飛輪的加工工藝畢業(yè)設計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設計課題主要是通過對飛輪進行結構分析，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，在學校指導老師輔導下，在零件實體設計、機械加工工藝編制、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，</p

2、><p>　　關鍵詞：飛輪；實體造型；工藝編制。</p><p><b>　　序 言</b></p><p>　　學完了大學四年的所有課程，就要開始做課程設計了，課程設計課題是要集合我們所學的各門專業(yè)知識，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>　　

3、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溝通，在老師的全力幫助、指導下問題得到了全面解決，同時受到老師優(yōu)良工作品質的影響，培養(yǎng)出了我緩中求穩(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

4、過課程設計，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技能。還有，它提高了我設計計算、繪圖、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

5、><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，向在這次課程設計中給予過我鼓勵、指導及幫助的老師表示我虔誠和衷心的感謝！</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　

6、　第一章 零件的實體造型 …………………………………………………1</p><p>　　1.1 飛輪在產品中的作用、結構特點 ……………………………………… 1</p><p>　　1.2 飛輪的實體造型 ………………………………………………………… 1</p><p>　　第二章 零件的機械加工工藝編制 …………………………………… 4</p>

7、<p>　　2. 1 分析飛輪的技術資料 …………………………………………………… 4</p><p>　　2. 2 確定飛輪的毛坯類型及其制造方法 …………………………………… 6</p><p>　　2. 3 選擇飛輪的加工設備 …………………………………………………… 9</p><p>　　2. 4 擬定飛輪的工藝路線及定位基準 ………

8、……………………………… 10</p><p>　　2. 5 設計飛輪的加工工序 …………………………………………………… 13</p><p>　　2. 6 填寫飛輪的機械加工工藝文件 ………………………………………… 15</p><p>　　第三章 飛輪的夾具設計…………………………………………………16</p><p>　　3.

9、 1 工件的定位原理………………………………………………………… 16</p><p>　　3. 2 工件的夾緊……………………………………………………………… 17</p><p>　　3. 3 夾具的選擇……………………………………………………………… 17</p><p>　　3.4 夾具示意圖……………………………………………………………… 18&l

10、t;/p><p>　　致謝 ……………………………………………………………………………21</p><p>　　參考文獻 …………………………………………………………………… 21</p><p>　　附錄 工藝卡和工序卡 ………………………………………………</p><p>　　第一章 零件的實體造型</p>

11、<p>　　隨著時代的進步，科技的經進入到了一種先進的、全新的三維虛擬現(xiàn)實的環(huán)境中，實現(xiàn)了產品的數(shù)字化三維設發(fā)展，許多高科技手段逐步代替了手工勞動方式，比如機械設計與制造領域，產品設計已計。CAD/CAM軟件即是實現(xiàn)這種數(shù)字化三維設計的有效工具。利用CAD/CAM軟件制圖和手工制圖相比，不僅縮短設計周期，而且大大提高設計效率。</p><p>　　飛輪在產品中的作用、結構特點</p>&

12、lt;p>　　飛輪結構簡單形狀規(guī)則，零件中心為Φ38+0.025 0mm內孔及10±0.018mm鍵槽，周圍有4×Φ20mm孔見圖1-1所示。</p><p>　　圖1-1 飛輪的結構</p><p>　　零件的機械加工工藝編制 </p><p>　　機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件，是機械加工中最主要的

13、技術文件，主要包括工藝過程卡和工序卡。編制機械</p><p>　　加工工藝規(guī)程分以下幾個階段：</p><p>　　2. 1 分析飛輪的技術資料</p><p>　　2. 1．2零件的結構及加工精度分析</p><p>　　（1）主要加工精度要求</p><p>　　1）Φ200mm外圓與Φ38+0.025 0mm

14、內孔同軸度公差為Φ0.05mm。</p><p>　　2）鍵槽10±0.018mm對Φ38+0.025 0mm內孔軸心線對稱度公差為0.08mm。</p><p>　　3）零件加工后進行靜平衡檢查。</p><p>　　4）鑄造后時效處理。</p><p>　　5）未注明鑄造圓角R5。</p><p>　　6

15、）未注倒角2×45°。</p><p>　?。?）．其余技術要求：</p><p>　　1）鑄造后時效處理。</p><p>　　2）未注明鑄造圓角R5。</p><p>　　3）未注倒角2×45°。</p><p>　　4）零件加工后進行靜平衡檢查。</p>&l

16、t;p>　　圖2-1 飛輪零件簡圖</p><p>　　2. 1．3確定關鍵加工表面</p><p>　　根據(jù)圖紙標注，將精度要求高的表面定為關鍵加工表面。</p><p>　?。?）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10±0.018mm的對稱度基準，所以是關鍵加工表面。<

