畢業(yè)設(shè)計(jì)---飛輪殼的數(shù)控工藝分析與編程

1、<p>　　飛輪殼的數(shù)控工藝分析與編程</p><p>　　系 部： 機(jī) 電 工 程 系 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　專業(yè)班級： </p><p>　　學(xué) 號：

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2011 年 03月 20 日</p><p><b>　　【摘要】</b></p><p>　　柴油機(jī)是工程機(jī)械產(chǎn)品構(gòu)成的核心，也是工程機(jī)械產(chǎn)業(yè)鏈條中與整車制造并列的重要環(huán)節(jié)，而飛輪殼是柴油機(jī)發(fā)動機(jī)上一個(gè)重要的基

3、礎(chǔ)件，其作用是連接發(fā)動機(jī)與變速器，承擔(dān)發(fā)動機(jī)及變速器的部分力量，保護(hù)離合器和飛輪，而且還是發(fā)動機(jī)的支承部件，其加工質(zhì)量直接影響發(fā)動機(jī)的性能。因此，研究飛輪殼的加工工藝及編程對生產(chǎn)實(shí)際意義重大。</p><p>　　本課題以飛輪殼作為介紹對象，首先介紹飛輪殼的結(jié)構(gòu)；其次介紹飛輪殼的數(shù)控加工工藝，包括工件材料分析、加工設(shè)備介紹、刀具及夾具的選用、切削用量選擇、加工難點(diǎn)分析等；最后編寫了飛輪殼加工的部分程序。</

4、p><p>　　【關(guān)鍵詞】：飛輪殼；工藝；程序</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　引言1</b></p><p>　　一、飛輪殼零件介紹2</p><p>　?。ㄒ唬╋w輪殼介紹2</p><p>　?。ǘ╋w輪殼的

5、結(jié)構(gòu)分析2</p><p>　　二、飛輪殼數(shù)控工藝分析2</p><p><b>　?。ㄒ唬┕ぜ牧?</b></p><p>　　（二）數(shù)控加工設(shè)備介紹3</p><p>　?。ㄈA具的選用5</p><p>　　（四）刀具及切削用量的選擇7</p><p>

6、;　?。ㄎ澹┝慵庸さ墓に嚶肪€分析7</p><p>　?。┘庸るy點(diǎn)分析8</p><p>　?。ㄆ撸╋w輪殼零件數(shù)控加工工序卡8</p><p>　　三、飛輪殼零件在VB-610機(jī)床加工程序編制9</p><p><b>　　總結(jié)14</b></p><p><b>　　參

7、考文獻(xiàn)15</b></p><p><b>　　謝辭16</b></p><p><b>　　附錄117</b></p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　柴油機(jī)是用柴油作燃料的內(nèi)燃機(jī)，它屬于壓縮點(diǎn)火式發(fā)動機(jī)，常以主要發(fā)明者狄塞爾的名字被

8、稱為狄塞爾引擎。柴油機(jī)在工作時(shí)，吸入柴油機(jī)氣缸內(nèi)的空氣，因活塞的運(yùn)動而受到較高程度的壓縮，達(dá)到500～700℃的高溫，然后將燃油以霧狀噴入高溫空氣中，與高溫空氣混合形成可燃混合氣，自動著火燃燒。燃燒中釋放的能量作用在活塞頂面上，推動活塞并通過連桿和曲軸轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)的機(jī)械功。</p><p>　　柴油機(jī)的應(yīng)用十分廣泛，像一些重型機(jī)械、重卡、輪船、挖掘機(jī)等等，而飛輪殼便是柴油機(jī)中的重要零件，其作用是連接發(fā)動機(jī)與變速器，

