飞轮的加工工艺设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 摘 要 本设计课题主要是通过对飞轮进行结构分析，完成实体造型，并根据企业实际情况，重点进行机械加工工艺编制，最后进行数控编程加工。 本课题的意义在于： 工学结合，在学校指导老师辅导下， 在零件实体设计、机械加工工艺编制、收集资料、查阅手册等专业知识与技能方面得到较全面的训练与提高， 关键词： 飞轮 ； 实体造型；工艺编制 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 序 言 学完了大学四年的所有课程，就要开始做 课程 设计了， 课程 设计课题是要集合我们所学的各门专业知识，理论与实践相结合，完成设计项目，解决工程实际问题，因此我们必须首先对所学课程全面掌握， 融会贯通。 由于设计的需要，我仔细研究了零件图，但在设计过程中，因自己经验不足，遇到了很多实际问题，使我体会到了在现场实习调研仅证明可不可以实干，而不能代表能不能干好。所以我积极与设计指导老师沟通，在老师的全力帮助、指导下问题得到了全面解决，同时受到老师优良工作品质的影响，培养出了我缓中求稳、虚心求教、实事求是、一丝不苟的工作作风，并树立了明确的生产观、经济观和全局观，为今后从事工作打下了良好的基础。 通过 课程 设计，我真正认识到理论和实践相结合的重要性，并培养了我综合运用所学理论知识和实际操作知识去理性的 分析问题和解决实际工作中的一般技术工程问题的能力，使我建立了正确的设计思想，掌握了工艺设计的一般程序、规范和方法，并进一步巩固、深化地吸收和运用了所学的基本理论知识和基本操作技能。还有，它提高了我设计计算、绘图 、 实际加工零件和正确使用技术资料、标准、手册等工具书的独立工作能力，更培养了我勇于创新的精神及严谨的学风及工作作风。 由于本人能力有限，缺少设计经验，设计中漏误在所难免，敬请老师指正批评，以使我对自己的不足得到及时的发现并修改，也使我在今后的工作中避免再次出现。 在这里，向在这次 课程 设计中给予过我鼓 励、指导及帮助的 老师表示我虔诚和衷心的感谢！ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 目 录 第一章 零件的实体造型 1 飞轮 在产品中的作用、结构特点 1 飞轮 的实体造型 1 第二章 零件 的机械加工工艺编制 4 2. 1 分析 飞轮 的技术资料 4 2. 2 确定 飞轮 的毛坯类型及其制造方法 6 2. 3 选择 飞轮 的加工设备 9 2. 4 拟定 飞轮 的工艺路线及定位基准 10 2. 5 设计 飞轮 的加工工序 13 2. 6 填写 飞轮 的机械加工工艺文件 15 第三章 飞轮的夹具设计 16 3. 1 工件的定位原理 16 3. 2 工件的夹紧 17 3. 3 夹具的选择 17 夹具示意图 18 致谢 21 参考文献 21 附录 工艺卡和工序卡 22 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 第一章 零件的实体造型 随着时代的进步，科技的 经进入到了一种先进的、全新的三维虚拟现实的环境中 ，实现了产品的数字化三维设 发展，许多高科技手段逐步代替了手工劳动方式，比如机械设计与制造领域， 产品设计已 计。 件即是实现这种数字化三维设计的有效工具。利用 仅缩短设计周期，而且大大提高设计效率。 轮在产品中的作用、结构特点 飞轮结构简单形状规则，零件中心为 38+ 孔 及 10 槽 ，周围有 4 20 见图 1示。 图 1 飞轮的结构 第二章 零件 的机械加工工艺编制 机械 加工工艺规程是规定零件机 械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件，是 机械加工中最主要的技术文件，主要包括工艺过程卡和工序卡。编制机械 加工工艺规程分以下几个阶段： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 2. 1 分析飞轮的技术资料 2. 1 2 零件 的结构及加工精度分析 （ 1）主要加工精度要求 1） 200圆与 38+ 孔同轴度公差为 2）键槽 10 38+ 孔轴心线对称度公差为 3）零件加工后进行静平衡检查。 4）铸造后时效处理 。 5）未注明铸造圆角 6）未注倒角 2 45。 （ 2）其余技术要求： 1） 铸造后时效处理。 