机制11232班-王松林毕业设计论文（12V135柴油发动机-曲轴法兰设计）.pdf

无锡职业技术学院无锡职业技术学院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）毕 业 设 计 （ 论 文 ） 1 无锡职业技术学院 毕业设计（论文） 无锡职业技术学院 毕业设计（论文） 题 目 题 目 12V135柴油发动机-曲轴法兰(771AZC-06-004)工艺 12V135柴油发动机-曲轴法兰(771AZC-06-004)工艺 编制及夹具设计编制及夹具设计 院 系 院 系 机械技术学院 班级 班级 机制 11232 学生姓名学生姓名 王松林 学号学号 1020123232 所在团队 所在团队 个人设计 指导老师 指导老师 戴 勇 职称 职称 教 授 答辩委员会主任 答辩委员会主任 主答辩人 主答辩人 二 零一五 年 四 月 无锡职业技术学院无锡职业技术学院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）毕 业 设 计 （ 论 文 ） 2 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 开 题 报 告毕 业 设 计 （ 论 文 ） 开 题 报 告 学生姓名 学生姓名 王松林 学号 1020123232班级 班级 机制 11232 所属 院系 专业 所属 院系 专业 机械技术学 院 指导教师 指导教师 戴勇 职称职称 教授 所在 部门 所在 部门 机械技术学 院 毕业设计 （论 文）题目 毕业设计 （论 文）题目 12V135 柴油发动机-曲轴法兰(771AZC-06-004)工艺编制及夹具设计 题目类型 题目类型 工程设计（项目） 论文类 作品设计类 其他 一、选题依据、研究意义 一、选题依据、研究意义 本文是 12V135 柴油发动机-曲轴法兰(771AZC-06-004)工艺编制及夹具设计方法 的具体阐释。介于机械加工工艺在机械生产实践中起着决定性的作用，所以我们通 过对加工零件进行加工前的工艺编制可以大大的提高产品的质量，进一步满足产品 的质量要求。 法兰盘是柴油机中重要部件，对其质量及加工方法有着严格的要求，法兰盘在 柴油机中发挥着重要作用，因此这也使得 12V135 柴油发动机能够在工程机械中担任 重要的角色。对于有技术较多要求的法兰盘，作为一名合格的工艺编制人员，应在 确保零件质量的基础上，再结合本厂的实际情况，合理的安排工艺规程，从而达到 提高生产效率、降低成本的目的。而从我自身角度出发，这一次课题的研究不仅是 对我这三年来学习成果的一次检测，而且这样深入的学习、研究有助于我们以后更 好的适应企业岗位的需求和发展。 二、二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标， 研究步骤、方法及措施等）研究步骤、方法及措施等） 本课题研究的内容包括零件加工工艺规程设计以及机床夹具的设计。首先通过 对柴油机上法兰盘的部件的运动分析，运用机械制造技术，机械加工和机械工艺知 识，解决法兰盘在加工过程中的定位，夹紧以及工艺路线安排等方面的问题。确定 相关的工艺尺寸及选择合适的机床和刀具，以此保证零件的加工质量。其次依据传 动轴毛坯件和产品技术要求制定出切实可行传动轴的工艺规程路线。最后根据被加 工零件的加工要求，参考夹具设计手册及相关的书籍，运用夹具设计的基本原理和 方法，拟定夹具设计方案，设计出经济合理，方便实用的高效耐用的夹具。 无锡职业技术学院无锡职业技术学院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）毕 业 设 计 （ 论 文 ） 3 2014 年 09 月 25 日2014 年 10 月 10 日 布置毕业设计课题， 收集与整理相关材料； 2014 年 10 月 10 日2014 年 11 月 20 日 抄画零件图与装配图确定夹具类型； 2014 年 11 月 20 日2014 年 12 月 20 日 完成三卡、 修改不符合要求的零、 部件图； 2014 年 12 月 20 日2015 年 01 月 25 日 绘制夹具总图，夹具的非标准件零件图； 2015 年 01 月 29 日2015 年 03 月 9 日 寒假 2054 年 03 月 11 日2015 年 03 月 20 日 完成毕业设计论文、完成外语翻译 2015 年 03 月 20 日2015 年 04 月 30 日 整理毕业设计，准备毕业设计答辩； 本课题的工作步骤分为个阶段： 第一阶段：行业企业调研、资料收集与整理、完成调研报告与开题报告； 第二阶段：熟悉机械加工工艺编制，完成工艺设计； 第三阶段：熟悉机床夹具的设计，熟悉机械制图软件，完成夹具设计； 第四阶段：完成毕业设计； 工作方法及措施：查阅相关书籍，明白工作内容，划分工作步骤，在指导老师 的引领下小组内进行讨论，如遇到不明白的地方，可向指导老师请教。 