9、承擔(dān)發(fā)動機(jī)及變速器的部分力量，保護(hù)離合器和飛輪，而且還是發(fā)動機(jī)的支承部件。它要具有結(jié)構(gòu)緊湊、耐高溫性，機(jī)體剛性好、工作可靠、使用壽命長等特性。</p><p>　　本文以飛輪殼作為介紹對象，首先介紹飛輪殼的結(jié)構(gòu)；其次介紹飛輪殼的數(shù)控加工工藝，包括工件材料分析、加工設(shè)備介紹、刀具及夾具的選用、切削用量選擇、加工難點(diǎn)分析等；最后編寫了飛輪殼加工的部分程序。</p><p>　　我的畢業(yè)設(shè)計(jì)課程

10、來源于上海龔路機(jī)械有限公司，本公司主要從事柴油機(jī)零部件的加工，本論文的重點(diǎn)在于介紹飛輪殼的工藝分析和數(shù)控加工。</p><p><b>　　一、飛輪殼零件介紹</b></p><p><b>　　(一)飛輪殼介紹</b></p><p>　　飛輪殼是柴油機(jī)的外殼，其作用是連接發(fā)動機(jī)與變速器，承擔(dān)發(fā)動機(jī)及變速器的部分力量，保

11、護(hù)離合器和飛輪，而且還是發(fā)動機(jī)的支承部件。其成品圖如圖1-1所示，零件圖及具體技術(shù)要求請參見附錄1。</p><p>　　圖1-1 飛輪殼成品圖</p><p>　　（二）飛輪殼的結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　該零件的材料為HT250，毛坯采用鑄件，其強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性均較好，減振性良好，鑄造性能較優(yōu)。</p><p>　　該零件屬于殼體

12、類零件，主要有內(nèi)孔、馬達(dá)孔等。所有未注圓角為R2-5，未注明壁厚均為7mm。M-M 孔的同軸度要求為φ0.10，尺寸為2-φ12E7(上偏差為+0.050、下偏差為+0.032)，粗糙度要求為3.2，倒角為1x45。豎直端面與下底面的垂直度要求為0.10、平行度要求為0.05，粗糙度要求為3.2，馬達(dá)孔的尺寸為φ86（上偏差為+0.087,下偏差為+0）。</p><p>　　二、飛輪殼數(shù)控工藝分析</p&

13、gt;<p><b>　?。ㄒ唬┎牧辖榻B</b></p><p>　　飛輪殼的原材料采用HT250，新料70%，回爐料30%。回爐料主要是報(bào)廢的同牌號飛輪殼。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)飛邊、毛刺，澆口直接作為回爐料熔煉，澆注的飛輪殼夾渣嚴(yán)重，含鐵量高成分不易控制，材質(zhì)偏脆并伴有縮松。所以飛邊、毛剌，澆口等不允許直接熔化使用，每班集中起來，集中熔化去渣后澆成錠視為廢品再與新料配用。穩(wěn)定的化學(xué)成分

14、是獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的主要保證。</p><p><b>　?。ǘ┘庸ぴO(shè)備介紹</b></p><p>　　由于飛輪殼零件里面要安裝一些軸承、齒輪，它對尺寸精度要求很高，尤其是馬打孔的加工，它的精度直接影響后面零件的裝配，所以本課題選用加工精度較高的VB-610型加工中心加工，如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1 VB-610型加工中心&

15、lt;/p><p>　　1．VB-610型加工中心的組成</p><p><b>　?。?）基礎(chǔ)部件</b></p><p>　　由床身、立柱和工作臺等大件組成，它們是加工中心結(jié)構(gòu)中的基礎(chǔ)部件。這些大件有鑄鐵件，也有焊接的結(jié)構(gòu)件，它們要承受加工中心的靜載荷以及在加工時(shí)的切削負(fù)載，因此必須具備更高的靜動剛度，也是加工中心中質(zhì)量和體積最大的部件。<

16、;/p><p><b>　?。?）主軸部件</b></p><p>　　由主軸箱、主軸電動機(jī)、主軸和主軸軸承等零件組成。主軸的啟動、停止等動作和轉(zhuǎn)速均由數(shù)控系統(tǒng)控制，并通過裝在主軸上的刀具進(jìn)行切削。主軸部件是切削加工的功率輸出部件，是加工中心的關(guān)鍵部件，起結(jié)構(gòu)的好壞，隊(duì)加工中心的性能有很大的影響。</p><p><b>　　（3）數(shù)控系