17、/p><p>　?。?）飛輪鍵槽10±0.018mm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。</p><p>　?。?）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。</p><p>　　2. 2 確定零件毛坯的類型及其制造方法</p><p>　　毛坯的類型及

18、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。</p><p>　　2. 2．1毛坯的類型及其制造方法的選擇</p><p>　　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(xiàn)有的生產條件。</p><p>　　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

19、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(shù)倍至數(shù)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，對中小型鍛件的質量穩(wěn)定性也有明顯提高。</p><p>　　2. 2．2 確定零件毛坯的機械加工余量</p

20、><p>　　查機械工藝師手冊，將零件各加工面毛坯余量及公差列入下表2-1。</p><p><b>　　表2-1</b></p><p>　　2. 2．3繪制軸的毛坯簡圖</p><p>　　標注毛坯的主要尺寸。如圖2-4</p><p><b>　　圖2-4</b></

21、p><p>　　2. 3選擇飛輪的加工設備</p><p><b>　　加工設備的選擇</b></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）、通用量具（游標卡尺、外徑千分尺等）。</p><p>　　2. 4擬定飛輪的工

22、藝路線及定位基準</p><p>　　表2-2 飛輪機械加工工藝路線</p><p><b>　　工藝分析</b></p><p>　　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。</p><p>　　2）零件靜平衡檢查，可在Φ38+0.025 0mm孔內裝

23、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。</p><p>　　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。</p><p>　　4）鍵槽10±0.018mm對Φ38+0.025 0mm內孔軸心線的對稱度檢查，可采用專用檢具進行

24、檢查。</p><p><b>　　粗基準的選擇</b></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>　　②粗基準應選用面積較大，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

25、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>　　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。</p><p>　?、薮只鶞试谕怀叽绶较蛏蠎皇褂靡淮巍?lt;/p><p>　　2. 精基準的選擇</p>&l

26、t;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><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

27、準作為精基準，避免基準不重合而引起的定位誤差。</p><p>　　②基準統(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>　?、圩詾榛鶞试瓌t。精加工或光整加工工序應盡量選擇加工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

28、。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><b>　　任務實施</b></p><p>　　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，如圖2-5所示</p&g

29、t;<p><b>　　圖2-5</b></p><p>　　選擇飛輪的精基準和夾緊方案</p><p>　　2. 5設計飛輪的加工工序</p><p>　　2. 5. 1確定加工余量</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

30、關數(shù)據(jù)列表2-3中。</p><p>　　表2-3 飛輪加工余量與工序尺寸表</p><p>　　2. 5. 2確定切削用量</p><p>　　根據(jù)加工余量和裝夾情況，確定走刀次數(shù)和背吃刀量； </p><p>　　查表結合經驗確定主軸轉數(shù)和刀具進給量，數(shù)據(jù)見表4-2<

31、;/p><p>　　表2-4飛輪加工切削用量匯總表</p><p>　　2. 5. 3確定工時定額</p><p>　　因飛輪為成批生產，因此可以采用經驗估算法計算各工序的工時定額。主要利用經過實踐而積累的統(tǒng)計數(shù)據(jù)及進行部分計算來確定，計算結果見表4-3在實際生產中，時間定額需要不斷修正。</p><p>　　表2-5飛輪機械加工工時定額<

32、/p><p>　　2. 6 填寫零件的機械加工工藝文件 </p><p>　　工藝文件是用于指導生產的重要文件。不同的生產綱領有不同的填寫工藝文件的要求，因為飛輪是大批量生產，所以需要填寫詳細的工藝工程卡和工序卡。見附件2。</p><p>　　第三章 飛輪的夾具設計</p><p>　　一、夾具和裝夾方式的選擇</p><

33、;p>　　在機床上加工零件時，為保證工件的加工精度和加工質量，必須使工件位于機床上的正確位置，也就是通常所說的“定位”，然后將它固定也就是通常所說的“夾緊”。工件在機床上定位與夾緊的過程稱為工件的裝夾過程。</p><p><b>　　1．工件的定位原理</b></p><p><b>　?。?）六點定位原理</b></p>

34、<p>　　工件在空間有六個自由度，即沿X、Y、Z三個坐標方向的移動自由度和繞X、Y、Z三個移動軸的旋轉自由度A、B、C，如下圖所示。</p><p>　　要確定工件在空間的位置，需要按一定的要求安排六個支撐點也就是通常所說的定位元件，以限制加工工件的自由度，這就是工件定位的“六點定位原理”。需要指出的是，工件形狀不同，定位表面不同，定位點的布置情況也各不相同。</p><p>

