【正文】 M67H IT11 鉆 — 攻絲 加工階段的劃分 該飛輪殼加工質(zhì)量要求較高，可將加工粗加工和精加工幾個(gè)階段。采用 ?? mm外圓面定位加工內(nèi)孔可保證孔的壁厚均勻； 采用飛輪殼后端面作粗基準(zhǔn)加工前端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn) [7]。 8 作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒(méi)有飛邊、毛刺或其他表面缺欠。選用飛輪殼前端面作為精基準(zhǔn)同樣是遵循了“基準(zhǔn)重合”的原則，因?yàn)樵擄w輪殼在軸向方向上的尺寸多以該端面作設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；另外，由于飛輪殼零件抗拉強(qiáng)度低、韌性差，容易產(chǎn)生變形，為了避免在機(jī)械加工中產(chǎn)生夾緊變形，根據(jù)夾緊力應(yīng)垂直于主要定位基面，并應(yīng)作用在剛度較大部位的原則，夾緊力不能作用在后端面上。 表 飛輪殼鑄造毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量 項(xiàng)目 /mm 尺寸公差 /mm 機(jī)械加工余量 /mm 厚度 79 4 孔徑 ? 416 5 孔徑 ? 82 1 寬度 190 4 寬度 加工的工藝規(guī)程 定位基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)該飛輪殼零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇飛輪殼的前端面和前端面定位孔2 ??? mm 作為精基準(zhǔn)，它們既是裝配基準(zhǔn)，有是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，零件上很多表面都可以采用它們作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，使加工遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，實(shí)現(xiàn)殼體零件“一面二孔”的典型定位方式。 查加工工藝手冊(cè) 毛坯鑄件典型的機(jī)械加工余量等級(jí)知：砂型鑄造機(jī)器造型和殼型灰鑄鐵的要求的機(jī)械加工余量等級(jí)為 E～ G，故取為 G。此外，灰鑄鐵一般不需要熱處理，但消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排時(shí)效處理。但灰鑄鐵的鑄造性能和切 削加工性能優(yōu)良。 由于灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛造和沖壓。其特性是該材料能承受較大的應(yīng)力（抗 拉強(qiáng)度達(dá) 200MN/ 2m ；抗彎強(qiáng)度達(dá) 400MN/ 2m ）。由于要求鑄件精度高、具有良好表面質(zhì)量與機(jī)械性能，所以選擇 砂型鑄造中的金屬模機(jī)器造型，其生產(chǎn)效率較高，適用于大批大量生產(chǎn) [6]。由此可見(jiàn)，該零件的工藝性較好。 綜上所述，該飛輪殼的各項(xiàng)技術(shù)要求制訂的合理，符合該零件在工作中的功用。 前端面孔 4 17? mm 將直接影響飛輪殼與發(fā)動(dòng)機(jī)箱體的裝配，為保證裝配精度，相對(duì)于 X軸、 Y 軸確定其位置度為 。 154177。 ， IT9 飛輪殼 后端面 79177。 分析該飛輪殼的技術(shù)要求，并將其全部技術(shù)要求列于表 中 。 后端面的平面度 以及與前端面的平行度 保證了其與其他零件和接觸精度；與內(nèi)孔的圓跳動(dòng) 則保證了飛輪在飛輪殼內(nèi)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。飛輪殼在工作過(guò)程中需要有良好的耐磨性，為增強(qiáng)其切削加工性能，去除內(nèi)應(yīng)力，該工件要 求經(jīng) 5 過(guò)退火處理，硬度范圍 175～ 225HBS[5]。 4110 飛輪殼形狀簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，屬殼體類零件。該材料強(qiáng)度、硬度相對(duì)較高，具有良好的減振性，對(duì)機(jī)械振動(dòng)起緩沖作用，從而阻止振動(dòng)能量的傳播；具有優(yōu)良的耐磨性，缺口敏感性小，外來(lái)缺口對(duì)灰鑄鐵的疲勞強(qiáng)度影響甚微，從而增加了零件工作的可靠性。該零件的主要工作表面為前端面、后端面、后端面內(nèi)孔 ?? mm 和馬達(dá)孔 ?? mm，其表 面粗糙度均為 ，在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)予以保證。