飞轮的加工基本工艺毕业设计方案.doc

摘 要本设计课题重要是通过对飞轮进行构造分析，完毕实体造型，并依照公司实际状况，重点进行机械加工工艺编制，最后进行数控编程加工。本课题意义在于：工学结合，在学校指引教师辅导下，在零件实体设计、机械加工工艺编制、收集资料、查阅手册等专业知识与技能方面得到较全面训练与提高，核心词：飞轮；实体造型；工艺编制。序 言学完了大学四年所有课程，就要开始做课程设计了，课程设计课题是要集合咱们所学各门专业知识，理论与实践相结合，完毕设计项目，解决工程实际问题，因而咱们必要一方面对所学课程全面掌握，融会贯通。由于设计需要，我仔细研究了零件图，但在设计过程中，因自己经验局限性，遇到了诸多实际问题，使我体会到了在现场实习调研仅证明可不可以实干，而不能代表能不能干好。因此我积极与设计指引教师沟通，在教师全力协助、指引下问题得到了全面解决，同步受到教师优良工作品质影响，培养出了我缓中求稳、虚心求教、实事求是、一丝不苟工作作风，并树立了明确生产观、经济观和全局观，为此后从事工作打下了良好基本。 通过课程设计，我真正结识到理论和实践相结合重要性，并培养了我综合运用所学理论知识和实际操作知识去理性分析问题和解决实际工作中普通技术工程问题能力，使我建立了对的设计思想，掌握了工艺设计普通程序、规范和办法，并进一步巩固、深化地吸取和运用了所学基本理论知识和基本操作技能。尚有，它提高了我设计计算、绘图、实际加工零件和对的使用技术资料、原则、手册等工具书独立工作能力，更培养了我敢于创新精神及严谨学风及工作作风。 由于本人能力有限，缺少设计经验，设计中漏误在所难免，敬请教师指正批评，以使我对自己局限性得到及时发现并修改，也使我在此后工作中避免再次浮现。在这里，向在这次课程设计中予以过我勉励、指引及协助教师表达我虔诚和衷心感谢！目 录第一章 零件实体造型 11.1 飞轮在产品中作用、构造特点 11.2 飞轮实体造型 1第二章 零件机械加工工艺编制 42. 1 分析飞轮技术资料 42. 2 拟定飞轮毛坯类型及其制造办法 62. 3 选取飞轮加工设备 92. 4 拟定飞轮工艺路线及定位基准 102. 5 设计飞轮加工工序 132. 6 填写飞轮机械加工工艺文献 15第三章 飞轮夹具设计163. 1 工件定位原理 163. 2 工件夹紧 173. 3 夹具选取 173.4 夹具示意图 18道谢 21参照文献 21附录 工艺卡和工序卡 第一章 零件实体造型随着时代进步，科技经进入到了一种先进、全新三维虚拟现实环境中，实现了产品数字化三维设发展，许多高科技手段逐渐代替了手工劳动方式，例如机械设计与制造领域，产品设计已计。CAD/CAM软件即是实现这种数字化三维设计有效工具。运用CAD/CAM软件制图和手工制图相比，不但缩短设计周期，并且大大提高设计效率。1.1 飞轮在产品中作用、构造特点 飞轮构造简朴形状规则，零件中心为38+0.025 0mm内孔及100.018mm键槽，周边有420mm孔见图1-1所示。图1-1 飞轮构造第二章 零件机械加工工艺编制 机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作办法等工艺文献，是机械加工中最重要技术文献，重要涉及工艺过程卡和工序卡。编制机械加工工艺规程分如下几种阶段：2. 1 分析飞轮技术资料2. 12零件构造及加工精度分析（1）重要加工精度规定1）200mm外圆与38+0.025 0mm内孔同轴度公差为0.05mm。2）键槽100.018mm对38+0.025 0mm内孔轴心线对称度公差为0.08mm。3）零件加工后进行静平衡检查。4）锻造后时效解决。5）未注明锻造圆角R5。6）未注倒角245。（2）别的技术规定：1）锻造后时效解决。2）未注明锻造圆角R5。3）未注倒角245。4）零件加工后进行静平衡检查。图2-1 飞轮零件简图2. 13拟定核心加工表面依照图纸标注，将精度规定高表面定为核心加工表面。（1）飞轮孔径为38尺寸精度为IT7，粗糙度Ra=1.6m，其轴线是200mm外圆同轴度基准，并且是键槽100.018mm对称度基准，因此是核心加工表面。（2）飞轮键槽100.018mm尺寸精度为IT9，粗糙度Ra=3.2m，有对称度规定，因此是核心加工表面。