2） 未注明铸造圆角 3） 未注倒角 2 45。 4） 零件加工后进行静平衡检查。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 图 2轮零件简图 2. 1 3 确定关键加工表面 根据图纸标注，将精度要求高的表面定为关键加工表面。 （ 1）飞轮孔径为 38 的尺寸精度为 糙度 m，其轴线是 200同轴度基准，而且是 键槽 10 对称度基准，所以是关键加工表面。 （ 2） 飞轮键槽 10 寸精度为 糙度 m，有对称度要求，所以是关键加工表面。 （ 3） 38 内孔及键槽总长为 0 寸精度为 所以是关键加工表面。 2. 2 确定零件毛坯的类型及其制造方法 毛坯的类型及其制造方法的选择不仅影响毛坯的制造工艺及费用，而且与零件的机械加工工艺和加工质量密切相关。 2. 2 1 毛坯的类型及其制造方法的选择 选择毛坯时应该考虑的因素有：零件的生产纲领、零件材料的工艺性、零件的结构形状和尺寸、现有的生产条件。 由于飞轮零件的材料要 求 选用 抗拉强度 和塑性低，但铸造性能和减震性能好 ， 因此应选用毛坯类型为铸件， 较高强度铸铁，基体为珠光体，强度、耐磨性、耐热性均较好，减振性也良好；铸造性能较好，需要进行人工时效处理。该零件是大批量生产，零件的轮廓尺寸不大，所以企业选用机械砂型铸造，其生产效率比手工制砂型高数倍至数十倍，特别适合大批量生产 ， 虽然 设备昂贵，但工人的技术水平要求较低，对中小型锻件的质量稳定性也有明显提高。 2. 2 2 确定零件 毛坯的机械加工余量 查机械工艺师手册，将零件各加工面毛坯余量及公差列入下表 2 简图 表面代号 基本尺寸 余量 余量 公差 备注 - - 实心 200 3 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 100 3 1 5 2 1 10 2 1 10 2 1 表 2. 2 3 绘制轴的毛坯简图 标注毛坯的主要尺寸。如图 2 2文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 2. 3 选择 飞轮 的加工设备 加工 设 备的选择 根据 飞轮的工艺特征性，加工设备采用通用机床，即普通车床、插床、钻床。工艺装备采用通用夹具（三爪卡盘）、通用工 具（标准车刀、 插槽刀 ）、通用量具（游标卡尺、外径千分尺等）。 2. 4拟定飞轮的工艺路线及定位基准 表 2轮机械加工工艺路线 工序号 工序名称 工序内容 工艺装备 1 铸造 铸造 2 清砂 清砂 3 热处理 人工时效 4 清砂 细清砂 5 涂漆 非加工表面涂防锈漆 6 车 夹 100坯外圆，以 200右端面， 200圆至图样尺寸，钻车内孔 38+ 图样尺寸，倒角 2 45 车 倒头，夹 200圆，车左端大端面，保证尺寸 95 10010角 2 45 划线 在 100的端面上划 10槽线 9 插 以 200圆及右端面定位，按 38+ 孔中心线找正，装夹工件，插 10 槽 用工装或组合夹具 10 钻 以 200圆及一端面定位， 10 用钻买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 槽定向钻 4 20模 11 钳 零件静平衡检查 专用工装 12 检验 按图样要求，检查 各部尺寸及精度 13 入库 入库 工艺分析 1）飞轮为铸件，在加工时应照顾各部加工余量，避免加工后造成壁厚不均匀，如果铸件毛坯质量较差，应增加划线工序。 2）零件静平衡检查，可在 38+ 内装上心轴，在静平衡架上找静平衡，如果零件不平衡，可在左大端面（ 200 160间）上钻孔减轻重量，以最后调到平衡。 3） 200 外圆与 38+ 孔同轴度检查，可用心轴装夹工件，然后再偏摆仪上货 V 形块上用百分表测出。 4）键槽 10 38+ 孔轴心线的对称度检查，可采用专用检具进行检查。 1 粗基准的选择 选用的粗基准必须便于加工精基准，以尽快获得精基准。 粗基准应选用面积较大，平整光洁，无浇口、冒口、飞边等缺陷的表面，这样工件的定位才稳定可靠。 当有多个不加工表面时，应选择与加工表面位置精度要求较高的表面作为粗基准。 当工件的加工表面与某不加工表面之间有相互位置精度要求时，应选择该不加工表面作为粗基准。 当工件的某重要表面要求加工余量均匀时，应选择该表面作为粗基准。 粗基准 在同一尺寸方向上应只使用一次。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 2. 