飛輪零件的加工工藝畢業(yè)設計.doc

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1、 目錄 第一章 飛輪零件的分析……………………………………………1 1.1 飛輪零件圖分析………………………………………………………1 1.1.1 主要加工精度要求………………………………………………1 1.1.2其余技術要求………………………………………………………1 1.1.3 確定關鍵加工表面………………………………………………1 第二章 工藝規(guī)程設計………………………………………………2 2.1 確定零件毛坯的類型及其制造方法………………………………2 2.2 基

2、面的選擇…………………………………………………………2 2.2.1 粗基準的選擇…………………………………………………2 2.2.2 精基準的選擇…………………………………………………3 2.3 制定飛輪的工藝路線…………………………………………… 3 2．3.1 工藝分析……………………………………………………4 2．4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定…………………5 2.5 切削用量的確定………………………………………………………7 小結………………

3、……………………………………………………13 參考文獻………………………………………………………………14 第一章 飛輪零件的分析 1.1 飛輪零件圖分析 飛輪結構簡單形狀規(guī)則，零件中心為Φ38+0.025 0mm內孔及100.018mm鍵槽，周圍有4Φ20mm。 1.1.1 主要加工精度要求 1）Φ200mm外圓與Φ38+0.025 0mm內孔同軸度公差為Φ0.05mm。 2）鍵槽100.018mm對Φ380.025 0mm內孔軸心線對稱度公差為0.08mm。 3）零件加工后進行靜平衡檢查。 4）鑄造后時效處理。 1.1.2其余技術要求

4、1）鑄造后時效處理。 2）未注明鑄造圓角R5。 3）未注倒角245。 4）零件加工后進行靜平衡檢查。 1.1.3 確定關鍵加工表面 根據圖紙標注，將精度要求高的表面定為關鍵加工表面。 （1）飛輪孔徑為38的尺寸精度為IT7，粗糙度Ra=1.6μm，其軸線是Φ200mm外圓的同軸度基準，而且是鍵槽100.018mm的對稱度基準，所以是關鍵加工表面。 （2）飛輪鍵槽100.018mm尺寸精度為IT9，粗糙度Ra=3.2μm，有對稱度要求，所以是關鍵加工表面。 （3）Φ38內孔及鍵槽總長為41.3+0.3 +0mm尺寸精度為IT ，所以是關鍵加工表面。 第二章 工藝規(guī)程設計

5、 2.1 確定零件毛坯的類型及其制造方法 毛坯的類型及其制造方法的選擇不僅影響毛坯的制造工藝及費用，而且與零件的機械加工工藝和加工質量密切相關。 選擇毛坯時應該考慮的因素有：零件的生產綱領、零件材料的工藝性、零件的結構形狀和尺寸、現有的生產條件。 2.2 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確、合理，可以保證加工質量，提高生產效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴重的還會造成零件大批報廢，使生產無法進行。 2.2.1 粗基準的選擇 ①選用的粗基準必須便于加工精基準，以盡快獲得精基準。 ②粗基準應選用面積較大，平整光潔，無澆口、冒口

6、、飛邊等缺陷的表面，這樣工件的定位才穩(wěn)定可靠。 ③當有多個不加工表面時，應選擇與加工表面位置精度要求較高的表面作為粗基準。 ④當工件的加工表面與某不加工表面之間有相互位置精度要求時，應選擇該不加工表面作為粗基準。 ⑤當工件的某重要表面要求加工余量均勻時，應選擇該表面作為粗基準。 ⑥粗基準在同一尺寸方向上應只使用一次。 選擇Φ200外圓、110mm的左端面為粗基準，能方便的加工出右端面和Φ38H7孔（精基準），還可以保證Φ200外圓與Φ100外圓的同軸度，也可以選擇Φ100外圓面和110的左端面為粗基準，直接加工出Φ200外圓面和右端面。綜合考慮，選取Φ100外圓面和110的左端

