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1、河北机电职业技术学院毕业设计论文数控机床加工与编程13届机械系飞轮的数控加工工艺及程序设计摘要数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的改变，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势,是提高制造实力和水平，提高对动态多变市场的适应实力和竞争实力,是使国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。飞轮是一个惯性储能零件,拿四冲程发动机来说,进气,压缩,爆燃,排气,这是个冲程之间只有爆燃冲程是对外做正功的,其他三个冲程都是为了这个爆
2、燃冲程所做的打算工作,这三个冲程的能量就是飞轮供应的，飞轮的能量是爆燃冲程积攒下来的，当然这是少部分能量,大部分都变成动力对外输出了。飞轮是发动机中有重要作用但结构形态相对简洁的零件之一，本文主要介绍了某发动机飞轮的数控加工工艺，从零件图纸的分析到工艺的制定，再到程序的编制，最终完成该零件的加工。由于本人水平有限，加之时间过急，文中有不足之处还望老师加以指引。关键词：零件图工艺规程数控刀具程序设计1飞轮的作用42零件图分析52.1零件图52.2、零件的工艺分析63、工艺规程设计63.1、 毛坯的制造形式63.2、 基准面的选择73.2.1、 粗基准的选择73.2.2、 精基准的选择73.3、
3、制定工艺路途74、数控加工工艺分析84.1、 数控加工内容84.2、 数控机床的选择84.2.1、 数控车床参数84.2.2、 数控插床参数94.2.3、 数控铳床参数114.3、 夹具的选择111. 3.1、数控车床夹具122. 3.2、数控插床夹具124. 3.3数控铳床夹具124.4、 数控刀具的选择124.4.1、 刀具的材料和性能124.4.2、 刀具的选择134.5、 切削用量的选择145、工艺卡片155.1、机械加工工艺过程卡片155.2、 数控车削加工工序卡片166、数控加工程序清单176.1、 数控车床程序176.2、 数控铳床程序21总结22致谢23参考文献24飞轮的数控加
4、工工艺及程序设计前言飞轮是一个惯性储能零件,拿四冲程发动机来说,进气,压缩,爆燃,排气,这是个冲程之间只有爆燃冲程是对外做正功的，其他三个冲程都是为了这个爆燃冲程所做的打算工作，这三个冲程的能量就是飞轮供应的，飞轮的能量是爆燃冲程积攒下来的，当然这是少部分能量,大部分都变成动力对外输出了。至于冷却水箱,它是作为发动机散热的一个液体回路,汲取缸体的热量,防止发电机过热.由于水的比热容是自然界中最大的,热导率也相当高,所以发动机的热量通过冷却水这个液体回路,利用水作为载热体,再通过大面积的散热片传递给空气,效率会比较高。而且冷却效果更匀称（相对干脆空气冷却）。1飞轮的作用柴油机上的飞轮看上去就是一
5、块笨重的铸铁圆盘，它究竟有什么作用呢？（1）使机械运转匀称飞轮高速旋转，由于惯性作用可贮藏能量，也可放出能量，克服运动阻力，使发动机运转平稳。当超速运转时，它能把能量贮藏起来，使其缓慢提速，避开猛然高速运转，造成来不及操纵而失去限制；当低速运转时，它能把能量释放出来，使其渐渐降速，避开猛然低速导致停车。因此可使机械运转匀称，旋转平稳。（2）帮助启动柴油机是压缩点火的，启动时，首先必需快速摇转飞轮,使其具有启动惯性，帮助活塞越过压缩上止点，达到启动目的。同时，在运用中，可使曲轴连杆机构越过不作功的进气、压缩、排气三个协助行程，使曲轴能平稳旋转。（3）便利校正供油提前角各种型号的柴油机，都有不同的
6、供油提前角，如190A柴油机的供油提前角是在上止点前35度39度；S195柴油机的供油提前角是在上止点前16度20度。供油提前角过大，就会使喷入的柴油提前燃烧，工作粗暴，气缸有敲击声，柴油机功率下降，启动摇车时易发生反转；供油提前角过小，就会启动困难，燃烧不完全，机温过高，油耗增大，排气管冒黑烟和功率下降。但活塞是装在机体内面的，怎样才知道供油提前角是多大呢？所以，为了精确调整供油提前角，就在飞轮边缘上刻有供油提前角的记号，校正供油提前角时，看准飞轮边缘上的刻度去校正就行了。（4）便利调整气门间隙气门间隙过小，零件受热膨胀伸长时，引起气门关闭不严而漏气，燃烧不完全，烧坏气门与气门座，还有可能发
7、生活塞顶部与气门相撞的现象;气门间隙过大，会使气门迟开早关，开启持续时间缩短，气门开度减小，引起进气不足，废气排不干净，加剧气门与摇臂的撞击，增加其磨损。总之，不管是过大还是过小，都会使柴油机功率下降，油耗上升。因此在飞轮边缘上打有“0”号的上止点刻线，在校正气门间隙时，把飞轮转向压缩行程上止点，即“0”刻线，对准机体上的标记，使气门都处在关闭的状况下，才可进行气门间隙的调整。（5）降低柴油机温度190A型柴油机的飞轮前端铸有很多叶片，成为柴油机的冷却风扇。柴油机工作时，飞轮高速旋转，由于离心力作用，使飞轮室中心处的空气加速流淌，降低柴油机、冷却水的温度。2零件图分析2.1 零件图图2.1零件
8、图从零件图2.1中可以看出该零件属于盘形零件，该零件主要由圆柱面、孔、键槽等特征组成。2.2 、零件的工艺分析飞轮的零件图规定了一些技术要求，如图2.1所示。200外圆表面粗糙度为Ra3.2um；200外圆右端面粗糙度为Ral2.5um；这些尺寸要求均不高，而图中中间的38mm内孔的尺寸精度与表面粗糙度均有要求，在车削中，应重点保证，以及孔中的键槽精度要求也较高。由于200外圆表面对基准面A有同轴度要求，因此该两部位须要在一道工序内完成。该零件中的技术要求，在数控车削中能够将其保证，适合在数控车削中加工，对于键槽也可在插床中得以保证，在插削时，应当设计好工装夹具。3、工艺规程设计3.1、 毛坯