35、　　圖 數(shù)控機床的坐標軸</p><p>　?。?）限制自由度與工件加工要求的關系</p><p>　　根據(jù)工件加工表面的不同加工要求，有些自由度對加工要求有影響，有些自由度對加工要求無影響，對加工要求有影響的自由度必須限制，而不影響加工要求的自由度不必限制。</p><p>　?。?）完全定位與不完全定位</p><p>　　工件的六個自由

36、度都被限制的定位成為完全定位，工件被限制的自由度少于六個，但不影響加工要求的定位，成為不完全定位，完全定位和不完全定位是實際加工中工件最常用的定位方式。</p><p><b>　　2．工件的夾緊</b></p><p>　　金屬切削加工過程中，為保證工件定位時確定的正確位置，防止工件在切削力、離心力、慣性力或重力等作用下產生位移和振動，必須將工件夾緊。這種保證加工精

37、度和安全生產的裝置稱為夾緊裝置。</p><p>　?。?）對夾緊的基本要求</p><p>　?、?工件在夾緊過程中，不能改變工件定位后所占據(jù)的正確位置。</p><p>　?、?夾緊力的大小適當，既要保證工件在加工過程中的位置不能發(fā)生任何變動，又要使工件不產生大的夾緊變形；同時也要使得加工振動現(xiàn)象盡可能小。</p><p>　?、?操作方

38、便、省力、安全。</p><p>　?。?）夾緊力方向和夾緊點的確定</p><p>　?、?夾緊力應盡可能朝向主要定位基準，這樣可以保證夾緊工件時不破壞工件的定位，影響工件的加工精度要求。</p><p>　?、?夾緊力方向應有利于減少夾緊力，要求能夠在最小的夾緊力作用下，完成零件的加工過程。</p><p>　?、?夾緊力的作用點應選在工

39、件剛性較好的方向和方位上，這一原則對剛性較差的零件特別重要，可以保證零件的夾緊變形量最小。</p><p>　　3．夾具的選擇 </p><p>　　數(shù)控加工的特點對夾具提出了兩個基本要求，一是要保證夾具的坐標方向與機床的坐標方向相對固定；二是要能保證零件與機床坐標系之間的準確尺寸關系。依據(jù)零件毛料的狀態(tài)和數(shù)控機床的安裝要求，應選取能保證加工質量、滿足加工需要的夾具。除此之外，還要考慮

40、以下幾點：</p><p>　?。?）當零件加工批量不大時，應盡量采用組合夾具、可調夾具和其他通用夾具，以縮短生產準備時間，節(jié)省生產費用。在成批生產時可以考慮采用專用夾具，同時要求夾具的結構簡單。</p><p>　?。?）裝夾零件要方便可靠，避免采用占機人工調整的裝夾方式，以縮短輔助時間，盡量采用液壓、氣動或多工位夾具，以提高生產效率。</p><p>　　采用可

41、換鉆套 和V形塊做夾具 </p><p>　　H = 1.5*d=1.5 * 38 = 57 </p><p>　　h = 0.5*d=0.5 *38 = 19</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　感謝柴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

42、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堅實的基礎，也積累了許多寶貴的設計經驗。</p><p>　　同樣感謝四年來給予我支持和幫助的所有老師和同學，他們讓我在這三年里學到了好多知識，豐富了我的大學生活，在即將結束的大學生活能夠讓我畫上圓滿的句號。</p><p>　　最后感謝我的爸爸媽媽，是他們含辛茹苦，一直在精神上鼓勵

43、我，在經濟上支持我，讓我圓滿完成學業(yè)，在次深表謝意。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]倪森壽主編，機械制造工藝與裝備，北京：化學工業(yè)出版社,2009.</p><p>　　[2]倪森壽主編 機械制造工藝與裝備習題集和課程設計指導書，北京：化學工業(yè)出版社,2009.</p><p>

44、;　　[3]顧京主編,數(shù)控加工編程及操作,北京：高等教育出版社，2008.</p><p>　　[4]陳志祥主編, CAXA制造工程師2006實用教程，北京：電子工業(yè)出版社，2008.</p><p>　　[5]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>　　[6]王先逵主編，機械加工工藝手冊,北京：機械工業(yè)出版社,2006.&

45、lt;/p><p>　　[7]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>　　[8]徐海枝主編，機械加工工藝編制，北京：北京理工大學出版社，2009.</p><p>　　[9]趙長旭主編， 數(shù)控加工工藝,西安：西安電子科技大學出版社,2005.</p><p>　　[10

46、]韓興國，王斌武. 機床主軸加工工藝教學案例分析 以CA6140車床主軸機械加工為例[J] 桂林航天工業(yè)高等?？茖W校學報, 2009(2), 211~214</p><p>　　[11]馮玉琢. 機械加工工藝編制的要點[J] 科技創(chuàng)新導報, 2009(5) 82</p><p>　　[12]紀海紋. 軸類零件的加工工藝[J] 裝備制造技術, 2008(4) 156