飞轮壳盖零件工艺规程及粗铣A面专用夹具专机设计.docx

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飞轮壳盖零件工艺规程及粗铣A面专用夹具专机设计

毕业设计（论文）

课题名称飞轮壳盖盖零件工艺规程及

粗铣A面专用夹具、专机设计

学生姓名

学号

院（系）、专业

指导教师

职称

摘要

本文详细研究分析了发动机飞轮壳盖盖的制造工艺规程，并对飞轮壳盖盖粗铣A面工序使用的专用夹具进行了设计。

所设计的夹具属于铣床类专用夹具，主要用于保证在加工孔时刀具有一个确切的位置，从而保证孔的位置和精度。

本次夹具设计的步骤是：

（1）研究原始资料，明确设计要求；

（2）拟定夹具结构方案，绘制夹具结构草图；

1）确定定位方案，选择定位元件；

2）确定导向装置；

3）确定夹紧机构；

4）确定其它装置和夹具体；

5）绘制夹具总图

经过设计和讨论，终于圆满地完成了设计任务。

本次设计整个设计过程条理清晰，能让读者明白整个过程。

力求结构合理，计算准确，经济可靠。

本设计的创新之处在于简化了钻模板的结构设计,使其结构更简便,同时也能满足设计要求。

但是由于本人实践经验的欠缺和知识的局限性，设计过程中难免出现一些错误，该夹具的实际工作情况及可用性还有待于实践的检验，敬请各位领导，老师，同学提出宝贵意见和见解，本人在此表示由衷的感谢！

关键词：

定位；夹紧；导向

1绪论

近年来，我国汽车工业快速发展，促进了汽车零部件制造业的快速发展，进入新世纪以来，汽车零部件的进口平均关税将降到10%，配额将逐步减少，国产化率的鼓励措施将取消，多年来一直受关税和国产化双重保护的国内众多汽车零部件企业将面临巨大的挑战。

汽车零部件企业属于传统的大批大量生产类型企业，讲究的是规模效益，但随着市场竞争的不断深化，顾客的需求不断变化，其生产方式也在向着多品种、中小批量生产方式转化，汽车零部件企业要实现跨越性的发展，不仅需要在提高产品质量、不遗余力地采用新工艺、新技术，不断进行产品创新等方面下功夫，还要不断的更新观念，优化生产组织方式，积极主动地应对市场不断变化的需求，降低成本、提高效益，以保持在市场上的竞争优势。

全球采购在带给我们挑战的同时也带来了机遇，国际上一些著名的汽车、发动机制造商纷纷把目光瞄向中国，他们需要在中国找到质量好、成本低的产品，以实现他们的成本削减计划，应对挑战。

以飞轮壳盖产品为例，从2003年开始，象康明斯、道依茨、卡特彼勒、水星等一些公司己经开始在中国开始寻找供应商，他们在中国都设有专门的办事机构负责供应商的评价、培训。

目前国内生产飞轮壳盖的专业厂不是很多，甚至有些发动机厂自己生产飞轮壳盖，每家厂的产能都没有超过30万件/年。

市场的分散就造成资源的分散，无法形成规模效益，也就没法在装备上、制造水平进行投入，新工艺、新方法得不到应用，所以产品质量与上述公司的要求普遍有一定的距离。

为此，谁能快速提升产能、水平、质量，谁就能占领国际市场，形成良性循环。

对飞轮壳盖产品而言，在进行新的工艺设计时，必须在遵循工艺设计的基本原则基础上，充分借鉴国外的先进工艺方法，运用高速加工技术、成组技术等先进方法，认识现有工艺中存在的工序分散、设备效率低、夹具多、非有效工时长、质量靠工人个人技术保证等重要缺陷，通过对原有的方法进行优化，最终设计一套能消除夹紧变形，减少无效工时，高质量、低成本的工艺方法。

工艺设计是工艺规划的前提和基础，是连接产品设计和生产制造的重要纽带。

产品的制造可以采用几种工艺方案，零件加工也可以采用不同设备、不同的加工方法、不同的工艺方案。

同样一个产品，使用不同的工艺方法进行加工，就会产生不同的质量、不同的成本。

所以，效率高、质量好、成本低是衡量工艺设计好坏的重要标准。

机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。

其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。

机床夹具被广泛应用于机械制造业中。

大量专用机床夹具的采用为大批大量生产提供了必要的条件。

机床夹具是组成工艺系统的一个环节，是影响加工质量的重要因素。

一般情况下，使用机床夹具能稳定地保证产品质量，而不必过高的要求工人的技术等级。

先进高效的机床夹具不仅能减轻工人劳动强度，提高生产率，甚至能使生产过程实现自动化。

随着汽车、内燃机、摩托车、轴承等行业的规模化发展，对机床夹具的设计与制造不断提出新的课题。

深入研究机床夹具设计的理论和改进机床夹具的结构，无疑具有巨大的经济意义。

机床夹具设计一般包括结构设计和精度设计两个方面。

而人们通常习惯侧重于结构设计而忽视精度设计。

关于机床夹具的结构设计，不仅有大量的资料可供参考，而且还不断从其它学科吸收新的成果而向前发展。

诸如液性塑料夹具；各种弹性膜片式夹具；真空夹紧夹具；感应分度夹具等等。

关于机床夹具的精度设计，随着零件加工精度的提高，也日益受到人们的重视。

人们逐渐认识到，机床夹具设计工作应围绕精度设计这个中心来进行。

没有合理的精度设计不仅会给夹具制造带来困难，甚至会使制造出的夹具不能保证工件的加工精度。

因此，迫切需要全面的研究机床夹具的设计、制造、使用诸方面的定量关系；研究工件精度和夹具设计精度之间的合理联系。

机床夹具设计是用途极广的一门专业学科，熟悉它的内容和方法，对从事机械制造方面的工程技术人员来说是十分必要的。

毕业设计是我们在学习阶段的最后一个重要环节，要求我们能综合运用大学四年所学的专业知识和理论知识，结合实际，独立解决本专业一般问题,树立为生产服务，扎实肯干，一丝不苟的工作作风，为将来在机械方面工作打下良好的基础。