三、设计（论文）体系、结构（大纲） 三、设计（论文）体系、结构（大纲） 工艺设计 工件的零件图与装配图 零件的分析 零件的作用 零件的工艺分析 毛坯的选择 加工设备的选择 零件加工工艺过程卡、工艺卡、工序卡 夹具设计 零件加工工序要求 设计夹具的基本要求 确定夹具类型 确定定位方案 确定夹紧方案 无锡职业技术学院无锡职业技术学院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）毕 业 设 计 （ 论 文 ） 4 绘制夹具总图和主要零件图 确定夹紧力 设计夹具体 绘制夹具体图 设计小结 致谢 参考文献 指导教师意见： 签字： 年 月 日 院（系）审批意见： 签章： 年 月 日 指导教师意见： 签字： 年 月 日 院（系）审批意见： 签章： 年 月 日 无锡职业技术学院无锡职业技术学院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）毕 业 设 计 （ 论 文 ） 5 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 2014 年 10 月 11 日 毕业设计 （论文） 题目 12V135柴油发动机-曲轴法兰 (771AZC-06-004) 12V135柴油发动机-曲轴法兰 (771AZC-06-004)工艺编制及夹具 设计 工艺编制及夹具 设计 题目 来源 万迪动力厂万迪动力厂 指导教师 戴勇 职称教授 所在部门机械技术学院机械基础部 学生姓名 王松林 王松林 学号 1020123232 班级 机制 11232 课 题 需 要 完 成 的 任 务 任务序号 任务内容 任务内容 任务成果（论文附件） 任务成果（论文附件） 1 查阅相关设计资料，填写开题报告 开题报告 1 份 2 根据曲轴法兰(771AZC-06-004)技术要求，制订 机械加工工艺方案、计算工艺数据，编写零件机 械加工工艺规程 机械加工工艺过程卡 1 份 机械加工工艺卡 1 份 机械加工工序卡 5 份 3 填写“三卡”：工艺过程卡、工艺卡、工序卡 4 设计夹具结构（定位、夹紧），进行定位误差 计算，绘制夹具装配图和零件图 双联动双联动夹具装配图 1 份 夹具非标零件图全套 5 完成毕业设计论文，打印所有资料并装订，准 备参加毕业答辩材料 毕业设计论文 1 份（不少于 30 页） 课 题 计 划 安 排 序号 内容 时间安排 内容 时间安排 1 查阅相关资料填写开题报告 2014.10.30完成 2 机械加工工艺方案设计 2014.11.10完成 3 工艺文件制订，完成“三卡” 2014.11.25完成 4 专用夹具设计，完成全套图纸 2015.01.25完成 5 编写毕业设计论文，打印所有资料并装订，准 备参加毕业答辩材料 2015.04.01完成 6 论文终审 2015.04.30完成 计划答辩 时间 2015年5月5日、6日 课题申报 （指导教师） 签名： 开题意见 （学生） 签名： 答辩小组 审核意见 签名： （班主任：黄志辉） （班主任：黄志辉） 无锡职业技术学院无锡职业技术学院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）毕 业 设 计 （ 论 文 ） 6 声明声明 本人声明所呈交的毕业设计论文是我个人在指导老师指导下进行的研制工作及取 得的研制成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得无锡职业技术学院或其它教育机构的 毕业文凭或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本论文所做的任何贡献均已在 论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学生签名：学生签名： 日期日期：2015 年 4 月 30 日 无锡职业技术学院毕业设计论文使用授权声明 无锡职业技术学院及其图书馆、档案室有权保留本人所送毕业设计论文： 法兰盘 工艺工装设计 的复印件和电子文档， 可以采用影印、 缩印或其他复制手段保存本论文。 