7、面為粗基準。 2.2.2 精基準的選擇 （1）零件已加工的表面作為定位基準，這種基準稱為精基準。合理地選擇定位精基準是保證零件加工精度的關鍵。 （2）選擇精基準應先根據零件關鍵表面的加工精度（尤其是有位置精度要求的表面），同時還要考慮所選基準的裝夾是否穩(wěn)定可靠、操作方便。 （3）精基準的選擇原則： ①基準重合原則。盡量選擇設計基準作為精基準，避免基準不重合而引起的定位誤差。 ②基準統一原則。盡量選擇多個加工表面共享的定位基準面作為精基準，以保證.各加工面的相互位置精度，避免誤差，簡化夾具的設計和制造。 ③自為基準原則。精加工或光整加工工序應盡量選擇加工表面本

8、身作為精基準，該表面與其他表面的位置精度則由先行工序保證。 ④互為基準原則。當兩個表面相互位置精度以及各自的形狀和尺寸精度都要求很高時，可以采取互為基準原則，反復多次地進行加工。 本零件是帶孔狀的飛盤零件，Φ37H7孔軸線是高度和寬度方向的設計基準。為避免由于基準不重合而產生的誤差，應該選用Φ38H7的孔和右端面為精基準。這樣可以保證表面Φ200外圓的同軸度、鍵槽的對稱度要求，此外這一組基準定位面積較大，工件的裝夾穩(wěn)定可靠，容易操作，夾具結構也比較簡單。即遵循“基準重合”原則。同時也可以選擇Φ200的外圓面和右端面為精基準，可以更好的保證內孔與外圓的同軸度，還能更精準的刨削出鍵槽，保

9、證了鍵槽的對稱度要求和尺寸精度，并且鉆削出的4個Φ20的孔也更加對稱。即符合“統一基準原則”。還有也可以以Φ200的外圓面、110的左端面和Φ38H7的內孔、右端面互為基準進行加工得到工藝要求后再加工鍵槽和孔。即符合“互為基準原則”。綜合考慮，選取半精車后的Φ200的外端面和右端面為精基準。 2.3 制定飛輪的工藝路線 表2-2 飛輪機械加工工藝路線 工序號 工序名稱 工序內容 工藝裝備 1 鑄造 機械砂型鑄造 沙箱 2 熱處理 人工時效 3 車 夾Φ100mm毛坯外圓，以Φ200mm外圓毛坯找正，車右端面，照顧22.5mm.粗車-半精車-精車Φ2

10、00mm外圓至圖樣尺寸。 CA6140 4 車 車削內孔Φ380.025 0mm至圖樣尺寸，倒角245； 5 車 車Φ200mm外圓 6 車 夾Φ200mm外圓，車左端大端面，保證尺寸95mm，車Φ100mm端面保證尺寸110mm，倒角245。 7 劃線 在Φ100mm圓的端面上劃100.018mm鍵槽線 劃規(guī) 8 拉削 以Φ200mm外圓及右端面定位，按Φ38+0.025 mm內孔中心線找正，裝夾工件，拉削100.018mm鍵槽 鍵槽拉刀 9 鉆 以Φ200mm外圓及一端面定位，100.018mm鍵槽定向鉆4Φ20mm孔 Z525專用鉆模

11、 10 鉗 零件靜平衡檢查 專用工裝 11 終檢 按圖樣要求，檢查各部尺寸及精度 2．3.1 工藝分析 1）飛輪為鑄件，在加工時應照顧各部加工余量，避免加工后造成壁厚不均勻，如果鑄件毛坯質量較差，應增加劃線工序。 2）零件靜平衡檢查，可在Φ38+0.025 0mm孔內裝上心軸，在靜平衡架上找靜平衡，如果零件不平衡，可在左大端面（Φ200mm與Φ160mm之間）上鉆孔減輕重量，以最后調到平衡。 3）Φ200外圓與Φ38+0.025 0mm內孔同軸度檢查，可用心軸裝夾工件，然后再偏擺儀上貨V形塊上用百分表測出。 4）鍵槽100.018mm對Φ38+0.025 0mm

12、內孔軸心線的對稱度檢查，可采用專用檢具進行檢查。 2．4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 生產綱領：10000件/年 零件類型：中小型 生產類型：大批大量生產。 由于飛輪零件的材料要求選用HT200，抗拉強度和塑性低，但鑄造性能和減震性能好，因此應選用毛坯類型為鑄件，較高強度鑄鐵，基體為珠光體，強度、耐磨性、耐熱性均較好，減振性也良好；鑄造性能較好，需要進行人工時效處理。該零件是大批量生產，零件的輪廓尺寸不大，所以企業(yè)選用機械砂型鑄造，其生產效率比手工制砂型高數倍至數十倍，特別適合大批量生產，雖然設備昂貴，但工人的技術水平要求較低。 根據上述原始資料及加工工藝，分別確定