飛輪殼的前端面與發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)箱聯(lián)結(jié)，后端面內(nèi)孔 416? mm與飛輪蓋配合，飛輪飛輪殼內(nèi)高速轉(zhuǎn)動(dòng)。 具體內(nèi)容歸納如下 ： 1． 4110 發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼 加工 方案設(shè)計(jì) ； 2． 4110 發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼工藝卡片的編制 ； 3． 專用夾具工藝設(shè)計(jì) ； 4． 零件及 鉆床夾具的流程設(shè)計(jì)； 5． 誤差計(jì)算。 、經(jīng)濟(jì)夾具的 通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性 [4]。 。 夾具是機(jī)械加工不可或缺的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。而夾具的實(shí)際磨損僅為 10～ 20﹪ 左右。 目前現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)與需求。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 及發(fā)展趨勢(shì) 飛輪殼產(chǎn)品是從 2020 年開(kāi)始，比如康明斯、道依茨、卡特彼勒、水星等一些公司已經(jīng)在中國(guó)尋找供應(yīng)商，他們?cè)谥?國(guó)設(shè)立 了 負(fù)責(zé) 供應(yīng)商目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)飛輪殼的廠子不是很多，年產(chǎn)量一般不超過(guò) 40 萬(wàn)件。 除根據(jù) 4110 發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼 確定參數(shù)，并完成 發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼 的工藝設(shè)計(jì)外，根據(jù) 飛輪殼 的工作條件和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的確定的材料性能，進(jìn)行該 飛輪殼 毛坯和機(jī)械加工的工藝路線和加工方法的設(shè)計(jì)及專用夾具設(shè)計(jì)。用夾具裝夾工件，無(wú)需找正便能使工件迅速地定位和夾緊，顯著地減少了輔助工時(shí)、多工位夾具裝夾工 件，并采用高效夾緊機(jī)構(gòu)，這些因素均有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，使用專用夾具可以改變?cè)瓩C(jī)床的用途和曠達(dá)機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能。保證加工精度，采用夾具安裝，可以準(zhǔn)確的確定工件與機(jī)床、刀具之間的相互位置，工件的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，其加工精度高 ，提高 了生產(chǎn)率 。其與發(fā)動(dòng)機(jī)及離合器 連接的兩個(gè)面 面積較大，壓鑄容易產(chǎn)生變形，并且變形量不容易控制，兩個(gè)面連接孔必須進(jìn)行機(jī)械加工 [2]。同樣一個(gè)產(chǎn)品，使用不同的工藝方法進(jìn)行加工，就會(huì)產(chǎn)生不同的質(zhì)量、不同的成本。產(chǎn)品的制造可以采用幾種工藝方案，零件加工也可以采用不同設(shè)備、不同的加工方法。 在飛輪殼結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工部位除了前后端面及孔之外，在周邊，不同的角度上有平面加工和孔的加工 。 全套圖紙，加 153893706 飛輪殼 是汽車 發(fā)動(dòng)機(jī) 上的重要部件，它是連接 發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器 的主要零件。制訂工藝過(guò)程，應(yīng)充分考慮夾具實(shí) 現(xiàn)的可能性，而設(shè)計(jì)夾具時(shí)，如確有必要也可以對(duì)工藝過(guò)程提出修改意見(jiàn)。 在選材中，了解其加工工藝，并在工藝設(shè)計(jì)中，合理安排加工工序，設(shè)計(jì)合理的夾具，對(duì)產(chǎn)品的最終質(zhì)量具有十分重要的意義 [1]。 1 第 1章 緒 論 選題背景 和目的意義 飛輪殼是發(fā)動(dòng)機(jī)上一個(gè)重要的基礎(chǔ)件，作用是連接發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器，承擔(dān)發(fā)動(dòng)機(jī)及變速器的部分重量，保護(hù)離合器和飛輪，而且還是發(fā)動(dòng)機(jī)的支撐部件。