湖 北 汽 车 工 业 学 院 毕 业(设 计) 论 文
2. 零件分析
2.1 飞轮壳的结构工艺性分析
飞轮壳的主要作用是联接发动机与变速器,当联接方式变化时,同型号的发动机可以搭载在不同的汽车上,满足需求。同一系列飞轮壳与发动机联接面尺寸基本相同,与离合器连接面则不同,但具有相同的功能孔。飞轮壳是盘类零件,外形尺寸大是其突出的结构特点,直径最大达480mm,高150mm。飞轮壳的毛坯材料基本是铸铁,其另一个结构特点是壁厚不均匀,一般壁厚为6-8mm,壁厚最薄处只有5mm,壁厚最大处却达40mm。顶面(与发动机联接)和端面(与离合器联接)的面积较大,铸造时容易变形,而且不易控制变形量,所以两个面上的连接孔必须进行机械加工。
2.2 飞轮壳加工方案设计
对薄壁壳体类零件的加工,由于工件容易变形,且面与孔之间、孔与孔之间、面与面之间经常有尺寸关联要求,所以如何选择定位基准,如何安排工艺顺序就非常关键,所以加工中通常应注意以下几个问题: 2.2.1 基准的选择
通常选与发动机结合面和该平面上相距尽可能远的两个孔,采用一面两销的定位方式。当毛坯铸造精度很高,且外形变化不明显时,可以以毛坯面做定位基准,在一次装夹中完成全部或大部分工序的加工。
2.2.2 粗、精加工的划分
由于工件在粗加工后会引起显著变形时,所以常将平面和孔的加工交替进行,在这些表面都粗加工以后,再精加工基准面及其它表面及面上各孔。 (1)粗加工阶段
通常先用端面定位,粗铣顶面,然后再以粗铣后的顶面为基准,粗铣端面及其他表面,去除毛坯余量。 (2)半精加工阶段
通常安排一些半精加工工序,将精度和光洁度要求中等的一些表面加工完成,而对于要求高的表面进行半精加工,为以后的精加工做好准备。
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(3)精加工阶段
通常首先完成定位基准面(顶面)的精铣及面上两销孔的精加工,并以此为精基准完成对精度和光洁度要求高的表面及孔的加工。 2.2.3 次要表面及孔的加工
如螺纹孔,可以在精加工主要表面后进行,一方面加工时对工件变形影响不大,同时废品率也降低。另一方面如果主要表面出废品后,这些表面就不必再加工了,从而也不会浪费工时。但是,如果小表面的加工很容易碰伤主要表面时,就应该把表面的加工放在主要表面的精加工之前。 2.2.4 热处理的安排
有些飞轮壳有热处理的要求。为了消除内应力,需要进行人工时效,所以通常将热处理放在粗加工之后,半精加工之前。又如为了提高工件的表面硬度,需进行淬火,就要安排在半精加工之后,精加工之前。 2.2.5 辅助工序的安排
如检验,在零件全部加工完毕后、各加工阶段结束时、关键工序前后,都要适当安排。其他辅助工序还有清洗、去飞刺、表面处理、气密试验、包装等,也应按其要求排入工艺过程。
2.3 飞轮壳的加工特点
飞轮壳加工首先解决的问题是顶面的平面度。若顶面的平面度不好,则在加工端面的过程中将产生定位误差,在后续的工序加工中也会产生误差,出现测量基准与定位基准不统一的问题。即使测量与定位基准统一,也会发生零件合格与否的误判;其次是轴孔的加工。如何保证相互之间位置精度是此工序的关键:另外,对连接用螺栓孔的加工也很关键。
2.4 飞轮壳的技术要求分析
为了保证飞轮壳在工作过程中有良好的稳定性和密封性,在其重要表面和孔上均有详尽的技术要求。
首先,两个定位孔是关键。在加工完两个定位孔后的很多工序的定位都要用到这两个定位孔。对其的尺寸精度要求较高,孔径精度达到了H7级,位置精度达到了IT8。对其的粗糙度要求也很高,达到了Ra1.6。
其次马达孔Φ88.9和离合器结合孔Φ447.7也都达到了H7级。在制定加工方案时要分析机械加工手册上提供的途径,保证粗糙度和尺寸精度都到达到要求的精度。
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最后,端面和顶面在制定工艺路线时要经常被作为定位基准面,其中顶面对端面有平面度要求。因此,应选择合适的方法加工Φ446.5孔。其他面孔的加工也要达到其技术要求。
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3 工艺规程设计
3.1 生产纲领和生产类型的确定
生产纲领N=Qn(1+?)(1+?) N——零件的年产量 Q——产品年产量
n——每台产品中该零件的件数
?——备品百分率
?——废品百分率
N=50000?1?(1+1%)?(1+6%)=53530件/年
由《机械制造工艺学》表1-1可知零件的生产类型为大批生产
3.2确定毛坯制造形式
零件材料为HT250,质量约为45kg。它承载着变速器的质量,起着动力传递支点的作用。考虑到零件为薄壁类零件,宜变形,且结构复杂,因此应该选用壳膜铸件,以使零件的复杂机构以及精度要求得以保证。该零件的年产量为50000件,已达大批生产的水平。最后确定毛坯的具体技术要求为:
1.硬度187-241HBS
2.毛坯表面不允许有气孔和砂眼存在 3.铸件拔模斜度不大于3o 4.热处理后时效处理
3.3制定工艺路线
3.3.1 制定工艺路线注意事项
制定的工艺路线应使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到保证。在生产纲领以确定为大批生产的条件下,可以考虑采用万能型机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。
拟订工艺路线是制定工艺工艺规程过程中重要的一步。工艺方案制定的优劣,不仅关系到工件的加工质量和加工效率,而且关系到工人的劳动强度,车间面积,设备投资,生产成本等问题。在制定工艺路线时,要从以下几个方面考虑。
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