荐于夹具的重要性,同时也为了培养我们综合设计地能力，进一步培养我们科学的思维方式和正确的设计思维，提高我们发现问题、分析问题、解决问题的实际能力，我们选用了邵阳汽车发动机厂产品飞轮壳盖盖作为毕业课题，对其加工过程的工艺，每一道工序的工装夹具进行设计。

一般来说,夹具设计必须满足下列要求：

1.保证工件加工的各项技术要求

要求正确确定定位方案、夹紧方案，正确确定刀具的导向方式，合理制定夹具的技术要求，必要时要进行误差分析与计算；

2.具有较高的生产效率和较低的制造成本

为提高生产效率，应尽量采用多件夹紧、联动夹紧等高效夹具，但结构应尽量简单，造价要低廉；

3.尽量选用标准化零部件

尽量选用标准夹具元件和标准件，这样可以缩短夹具的设计制造周期，提高夹具设计质量和降低夹具制造成本；

4.夹具操作方便安全、省力

为便于操作，操作手柄一般应放在右边或前面；为便于夹紧工件，操纵夹紧件的手柄或扳手在操作范围内应有足够的活动空间；为减轻工人的劳动强度，在条件允许的情况下，应尽量采用气动、液压等机械化夹紧装置；

5.夹具应具有良好的结构工艺性

所设计的夹具应便于制造、检验、装配、调整和维修。

经过设计和讨论，终于圆满地完成了设计任务。

本次设计就是围绕以上五点要求,按照一般步骤来设计的，力求结构合理，计算准确，经济可靠。

但是由于本人实践经验的欠缺和知识的局限性，设计过程中难免出现一些错误，该夹具的实际工作情况及可用性还有待于实践的检验，敬请各位领导，老师，同学提出宝贵意见和见解，本人在此表示由衷的感谢！

2零件的分析

2.1飞轮壳盖零件工艺分析

飞轮壳盖的主要功能是实现发动机与变速器的有效联接，通过它的变化，同一型号的发动机可以搭载不同型号的汽车，满足市场需求。

同一系列飞轮壳盖的与发动机连接面尺寸基本相同，与离合器连接面则不同，但具有相同的功能孔。

一般，飞轮壳盖形似盆状，其结构特点是外形尺寸大，最大直径可达600mm,高近300mm。

飞轮壳盖大多采用灰铸铁铸造毛坯，材料其结构特点是壁厚不均匀，一般处壁厚为6-8mm，最薄处壁厚只有5mm，最大壁厚处却达40mm。

其与发动机及离合器连接的两个面的面积较大，压铸时容易产生变形，且变形量不易控制，所以两个面上的连接孔必须进行机械加工。

飞轮壳盖加工的首要问题是与发动机结合面的平面度。

若平面度不好，则在加工过程中将产生定位误差，在测量过程中将会在建立基准过程中产生测量误差，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。

关键点在于如何高效地完成加工。

为了保证飞轮壳盖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，两个定位孔是重中之重。

在加工完两个定位孔后的几乎每个工序的定位都要用到这两个定位孔。

因此，它们的位置至关重要。

对其的尺寸精度要求较高，孔径精度达到了H8级，位置精度达到了IT9。

对其的粗糙度要求很高达到了Ra1.6。

其次发动机孔92和离合器结合孔516也都达到了H8级。

在选择加工规程时要分析机械加工手册上的提供的途径，保证粗糙度和尺寸精度都到达到理想的精度。

同时516有缘度要求。

再次发动机结合面和12—M10端面在制定工艺路线时要经常被作为定位基准面，其中12—M10端面对发动机结合面有平行度要求，对516孔有垂直度要求。

因此在加工516孔时要特别的对待，选择好恰当的加工方法。

最后，对于其他各个空的加工要根据各自的粗糙度和技术要求选择各自的加工方法。

保证其技术要求。

2.2飞轮壳盖加工工艺规程设计要点

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:

一、基准的选择

通常选与发动机合把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。

在国外的加工中也有以毛坯面做定位基准，在一次装夹中完成全部工序的加工。

（前提是毛坯为高压铸造毛坯，毛坯外型变化不大的情况）

二、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

通常先用与离合器结合面定位，粗铣与发动机结合面，然后再以粗铣后的与发动机结合面为基准，粗铣离合器结合面及其他表面，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。

（3）精加工阶段

通常首先完成定位基准面（发动机结合面）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。

三、次要小表面及孔的加工

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，这些小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，就应该把小表面的加工放在主要表面的精加工之前。

四、热处理的安排

有些飞轮壳盖有热处理的要求。

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。

五、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。

3工艺规程设计

3.1确定生产类型和生产纲领

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=40001（1+1%）（1+6%）=4282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拟定毛坯制造形式

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400