本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除此以外，允许本论文被查阅和借阅， 可以公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权无锡职业 技术学院机械技术学院办理。 学生签名：学生签名： 指导教师签名：指导教师签名： 日期日期：2015 年 4 月 30 日 无锡职业技术学院无锡职业技术学院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）毕 业 设 计 （ 论 文 ） 7 摘 要 摘 要 本设计的内容可分为机械加工工艺规程设计和机床专用夹具设计两大部分。首先通过分析 12V135 柴油发动机- 曲轴法兰盘，了解到法兰在柴油机中的作用。运用机械制造技术及相关课程的一些知识，解决法兰盘在加工中的定 位、夹紧以及工艺路线的安排等方面的相关问题，确定相关的工艺尺寸及选择合适的机床和刀具，保证零件的加工 质量。其次依据法兰盘毛坯件和生产纲领的要求及各加工方案的比较，制定出切实可行的法兰盘加工工艺路线。最 后根据被加工零件的加工要求，参考机床夹具设计手册及相关方面的书籍，运用夹具设计的基本原理和方法，拟定 夹具设计的方案，设计出经济、高效、省力合理并且能够保证加工质量的夹具。 关键词关键词: 机械加工 、工艺规程 、专用夹具 、法兰盘 Abstract The contents of this design can be divided into machining process planning and machine-specific fixture design of two parts. First, through the analysis of 12V135 diesel engine - the crankshaft flange, flange learned in Diesel Engines. Use some knowledge of mechanical manufacturing technology and related courses to address issues related to the processing of flange positioned in the clamping and routing arrangements and other aspects of the process to determine the relevant dimensions and choose the right machine and tool to ensure parts processing quality. Secondly, according to the flange blanks and production program and various processing requirements are relatively programs develop practical flange processing route. Finally, according to the processing requirements were books machining parts, machine tool fixture design reference manual and the relevant aspects of the use of the basic principles and methods of fixture design, fixture design program to develop, design a cost-effective, and reasonable effort to ensure that the processing quality of fixtures . Keywords: machining, process planning, special fixtures, flanges 