（3）38内孔及键槽总长为41.3+0.3 +0mm尺寸精度为IT ，因此是核心加工表面。2. 2 拟定零件毛坯类型及其制造办法毛坯类型及其制造办法选取不但影响毛坯制造工艺及费用，并且与零件机械加工工艺和加工质量密切有关。2. 21毛坯类型及其制造办法选取选取毛坯时应当考虑因素有：零件生产大纲、零件材料工艺性、零件构造形状和尺寸、既有生产条件。由于飞轮零件材料规定选用HT200，抗拉强度和塑性低，但锻造性能和减震性能好，因而应选用毛坯类型为铸件，较高强度铸铁，基体为珠光体，强度、耐磨性、耐热性均较好，减振性也良好；锻造性能较好，需要进行人工时效解决。该零件是大批量生产，零件轮廓尺寸不大，因此公司选用机械砂型锻造，其生产效率比手工制砂型高数倍至数十倍，特别适合大批量生产，虽然设备昂贵，但工人技术水平规定较低，对中小型锻件质量稳定性也有明显提高。2. 22 拟定零件毛坯机械加工余量查机械工艺师手册，将零件各加工面毛坯余量及公差列入下表2-1。简图表面代号基本尺寸余量余量公差备注A1-A3-实心B120031B210031B39521B411021B511021表2-12. 23绘制轴毛坯简图标注毛坯重要尺寸。如图2-4 图2-42. 3选取飞轮加工设备加工设备选取依照飞轮工艺特性性，加工设备采用通用机床，即普通车床、插床、钻床。工艺装备采用通用夹具（三爪卡盘）、通用工具（原则车刀、插槽刀）、通用量具（游标卡尺、外径千分尺等）。2. 4拟定飞轮工艺路线及定位基准表2-2 飞轮机械加工工艺路线工序号工序名称工序内容工艺装备1锻造锻造2清砂清砂3热解决人工时效4清砂细清砂5涂漆非加工表面涂防锈漆6车夹100mm毛坯外圆，以200mm外圆毛坯找正，车右端面，照顾22.5mm，车200mm外圆至图样尺寸，钻车内孔38+0.025 0mm至图样尺寸，倒角245C6207车倒头，夹200mm外圆，车左端大端面，保证尺寸95mm，车100mm端面保证尺寸110mm，倒角245C6208划线在100mm圆端面上划100.018mm键槽线9插以200mm外圆及右端面定位，按38+0.025 0mm内孔中心线找正，装夹工件，插100.018mm键槽B5020专用工装或组合夹具10钻以200mm外圆及一端面定位，100.018mm键槽定向钻420mm孔Z525专用钻模11钳零件静平衡检查专用工装12检查按图样规定，检查各部尺寸及精度13入库入库工艺分析1）飞轮为铸件，在加工时应照顾各部加工余量，避免加工后导致壁厚不均匀，如果铸件毛坯质量较差，应增长划线工序。2）零件静平衡检查，可在38+0.025 0mm孔内装上心轴，在静平衡架上找静平衡，如果零件不平衡，可在左大端面（200mm与160mm之间）上钻孔减轻重量，以最后调到平衡。3）200外圆与38+0.025 0mm内孔同轴度检查，可专心轴装夹工件，然后再偏摆仪上货V形块上用百分表测出。4）键槽100.018mm对38+0.025 0mm内孔轴心线对称度检查，可采用专用检具进行检查。1 粗基准选取选用粗基准必要便于加工精基准，以尽快获得精基准。 粗基准应选用面积较大，平整光洁，无浇口、冒口、飞边等缺陷表面，这样工件定位才稳定可靠。 当有各种不加工表面时，应选取与加工表面位置精度规定较高表面作为粗基准。 当工件加工表面与某不加工表面之间有互相位置精度规定期，应选取该不加工表面作为粗基准。 当工件某重要表面规定加工余量均匀时，应选取该表面作为粗基准。 粗基准在同一尺寸方向上应只使用一次。2. 精基准选取（1）零件已加工表面作为定位基准，这种基准称为精基准。合理地选取定位精基准是保证零件加工精度核心。（2）选取精基准应先依照零件核心表面加工精度（特别是有位置精度规定表面），同步还要考虑所选基准装夹与否稳定可靠、操作以便。 （3）精基准选取原则：基准重叠原则。尽量选取设计基准作为精基准，避免基准不重叠而引起定位误差。基准统一原则。尽量选取各种加工表面共享定位基准面作为精基准，以保证.各加工面互相位置精度，避免误差，简化夹具设计和制造。自为基准原则。精加工或光整加工工序应尽量选取加工表面自身作为精基准，该表面与其她表面位置精度则由先行工序保证。互为基准原则。当两个表面互相位置精度以及各自形状和尺寸精度都规定很高时，可以采用互为基准原则，重复多次地进行加工。