13、格加工表面的加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸： 根據表2-5 知加工余量為G級，砂型鑄造機器造型的機械加工余量等級需要降低一級選用，則其加工余量等級為H級。 1. 右大端面（110mm） 考慮其長度為110mm，查表2-4，此時機械加工余量為3mm。根據表2-1，選用毛坯鑄件的公差等級為T11，再根據表2-3得鑄件的尺寸公差為5.故得，毛坯尺寸為Φ1132.5mm 表面粗糙度為12.5μm，由表2-30差得無精度等級，所以，尺寸公差為0. 工序尺寸為110mm。 2. 左端面（95mm/110mm） 考慮其基本尺寸為95mm，查表2-4，此時機械加工總余量為1.4mm。根據表2-3查

14、得鑄件公差為4.4.所以，毛坯尺寸為96.42.2mm。 考慮其長度為110mm，查表2-4，此時機械加工余量為3mm。根據表2-1，選用毛坯鑄件的公差等級為T11，再根據表2-3得鑄件的尺寸公差為5.故得，毛坯尺寸為Φ1132.5mm （95mm）表面粗糙度為12.5μm，由表2-30差得無精度等級，所以，尺 寸公差為0. 工序尺寸為95mm。 表面粗糙度為12.5μm，由表2-30差得無精度等級，所以，尺寸公差為0. 工序尺寸為110mm。 3. 通孔（Φ38mm） 這個通孔大于30mm，所以要鑄出。根據表2-3鑄件尺寸公差為3.6mm。故，其毛坯尺寸應該為Φ30+-

15、1.8mm。 內孔精度要求介于T7-T11，查《車削加工的加工余量竟要參考值》得出，半精加工的加工余量經驗值是-2，精加工的加工余量經驗值是0.1-0.8，考慮到精車與半精車Φ38H7孔在同一工序，同一次裝夾的情況下完成，精車半精車不存在定位誤差，以及精車的加工余量可以取小值，所以取1.1. 粗車孔的經濟精度為IT11-IT13，表面粗糙度為6.3-12.5μm.半精車Φ38H7 孔的等級取IT11，表面粗糙度取12.5. 半精車內孔的尺寸及表面精度的確定，可參考《內圓表面加工方案》。表中“粗鏜（粗擴）半精鏜孔”的經濟精度為IT9-IT10，表面粗糙度為1.6-3.2μm.選用公差等

16、級IT10，，表面粗糙度為3.0μm. 確定工序尺寸及余量為： 粗車Φ37mm Z=5 Φ37 IT11 半精車Φ37.8mm Z=1.1*2 Φ37.8 IT10 精車Φ38mm Z=0.4*2 Φ38+0.025 0 IT7 4. 端面（Φ100mm） 考慮其基本尺寸為100mm，查表2-4得，機械加工總余量為6mm。根據表2-3得，鑄件尺寸公差為4.4mm。故，鑄件毛坯尺寸為1062.2mm。 由圖，此端面無精度要求，所以，其工序尺寸為100mm。 5. 槽（10mm）

17、實心，不插槽。毛坯尺寸為10mm。 槽的表面粗糙度為1.6μm，精度要求是IT9，由表2-30查得公差等級為36μm。工序尺寸及公差為100.018mm。 6．外圓面（Φ200mm） 考慮其基本尺寸為200mm，查表2-4得，鑄件的加工總余量為8mm。根據表2-3得，鑄件的尺寸公差為5.6mm。故，毛坯尺寸為Φ2082.8mm。 根據工序尺寸和公差等級，查附表《標準公差數值》得出粗車，半精車Φ200外圓面的工序尺寸偏差，按“入體原則”標注。Φ200外圓面的加工余量及工序尺寸為： 粗車 Φ202mm 2Z=208-202=6 IT12 Φ202 0-

