(完整word版)飞轮零件的加工工艺毕业设计

第二章 工艺规程设计
2.1 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。
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。
2.2 基面的选择
基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确、合理，可以保证加工质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。
第二章 工艺规程设计………………………………………………2
2.1 确定零件毛坯的类型及其制造方法………………………………2
2.2 基面的选择…………………………………………………………2
2.2.1 粗基准的选择…………………………………………………2
2.2.2 精基准的选择…………………………………………………3
12.5
5
槽
10
10
10
IT9
10±0.018
3.2
6
Φ200端面
Φ200
6
200±2.8
IT12
Φ2020-0.48
3.2
2
IT9
Φ2000-0.115
7
2.2.2 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：
①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。
根据上述原始资料及加工工艺，分别确定格加工表面的加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸：
根据表2-5 知加工余量为G级，砂型铸造机器造型的机械加工余量等级需要降低一级选用，则其加工余量等级为H级。
1.右大端面（110mm）
考虑其长度为110mm，查表2-4，此时机械加工余量为3mm。根据表2-1，选用毛坯铸件的公差等级为T11，再根据表2-3得铸件的尺寸公差为5.故得，毛坯尺寸为Φ113±2.5mm
②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.各加工面的相互位置精度，避免误差，简化夹具的设计和制造。
③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。
④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。
2）键槽10±0.018mm对Φ38±0.025 0mm内孔轴心线对称度公差为0.08mm。
3）零件加工后进行静平衡检查。
4）铸造后时效处理。
1.1.2其余技术要求
1）铸造后时效处理。
2）未注明铸造圆角R5。
3）未注倒角2×45°。
4）零件加工后进行静平衡检查。
1.1.3 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。
根据工序尺寸和公差等级，查附表《标准公差数值》得出粗车，半精车Φ200外圆面的工序尺寸偏差，按“入体原则”标注。Φ200外圆面的加工余量及工序尺寸为：
粗车 Φ202mm 2Z=208-202=6 IT12 Φ202 0-0.48
精车 Φ200mm 2Z=2 IT9 Φ200 0-0.115
7. 四内孔（20mm）
5
车
车Φ200mm外圆
6
车
夹Φ200mm外圆，车左端大端面，保证尺寸95mm，车Φ100mm端面保证尺寸110mm，倒角2×45。
7
划线
在Φ100mm圆的端面上划10±0.018mm键槽线
划规
8
拉削
以Φ200mm外圆及右端面定位，按Φ38+0.025 mm内孔中心线找正，装夹工件，拉削10±0.018mm键槽
键槽拉刀
9
钻
以Φ200mm外圆及一端面定位，10±0.018mm键槽定向钻4×Φ20mm孔
Z525专用钻模
10
钳
零件静平衡检查
专用工装
11
终检
按图样要求，检查各部尺寸及精度
2．3.1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Φ38+0.025 0mm孔内装上心轴，在静平衡架上找静平衡，如果零件不平衡，可在左大端面（Φ200mm与Φ160mm之间）上钻孔减轻重量，以最后调到平衡。
内孔精度要求介于T7-T11，查《车削加工的加工余量竟要参考值》得出，半精加工的加工余量经验值是-2，精加工的加工余量经验值是0.1-0.8，考虑到精车与半精车Φ38H7孔在同一工序，同一次装夹的情况下完成，精车半精车不存在定位误差，以及精车的加工余量可以取小值，所以取1.1.
粗车孔的经济精度为IT11-IT13，表面粗糙度为6.3-12.5μm.半精车Φ38H7 孔的等级取IT11，表面粗糙度取12.5.
⑤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。
⑥粗基准在同一尺寸方向上应只使用一次。
选择Φ200外圆、110mm的左端面为粗基准，能方便的加工出右端面和Φ38H7孔（精基准），还可以保证Φ200外圆与Φ100外圆的同轴度，也可以选择Φ100外圆面和110的左端面为粗基准，直接加工出Φ200外圆面和右端面。综合考虑，选取Φ100外圆面和110的左端面为粗基准。
半精车内孔的尺寸及表面精度的确定，可参考《内圆表面加工方案》。表中“粗镗（粗扩）半精镗孔”的经济精度为IT9-IT10，表面粗糙度为1.6-3.2μm.选用公差等级IT10，，表面粗糙度为3.0μm.