精基准的选择 （ 1） 零件已加工的表面作为定位基准，这种基准称为精基准。合理地选择定位精基准是保证零件加工精度的关键。 （ 2） 选择精基准应先根据零件关键表面的加工精度（尤其是有位置精度要求的表面），同时还要考虑所选基准的装夹是否稳定可靠、操作方便。 （ 3） 精基准的选择原则： 基准重合原则。尽量选择设计基准作为精基准，避免基准不重合而引起的定位误差。 基准统一原则。尽量选择多个加工表面共享的定位基准面作为精基准，以保证 免误差， 简化夹具的设计和制造。 自为基准原则。精加工或光整加工工序应尽量选择加工表面本身作为精基准，该表面与其他表面的位置精度则由先行工序保证。 互为基准原则。当两个表面相互位置精度以及各自的形状和尺寸精度都要求很高时，可以采取互为基准原则，反复多次地进行加工。 任务实施 一、 选择飞轮的粗基准和夹紧方案 选择毛坯 100 外圆作为粗基准 ， 使用三爪卡盘 能方便地加工两端面和中心孔，可以仅仅、快获得精基准，如图 2示 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 图 2、 选择飞轮的精基准和夹紧方案 2. 5 设计飞轮的加工工序 2. 5. 1 确定加工余量 主要由查表，配合经验法类比法确定加工余量及工序尺寸。 将相关数据列表 2。 表 2轮加工余量与工序尺寸表 工序号 加工表面 基本尺寸 加工余量 公差等级 工序尺寸及公差 表面粗糙度 m 6 车右端面 110+2 2 110 孔 37 2 孔 2 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 铰孔 38 2 38+ 车左大端面 95+2 2 95 100端面 110+2 2 110 插槽 10 10 0 . 5. 2 确定切削用量 根据加工余量和装夹情况，确定走刀次数和背吃刀量； 查表结合经验确定主轴转数和刀具进给量，数据见表 4 2工切削用量汇总表 工序号 加工部位 加工内容 刀具材料 走刀 次数 背吃刀量 轴转数 r/给量 mm/r 6 右端面 ,38+ 内孔 车右端面 硬质合金 1 2 600 孔 高速钢 1 2 400 孔 高速钢 1 2 600 孔 高速钢 1 2 150 左大端面， 100面 车左大端面， 硬质合金 1 2 600 100面 硬质合金 1 2 600 10 插 10槽 硬 质合金 10 1 10 4 20钻 420 高速钢 1 20 400 2. 5. 3 确定工时定额 因飞轮为成批生产，因此可以采用经验估算法计算各工序的工时定额。主要利用经过实践而积累的统计数据及进行部分计算来确定，计算结果见表 4实际生产中，时间定额需要不断修正。 表 2工序号 工序名称 工序内容 工序时间（分） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 1 铸造 铸造毛坯 2 清砂 清砂 3 热处理 人工时效 4 清砂 细 清砂 5 涂漆 非加工表面涂防锈 漆 6 车 车右端面 钻车 38 内孔 15 7 车 车左端大端面 车 100 5 8 划线 在 100的端面上划 10槽线 5 9 插 插 10 槽 7 10 钻 钻 4 20 16 11 钳 零件静平衡检查 12 检验 按图样要求，检查各部尺寸及精度 2. 6 填写 零件 的机械加工工艺文件 工艺文件是用于指导生产的重要文件。不同的生产纲领有不同的填写工艺文件的要求，因为飞轮是大批量生产，所以需要填写详细的工艺工程卡和工序卡。见 附件 2。 第三章 飞轮的夹具设计 一、 夹具和装夹方式的选择 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 在机床上加工零件时，为保证工件的加工精度和加工质量，必须使工件位于机床上的正确位置，也就是通常所说的 “定位 ”，然后将它固 定也就是通常所说的 “夹紧 ”。工件在机床上定位与夹紧的过程称为工件的装夹过程。 1工件的定位原理 （ 1）六点定位原理 工件在空间有六个自由度，即沿 X、 Y、 Z 三个坐标方向的移动自由度和绕 X、 Y、 Z 三个移动轴的旋转自由度 A、 B、 C，如下图所示。 要确定工件在空间的位置，需要按一定的要求安排六个支撑点也就是通常所说的定位元件，以限制加工工件的自由度，这就是工件定位的 “六点定位原理 ”。需要指出的是，工件形状不同，定位表面不同，定位点的布置情况也各不相同。 