任务实行一、 选取飞轮粗基准和夹紧方案选取毛坯100外圆作为粗基准，使用三爪卡盘能以便地加工两端面和中心孔，可以仅仅、快获得精基准，如图2-5所示图2-5二、 选取飞轮精基准和夹紧方案2. 5设计飞轮加工工序2. 5. 1拟定加工余量重要由查表，配合经验法类比法拟定加工余量及工序尺寸。将有关数据列表2-3中。表2-3 飞轮加工余量与工序尺寸表工序号加工表面基本尺寸加工余量公差级别工序尺寸及公差表面粗糙度m6车右端面110+2211012.5钻孔3718.52IT113712.5扩孔37.80.42IT1037.86.3铰孔380.12IT738+0.025 01.67车左大端面95+229512.5车100端面110+2211012.59插槽1010IT9100.018mm3.22. 5. 2拟定切削用量依照加工余量和装夹状况，拟定走刀次数和背吃刀量； 查表结合经验拟定主轴转数和刀具进给量，数据见表4-2表2-4飞轮加工切削用量汇总表工序号加工部位加工内容刀具材料走刀次数背吃刀量mm主轴转数r/.min进给量mm/r6右端面,38+0.025 0内孔车右端面硬质合金126000.2钻孔高速钢118.524000.2扩孔高速钢10.426000.3铰孔高速钢10.121500.27左大端面，100mm端面车左大端面，硬质合金126000.2车100mm端面硬质合金126000.29100.018mm键槽插100.018mm键槽硬质合金10110420mm孔钻420mm孔高速钢1204000.2 2. 5. 3拟定工时定额因飞轮为成批生产，因而可以采用经验估算法计算各工序工时定额。重要运用通过实践而积累记录数据及进行某些计算来拟定，计算成果见表4-3在实际生产中，时间定额需要不断修正。 表2-5飞轮机械加工工时定额工序号工序名称工序内容工序时间（分）1锻造锻造毛坯2清砂清砂3热解决人工时效4清砂细清砂5涂漆非加工表面涂防锈漆6车车右端面钻车38内孔157车车左端大端面车100mm端58划线在100mm圆端面上划100.018mm键槽线59插插100.018mm键槽710钻钻420mm孔1611钳零件静平衡检查12检查按图样规定，检查各部尺寸及精度2. 6 填写零件机械加工工艺文献 工艺文献是用于指引生产重要文献。不同生产大纲有不同填写工艺文献规定，由于飞轮是大批量生产，因此需要填写详细工艺工程卡和工序卡。见附件2。第三章 飞轮夹具设计一、夹具和装夹方式选取在机床上加工零件时，为保证工件加工精度和加工质量，必要使工件位于机床上对的位置，也就是普通所说“定位”，然后将它固定也就是普通所说“夹紧”。工件在机床上定位与夹紧过程称为工件装夹过程。1工件定位原理（1）六点定位原理工件在空间有六个自由度，即沿X、Y、Z三个坐标方向移动自由度和绕X、Y、Z三个移动轴旋转自由度A、B、C，如下图所示。要拟定工件在空间位置，需要按一定规定安排六个支撑点也就是普通所说定位元件，以限制加工工件自由度，这就是工件定位“六点定位原理”。需要指出是，工件形状不同，定位表面不同，定位点布置状况也各不相似。图 数控机床坐标轴（2）限制自由度与工件加工规定关系依照工件加工表面不同加工规定，有些自由度对加工规定有影响，有些自由度对加工规定无影响，对加工规定有影响自由度必要限制，而不影响加工规定自由度不必限制。（3）完全定位与不完全定位工件六个自由度都被限制定位成为完全定位，工件被限制自由度少于六个，但不影响加工规定定位，成为不完全定位，完全定位和不完全定位是实际加工中工件最惯用定位方式。2工件夹紧金属切削加工过程中，为保证工件定位时拟定对的位置，防止工件在切削力、离心力、惯性力或重力等作用下产生位移和振动，必要将工件夹紧。这种保证加工精度和安全生产装置称为夹紧装置。（1）对夹紧基本规定 工件在夹紧过程中，不能变化工件定位后所占据对的位置。 夹紧力大小恰当，既要保证工件在加工过程中位置不能发生任何变动，又要使工件不产生大夹紧变形；同步也要使得加工振动现象尽量小。 操作以便、省力、安全。（2）夹紧力方向和夹紧点拟定 夹紧力应尽量朝向重要定位基准，这样可以保证夹紧工件时不破坏工件定位，影响工件加工精度规定。 夹紧力方向应有助于减少夹紧力，规定可以在最小夹紧力作用下，完毕零件加工过程。 