飛輪零件的加工工藝畢業(yè)設計.doc

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 23.1 工藝分析4 24 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38+0.025 0mm內孔及100.018mm鍵槽，周圍有420mm。1.1.1 主要加工精度要求1）200mm外圓與38+0.025 0mm內孔同軸度公差為0.05mm。2）鍵槽100.018mm對380.025 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=1.6m，其軸線是200mm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=3.2m，有對稱度要求，所以是關鍵加工表面。（3）38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 粗基準的選擇選用的粗基準必須便于加工精基準，以盡快獲得精基準。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。 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。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。 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。粗基準在同一尺寸方向上應只使用一次。選擇200外圓、110mm的左端面為粗基準，能方便的加工出右端面和38H7孔（精基準），還可以保證200外圓與100外圓的同軸度，也可以選擇100外圓面和110的左端面為粗基準，直接加工出200外圓面和右端面。綜合考慮，選取100外圓面和110的左端面為粗基準。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：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?；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。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。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，37H7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38H7的孔和右端面為精基準。這樣可以保證表面200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200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，保證了鍵槽的對稱度要求和尺寸精度，并且鉆削出的4個20的孔也更加對稱。即符合“統(tǒng)一基準原則”。還有也可以以200的外圓面、110的左端面和38H7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200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100mm毛坯外圓，以200mm外圓毛坯找正，車右端面，照顧22.5mm.粗車-半精車-精車200mm外圓至圖樣尺寸。CA61404車車削內孔380.025 0mm至圖樣尺寸，倒角245；5車車200mm外圓6車夾200mm外圓，車左端大端面，保證尺寸95mm，車100mm端面保證尺寸110mm，倒角245。7劃線在100mm圓的端面上劃100.018mm鍵槽線劃規(guī)8拉削以200mm外圓及右端面定位，按38+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200mm外圓及一端面定位，100.018mm鍵槽定向鉆420mm孔Z525專用鉆模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23.1 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38+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（200mm與160mm之間）上鉆孔減輕重量，以最后調到平衡。3）200外圓與38+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38+0.025 0mm內孔軸心線的對稱度檢查，可采用專用檢具進行檢查。24 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1132.5mm表面粗糙度為12.5m，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查得鑄件公差為4.4.所以，毛坯尺寸為96.42.2mm?？紤]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1132.5mm （95mm）表面粗糙度為12.5m，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12.5m，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（38mm）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30+-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38H7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6.3-12.5m.半精車38H7 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1.6-3.2m.選用公差等級IT10，表面粗糙度為3.0m.確定工序尺寸及余量為：粗車37mm Z=5 37 IT11半精車37.8mm Z=1.1*2 37.8 IT10 精車38mm Z=0.4*2 38+0.025 0 IT74. 端面（100mm）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）實心，不插槽。毛坯尺寸為10mm。槽的表面粗糙度為1.6m，精度要求是IT9，由表2-30查得公差等級為36m。工序尺寸及公差為100.018mm。6外圓面（200mm） 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2082.8mm。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200外圓面的工序尺寸偏差，按“入體原則”標注。200外圓面的加工余量及工序尺寸為：粗車 202mm 2Z=208-202=6 IT12 202 0-0.48 精車 200mm 2Z=2 IT9 200 0-0.1157. 四內孔（20mm）實心，不鑄孔。毛坯尺寸為20mm?？椎谋砻娲植诙葹?5m，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20+-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（m）1右端面11031132.511012.52左端面951.496.42.29512.53 孔37530+-1.8IT113712.537.81.12IT1037.86.3380.42IT738-+0.025 01.64100端面10661062.211012.55 槽101010IT9100.0183.26200端面20062002.8IT12 2020-0.48 3.22IT9 2000-0.1157420的孔202020IT720+-10.5252.5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/min2) 確定機床主軸轉速：ns=1000v/（3.14*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 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*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 精鏜 vf =168*0.2=34mm/min3.車200mm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 200mm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，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100的外圓面 以硬質合金刀具車100的端面，裝夾一次，一次完成走刀。背吃刀量ap 100mm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10mm的鍵槽，十次走刀完成。確定進給量 根據指導手冊表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135600.3515738+0.025 0內孔粗車高速鋼1521512152半精車高速鋼11.122520.4252精車高速鋼10.121680.21683左大端面車左大端面，硬質合金11.45600.235234100mm外圓面車100mm端面硬質合金135600.25605100.018mm鍵槽插100.018mm鍵槽拉刀10116200mm外圓面粗車硬質合金16.5218165精車11.53020.1907420mm孔鉆孔高速鋼1203820.4 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)度端正,虛心認真.要永遠