課程設(shè)計(jì)--- 飛輪的加工工藝設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課 程 設(shè) 計(jì)</b></p><p>　　題 目 飛輪的加工工藝設(shè)計(jì) </p><p>　　機(jī)械學(xué)院 （系） 數(shù)控技術(shù) 專業(yè)</p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號 </p><p>　　指導(dǎo)

2、教師 職稱 </p><p>　　起訖日期 </p><p>　　設(shè)計(jì)地點(diǎn) </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)課題主要是通過對

3、飛輪進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，完成實(shí)體造型，并根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況，重點(diǎn)進(jìn)行機(jī)械加工工藝編制，最后進(jìn)行數(shù)控編程加工。</p><p>　　本課題的意義在于：工學(xué)結(jié)合，在學(xué)校指導(dǎo)老師和企業(yè)工程師共同輔導(dǎo)下，在零件實(shí)體設(shè)計(jì)、機(jī)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(xùn)練與提高，從生產(chǎn)第一線獲得生產(chǎn)實(shí)際知識和技能，獲得工程技術(shù)應(yīng)用性崗位工作的基本訓(xùn)練，培養(yǎng)利用所學(xué)專業(yè)知識與技能解決生產(chǎn)實(shí)際問

4、題的能力。同時(shí)課題具有一定的綜合性，有利于樹立正確的生產(chǎn)觀念、經(jīng)濟(jì)觀念和全局觀念，實(shí)現(xiàn)由學(xué)生向工程技術(shù)人員的過渡。</p><p>　　關(guān)鍵詞：飛輪；實(shí)體造型；工藝編制；數(shù)控編程；過渡。</p><p><b>　　序 言</b></p><p>　　學(xué)完了大學(xué)三年的所有課程，就要開始做畢業(yè)設(shè)計(jì)了，畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是要集合我們所學(xué)的各門專業(yè)知識，

5、理論與實(shí)踐相結(jié)合，完成設(shè)計(jì)項(xiàng)目，解決工程實(shí)際問題，因此我們必須首先對所學(xué)課程全面掌握，融會(huì)貫通。</p><p>　　由于設(shè)計(jì)的需要，我仔細(xì)研究了零件圖，但在設(shè)計(jì)過程中，因自己經(jīng)驗(yàn)不足，遇到了很多實(shí)際問題，使我體會(huì)到了在現(xiàn)場實(shí)習(xí)調(diào)研僅證明可不可以實(shí)干，而不能代表能不能干好。所以我積極與設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師、操作指導(dǎo)老師溝通，在各位老師的全力幫助、指導(dǎo)下問題得到了全面解決，同時(shí)受到各位老師優(yōu)良工作品質(zhì)的影響，培養(yǎng)出了我緩中

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

7、技能。還有，它提高了我設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖、編寫技術(shù)文件、編寫數(shù)控程序、數(shù)控機(jī)床操作、實(shí)際加工零件和正確使用技術(shù)資料、標(biāo)準(zhǔn)、手冊等工具書的獨(dú)立工作能力，更培養(yǎng)了我勇于創(chuàng)新的精神及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)及工作作風(fēng)。</p><p>　　由于本人能力有限，缺少設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)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(shí)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(shè)計(jì)中給予過我鼓勵(lì)、指導(dǎo)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(chǎn)品中的作用、結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ……………………………………… 1</p><p>

9、　　1.2 飛輪的技術(shù)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(jī)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(jī)加工工藝……………………………………………………………4</p><p>　　3. 1 基準(zhǔn)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(shè)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(shí)計(jì)算………………………………………………9</p><

13、p>　　4. 1 確定切削用量………………………………………………………………9</p><p>　　4. 2 工時(shí)計(jì)算……………………………………………………………………11</p><p>　　參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………</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(chǎn)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(zhuǎn)動(dòng)慣量。借助這個(gè)慣性力使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)并減小振動(dòng)和噪聲。</p><p>　　1.2 飛輪的技術(shù)要求</p><p>　　形狀分析：按表2-1形式將該飛輪的全部技術(shù)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(gè)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(gè)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(jié)構(gòu)</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(xué)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(zhǔn)，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(chǎn)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(xiàng)技術(shù)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(shù)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(dá)到要求：孔F是鉆出來的，其中孔G可以通過鉸孔達(dá)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(chǎn)，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)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(yīng)選用毛坯類型為鑄件，該零件是大批量生產(chǎn)，零件的輪廓尺寸不大，所以企業(yè)選用機(jī)械砂型鑄造。</p><p>　　2.2確定毛坯的機(jī)械加工余量</p><p>　　查機(jī)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(gè)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(gè)水平型芯做成。</p><p>　　終合分析：方案一使A兩個(gè)面處于水平位置，質(zhì)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(yàn)。但易受錯(cuò)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(yīng)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(yīng)選擇α=3°。</p><p>　　2.5.3 型芯頭 型芯使用一個(gè)上下都有芯頭的型芯。 </p>&l