17、統(tǒng)</b></p><p>　　由CNC裝置、可編程控制器、伺服驅(qū)動裝置以及電動機(jī)等部件組成，是加工中心執(zhí)行順序控制加工過程的中心。</p><p>　　（4）自動換刀裝置（ATM）</p><p>　　加工中心與一般數(shù)控機(jī)床的顯著區(qū)別是具有對零件進(jìn)行多工序加工的能力，有一套自動換刀裝置。</p><p><b>　　（

18、5）防護(hù)罩</b></p><p>　　不銹鋼全封閉護(hù)罩及大罩，用于加工時(shí)保護(hù)操作者的安全。</p><p>　　2．VB-610型加工中心的加工特點(diǎn)</p><p>　?。?）自動化程度高，可以減輕操作者的體力勞動強(qiáng)度。加工過程是按輸入的程序自動完成的，操作者只需起始對刀、裝卸工件、更換刀具，在加工過程中，主要是觀察和監(jiān)督機(jī)床運(yùn)行。但是，由于數(shù)控機(jī)床的

19、技術(shù)含量高，操作者的腦力勞動相應(yīng)提高。</p><p>　?。?）加工零件精度高、質(zhì)量穩(wěn)定。機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度都很高，較容易保證一批零件尺寸的一致性，只要工藝設(shè)計(jì)和程序正確合理，加之精心操作，就可以保證零件獲得較高的加工精度，也便于對加工過程實(shí)行質(zhì)量控制。</p><p>　?。?）生產(chǎn)效率高。機(jī)床加工是能再一次裝夾中加工多個(gè)加工表面，一般只檢測首件，所以可以省去普通機(jī)床加工時(shí)的

20、不少中間工序，如劃線、尺寸檢測等，減少了輔助時(shí)間，而且由于加工出的零件質(zhì)量穩(wěn)定，為后續(xù)工序帶來方便，其綜合效率明顯提高。</p><p>　　（4）便于新產(chǎn)品研制和改型。加工一般不需要很多復(fù)雜的工藝裝備，通過編制加工程序就可把形狀復(fù)雜和精度要求較高的零件加工出來，當(dāng)產(chǎn)品改型，更改設(shè)計(jì)時(shí)，只要改變程序，而不需要重新設(shè)計(jì)工裝。所以，加工能大大縮短產(chǎn)品研制周期，為新產(chǎn)品的研制開發(fā)、產(chǎn)品的改進(jìn)、改型提供了捷徑。</

21、p><p>　?。?）可向更高級的制造系統(tǒng)發(fā)展。機(jī)床及其加工技術(shù)是計(jì)算機(jī)輔助制造的基礎(chǔ)。</p><p>　?。?）初始投資較大。這是由于機(jī)床設(shè)備費(fèi)用高，首次加工準(zhǔn)備周期較長，維修成本高等因素造成。</p><p>　　（7）維修要求高。機(jī)床是技術(shù)密集型的機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品，需要維修人員既懂機(jī)械，又要懂微電子維修方面的知識，同時(shí)還要配備較好的維修裝備。VB610加工中

22、心的主要參數(shù)，如表2-1所示。</p><p>　　表2-1 VB610加工中心的主要參數(shù)</p><p><b>　?。ㄈA具的選用 </b></p><p>　　機(jī)床夾具一般可分為通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和拼裝夾具五大類。通用夾具可裝夾各種零件的機(jī)床附件和裝夾元件，如三爪卡盤、分度頭以及各種臺鉗等。組合夾具即由一套已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化