无锡职业技术学院无锡职业技术学院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）毕 业 设 计 （ 论 文 ） 8 目录 目录 第一章第一章 绪论绪论12 1.1选题的意义.12 1.2研究的主要内容， 拟解决的主要问题.12 1.3研究 （工作） 步骤、 方法及措施 （思路） .12 1.4预期成果.12 1.5本章小结.13 第二章曲轴法兰(771AZC-06-004)的造型设计第二章曲轴法兰(771AZC-06-004)的造型设计.14 2.1 曲轴法兰(771AZC-06-004)工程图14 2.2 曲轴法兰(771AZC-06-004)造型图15 2.3 曲轴法兰(771AZC-06-004)造型图绘制过程15 2.4本章小结.18 第三章曲轴法兰(771AZC-06-004)零件的毛坯设计第三章曲轴法兰(771AZC-06-004)零件的毛坯设计.18 3.1 曲轴法兰(771AZC-06-004)毛坯制造形式18 3.1.1 曲轴法兰(771AZC-06-004)年生产纲领与生产类型.18 3.1.2 曲轴法兰(771AZC-06-004)毛坯制造方法.19 3.2 曲轴法兰(771AZC-06-004)毛坯余量21 3.2.1 曲轴法兰(771AZC-06-004)毛坯加工公差和余量等级.21 3.2.2 曲轴法兰(771AZC-06-004)毛坯表面余量.22 3.2.3 曲轴法兰(771AZC-06-004)毛坯孔余量.22 3.3 曲轴法兰(771AZC-06-004)毛坯尺寸与三维造型图22 3.4 本章小结.23 第四章曲轴法兰(771AZC-06-004)零件的工艺过程设计第四章曲轴法兰(771AZC-06-004)零件的工艺过程设计 23 4.1 曲轴法兰(771AZC-06-004)工艺规程设计的作用23 4.2 曲轴法兰(771AZC-06-004)工艺分析25 4.2.1 曲轴法兰(771AZC-06-004)工艺分析.25 4.2.2 曲轴法兰(771AZC-06-004)定位基准选择.26 4.2.3 曲轴法兰(771AZC-06-004)加工方法和余量及工序尺寸的确定. 27 4.2.4 拟定加工工艺路线28 4.3 选择相应机床、刀具、检具30 4.4 本章小结.35 第五章曲轴法兰(771AZC-06-004)切削用量及基本工时的确定第五章曲轴法兰(771AZC-06-004)切削用量及基本工时的确定35 5.1工序 3035 无锡职业技术学院无锡职业技术学院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）毕 业 设 计 （ 论 文 ） 9 5.1.1粗铣零件左端面.35 5.1.2精铣零件左端面.37 5.1.3粗铣零件右端面.38 5.1.4 精铣零件有端面40 5.2 工序 4042 5.2.1197外圆的粗车.42 5.2.2197外圆的半精车44 5.2.3197外圆的粗车.45 5.2.4197外圆的半精车车47 5.2.5225外圆的粗车.48 5.2.6225外圆的半精车50 5.3 工序5052 5.3.1钻16.5螺纹孔预作孔52 5.3.2 攻M18螺纹.53 5.3.3 钻20孔.54 5.3.4 扩20孔.55 5.3.5 铰20.56 5.3.6 钻23孔.57 5.3.7 钻16孔.59 5.3.8 扩16孔.60 5.3.9 粗铰16孔61 5.3.10精铰16孔.62 5.3.11铣42沉孔.63 5.4 工序 6064 5.4.1 钻5孔64 5.5 工序 7065 5.5.1 粗磨197外圆.65 5.5.2 半精磨185外圆66 5.5.3 精磨185外圆.67 5.5.4 半精磨225外圆68 5.6工序 80.69 5.6.1 精磨零件左端面69 5.6.2 精磨零件右端面70 第六章第六章 双联动夹具设计双联动夹具设计71 无锡职业技术学院无锡职业技术学院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）毕 业 设 计 （ 论 文 ） 10 6.1 设计任务71 6.2设计夹具的基本要求.71 6.3夹具的组成、 分类及作用.72 6.3.1 夹具的组成、分类及作用.72 6.3.2 夹具的组成、分类及作用.72 6.3.3 夹具的组成、分类及作用.73 6.4双联动夹具体的造型图.73 