23、t;p>　　第三章 機(jī) 加 工 工 藝</p><p><b>　　3.1 基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>　　3.1.1． 粗基準(zhǔn)的選擇</p><p>　?、龠x用的粗基準(zhǔn)必須便于加工精基準(zhǔn)，以盡快獲得精基準(zhǔn)。</p><p>　?、诖只鶞?zhǔn)應(yīng)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

24、位才穩(wěn)定可靠。</p><p>　?、郛?dāng)有多個(gè)不加工表面時(shí)，應(yīng)選擇與加工表面位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。</p><p>　　④當(dāng)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(shí)，應(yīng)選擇該不加工表面作為粗基準(zhǔn)。</p><p>　?、莓?dāng)工件的某重要表面要求加工余量均勻時(shí)，應(yīng)選擇該表面作為粗基準(zhǔn)。</p><p>　?、薮只鶞?zhǔn)在同一尺

25、寸方向上應(yīng)只使用一次。</p><p>　　3.1.2. 精基準(zhǔn)的選擇</p><p>　?。?）零件已加工的表面作為定位基準(zhǔn)，這種基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。合理地選擇定位精基準(zhǔn)是保證零件加工精度的關(guān)鍵。</p><p>　?。?）選擇精基準(zhǔn)應(yīng)先根據(jù)零件關(guān)鍵表面的加工精度（尤其是有位置精度要求的表面），同時(shí)還要考慮所選基準(zhǔn)的裝夾是否穩(wěn)定可靠、操作方便。</p>

26、<p>　?。?）精基準(zhǔn)的選擇原則：</p><p>　　①基準(zhǔn)重合原則。盡量選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差。</p><p>　?、诨鶞?zhǔn)統(tǒng)一原則。盡量選擇多個(gè)加工表面共享的定位基準(zhǔn)面作為精基準(zhǔn)，以保證.各加工面的相互位置精度，避免誤差，簡化夾具的設(shè)計(jì)和制造。</p><p>　?、圩詾榛鶞?zhǔn)原則。精加工或光整加工工序應(yīng)盡量選擇加工

27、表面本身作為精基準(zhǔn)，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(zhǔn)原則。當(dāng)兩個(gè)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(shí)，可以采取互為基準(zhǔn)原則，反復(fù)多次地進(jìn)行加工。</p><p>　?。?）在選擇基準(zhǔn)時(shí)不能同時(shí)遵循各選擇原則（甚至相互矛盾）時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況具體分析，以保證關(guān)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(zhǔn)和夾緊方案</p><p>　　選擇毛坯Φ100外圓作為粗基準(zhǔn)，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(zhǔn)。</p><p><b>　　圖2-5</b></p><p>　　3.1.4． 選擇飛輪的精基準(zhǔn)和夾緊方案</p><p>　　選擇Φ200外圓及一端面為精基準(zhǔn)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(shè)備</p><p>　　根據(jù)飛輪的工藝特征性，加工設(shè)備采用通用機(jī)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(biāo)準(zhǔn)車刀、插槽刀）、通用量

30、具（游標(biāo)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(jī)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(jīng)驗(yàn)法類比法確定加工余量及工序尺寸。</p><p>　　將相關(guān)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(shí)的計(jì)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(kuò)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>　　⑵確定進(jìn)給量：查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表1-45，按材料，刀具材料選取，該工序的每齒進(jìn)給量為f=0.08-0.3mm/r，取f=0.2mm/r，切削速度v=90m/min，轉(zhuǎn)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(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表4.2-8選臥式車床C620的主軸轉(zhuǎn)速系列，取轉(zhuǎn)速n=305r/min，所以該工序的實(shí)際車削速度：</p><p><b>　?、婀げ?鉆孔G</b></p><p>　　⑴確定背吃刀量：單邊余量為0.5mm,</p><p>　?、拼_定進(jìn)給量：查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指

