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 。 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
2、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
3、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！ 目 录 第一章 零件的实体造型 1 1.1 飞轮 在产品中的作用、结构特点 1 1.2 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.
4、 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 3.4 夹具示意图 18 致谢 21 参考文献 21 附录 工艺卡和工序卡 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
5、设计与制造领域， 产品设计已 计。 CAD/CAM 软件即是实现这种数字化三维设计的有效工具。利用 CAD/CAM 软件制图和手工制图相比，不仅缩短设计周期，而且大大提高设计效率。 1.1 飞轮在产品中的作用、结构特点 飞轮结构简单形状规则，零件中心为 38+0.025 0 mm 内孔 及 10 0.018mm 键槽 ，周围有 4 20mm孔 见图 1-1 所示。 图 1-1 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： 5 2
6、. 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） 200mm外圆与 38+0.025 0 mm 内孔同轴度公差为 0.05mm。 2）键槽 10 0.018mm对 38+0.025 0 mm 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 。 5）未注明铸造圆角 R5。 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 R5。 3） 未注倒角 2 45。 4） 零件加工后进行静平衡检查。 6 图 2-1 飞轮零件简图 2. 1 3 确定关键加工表面 根据
7、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 IT7，粗糙度 Ra=1.6 m，其轴线是 200mm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=3.2 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 41.3+0.3 +0 mm 尺寸精度为 IT ，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
8、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 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，对中小型锻件的质量稳定性也有明显提高。 2.
9、 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 2-1。 简图 表面代号 基本尺寸 余量 余量公差 备注 A1-A3 - - - 实心 B1 200 3 1 7 B2 100 3 1 B3 95 2 1 B4 110 2 1 B5 110 2 1 表 2-1 2. 2 3 绘制轴的毛坯简图 标注毛坯的主要尺寸。如图 2-4 图 2-4 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
10、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 2-2 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 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 100mm 毛坯外圆，以 200mm外圆毛坯找正，车右端面，照顾22.5mm，车 200mm 外圆至图样尺寸，钻车内孔 38+0.025 0 mm 至 图样尺寸，倒角 2 45 C620 7 车 倒头，夹 200mm 外圆，车左端大端面，保证尺寸 95mm，车 100mm端面保证尺寸 110mm，倒角 2 45 C620 8 划线 在 100mm 圆
11、的端面上划 100.018mm键槽线 9 插 以 200mm 外圆及右端面定位，按 38+0.025 0 mm 内孔中心线找正，装夹工件，插 10 0.018mm键槽 B5020 专用工装或组合夹具 10 钻 以 200mm 外圆及一端面定位， 10 Z525 专用钻9 0.018mm 键槽定向钻 4 20mm孔 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+0.025 0 mm 孔内装
12、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（ 200mm 与 160mm 之间）上钻孔减轻重量，以最后调到平衡。 3） 200 外圆与 38+0.025 0 mm 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 38+0.025 0 mm 内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
13、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。 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 .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。 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 2-5 所示
