課程設計--- 飛輪的加工工藝設計

1、<p><b>　　課 程 設 計</b></p><p>　　題 目 飛輪的加工工藝設計 </p><p>　　機械學院 （系） 數(shù)控技術 專業(yè)</p><p>　　學生姓名 學號 </p><p>　　指導

2、教師 職稱 </p><p>　　起訖日期 </p><p>　　設計地點 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設計課題主要是通過對

3、飛輪進行結構分析，完成實體造型，并根據(jù)企業(yè)實際情況，重點進行機械加工工藝編制，最后進行數(shù)控編程加工。</p><p>　　本課題的意義在于：工學結合，在學校指導老師和企業(yè)工程師共同輔導下，在零件實體設計、機械加工工藝編制、數(shù)控加工程序編制、收集資料、查閱手冊等專業(yè)知識與技能方面得到較全面的訓練與提高，從生產第一線獲得生產實際知識和技能，獲得工程技術應用性崗位工作的基本訓練，培養(yǎng)利用所學專業(yè)知識與技能解決生產實際問

4、題的能力。同時課題具有一定的綜合性，有利于樹立正確的生產觀念、經濟觀念和全局觀念，實現(xiàn)由學生向工程技術人員的過渡。</p><p>　　關鍵詞：飛輪；實體造型；工藝編制；數(shù)控編程；過渡。</p><p><b>　　序 言</b></p><p>　　學完了大學三年的所有課程，就要開始做畢業(yè)設計了，畢業(yè)設計課題是要集合我們所學的各門專業(yè)知識，

5、理論與實踐相結合，完成設計項目，解決工程實際問題，因此我們必須首先對所學課程全面掌握，融會貫通。</p><p>　　由于設計的需要，我仔細研究了零件圖，但在設計過程中，因自己經驗不足，遇到了很多實際問題，使我體會到了在現(xiàn)場實習調研僅證明可不可以實干，而不能代表能不能干好。所以我積極與設計指導老師、操作指導老師溝通，在各位老師的全力幫助、指導下問題得到了全面解決，同時受到各位老師優(yōu)良工作品質的影響，培養(yǎng)出了我緩中

6、求穩(wěn)、虛心求教、實事求是、一絲不茍的工作作風，并樹立了明確的生產觀、經濟觀和全局觀，為今后從事工作打下了良好的基礎。</p><p>　　通過畢業(yè)設計，我真正認識到理論和實踐相結合的重要性，并培養(yǎng)了我綜合運用所學理論知識和實際操作知識去理性的分析問題和解決實際工作中的一般技術工程問題的能力，使我建立了正確的設計思想，掌握了工藝設計的一般程序、規(guī)范和方法，并進一步鞏固、深化地吸收和運用了所學的基本理論知識和基本操作

7、技能。還有，它提高了我設計計算、繪圖、編寫技術文件、編寫數(shù)控程序、數(shù)控機床操作、實際加工零件和正確使用技術資料、標準、手冊等工具書的獨立工作能力，更培養(yǎng)了我勇于創(chuàng)新的精神及嚴謹?shù)膶W風及工作作風。</p><p>　　由于本人能力有限，缺少設計經驗，設計中漏誤在所難免，敬請各位老師指正批評，以使我對自己的不足得到及時的發(fā)現(xiàn)并修改，也使我在今后的工作中避免再次出現(xiàn)。</p><p>　　在這里

8、，向在這次畢業(yè)設計中給予過我鼓勵、指導及幫助的每位老師表示我虔誠和衷心的感謝！</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 飛輪的工藝分析…………………………………………………1</p><p>　　1.1 飛輪在產品中的作用、結構特點 ……………………………………… 1</p><p>

9、　　1.2 飛輪的技術要求 ………………………………………………………… 1</p><p>　　1.3 審查飛輪的工藝性…………………………………………………………2</p><p>　　第二章 選擇毛坯并繪制毛坯簡圖……………………………………… 2</p><p>　　2. 1 選擇毛坯 …………………………………………………………………2</p&

10、gt;<p>　　2. 2 毛坯的機械加工余量 ……………………………………………………2</p><p>　　2.3 繪制毛坯簡圖………………………………………………………………3</p><p>　　2.4 選擇分型面…………………………………………………………………3</p><p>　　2. 5 確定工藝參數(shù)…………………………………

11、…………………………3</p><p>　　第三章 機加工工藝……………………………………………………………4</p><p>　　3. 1 基準的選擇………………………………………………………………4</p><p>　　3. 2 各加工表面的確定………………………………………………………6</p><p>　　3. 3 選擇飛輪