夹紧力作用点应选在工件刚性较好方向和方位上，这一原则对刚性较差零件特别重要，可以保证零件夹紧变形量最小。3夹具选取 数控加工特点对夹具提出了两个基本规定，一是要保证夹具坐标方向与机床坐标方向相对固定；二是要能保证零件与机床坐标系之间精确尺寸关系。根据零件毛料状态和数控机床安装规定，应选用能保证加工质量、满足加工需要夹具。除此之外，还要考虑如下几点：（1）当零件加工批量不大时，应尽量采用组合夹具、可调夹具和其她通用夹具，以缩短生产准备时间，节约生产费用。在成批生产时可以考虑采用专用夹具，同步规定夹具构造简朴。（2）装夹零件要以便可靠，避免采用占机人工调节装夹方式，以缩短辅助时间，尽量采用液压、气动或多工位夹具，以提高生产效率。采用可换钻套 和V形块做夹具 H = 1.5*d=1.5 * 38 = 57 h = 0.5*d=0.5 *38 = 19致 谢感谢柴教师长期以来悉心指引和在设计过程中提修改意见，让我对飞轮工艺工装设计有了较全面理解，置身教师指引过程中，不但我思想观念焕然一新，也改进了我思考方式，为日后工作和更进一步学习打下了坚实基本，也积累了许多宝贵设计经验。同样感谢四年来予以我支持和协助所有教师和同窗，她们让我在这三年里学到了好多知识，丰富了我大学生活，在即将结束大学生活可以让我画上圆满句号。最后感谢我爸爸妈妈，是她们含辛茹苦，始终在精神上勉励我，在经济上支持我，让我圆满完毕学业，在次深表谢意。参照文献1倪森寿主编，机械制造工艺与装备，北京：化学工业出版社,.2倪森寿主编 机械制造工艺与装备习题集和课程设计指引书，北京：化学工业出版社,.3顾京主编,数控加工编程及操作,北京：高等教诲出版社，.4陈志祥主编，CAXA制造工程师实用教程，北京：电子工业出版社，.5杨叔子主编,机械加工工艺师手册,北京：机械工业出版社,.6王先逵主编，机械加工工艺手册,北京：机械工业出版社,.7陆晓春主编.CAXA实体设计XP创新三维CAD原则案例教程，北京：航空航天大学出版社，.8徐海枝主编，机械加工工艺编制，北京：北京理工大学出版社，.9赵长旭主编， 数控加工工艺,西安：西安电子科技大学出版社,.10韩兴国，王斌武. 机床主轴加工工艺教学案例分析 以CA6140车床主轴机械加工为例J 桂林航天工业高等专科学校学报， (2)， 21121411冯玉琢. 机械加工工艺编制要点J 科技创新导报， (5) 8212纪海纹. 轴类零件加工工艺J 装备制造技术， (4) 15615713陈旻. 轴类零件数控加工工艺设计研究J 当代制造技术与装备，(4) 3638数控加工工序卡零件名称飞轮零件图号夹具名称三爪卡盘设备名称及型号数控加工中心材料名称及牌号HT200加工车间数控实训基地程序号 技术规定1）锻造后时效解决。2）未注明锻造圆角R5。3）未注倒角245。4）零件加工后进行静平衡检查。工步号工步内容切削用量刀具主轴转速（r/min）进给速度（mm/r）背吃刀量（mm）编号名称1车端面6000.22T01外圆粗车刀2粗车外圆8000.61.5T01外圆粗车刀3精车外圆12000.30.8T02外圆精车刀4插槽14000.34T03铣刀5钻孔12000.220T03铣刀编制王荣荣审核批准共 1 页 三江学院机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称飞轮零件名称飞轮材 料 牌 号HT200毛 坯 种 类铸铁毛坯外形尺寸每毛坯件数1工序号工 名序 称工 序 内 容工 艺 装 备1备料2锻造锻造3清砂清砂4热解决人工时效5清砂细清砂6涂漆非加工表面涂防锈漆7车夹100mm毛坯外圆，以200mm外圆毛坯找正，车右端面，照顾22.5mm，车200mm外圆至图样尺寸，钻车内孔38+0.025 0mm至图样尺寸，倒角245C6208车倒头，夹200mm外圆，车左端大端面，保证尺寸95mm，车100mm端面保证尺寸110mm，倒角245C6209划线在100mm圆端面上划100.018mm键槽线10插以200mm外圆及右端面定位，按38+0.025 0mm内孔中心线找正，装夹工件，插100.018mm键槽B5020专用工装或组合夹具11钻以200mm外圆及一端面定位，100.018mm键槽定向钻420mm孔Z525专用钻模12钳零件静平衡检查专用工装13检查按图样规定所有检查专用检具