6.5 定位装置设计.74 6.6 夹紧装置设计74 6.6.1 夹紧机构74 6.6.2 夹紧力的计算75 6.7 定位方案的设计及夹具体的确定77 6.7.1确定定位方案77 6.7.2双联动夹具装配图77 6.8 确定夹具技术要求和有关尺寸、 公差配合79 6.8.1 技术要求.79 6.8.2 公差配合.79 6.9 夹具各个元件的介绍79 6.9.1 定位元件.79 6.9.2 夹紧元件80 6.9.3 导向元件.81 6.9.4 其他元件.81 6.10 本章小结81 第七章回顾总结第七章回顾总结82 7.1 课题成果82 7.2 存在问题81 7.3 收获体会82 致谢信致谢信83 参考文献参考文献84 附件附件.另附另附 附件附件 1：加工曲轴法兰(771AZC-06-004)零件反面5 孔时的夹具装配示意图 附件附件 2：曲轴法兰(771AZC-06-004)零件机械加工工艺过程卡 附件附件 3：曲轴法兰(771AZC-06-004)零件机械加工工艺卡 附件附件 4：曲轴法兰(771AZC-06-004)零件机械加工工艺工序卡 无锡职业技术学院无锡职业技术学院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）毕 业 设 计 （ 论 文 ） 11 附件附件 5： 曲轴法兰(771AZC-06-004)零件图 附件附件 6： 曲轴法兰(771AZC-06-004)零件毛坯图 附件附件 7： 双联动夹具装配图 附件附件 8： 双联动夹具零件图 附件附件 9： 毕业设计中所涉及的主要机床（仪器设备）简介（含主要技术参数） 附件附件 10：毕业设计中所涉及到的数控加工编程 附件附件 11：毕业设计相关内容英文翻译（中文+相关内容 2500 个英文单词） 附件附件 12：曲轴法兰(771AZC-06-004)零件三维造型图 附件附件 13：双联动夹具三维造型图 无锡职业技术学院无锡职业技术学院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）毕 业 设 计 （ 论 文 ） 12 第一章 绪论 第一章 绪论 1.1 课题来源 1.1 课题来源 12V135柴油发动机-曲轴法兰(771AZC-06-004) 是无锡市万迪动力集团设计的产品。经 指导老师与厂里协商将此产品的工艺与工装作为本次我的毕业设计的课题， 希望通过此 次锻炼我可以更加完善的掌握零件工艺工装的编制及相关资料的查找的能力， 最主要的 是希望在这次设计中能够培养我思考与解决问题的能力， 也借此机会让我们提前体验下 未来工作的艰辛。 盘状类零件外形结构比较简单， 但内部腔体较复杂， 且表面可能存在沟槽等其他复 杂结构。在对盘状类零件进行工艺编制时，主要是对精度保证方法选择以及工艺合理性 有较高的要求。对于盘状类零件的装夹，大部分需要自行设计夹具，对于专用夹具的设 计，最重要的是减少辅助时间以提高加工效率。 1.2 研究的主要内容，拟解决的主要问题 1.2 研究的主要内容，拟解决的主要问题 研究的主要内容 1.分析曲轴法兰(771AZC-06-004)图纸要求 2.确定曲轴法兰(771AZC-06-004)生产数量及生产纲领 3.确定曲轴法兰(771AZC-06-004)毛坯制作方法及尺寸 4.确定曲轴法兰(771AZC-06-004)的基准 5.拟定曲轴法兰(771AZC-06-004)的工艺路线 6.确定曲轴法兰(771AZC-06-004)工序尺寸及公差 7.确定零件加工所需的机床、刀具、夹具 拟定解决的问题：由于该零件的尺寸精度要求较高，即重要表面需要多步加工，最 终根据生产纲领，来合理地安排工艺方案，以保证加工质量，提高生产率，节约成本。 1.3 研究（工作）步骤、方法及措施（思路） 1.3 研究（工作）步骤、方法及措施（思路） 1.抄画柴油机曲轴法兰(771AZC-06-004)零件图，明确图纸的技术要求及加工质量 2.分析零件特点、确定毛坯类型及尺寸、拟定工艺路线、选择机床与工艺装备及确定 加工余量，以完成该零件工艺规程的制定 3.确定刀具几何形状、计算切削用量及基本工时 1.4 预期成果 1.4 预期成果 无锡职业技术学院无锡职业技术学院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）毕 业 设 计 （ 论 文 ） 13 成果： 1. 