23、的結(jié)構(gòu)及元件按加工需要而組合而成的夾具。專用夾具是專門為某一工件的某一道或幾道工序加工而設(shè)計(jì)的夾具，其設(shè)計(jì)周期較長、投資較大。在產(chǎn)品相對穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，常采用專用夾具，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。</p><p>　　本課題中采用的是專用夾具，它的特點(diǎn)是唯一性，即只適用于該工件。如圖2-2所示。由圖可見，該夾具由底座、壓塊、螺母、墊塊、彈簧等組成。底座由4個(gè)螺母、墊圈、還有墊塊組成，墊塊固定在加工中心工

24、作臺上，對角線上的2個(gè)壓塊用來壓緊工件，2個(gè)大彈簧是用來防止工件拿離后壓塊下落，中間凸起的圓柱主要用來給工件定位，它與工件中間大圓孔相呼應(yīng)，右下角是一個(gè)可調(diào)節(jié)螺母，它可以根據(jù)不同型號的飛輪殼來調(diào)節(jié)相應(yīng)的尺寸。</p><p>　　該零件的正確裝夾方式如圖2-3所示。</p><p>　　圖2-2 專用夾具</p><p>　　圖2-3 正確裝夾圖</p&

25、gt;<p>　?。ㄋ模┑毒呒扒邢饔昧康倪x擇</p><p>　　加工中心使用的刀具主要有以下三類：飛輪殼端面銑削刀具、倒角切削刀具和中心孔類刀具。具體數(shù)控加工刀具如表2-2所示。</p><p>　　表2-2 數(shù)控加工刀具卡</p><p>　　切削用量的選擇主要根據(jù)工件材料、加工精度和表面粗糙度的要求進(jìn)行。粗加工時(shí)，在留下精加工的余量0.5mm后

26、，盡可能一次走刀將剩下的余量切除；若余量過大不能一次切除，也應(yīng)按先多后少的不等余量法加工。第一刀的背吃刀量應(yīng)盡可能大些，使刀口在里層切削。精加工時(shí)背吃刀量應(yīng)根據(jù)粗加工留下的余量確定，一般精加工時(shí)取為0.05-0.08mm。</p><p>　　（五）零件加工的工藝路線分析</p><p><b>　　1.鑄造飛輪殼零件</b></p><p>

27、　　2.用立式銑床銑削飛輪殼的上表面</p><p>　　3.VB-610加工中心加工</p><p>　?。?）φ30硬質(zhì)合金粗銑刀銑削豎直端面，留0.5mm的精加工余量；</p><p>　　（2）φ86粗鏜刀鏜啟動馬達(dá)孔，單邊留1mm的精加工余量；</p><p>　?。?）φ20x90定心鉆依次打定位點(diǎn)；以便于下面工序的立式鉆床鉆孔；

28、</p><p>　?。?）φ11直柄鉆加工M-M的2個(gè)孔，單邊留0.5的精加工余量；</p><p>　?。?）φ87.5倒角刀倒啟動馬達(dá)孔，倒角為1x45；</p><p>　?。?）φ88的精鏜刀鏜啟動馬達(dá)孔，以達(dá)到尺寸要求；</p><p>　　（7）φ12E7直柄機(jī)鉸刀鉸M-M的2個(gè)孔，達(dá)到尺寸和公差要求；</p>&

29、lt;p>　?。?）φ20直柄精銑刀精銑豎直端面，達(dá)到尺寸要求；</p><p>　?。?）氣槍把整個(gè)工件鐵屑吹干凈；</p><p>　?。?0）拿下工件，去毛刺；</p><p>　　4.對上道工序的中心點(diǎn)，用立式鉆床逐一鉆孔。</p><p>　?。┘庸るy點(diǎn)分析 </p><p>　　1．該零件材料為H

30、T250材料，雖然其強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性均較好，減振性良好，鑄造性能較優(yōu)，但需進(jìn)行人工時(shí)效處理。</p><p>　　2．啟動馬達(dá)孔精度要求很高，如果達(dá)不到精度，后面將無法裝配，它很容易變形，所以必須每個(gè)工件都需要卡板測量，還要觀察馬達(dá)孔的粗糙度情況，及時(shí)更換刀具，以保證粗糙度要求。</p><p>　　3．該零件屬于薄壁零件，裝夾時(shí)壓塊不能過分用力，不然容易變形。</p>