确定工序尺寸及余量为：
粗车Φ37mm Z=5Φ37 IT11
半精车Φ37.8mm Z=1.1*2Φ37.8 IT10
由于飞轮零件的材料要求选用HT200，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。
实心，不插槽。毛坯尺寸为10mm。
槽的表面粗糙度为1.6μm，精度要求是IT9，由表2-30查得公差等级为36μm。工序尺寸及公差为10±0.018mm。
6．外圆面（Φ200mm）
考虑其基本尺寸为200mm，查表2-4得，铸件的加工总余量为8mm。根据表2-3得，铸件的尺寸公差为5.6mm。故，毛坯尺寸为Φ208±2.8mm。
2.3 制定飞轮的工艺路线
表2-2 飞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
机械砂型铸造
沙箱
2
热处理
人工时效
3
车
夹Φ100mm毛坯外圆，以Φ200mm外圆毛坯找正，车右端面，照顾22.5mm.粗车-半精车-精车Φ200mm外圆至图样尺寸。
CA6140
4
车
车削内孔Φ38±0.025 0mm至图样尺寸，倒角2×45；
精车Φ38mm Z=0.4*2Φ38+0.025 0IT7
4.端面（Φ100mm）
考虑其基本尺寸为100mm，查表2-4得，机械加工总余量为6mm。根据表2-3得，铸件尺寸公差为4.4mm。故，铸件毛坯尺寸为106±2.2mm。
由图，此端面无精度要求，所以，其工序尺寸为100mm。
5.槽（10mm）
实心，不精度等级为IT7，查《工艺手册》表2-30得尺寸公差为21mm。工序尺寸为Φ20+-10.5mm
根据以上说明，列表格1-1如下：
工序号
加工表面
基本尺寸（mm）
机械加工总余量（mm）
毛坯尺寸（mm）
公差等级
工序尺寸及公差（mm）
表面粗糙度为12.5μm，由表2-30差得无精度等级，所以，尺寸公差为0. 工序尺寸为110mm。
2.左端面（95mm/110mm）
考虑其基本尺寸为95mm，查表2-4，此时机械加工总余量为1.4mm。根据表2-3查得铸件公差为4.4.所以，毛坯尺寸为96.4±2.2mm。
考虑其长度为110mm，查表2-4，此时机械加工余量为3mm。根据表2-1，选用毛坯铸件的公差等级为T11，再根据表2-3得铸件的尺寸公差为5.故得，毛坯尺寸为Φ113±2.5mm
2.3 制定飞轮的工艺路线…………………………………………… 3
2．3.1工艺分析……………………………………………………4
2．4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定…………………5
2.5 切削用量的确定………………………………………………………7
小结……………………………………………………………………13
参考文献………………………………………………………………14
第一章 飞轮零件的分析
1.1飞轮零件图分析
飞轮结构简单形状规则，零件中心为Φ38+0.025 0mm内孔及10±0.018mm键槽，周围有4×Φ20mm。
1.1.1 主要加工精度要求
1）Φ200mm外圆与Φ38+0.025 0mm内孔同轴度公差为Φ0.05mm。
表面粗糙度
（μm）
1
右端面
110
3
Φ113±2.5
110
12.5
2
左端面
95
1.4
96.4±2.2
95
12.5
3
孔
Φ37
5
Φ30+-1.8
IT11
Φ37
12.5
Φ37.8
1.1×2
IT10
Φ37.8
6.3
Φ38
0.4×2
IT7
Φ38-+0.025 0
1.6
4
Φ100端面
Φ106
6
106±2.2
110
（1）飞轮孔径为38的尺寸精度为IT7，粗糙度Ra=1.6μm，其轴线是Φ200mm外圆的同轴度基准，而且是键槽10±0.018mm的对称度基准，所以是关键加工表面。
（2）飞轮键槽10±0.018mm尺寸精度为IT9，粗糙度Ra=3.2μm，有对称度要求，所以是关键加工表面。
（3）Φ38内孔及键槽总长为41.3+0.3 +0mm尺寸精度为IT ，所以是关键加工表面。
第一章 飞轮零件的分析……………………………………………1
1.1 飞轮零件图分析………………………………………………………1
1.1.1 主要加工精度要求………………………………………………1
1.1.2其余技术要求………………………………………………………1
1.1.3 确定关键加工表面………………………………………………1
2.2.1 粗基准的选择
①选用的粗基准必须便于加工精基准，以尽快获得精基准。
②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。
③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。
④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。
3）Φ200外圆与Φ38+0.025 0mm内孔同轴度检查，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±0.018mm对Φ38+0.025 0mm内孔轴心线的对称度检查，可采用专用检具进行检查。
2．4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
生产纲领：10000件/年 零件类型：中小型 生产类型：大批大量生产。
（95mm）表面粗糙度为12.5μm，由表2-30差得无精度等级，所以，尺 寸公差为0. 工序尺寸为95mm。
表面粗糙度为12.5μm，由表2-30差得无精度等级，所以，尺寸公差为0. 工序尺寸为110mm。
3.通孔（Φ38mm）
这个通孔大于30mm，所以要铸出。根据表2-3铸件尺寸公差为3.6mm。故，其毛坯尺寸应该为Φ30+-1.8mm。
本零件是带孔状的飞盘零件，Φ37H7孔轴线是高度和宽度方向的设计基准。为避免由于基准不重合而产生的误差，应该选用Φ38H7的孔和右端面为精基准。这样可以保证表面Φ200外圆的同轴度、键槽的对称度要求，此外这一组基准定位面积较大，工件的装夹稳定可靠，容易操作，夹具结构也比较简单。即遵循“基准重合”原则。同时也可以选择Φ200的外圆面和右端面为精基准，可以更好的保证内孔与外圆的同轴度，还能更精准的刨削出键槽，保证了键槽的对称度要求和尺寸精度，并且钻削出的4个Φ20的孔也更加对称。即符合“统一基准原则”。还有也可以以Φ200的外圆面、110的左端面和Φ38H7的内孔、右端面互为基准进行加工得到工艺要求后再加工键槽和孔。即符合“互为基准原则”。综合考虑，选取半精车后的Φ200的外端面和右端面为精基准。