18、0.48 精車 Φ200mm 2Z=2 IT9 Φ200 0-0.115 7. 四內孔（20mm） 實心，不鑄孔。毛坯尺寸為Φ20mm。 孔的表面粗糙度為25μm，精度要求不高，精度等級為IT7，查《工藝手冊》表2-30得尺寸公差為21mm。工序尺寸為Φ20+-10.5mm 根據以上說明，列表格1-1如下： 工序號 加工表面 基本尺寸（mm） 機械加工總余量（mm） 毛坯尺寸（mm） 公差等級 工序尺寸及公差（mm） 表面粗糙度 （μm） 1 右端面 110 3 Φ1132.5 110 1

19、2.5 2 左端面 95 1.4 96.42.2 95 12.5 3 孔 Φ37 5 Φ30+-1.8 IT11 Φ37 12.5 Φ37.8 1.12 IT10 Φ37.8 6.3 Φ38 0.42 IT7 Φ38-+0.025 0 1.6 4 Φ100端面 Φ106 6 1062.2 110 12.5 5 槽 10 10 10 IT9 100.018 3.2 6 Φ200端面 Φ200 6 2002.8 IT12 Φ2020-0.48 3.2 2 IT9

20、Φ2000-0.115 7 4Φ20的孔 Φ20 20 Φ20 IT7 Φ20+-10.5 25 2.5確定切削用量 1．車右端面 左端面定位，以硬質合金刀具來切削右端面。由于這個工步是在一臺機床上經多件夾具裝夾一次走刀完成的。 確定被吃刀量ap ap應等于右端面的毛坯加工余量（見表1-1），即ap1=Z=3mm。 1) 計算切削速度 選用CA6140,查機床說明書得工件的轉速n=560m/min，則切削速度vc=3.14*d*n/1000=3.14*200*560/1000=352m/min 2) 確定機床主軸轉速：ns=1000v/（3.

21、14*200）=1000*352/（3.14*200）=560r/min 3) 確定進給量f 根據《指導手冊》查得硬質合金刀具半精車端面是0.35-0.65mm/r 現選用0.35m/min。 4) 進給速度的計算 vf=nf=449*0.35=157（mm/min） 2 .內孔 以高速鋼刀具車孔，分三次完成走刀。 確定被吃刀量ap ap應等于右端面的毛坯加工余量（見表1-1），即 ap1=5，ap 2=1.12， ap3=0.42 確定進給量f 根據表5-36（參考鏜孔）， 得f 粗車 f=1mm/r

22、 半精車f=0.4mm/r 精車 f=0.2mm/r 確定切削速度 根據表5-36（參考鏜孔），得 粗車vc1=25m/min 半精車vc2=30m/min 精車vc3=20m/min 機床主軸轉速 車孔ns1=1000v1/（3.14*37）=1000*25/（3.14*

23、37）=215r/min。 ns2=1000v2/（3.14*37.8）=1000*30/（3.14*37.8）=252r/min ns=1000v3/（3.14*38）=1000*20/（3.14*38）=168r/min 進給速度的計算 根據公式vf=nf 得 粗車 vf =215*1=215mm/min 半精鏜 vf =252*0.4=101mm/min

24、 精鏜 vf =168*0.2=34mm/min 3.車Φ200mm的外圓面 右端面定位，以硬質合金刀來切削。兩次走刀，粗車-半精車。 確定背吃刀量ap Φ200mm的外圓面ap由表5-2查得， 即ap1=6.5mm，ap2=1.5。 進給量的確定 根據《指導手冊》表5-2查出 粗車 f=0.7-1，現選1mm/r 精車 f=0.1-0.3，

25、現選0.1mm/r 確定切削速度 據表5-2查得切削速度為粗車45-65m/min，現選Vc=65m/min 精車90-110m/min，現選Vc=90m/min 確定主軸速度 根據公式 ns=1000v1/（3.14*d） 粗車 ns=1000*65/（3.14*95）=218r/min 精車 ns=1000*90/（3.14*95）=302r/min 4.車左端面 右端面定位，以硬質合金刀來切削左端面。由于