31、<p>　?。ㄆ撸╋w輪殼加工工序卡</p><p>　　由于本人從事的是第三道工序，即加工中心的加工，本工序在加工中心上的工序卡如表2-3所示。</p><p>　　表2-3 飛輪殼的加工工序卡</p><p>　　三、飛輪殼在VB-610機(jī)床加工程序編制</p><p>　　編程原點(diǎn)為工件的圓心,該零件在VB-610機(jī)床上加工的程

32、序單如表3-1。本機(jī)床采用的是三菱系統(tǒng)，編程方式采用絕對式與增量式編程相結(jié)合。</p><p>　　表3-1 飛輪殼加工程序單</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　通過此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我不僅把知識融會貫通，而且豐富了大腦，同時(shí)在查找資料的過程中也了解了許多課外知識，開拓了視野，使自己在專業(yè)知識方面和動手能力方面有了質(zhì)的

33、飛躍。</p><p>　　在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的制作中，我學(xué)會了如何自己獨(dú)立去思考，完成一次設(shè)計(jì)。在這期間，我自己上網(wǎng)查詢了相關(guān)資料，還有就是閱讀了一些書本，讓我了解了柴油機(jī)的一些基本知識，尤其是本文的重點(diǎn)飛輪殼，也讓我對它有了初步的了解。比如它的特性，使用的場合等等。通過這次設(shè)計(jì)，讓我多年來所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合。對所學(xué)的知識有了更深一層的了解，運(yùn)用也更加自如了。為以后踏上社會打下了結(jié)實(shí)的基礎(chǔ)。</p&g

34、t;<p>　　學(xué)生生涯快結(jié)束了，但對于整個(gè)人生來說才剛剛起步。正所謂活到老學(xué)到老，正值青年的我們要學(xué)的東西還很多，現(xiàn)在只是懂一點(diǎn)皮毛，或許連皮毛都算不上?？傊?，我會更加努力的學(xué)習(xí)，當(dāng)然還有工作。我會虛心的向別人請教，爭取更上一層樓。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 劉巖《數(shù)控加工基礎(chǔ)》. 機(jī)械工業(yè)出版社 .20

35、11.1.1 ；</p><p>　　[2] 李國斌.《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》.機(jī)械工業(yè)出版社2010.1.1；</p><p>　　[3] 賈志宏.傅明喜《新編鑄造標(biāo)準(zhǔn)手冊》.化學(xué)工業(yè)出版社2000.09；</p><p>　　[4] 趙長旭.《數(shù)控加工工藝》.西安電子科技大學(xué)出版社.2006,1</p><p>　　[5] 錢東東. 《實(shí)用數(shù)控編

36、程與操作》. 北京大學(xué)出版社. 2007,12</p><p><b>　　謝辭</b></p><p>　　辛苦了幾天，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于寫完了，想想也不是那么容易的事，四處請教別人，還要網(wǎng)上查資料。但自己樂在其中，自己學(xué)會了怎么樣運(yùn)用所學(xué)的知識，把它融入到論文中，還要更好的運(yùn)用到實(shí)踐中去，理論和實(shí)踐相結(jié)合，才是完美的。三年的大學(xué)生活也讓我受益匪淺，不僅僅是知識的增長

37、，更是人生閱歷的增長，做個(gè)對社會有用的人。</p><p>　　在這里我要感謝我的指導(dǎo)老師——談?wù)铮麌?yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他循循善誘的教導(dǎo)和不茍的思路給予我無盡的啟迪。</p><p>　　再次由衷感謝的各位老師對學(xué)生耐心的指導(dǎo)和孜孜不倦的教誨，讓我知道的自己的不足和優(yōu)勢所在，讓我學(xué)會如何做個(gè)對社會有用的人。相信我，我會更加努力的，不會辜負(fù)大家對我的期望。