12、的加工設備 ………………………………………………… 6</p><p>　　3. 4 擬定飛輪的工藝路線……………………………………………………7</p><p>　　3. 5 確定飛輪的加工余量 ………………………………………………… 8</p><p>　　第四章 確定切削用量及工時計算………………………………………………9</p><

13、p>　　4. 1 確定切削用量………………………………………………………………9</p><p>　　4. 2 工時計算……………………………………………………………………11</p><p>　　參考文獻……………………………………………………………………………</p><p>　　附錄工藝卡和工序卡 ……………………………………………………………&l

14、t;/p><p>　　飛 輪 的 零 件 圖</p><p><b>　　生產類型：大批量</b></p><p>　　第一章 飛輪的工藝分析</p><p><b>　　1.1飛輪的用途</b></p><p>　　各缸傳遞到曲軸的能量不是穩(wěn)定和連續(xù)的，而飛輪的作用就是儲存一

15、定的能量，是曲軸系統(tǒng)具有較大的轉動慣量。借助這個慣性力使發(fā)動機運轉平穩(wěn)并減小振動和噪聲。</p><p>　　1.2 飛輪的技術要求</p><p>　　形狀分析：按表2-1形式將該飛輪的全部技術要求列于表6-1中，飛輪形狀：飛輪屬于典型的盤類零件，端面D上有一個圓形槽，它的直徑是φ160mm圓形槽的最外端距外面C的距離是30mm圓形槽上有4個定位孔，它們直徑是φ20mm，它們是在最端面D

16、上直徑為φ130mm圓上。端面B上有圓孔φ38mm和鍵槽，鍵槽寬為10±0.018。</p><p>　　圖1-1 飛輪的結構</p><p>　　材料分析：灰鑄鐵中的碳全部或大部分以片狀石墨形式存在，斷口呈暗飛色。灰鑄鐵組織是由剛的基體和片狀石墨兩部分組成。</p><p>　　灰鑄鐵的性能：⑴力學性能好，⑵切削加工性良好，⑶減摩性好，⑷減振性好，⑸

17、鑄造性好⑹缺口敏感性較低?？譍為主要裝配基準，外圓E和鍵槽W有配合要求，因此加工精度有的較高。鑄件類容易產生白口組織，使飛輪的硬度和脆性增加，造成切削加工困難，故需要退火處理。其中外圓E對孔Wφ38H7的同軸度要求為0.05mm，鍵槽W對中心軸線的對稱度為0.08mm，鍵槽的粗糙度要求為1.6。</p><p>　　綜上所述，該飛輪的各項技術制定的較合理，符合該零件的功用</p><p>

18、　　表6-1 飛輪零件技術要求</p><p>　　1.3 審查飛輪的工藝性</p><p>　　分析飛輪零件圖可知，其中端面B，外圓C，端面D和端面H都可以用車削一次加工達到要求：孔F是鉆出來的，其中孔G可以通過鉸孔達到精度要求。鍵槽W通過拉床來完成。這些工藝在正常的條件下都可以生產，采用較經濟的方法保質保量地加工出來。由此可見，該零件的工藝性很好。</p><p&g

19、t;　　第二章 選擇毛坯并繪制毛坯簡圖</p><p><b>　　2.1 選擇毛坯</b></p><p>　　由于飛輪的零件材料要求為HT200，因此應選用毛坯類型為鑄件，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。</p><p>　　2.2確定毛坯的機械加工余量</p><p>　　查機械加

20、工工藝手冊，將零件各加工表面毛坯余量及公差列入下表。</p><p>　　2.3 繪制毛坯簡圖</p><p><b>　　見圖一。</b></p><p><b>　　2.4 選擇分型面</b></p><p>　　方案一： 選擇通過軸線的縱向剖面為分型面，鑄件處于水平澆注位置，采用分模兩箱造型方

21、法。中間空腔用一個水平型芯形成。</p><p>　　方案二：鑄件處于垂直澆注位置，采用分模水平造型方法，中間空腔用一個水平型芯做成。</p><p>　　終合分析：方案一使A兩個面處于水平位置，質量較有保證，分型面處于最大截面處，便于起模和下芯，并有利于型芯的固定、排氣和檢驗。但易受錯型影響，支撐臺可能出現(xiàn)氣孔、夾渣缺陷。方案二只保證了一面另一面無法保證。因此應選方案一。</p&g

22、t;<p>　　2.5 確定工藝參數(shù)</p><p>　　2.5.1 加工余量 圖樣要求，需留加工余量，Φ38的孔必須鑄造出來。</p><p>　　2.5.2 起模斜度 使用木模起模斜度應選擇α=3°。</p><p>　　2.5.3 型芯頭 型芯使用一個上下都有芯頭的型芯。 </p>&l