图 数控机床的坐标轴 （ 2）限制自由度与工件加工要求的关系 根据工件加工表面的不同加工要求，有些自由度对加工要求有影响，有些自由度对加工要求无影响，对加工要求有影响的自由度必须限制，而不影响加工要求的自由度不必限制。 （ 3）完全定位与不完全定位 工件的六个自由度都被限制的定位成为完全定位，工件被限制的自由度少于六个，但不影响加工要求的定位，成为不完全定位，完全定位和不完全定位是实际加工中工件最常用的定位方式。 2工件的夹紧 金属切削加工过程中，为保证工件定位时确定的正确位置，防止工件在切削力、离心力、惯性力或重力等作用下产生位移和振动，必须将工件夹紧。这种保证加 工精度和安全生产的装置称为夹紧装置。 （ 1）对夹紧的基本要求 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 工件在夹紧过程中，不能改变工件定位后所占据的正确位置。 夹紧力的大小适当，既要保证工件在加工过程中的位置不能发生任何变动，又要使工件不产生大的夹紧变形；同时也要使得加工振动现象尽可能小。 操作方便、省力、安全。 （ 2）夹紧力方向和夹紧点的确定 夹紧力应尽可能朝向主要定位基准，这样可以保证夹紧工件时不破坏工件的定位，影响工件的加工精度要求。 夹紧力方向应有利于减少夹紧力，要求能够在最小的夹紧力作用下，完成零件的加工过程。 夹 紧力的作用点应选在工件刚性较好的方向和方位上，这一原则对刚性较差的零件特别重要，可以保证零件的夹紧变形量最小。 3夹具的选择 数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求，一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要能保证零件与机床坐标系之间的准确尺寸关系。依据零件毛料的状态和数控机床的安装要求，应选取能保证加工质量、满足加工需要的夹具。除此之外，还要考虑以下几点： （ 1）当零件加工批量不大时，应尽量采用组合夹具、可调夹具和 其他通用夹具，以缩短生产准备时间，节省生产费用。在成批生产时可以考虑采用专用夹具，同时要求夹具的结构简单。 （ 2）装夹零件要方便可靠，避免采用占机人工调整的装夹方式，以缩短辅助时间，尽量采用液压 、气动或多工位夹具，以提高生产效率。 采用可换 钻 套 和 H = 1.5*d= 38 = 57 h = 0.5*d=38 = 19 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 致 谢 感谢 柴 老师长期以来悉心的指导 和在设计过程 中提的 修改意见，让我对飞轮 工艺工装设计有了较全面的了解， 置身老师的指导过程中，不仅我的思想观念焕然一新，也改善了我的思考方式， 为日后的工作和更进一步的学习打下了坚实的基础，也积累了许多宝贵的设计经验。 同样感谢四 年来给予我支持和帮助的所有老师和同学，他们让我在这三年里学到了好多知识，丰富了我的大学生活，在即将结束的大学生活能够让我画上圆满的句号。 最后感谢我的爸爸妈妈，是 他们含辛茹苦，一直在精神上鼓励我，在经济上支持我，让我圆满完成学业，在次深表谢意。 参考文献 1倪森寿主编，机械制造工艺与装备，北京：化学工业出版社 ,2009. 2倪森寿主编 机械制造工艺与装备习题集和课程设计指导书 ，北京：化学工业出版社 ,2009. 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 3顾京 主编 ,数控加工编程及操作 ,北京： 高等教育出版社 ， 2008. 4陈志祥 主编 , 006实用教程 ，北京：电子工业 出版社 ， 2008. 5杨叔子主编 ,机械加工工艺师手册 ,北京：机械工业出版社 ,2001. 6王先逵主编，机械加工工艺手册 ,北京：机械工业出版社 ,2006. 7陆晓春主编 体设计 创新三维 京：航空航天大学出版社， 2006. 8徐海枝主编，机械加工工艺编制，北京：北京理工大学出版社， 2009. 9赵长旭主编， 数控加工工艺 ,西安：西安电子科技大学出版社 ,2005. 10韩兴国，王斌武 . 机床主轴加工工艺教学案例分析 以 床主轴机械加工为例J 桂林航天工业高等专科学校学报 , 2009(2), 211214 11冯玉琢 . 机械加工工艺编制的要点 J 科技创新导报 , 2009(5) 82 12纪海纹 . 轴类零件的加工工艺 J 装备制造技术 , 2008(4) 156157 13陈旻 . 轴类零件的数控加工工艺设