曲轴法兰(771AZC-06-004)零件图，CAD 图纸及 UG 三维造型各一张 2. 曲轴法兰(771AZC-06-004)毛坯图，CAD 图纸 3. 曲轴法兰(771AZC-06-004)机械加工工艺规程设计 4. 曲轴法兰(771AZC-06-004)三卡制作 5. 曲轴法兰(771AZC-06-004)毕业设计说明书一份 6.完成机械加工相关英语内容翻译，英语翻译一份 1.5 本章小结 1.5 本章小结 通过对零件图的解读，我了解零件的结构，形位公差等要求，后来我又通过去图书 馆查取资料、与导师和小组内成员讨论以及请教各课专业老师等方法，当然还有网络的 协助，查阅了大量关于本零件的相关资料。大致了解了本零件在生产实践中的用途。法 兰盘，它是是柴油机调速器中的一个十分重要的零件，对柴油机起着极为重要的作用。 从零件图直观上看来，本零件的结构清晰明了，从经验上来看应该做起来稍有难度，难 点是零件的加工较复杂， 经过和导师的讨论研究， 重点放在零件的工艺分析和夹具方面。 无锡职业技术学院无锡职业技术学院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）毕 业 设 计 （ 论 文 ） 14 第二章 曲轴法兰(771AZC-06-004)的造型设计 第二章 曲轴法兰(771AZC-06-004)的造型设计 2.1 曲轴法兰(771AZC-06-004)工程图 2.1 曲轴法兰(771AZC-06-004)工程图 图2.1图2.1曲轴法兰(771AZC-06-004)零件图（AUTO CAD绘制，注：因图纸过大，模糊不清处请见附件5） 无锡职业技术学院无锡职业技术学院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）毕 业 设 计 （ 论 文 ） 15 2.2曲轴法兰(771AZC-06-004)造型图 2.2曲轴法兰(771AZC-06-004)造型图 曲轴法兰(771AZC-06-004)零件造型图，如下方图2.2所示 图2.2图2.2 曲轴法兰(771AZC-06-004)三维造型图（利用Unigraphics NX 造型） 2.3曲轴法兰(771AZC-06-004)造型图绘制过程2.3曲轴法兰(771AZC-06-004)造型图绘制过程 因本人在大学三年中有专门开设过 Unigraphics NX 三维绘图软件的课程，故本次 毕业设计中所有涉及到的三维图均采用 UG NX9.0 来绘制。 分析零件可知，该零件是盘状类零件，只要在UG NX9.0 软件中，先绘制出草图，再用 一些简单的三位操作命令即可造出该零件三维图。 步骤一：绘制出必要的零件拉伸草图 2.31 无锡职业技术学院无锡职业技术学院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）毕 业 设 计 （ 论 文 ） 16 图2.3.1 图2.3.1 步骤二：利用拉伸命令拉出零件的外形，看上去类似于零件的毛培。如下图2.3.2所示 图2.3.2 图2.3.2 步骤三：利用打孔命令打出一系列的孔，如下图2.3.3所示。 无锡职业技术学院无锡职业技术学院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）毕 业 设 计 （ 论 文 ） 17 图2.3.3 图2.3.3 步骤四：利用螺纹命令，对一些相应的孔进行螺纹处理，如下图2.3.4 图2.3.4 图2.3.4 步骤五：第五步螺旋线槽的三维造型是本零件三维制作的难点，外形类似于螺纹，但截面又 不是像螺纹一样是三角形的， 通过图纸可知， 其截面是类似于U型的一个槽。 造型图如下图2.3.5 所示。 无锡职业技术学院无锡职业技术学院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）毕 业 设 计 （ 论 文 ） 18 图2.3.5 图2.3.5 2.4 本章小结 2.4 本章小结 这一小章主要进行了，零件工程图的绘制，和零件三维过程图的制作以及零件三维图的制作 步骤和方法。通过这一章的编写，我对零件有了更加深刻的了解，对一些数据也有了一些简单的 概念。为下面的计算打下了良好的铺垫。 