23、t;p>　　第三章 機 加 工 工 藝</p><p><b>　　3.1 基準的選擇</b></p><p>　　3.1.1． 粗基準的選擇</p><p>　　①選用的粗基準必須便于加工精基準，以盡快獲得精基準。</p><p>　?、诖只鶞蕬x用面積較大，平整光潔，無澆口、冒口、飛邊等缺陷的表面，這樣工件的定

24、位才穩(wěn)定可靠。</p><p>　?、郛斢卸鄠€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。</p><p>　　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。</p><p>　?、莓敼ぜ哪持匾砻嬉蠹庸び嗔烤鶆驎r，應選擇該表面作為粗基準。</p><p>　?、薮只鶞试谕怀?/p>

25、寸方向上應只使用一次。</p><p>　　3.1.2. 精基準的選擇</p><p>　　（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。</p><p>　?。?）選擇精基準應先根據(jù)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。</p>

26、<p>　　（3）精基準的選擇原則：</p><p>　?、倩鶞手睾显瓌t。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。</p><p>　?、诨鶞式y(tǒng)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。</p><p>　　③自為基準原則。精加工或光整加工工序應盡量選擇加工

27、表面本身作為精基準，該表面與其他表面的位置精度則由先行工序保證。</p><p>　　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。</p><p>　?。?）在選擇基準時不能同時遵循各選擇原則（甚至相互矛盾）時，應根據(jù)具體情況具體分析，以保證關鍵表面為主，兼顧次要表面的加工精度。</p><p&g

28、t;　　選擇飛輪的粗基準和夾緊方案</p><p>　　選擇毛坯Φ100外圓作為粗基準，使用三爪卡盤能方便地加工兩端面和中心孔，可以僅僅、快獲得精基準。</p><p><b>　　圖2-5</b></p><p>　　3.1.4． 選擇飛輪的精基準和夾緊方案</p><p>　　選擇Φ200外圓及一端面為精基準是最理想

29、的。如圖2-6所示</p><p><b>　　圖2-6</b></p><p>　　3.2 各表面加工方案的確定</p><p>　　3.3 選擇飛輪的加工設備</p><p>　　根據(jù)飛輪的工藝特征性，加工設備采用通用機床，即普通車床、插床、鉆床。工藝裝備采用通用夾具（三爪卡盤）、通用工具（標準車刀、插槽刀）、通用量

30、具（游標卡尺、外徑千分尺等）。</p><p>　　3.4 擬定飛輪的工藝路線</p><p>　　表2-2 飛輪機械加工工藝路線</p><p>　　3.5 確定飛輪的加工余量</p><p>　　主要由查表，配合經驗法類比法確定加工余量及工序尺寸。</p><p>　　將相關數(shù)據(jù)列表4-1中。</p>

31、<p>　　表2-3 飛輪加工余量與工序尺寸表</p><p>　　第四章 確定切削用量及工時的計算</p><p>　　4.1 確定切削用量</p><p>　　4.1.1 工序4粗車端面B、鉆孔、擴孔和鉸孔</p><p><b>　?、骞げ?粗車端面H</b></p><p>　

32、?、糯_定背吃刀量：工序6加工余量為1mm，對于粗車來說背吃刀量1mm可以做到的，=1mm。</p><p>　?、拼_定進給量：查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表1-45，按材料，刀具材料選取，該工序的每齒進給量為f=0.08-0.3mm/r，取f=0.2mm/r，切削速度v=90m/min，轉速公式，d可以為刀具的直徑或材料直徑：</p><p>　　=286.62r/min<

33、/p><p>　　查《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-8選臥式車床C620的主軸轉速系列，取轉速n=305r/min，所以該工序的實際車削速度：</p><p><b>　?、婀げ?鉆孔G</b></p><p>　?、糯_定背吃刀量：單邊余量為0.5mm,</p><p>　?、拼_定進給量：查《機械制造技術基礎課程設計指

34、導教程》查表5-22至表5-37選取工步進給量f=0.2mm/r</p><p>　?、怯嬎闱邢魉俣龋翰椤稒C械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-22，取切削速度v=15m/min，由，查《機械自造工藝設計簡明手冊》臥式車床C620主軸轉速n=230r/min，則該工序的實際切削速度</p><p><b>　　㈢工步3 擴孔G</b></p><

35、p>　?、糯_定背吃刀量：粗絞單邊切削量為0.4mm,</p><p>　?、拼_定進給量：查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-32取該工步的每轉進給量f=0.3mm/r</p><p>　?、怯嬎闱邢魉俣龋翰椤稒C械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-32，切削速度v取為10m/min，有公式，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-8臥式車床C620主軸轉速取90r/min，則

