飞轮说明书

南通职业大学毕业设计说明书题目：机械工程系机制专业毕业设计姓名：———————————专业名称：机械制造与自动化———————————指导老师：———————————完成时间：———————————目录前言 (3)目录二、零件的分析 (4)（一）零件的作用 (4)（二）零件的工艺分析 (4)三、确定毛坯图 (5)（一）定位基准的选择 (5)（二）制订工艺路线 (6)（三）选择加工设备及刀具、夹具、量具 (6)（四）加工工序设计 (7)五、填写机械加工艺过程卡和机械加工工序卡 (22)六、夹具设计 (23)七、参考文献 (25)前言本次设计是为毕业答辩而准备的。

大学课程已全部结束，此次设计要把大学期间学的东西综合运用，使我们学的东西融会贯通，并结合生产实习中学到的实践知识独立地分析和解决工艺问题。

本次设计是柴油机的一个重要零件——曲拐。

内容涉及到零件分析、确定毛坯、拟订工艺、工序设计以及两套夹具设计。

此次设计把我们大学期间学的大部分内容都用上了，还用到了其它有关手册和图表。

这次设计是在学校的最后一次设计，它是一次很好的锻炼机会，为我们未来从事的工作打下良好的基础。

由于能力有限，经验不足，设计中有许多不足之处，希望各位老师多加指教。

一．零件的分析（一）零件的作用飞轮是个储能器，在机械中广泛应用。

我们常见的有家用缝纫机，在缝纫机头部的由皮带带动的手轮就是一个飞轮，可以看到家用缝纫机的飞轮比生产厂用缝纫机的飞轮小，由于飞轮小所以家用缝纫机的缝合厚度就比生产用缝纫机缝合厚度要小。

是那边说起六七十年代北京生产的燕牌缝纫机号称比上海生产的缝纫机力量大，缝合厚度大。

其实原理很简单，就是北京的缝纫机飞轮要大些重一些，所以在缝纫时它储存的动能大，所以遇到比较大的阻力时可以穿透。

汽车的发动机都有一个飞轮，除了除了克服活塞的上下止点外还有克服汽车行驶中遇到瞬间阻力的作用。

比如汽车要越过一个台阶，压过一块石头等等。

农用只有十几马力的拖拉机却有一个老大的飞轮，这就使它力大无比，功率100kW的小汽车的拉力绝对比不上这个小拖拉机，汽车的飞轮小是其中原因之一。

车床上的卡盘就是一个飞轮，同一台车床使用同一转速，当上小卡盘时，车削感觉无力，这是换上大卡盘立刻感觉车床有力了。

同样冲床、摩擦压力机、剪板机都有一个飞轮，工作时并不是电动机的瞬时能量起作用而是电动机把能量输送给飞轮，飞轮储能，工作时飞轮释放出能量冲裁、剪断等等。

（二）零件的工艺分析外形尺寸为φ500*75，材料为灰铸铁，主要加工面是外圆及端面，其中孔系2、孔系3，这给加工带来了不便，在选择刀具上及工件装夹上需要特殊要求。

其它加工部分还包括各端面、辅助孔及各种紧固螺钉孔等。

其中M12螺纹的底孔为精加工基准的定位孔，它与夹具支承座上的销钉配合定位。

工件的尺寸公差及主要技术指标为：工件传动轴孔尺寸精度≤IT7级；位置度≤0.01mm；同轴度≤0.01mm；表面粗糙度≤Ra0.8。

因工件的5个面要加工，要求保证3个传动轴孔的垂直度与同轴度要求。

二．.确定毛坯，画毛坯根据零件材料确定毛坯为铸件。

由题目已知零件的生产为中批生产，零件的质量为131Kg。

毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。

为消除残余应力，铸造后安排人工时效。

由参考文献（1）表2.2-5查得，该种铸件的尺寸公差等级CT为8 ~10级，加工余量等级MA为G级。

故取CT为10级，MA为G级。

由参考文献（1）表2.2-4，确定各表面的总余量如下表所示：由参考文献（1）表 2.2-1可得铸件主要尺寸的公差，如下表所示：（mm）三．工艺规程设计（一）定位基准的选择精基准的选择：因重要面加工均为原柱面,所以精基准选择两端中心孔和两端面.粗基准的选择：两端面1.粗基准的选择：考虑到以下几点要求，选择箱体零件的重要孔即毛坯孔与箱体内壁作粗基准：第一，在保证各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量尽量均匀；第二，装入孔内的旋转零件与箱体内壁应有足够的间隙，此外还应能够保证定位准确夹紧可靠。

2.精基准的选择：端面及内孔既是装配基准又是设计基准，用他们作精基准，能使加工遵循基准重合的原则，其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺路线遵循了基准统一的原则。

此外，P面面积较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单可靠，操作方便。

（二）拟订工艺路线根据各表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下：拟订加工工艺路线如下：工艺路线：铸造成型时效处理。

10粗车各部外圆，孔及端面留1.4mm。

20时效处理30半精车各部外圆、孔及端面留0.2 mm余量40精车外圆、孔及端面至尺寸。

50钻6-φ19孔，倒角1*45°,601.钻、铰孔φ16，倒角1*45°2.钻φ16.5孔。

70钻、攻均布螺纹孔12-M14*1.5-6H，深3080钻、攻2-M12-6H螺纹孔90检验100入库（三）机床、刀具、夹具、量具的选择工序10、30、40选用卧式车床C6140（参考文献[1]表4.2-7）。