該零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，形似盆狀，薄壁，盆底定位面有 1/3 懸空，工件的剛性差，加工時(shí)易變性，屬難加工零件。 夾具設(shè)計(jì)一般是在零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程制訂之后按照某一工序的具體要求進(jìn)行的。夾具的設(shè)計(jì)質(zhì)量的高低，應(yīng)以能否穩(wěn)定地保證工件的加工質(zhì)量，生產(chǎn)效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力和制造、維護(hù)容易等為其衡量指標(biāo)。其結(jié)構(gòu)和加工工藝直接影響零件的性能 。 工藝設(shè)計(jì)是工藝規(guī)劃的前提和基礎(chǔ)，是連接產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造的重要紐帶。不同的工藝方案。飛輪殼的主要功 2 能是實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器的有 效聯(lián)接，通過(guò)它的變化，同一型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)可以搭載不同型號(hào)的汽車，飛輪殼大多采用灰鑄鐵鑄造毛坯，材料結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是壁厚不均勻，加工的部位多，加工難度大，各個(gè)加工面和加工孔均要求較高的精度。 夾具廣泛應(yīng)用于各種制造過(guò)程中，用以將工件定位并牢固的夾持在一定的位置，以便按照產(chǎn)品設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)規(guī)定完成要求的制造過(guò)程，一個(gè)好的夾具不論在傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)在知道系統(tǒng)，都起著十分重要的作用，夾具對(duì)加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成 本有直接的影響。 用夾具裝夾工件，可以迅速定位夾緊。采用夾具安裝，可以準(zhǔn)確地確定工件與機(jī)床、刀具之間的相互位置，工件的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，其加工精度高而且穩(wěn)定。針對(duì) 4110 發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼零件進(jìn)行加工工藝和夾具設(shè)計(jì)，另外，采用夾具后，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，廢品率下降，可以安排技術(shù)等級(jí)較低的工人，明顯地降低了生產(chǎn)成本 [3]。同時(shí)，該設(shè)計(jì)還培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，獨(dú)立完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)的能力，以及分析和解決問(wèn)題的能力。市場(chǎng)分散造就資源的分散，無(wú)法形成規(guī)模效益，所以誰(shuí)先能創(chuàng)新，誰(shuí)先能投入新的工藝，誰(shuí)就可能形成新的發(fā)展趨勢(shì)，才能占領(lǐng)新的市場(chǎng)。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，每隔三四年就要更新很多專用夾具。特 別是近年來(lái)， 數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了許多新的要求 3 例如能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本；能裝夾一些特征的工件；提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 隨著機(jī)床加工精度的提高。 、組合夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。 設(shè)計(jì) 研究的主要內(nèi)容 本 設(shè)計(jì) 研究的主要內(nèi)容包括 發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼 的工藝規(guī)程編制、典型工序夾具設(shè)計(jì)及夾具的繪制。 