按现行的国家制图标准进行绘图，除特殊情况外，按1:1比例绘制，也可以根据实际情况按推荐比例进行绘图。（2）夹紧机构处于夹紧的工作状态，特别是夹紧元件的加紧点一定要作用在工件的被夹紧表面上。（3）要充分考虑运动零部件的运动空间，不能出现干涉或卡死的现象。（4）对夹具的装配工艺性和夹具零件的结构工艺性要给予充分考虑。3.8.2 绘图要点（1）应精心布置图面。