车刀选择G90偏头外圆车刀（参考文献[1]表3.1-2），粗车刀选用YG8、精车刀选用YG6。

夹具用专用夹具，量具选用游标卡尺0 – 150/±0.02（参考文献[1]表5.2 - 6）。

工序50、选用摇臂钻床Z37（参考文献[1]表4.2-11）。

钻头选用Ø19mm硬质合金锥柄麻花钻（GB10946-89）（参考文献[1]表3.1-6）；Ø18.7mm 镶硬质合金刀片钻头（参考文献[1]表3.1-7）；φ19mm 硬质合金锥柄麻花钻（GB10946-89）（参考文献[1]表3.1-6）；材料为高速钢。

夹具均为专用夹具，量具为游标卡尺0 ～ 150/±0.02mm （参考文献[1]表5.2-6）。

工序60选用摇臂钻床Z37、专用夹具、游标卡尺0-125/0.02mm 、内径千分尺、莫氏锥柄麻花钻φ15.8与φ16.5，铰刀φ16, 夹具均为专用夹具，量具为游标卡尺0 ～ 150/±0.02mm （参考文献[1]表5.2-6）。

工序70选用摇臂钻床Z37（参考文献[1]表4.2-11），莫氏锥柄麻花钻φ12.5、机用丝锥M14*1.5、专用夹具、深度尺、工序80选用摇臂钻床Z37（参考文献[1]表 4.2-11）,游标卡尺0-125/0.02mm 、深度尺、莫氏锥柄麻花钻φ10.5、铰刀φ10、夹具均为专用夹具，量具为游标卡尺0 ～ 150/±0.02mm （参考文献[1]表5.2-6）。

四．工序设计1．工序10粗车及工序半精车30、精车40 一、 选择刀具1. 选择直头焊接式外圆车刀。

2. 根据文献（5）表28得C6140的中心高为200mm ，故选刀杆尺寸为B*H=16*25mm ，刀片厚度为4.5mm 。

3. 根据表2，粗车铸件毛坯，可选择YG6硬质合金刀。

4. 车刀几何形状（表3）选择卷屑槽带倒棱前刀面，Kr =60°，,Kr =10°，0∂=6°, 0r =12°, s λ=0°r ε=1.0 mm , 0110r =-︒,10.4b mm γ=,卷屑槽尺寸为Rn=5mm,Wn=5mm,dn=0.7mm( 卷屑槽尺寸根据以后选择的进给量确定)。

二、选择切削用量 1.确定切削深度ap查文献（1）表2.3-5P63平面加工余量得总加工余量为4mm ，端面加工余量为1.2所以粗车端面的余量为4-1.2=2.8mm 2.确定进给量根据表4，在粗车铸件刀杆为16*25mm,ap ≤3,工件直径为φ262 为100~400mm 时，f=0.8-1.4mm/r 。

按C20-1机床说明书选择确定进给量尚需满足刀片强度和机床仅给机构的强度的要求故需校验。

校核机床进给机构强度：根据C6140机床说明书其进给允许的走刀力max3530NF=.根据表17，当铸铁的强度HB=170-212;ap ≤4时f>0.75mm/r,Kr =45°,V=1.1m/s(预计)时，走刀力为Fx0=950N.切削时Fx 的修正系数为0Kr Fx =1，K Fx λ=1，KrFx =1.11（见表22-3），故实际走刀力为Fxc=950*1.11=1054.5N 。

由于切削的走刀力小于机床近给机构允许的走刀力，故所选f=1.2mm/r 的进给量可用。

三、选择车刀磨钝标准及耐用度根据表10，车刀后刀面最大磨损量取1mm,车刀耐用度T=3600s 四、确定确定切削速度V 根据表21160m m xv yvCv KvV T ap f-=式中K v=KmvKtvKxrvKsvK TV K kv 所以，查表21-6,Ktv=1,Kxv=0.88(表21-7)，Ksv=0.8(表21-5)K TV =1(表11)Kkv=1(表21-9)Kmv=0.8 Kv-1*0.88*1*1*0.8=0.560.20.20.150.41580.560.9/53/min 603600 2.8 1.2V m s m ===N=1000v/πD=1000*53/3.14*262=1.1r/s=64.4r/min 按C6140机床说明书，选择n=76r/min 五、校验机床功率Pm=Fzv*103-=2716.6*103-*0.9=2.4KW根据C6140机床说明书，允许功率为7KW>2.4KW ，故选择之切削用量可在C6140机床上进行。

查参考文献[1]表2.3-3得E1、F1面精车加工余量为0.2mm ；D1面精车加工余量为0.15mm;所以E1、F1面粗加工余量为4 – 0.2 – 0.15 – 0.1 = 3.54 mm ；所以D1面粗车加工余量为2.5 – 0.15 – 0.15 – 0.05 – 0.006 = 2.114 mm 。

查参考文献[1]表2.3-5得G1、H1面精车余量为0.8 mm ，粗车余量为4 – 0.8 = 3.2 mm 。

I 、J 、L 、K 面的精车余量为0.7 mm ，粗车余量为2.5 – 0.7= 1.8 mm由参考文献[2]表10-1得切削速度计算公式： 粗加工：V=40.015.0st C v(C v =23.6;t –切削深度mm;s-进给量mm/r) 精加工：V=30.015.0s t Cv(Cv=24.7)由参考文献[1]表4.2-9得：纵向：粗车进给量f=0.54mm/r;精车进给量f=0.28mm/r 横向：粗车进给量f=0.48mm/r;精车进给量f=0.27mm/r E1、F1面粗车：V =40.015.054.0*54.36.23=25m/minE1、F1面：V 粗 = 25 m/min 。