26、是由110mm的端面和95mm的端面組成，所以要進行兩次走刀、一次裝夾。 確定背吃刀量ap 95mm的左端面 ap應等于右端面的毛坯加工余量（見表 1-1），即ap1=Z=1.4mm，ap2=Z=3。 機床主軸轉速 機床主軸轉速和右端面一樣， 選用CA6140,查手冊得工件的轉速n=560m/min， 切削速度 vc=3.14*d*n/1000=3.14*200*450/1000=352m/min 確定進給量 根據《指導手冊》表5-3得 f=1mm/r 進給速度的計算 進給速度和右端面一樣 vf=nf =560r/min 。 5.車Φ10

27、0的外圓面 以硬質合金刀具車Φ100的端面，裝夾一次，一次完成走刀。 背吃刀量ap Φ100mm的端面 ap的ap應該等于毛坯加工余量（見表1-1），即ap=Z=3mm. 機床主軸轉速 選用CA6140,查手冊得工件的轉速n=560m/min， 切削速度 vc=3.14*d*n/1000=3.14*100*560/1000=176m/min 確定進給量 根據《指導手冊》表5-3得 f=1mm/r 進給速度的計算 vf=nf =560r/min 6. 拉鍵槽 用鍵槽拉刀拉出Φ10mm的鍵槽，十次走刀完成。 確定進給量 根據《指導手

28、冊》表5-38查出進給量在0.06-0.2 現取 f=1mm/z。 7. 四個內孔 用高速鋼刀具鉆孔一次走刀完成。 確定進給量 根據表5-24查得f在0.2-0.4中，現取f=0.4mm/r 確定切削速度 根據表5-24查的Vc在16-24中， 現取Vc=24m/min 確定機床主軸轉速 ns=1000v/（3.14*20）=1000*24/（3.14*20）=382r/min 綜上所述，列表1-3如下： 工序號 加工部位 加工內容 刀具材料 走刀 次數 背吃刀量

29、 mm 主軸轉數 r/.min 進給量 mm/r 進給速度r/min 1 右端面 車右端面 硬質合金 1 3 560 0.35 157 Φ38+0.025 0內孔 粗車 高速鋼 1 5 215 1 215 2 半精車 高速鋼 1 1.12 252 0.4 252 精車 高速鋼 1 0.12 168 0.2 168 3 左大端面 車左大端面， 硬質合金 1 1.4 560 0.2 352 3 4 Φ100mm外圓面 車Φ100mm端面 硬質合金 1 3 560 0.2 560 5

30、 100.018mm鍵槽 插100.018mm鍵槽 拉刀 10 1 1 6 Φ200mm外圓面 粗車 硬質合金 1 6.5 218 1 65 精車 1 1.5 302 0.1 90 7 4Φ20mm孔 鉆孔 高速鋼 1 20 382 0.4 小結 感謝黃老師長期以來悉心的指導和在設計過程中提的修改意見，讓我對飛輪工藝工裝設計有了較全面的了解，置身老師的指導過程中，不僅我的思想觀念煥然一新，也改善了我的思考方式，為日后的工作和更進一步的學習打下了

31、堅實的基礎，也積累了許多寶貴的設計經驗。 為了講課本所學知識與實踐相結合，我們進行了為期四天的課程設計，通過這次實習我們學習到了很多東西，鞏固了課本的理論知識，受益匪淺。 這次課程設計，由于理論知識的不足，再加上平時沒有什么設計經驗，一開始的時候有些手忙腳亂，不知從何入手。在老師的諄諄教導，和同學們的熱情幫助下，使我找到了信心每一個數據都要從機械設計書上或者機械設計手冊上找到出處。雖然種種困難我都已經克服，但是還是難免我有些疏忽和遺漏的地方。完美總是可望而不可求的，不在同一個地方跌倒兩次才是最重要的。抱著這個心理我一步步走了過來，最終完成了我的任務。 在今后的學習中,一定要戒驕戒躁,態(tài)度

32、端正,虛心認真….要永遠的記住一句話:態(tài)度決定一切. 課程設計也接近了尾聲。經過四天的奮戰(zhàn)我的課程實訓終于完成了。在沒有做課程實訓以前覺得課程設計只是對所學知識的單純總結，但是通過這次做課程實訓發(fā)現自己的看法有點太片面。課程實訓不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次課程實訓使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學習的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次課程實訓，我才明白學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己知識和綜合素質。 參考文獻 [1]倪森壽主編，機械制造工

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