9、的制造形式零件的材料为HT200,考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本,保证零件工作的牢靠,采纳铸造。由于年产量为1000件以上，属于中批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故可以采纳铸造成型，这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应当的。确定该零件的毛坯零件图如图3.1所示。图3.1毛坯图3.2、 基准面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。3. 2.K粗基准的选择对于一般轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。依据有关的粗基
10、准选择原则（保证某重要表面的加工余量匀称时，选该表面为粗基准。若工件每个表面都要求加工，为了保证各表面都有足够的余量，应选择加工余量最小的表面为粗基准。）；本设计选择轴的巾100的外圆面作为粗基准。3.2、 2、精基准的选择依据有关的精基准选择原则（基准重合原则；基准统一原则；牢靠便利原则）,对于本零件可以采纳4）200外圆作为精基准。3.3、 制定工艺路途制订工艺路途的动身点，应当是使零件的几何形态、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批生产的条件下，考虑采纳一般机床以及部分高效专用机床，配以专用夹具，多用通用刀具，万能量具。部分采纳专用刀具和专一量具。并尽
11、量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工艺路途：工序1铸造毛坯，如图3.1所示。工序2清砂。工序3热处理，对零件进行人工时效。工序4细清砂。工序5喷漆，在非加工表面上涂上一层防锈漆。工序6装夹GlOO外圆表面，车削加工，内容包括：车右端面，限制右端面至孔底的深度为22.5；车外圆中200至图样尺寸；钻车内孔38mm至尺寸要求;倒角2X45。工序7掉头装夹中200外圆表面，内容包括：车左端面，保证尺寸IlOnIn1；车100外圆表面，保证尺寸95mm。工序8划线，在100端面上划100.018m11键槽线。工序9在插床上插削键槽。工序10以200的外圆及
12、其一端面定位，用键槽定向，钻4-中20的孔。工序11零件静平衡检查。工序12依据图纸要求，检查各部分尺寸要求。工序14入库。4、数控加工工艺分析4.1、 数控加工内容数控车削包括端面、内外轮廓面、成形表面、螺纹、切断等工序的切削加工；数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件；车削中心上可以实现车削和铳削的复合加工；数控车削工艺敏捷多变，其丰富的循环功能指令、各类刀具的选择，是学习的重点内容。在数控车床和车削中心上加工的零件，一般采纳手工编程，对具有困难外轮廓的回转体零件可以采纳自动编程。4.2、 数控机床的选择从该零件的图纸分析可以得出，该零件精度要求一般，选用数控机床加工的目的是为了提高生
13、产效率，降低人力劳动，从而也能更有效的保证零件的加工精度，依据现场的设备。4.3、 2.K数控车床参数车床选择的机床是CKA340A,其技术参数如下所示：全自动变频调速主轴系统型号CK340AO广州数控系统最大工件回转直径340mm。伺服电机/步进电机刀架上最大回转直径18OninlO手动脉冲最大加工长度350mm。变频电机自动刀架工位数4O四工位电动刀架主轴转速范围50-2000rmin变频调速。精密滚珠丝杠付。手动卡盘主轴通孔042O自动润滑系统主轴内孔锥度MT6#O冷却系统尾座套筒行程IIoninlO手动尾座尾座套筒锥度MT4#O半封闭防护罩导轨硬度HRC52O主电机功率4KWO驱动电机
14、伺服步进。X-4NX-8NOZ-6NZ-12NO快速移动速度X-8mminX-6mmin。Z-8mminZ-6mmin。刀架重复定位精度0.005mmX轴重复定位精度0.OlOmmZ轴重复定位精度0.OlOmm自动润没间歇时间12mintime。外形尺寸1650950X1400。机床重量1500KGO1.1.2、 数控插床参数参数如下：型号：SKB5050A主电机功率：7500(kw)工件尺寸范围：100o*660*10OOmIn技术参数滑枕最大工作行程Max.strokeoftheram5OOmm工作台最大直径Max.diameteroftheworktabIe1000mm工作台横向行程66
15、0mmHorizontalstrokeoftheworktabIe工作台纵向行程VerticalstrokeoftheworktabIe1000mm刀具支承面到床身前臂距离(喉伸)Distancefromthebearingsurfacetofrontsideofbody1000mm滑枕往复次数Moveandreturntimesofram9、12.5、18、25、36、50次/分(times/minute)工作台纵横机动进给量范围HorizontalandverticaldevicefeedquantityrangeofworktabIe0-1.2mm(无极)/滑枕往复一次(stepless)theramgoesandreturnsonetime工作台回转最小分度单位Min.graduationunitoftherotaryofworktabIe0.001o最大切削力Max.cuttingforce16000N主电