34、導(dǎo)教程》查表5-22至表5-37選取工步進(jìn)給量f=0.2mm/r</p><p>　　⑶計(jì)算切削速度：查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表5-22，取切削速度v=15m/min，由，查《機(jī)械自造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》臥式車床C620主軸轉(zhuǎn)速n=230r/min，則該工序的實(shí)際切削速度</p><p><b>　　㈢工步3 擴(kuò)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(jìn)給量：查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表5-32取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.3mm/r</p><p>　?、怯?jì)算切削速度：查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表5-32，切削速度v取為10m/min，有公式，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表4.2-8臥式車床C620主軸轉(zhuǎn)速取90r/min，則

36、實(shí)際切削速度</p><p><b>　　㈣工步4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(jìn)給量：查表5-32，選取該工藝的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.2mm/r。</p><p>　?、怯?jì)算切削速度：查表5-32，取切削速度v為7m/min，由，該工序鉸刀轉(zhuǎn)速,查表4

37、.2-8C620臥式車床的轉(zhuǎn)速取58r/min。則該工序?qū)嶋H切削速度</p><p>　　㈤工步3粗車和半精車外圓E</p><p>　　⑴確定背吃刀量：粗車單邊加工余量為1mm，</p><p>　?、拼_定進(jìn)給量：查《機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)指導(dǎo)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(zhuǎn)速取v=90m/min，轉(zhuǎn)速

38、公式，d去材料直徑200mm,主軸轉(zhuǎn)速n=230r/min，實(shí)際切削速度v=144.44r/min。</p><p>　?、蔷庸すば虼_定背吃刀量：精加工單邊余量為0.5mm，所以背吃刀量。</p><p>　　⑷確定精加工進(jìn)給量：查《機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)指導(dǎo)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?jì)算：</b></p><p>　　查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表4.2-8臥式車床C620主軸轉(zhuǎn)速取230r/min，則實(shí)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>　　⑵確定進(jìn)給量：查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)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(zhuǎn)速取v=90m/min，轉(zhuǎn)速計(jì)算公式，d取材料直徑為200mm</p><p>　　參照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明

41、手冊》表4.2-8臥式車床C620主軸轉(zhuǎn)速n=230r/min,則8,9工序的實(shí)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(nèi)孔中心線找正，裝夾工作在拉床L551120上。在端面H上劃， 查《機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》得取切削速度為。</p><p>　　進(jìn)給量查表5-38，f=0.06-0.20m

42、m/z,可以取f=0.2mm/z。</p><p>　　機(jī)床查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)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>　?、拼_定進(jìn)給量：查表5-22選取進(jìn)給量。</p><p>　?、乔邢魉俣雀?/p>

43、序6粗鏜一樣；所以,。主軸轉(zhuǎn)速，實(shí)際鏜削速度。</p><p>　　4.2 時(shí)間定額的計(jì)算</p><p>　　4.2.1 基本時(shí)間的計(jì)算</p><p>　?、殴ば?-鉆孔 基本時(shí)間計(jì)算公式/</p><p>　　4.2.2 輔助時(shí)間的計(jì)算</p><p>　　查《課程設(shè)計(jì)輔導(dǎo)教程》第五章第二節(jié)所述，輔助時(shí)間與基本

44、時(shí)間之間的關(guān)系為，取，輔助時(shí)間為：</p><p>　　4.2.3 其它時(shí)間的計(jì)算：</p><p>　　查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》。由于飛輪的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，需要考慮各工序的準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間，為作業(yè)時(shí)間的3%-5%;而布置工作的時(shí)間是作業(yè)時(shí)間的2%-7%，休息與生理需要時(shí)間是作業(yè)時(shí)間的2%-4%,均取為3%，則其它時(shí)間關(guān)系式為應(yīng)按關(guān)系式為：為</p><

45、p>　　根據(jù)公式；，單件時(shí)間為：</p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1王茂元主編，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2011.</p><p>　　[2]青、呼詠主編 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，北京：化學(xué)工

46、業(yè)出版社,2012.</p><p>　　[3]楊叔子主編,機(jī)械加工工藝師手冊,北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2001.</p><p>　　[4]王先逵主編，機(jī)械加工工藝手冊,北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2006.</p><p>　　[5]陸曉春主編.CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)XP——?jiǎng)?chuàng)新三維CAD標(biāo)準(zhǔn)案例教程，北京：航空航天大學(xué)出版社，2006.</p><p&g