4 第 2章 4110 飛輪殼的制造工藝分析 飛輪殼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及主要技術(shù)要求 飛輪殼的用途及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 飛輪殼安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱之 間，外接曲軸箱、啟動(dòng)機(jī)、油底殼，內(nèi)置飛輪總成，起到連接、防護(hù)和載體的作用。 飛輪在高速旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，飛輪殼起到連接、防護(hù)和載體的作用，因此該零件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度且應(yīng)具有較強(qiáng)的耐磨性，以適應(yīng)飛輪殼的工作條件。 分析飛輪殼的技術(shù)要求 4110 飛輪殼選用的材料為 HT200，珠光體灰鑄鐵。因此被廣泛地用來(lái)制作各種承受壓力和要求消振性的床身、機(jī)架、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的箱體、殼體。為實(shí)現(xiàn)飛輪殼連接、防護(hù)和載體的作用，其后端面內(nèi)孔與飛輪蓋的配合，因 此加工精度要求較高。 前端面的平面度 直接影響飛輪殼與發(fā)動(dòng)機(jī)箱體的接觸精度及密封，且前端面中心線與后端面孔中心線的垂直度要求為 。 后端面孔 ?? 要與其他零件配合，為了保 證配合精度，相對(duì)與 X 軸、 Y 軸確定其位置度為 。 表 飛輪殼零件技術(shù)要求表 加工表面 /mm 尺寸及偏差 /mm 公差及 精度等級(jí) 表面粗糙度 /mm 飛輪殼 前端面 79177。 ， IT9 后端面孔 ? 416 ?? ， IT9 前端面定位孔 2? ??? IT7 周邊平面 190177。 ， IT11 飛輪殼馬達(dá) 孔 ? 82 ?? ， IT9 前端面孔 4? 17 17? IT11 周邊螺孔 4M12 M12 IT11 后端 面螺孔 10M107H M10 IT9 前端面孔 2? 13 ? 13 IT11 前端面馬達(dá)螺孔 2M127H M12 IT9 周邊面螺孔 4M67H M6 IT11 6 前端面定位孔 2 ??? mm在其后的精加工中將作為精基準(zhǔn)，為保證位置的準(zhǔn) 確，其自身的位置度為 。 前端面馬達(dá)螺孔 2M127H影響飛輪殼與馬達(dá)的裝 配，為保證裝配精度，相對(duì)于馬達(dá)孔中心線的位置度為 。 審查飛輪殼的工藝性 分析零件圖可知，飛輪殼前后兩端面均要求切削加工，并在軸向方向上均高于相臨表面，這樣既減少了加工面積，又提高了工作時(shí)飛輪殼端面的接觸剛度；前端面定位孔 2 ??? mm、孔 4 17? mm 的端面均為平面，可以防止加工過(guò)程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度；另外，該零件除主要工作表面（飛輪殼前后兩端面，后端面孔?? mm、前端面定位孔 2 ??? mm、馬達(dá)孔 ?? mm）外，其余表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過(guò)銑削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對(duì)較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件 下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量地加工出來(lái)。 飛輪殼毛坯及制造工藝 選擇毛坯 由飛輪殼的技術(shù)要求分析可知，其材料為 HT200，故毛坯選擇鑄件。 分析毛坯制造工藝 飛輪殼的材料 HT200 為珠光體灰口鐵。其金相組織結(jié)構(gòu)為鐵素體和滲碳體組成的機(jī)械混合物，由于它是硬的滲碳體和軟的鐵素體相間組成的混合物，所以其機(jī)械性能介于鐵素體和滲碳體之間，故強(qiáng)度較高，硬度適中，有一定的塑性，從金相組織顯微來(lái)看，鑄鐵中化合碳正好等于 %，珠光體中的鐵素體與滲碳體一層層交替間隔，呈片狀排列，而其余的碳是以片狀石墨狀態(tài)存在，使切削過(guò)程中切屑不能連續(xù)成形?；诣T鐵的焊接性能很差，如焊接區(qū)容易出現(xiàn)白口組織，裂紋的傾向較大。 7 由于飛輪殼尺寸較大，形狀較為復(fù)雜，毛坯宜用鑄件。 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 查加工工藝手冊(cè) 大批量生產(chǎn)的毛坯鑄件的公差等級(jí)知：砂型鑄造機(jī)器造型和殼型灰鑄鐵的公差等級(jí) CT 為 8～ 12，故取 CT 為 10。 查加工工藝手冊(cè) 鑄件尺寸公差和要求的鑄件機(jī)械加工余量 確定該鑄件的尺寸公差和機(jī)械加工余量， 所 得結(jié)果列于表 。前端面定位孔 2 ??