36、實際切削速度</p><p><b>　?、韫げ?精鉸孔G</b></p><p>　?、糯_定背吃刀量：單邊切削余量0.1，</p><p>　?、拼_定進給量：查表5-32，選取該工藝的每轉進給量f=0.2mm/r。</p><p>　?、怯嬎闱邢魉俣龋翰楸?-32，取切削速度v為7m/min，由，該工序鉸刀轉速,查表4

37、.2-8C620臥式車床的轉速取58r/min。則該工序實際切削速度</p><p>　?、楣げ?粗車和半精車外圓E</p><p>　?、糯_定背吃刀量：粗車單邊加工余量為1mm，</p><p>　　⑵確定進給量：查《機械設計專業(yè)指導書》表1-45，f=0.08-0.3mm/r，去f=0.2mm/r，切削速度v=1.5-2.0m/s，轉速取v=90m/min，轉速

38、公式，d去材料直徑200mm,主軸轉速n=230r/min，實際切削速度v=144.44r/min。</p><p>　　⑶精加工工序確定背吃刀量：精加工單邊余量為0.5mm，所以背吃刀量。</p><p>　?、却_定精加工進給量：查《機械設計專業(yè)指導書》表1-45，f=0.08-0.3mm/r，切削速度v=1.5-2.0m/s，由于是半精加工，f越小，切削速度就越大，切除材料的表面精度就

39、越高，所以f=0.1mm/r,切削速度取v=2.0m/s=120m/min。</p><p><b>　?、绍囅魉俣鹊挠嬎悖?lt;/b></p><p>　　查《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-8臥式車床C620主軸轉速取230r/min，則實際切削速度</p><p>　　4.1.2 工序5粗車端面D、B</p><p&g

40、t;　　粗車2端面D和端面H</p><p>　?、糯_定背吃刀量：工序8和9背吃到量</p><p>　?、拼_定進給量：查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表1-45，f=0.08-0.3mm/r，取f=0.2mm/r，切削速度v=1.5-2.0m/s，轉速取v=90m/min，轉速計算公式，d取材料直徑為200mm</p><p>　　參照《機械制造工藝設計簡明

41、手冊》表4.2-8臥式車床C620主軸轉速n=230r/min,則8,9工序的實際切削速度：</p><p>　　4.1.3工序7的鉆床切鍵槽W</p><p>　　以外圓E及端面B定位，按內孔中心線找正，裝夾工作在拉床L551120上。在端面H上劃， 查《機械制造課程設計指導書》得取切削速度為。</p><p>　　進給量查表5-38，f=0.06-0.20m

42、m/z,可以取f=0.2mm/z。</p><p>　　機床查《機械制造工藝設計簡明手冊》Z5020。</p><p>　　4.1.4 工序8的鉆孔F</p><p><b>　?、疟吵缘读浚?lt;/b></p><p>　　⑵確定進給量：查表5-22選取進給量。</p><p>　　⑶切削速度跟工

43、序6粗鏜一樣；所以,。主軸轉速，實際鏜削速度。</p><p>　　4.2 時間定額的計算</p><p>　　4.2.1 基本時間的計算</p><p>　?、殴ば?-鉆孔 基本時間計算公式/</p><p>　　4.2.2 輔助時間的計算</p><p>　　查《課程設計輔導教程》第五章第二節(jié)所述，輔助時間與基本

44、時間之間的關系為，取，輔助時間為：</p><p>　　4.2.3 其它時間的計算：</p><p>　　查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》。由于飛輪的生產類型為大批量生產，需要考慮各工序的準備終結時間，為作業(yè)時間的3%-5%;而布置工作的時間是作業(yè)時間的2%-7%，休息與生理需要時間是作業(yè)時間的2%-4%,均取為3%，則其它時間關系式為應按關系式為：為</p><

45、p>　　根據(jù)公式；，單件時間為：</p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1王茂元主編，機械制造技術基礎，北京：化學工業(yè)出版社,2011.</p><p>　　[2]青、呼詠主編 機械制造技術基礎課程設計指導書，北京：化學工

46、業(yè)出版社,2012.</p><p>　　[3]楊叔子主編,機械加工工藝師手冊,北京：機械工業(yè)出版社,2001.</p><p>　　[4]王先逵主編，機械加工工藝手冊,北京：機械工業(yè)出版社,2006.</p><p>　　[5]陸曉春主編.CAXA實體設計XP——創(chuàng)新三維CAD標準案例教程，北京：航空航天大學出版社，2006.</p><p&g