第三章 曲轴法兰(771AZC-06-004)零件的毛坯设计 第三章 曲轴法兰(771AZC-06-004)零件的毛坯设计 3.1曲轴法兰(771AZC-06-004)零件毛坯的制造形式 3.1曲轴法兰(771AZC-06-004)零件毛坯的制造形式 3.1.1曲轴法兰(771AZC-06-004)生产纲领与生产类型 生产纲领 生产纲领是企业在计划期内应当生产的产品的产量和进度计划。生产纲领中除 了预计的年生产计划数量以外，还要包括一定的备品率和平均废品率，所以零件的年生 产纲领可按下式计算： %1nQN 式中：N零件的年生产纲领，件/年； Q产品的年生产纲领，台/年； n每台产品中该零件的数量，件/台； %备品的百分率； %废品的百分率； 无锡职业技术学院无锡职业技术学院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）毕 业 设 计 （ 论 文 ） 19 生产类型 生产类型是企业生产专业化程度的分类，一般分为单件生产、成批生产和大量 生产 3 种类型。 1）单件生产：生产的产品种类繁多，每种产品的产量很小，而且很少重复生产， 如重型机器的制造，新产品的试制等。 2）成批生产：产品周期性成批投入生产。其中又可安排批量的大小和产品特征分 为小批生产、中批生产和大批生产 3 种，所以生产呈现周期性重复。 3）大量生产：同一种产品的生产数量大，每一个工作地用重复的工序加工产品。 生产纲领和生产类型的关系 生产纲领和生产类型的关系 生产类型 零件的年生产纲领（件/年） 重型机械 中型机械 轻型机械 单件生产 5 20 100 小批生产 5100 20200 100500 中批生产 100300 200500 5005000 大批生产 3001000 5005000 500050000 在本设计中，法兰盘是柴油机的重要组成元件，柴油机在日常生活生产实践中广泛 应用，因此市场需量很大。在柴油机厂属于大批大量的生产方式，故法兰盘的生产方式 为大量生产。如果在我们不知道零件的年生产量时，这时只需知道产品的年生产纲领即 可通过上述的计算公式算的零件的年生产纲领。 3.1.2曲轴法兰(771AZC-06-004)毛坯制作方法 1.毛坯的种类 毛坯的选择是机械制造的重要环节，关乎到制造工艺及费用以及零件机械加工工艺、生 产率与经济性。 表 3.12 各类毛坯的特点及应用范围 表 3.12 各类毛坯的特点及应用范围 毛坯制造方法 主要特点 应用范围 木模手工砂 型 可铸出形状复杂的铸件。 但毛坯精度低， 存在气孔、 沙眼、硬皮等缺陷，废品率高，生产率低，加工余 量大 单件及小批量生产。适用于铸造铁碳 合金、有色金属及其合金 金属模机械 砂型 可铸造出形状复杂的零件，精度高，生产率高，加 工余量小，但成本高 大批量生产，适于铸造铁碳合金、有 色金属及其合金 金属型浇铸 可铸造出形状不太复杂的零件，尺寸精度可达 0.1 0.5mm， 表面粗糙度 Ra 可达 12.56.3m 且力学 性能较好 中小型零件的大批量生产。适于铸造 铁碳合金、有色金属及其合金 铸件精度约为 IT8IT9，表面粗糙度 Ra 可达空心回转体零件的大批量生产。铸造 无锡职业技术学院无锡职业技术学院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）毕 业 设 计 （ 论 文 ） 20 铸 造 离心浇铸 12.5m， 力学性能较好， 材料消耗较低， 生产率高， 但需要专用设备 铁碳合金、有色金属及其合金 熔模浇铸 可铸出形状复杂的小型零件，精度高，尺寸可达 0.050.15mm，表面粗糙度 Ra 可达 12.53.2m， 可直接做出成品 单件及成批生产。适于铸造难加工材 料 压铸 铸造形状的复杂程度取决于模具，精度高，尺寸公 差可达 0.050.15mm，表面粗糙度 Ra 可达 6.3 3.2m，可直接产出成品，生产率高，但设备昂贵 大批量生产。适于压铸有色金属零件 锻 造 自由锻造 锻造的形状简单，精度低，加工余量 1.510mm， 生产率低 单件、 小批量生产。 适于锻造碳素钢、 合金钢 模锻 锻造形状复杂的毛坯，尺寸精度高，公差 0.1 0.2mm，表面粗糙度 Ra 可达 12.5m，毛坯强度高， 生产率高，但需要专用设备 大批量生产。多用于碳素钢、合金钢 精密模锻 锻件形状的复杂程度取决于锻模，尺寸精度高，公 差 0.050.1mm， 锻件变形小，耗能少， 生产率高， 但需专门精锻机 成批及大量生产。适用于锻造碳素 钢、合金钢 冲压 可冲压出复杂形状的零件，毛坯尺寸公差达 0.05 0.5mm，表面粗糙度 Ra 可达 1.60.8m，再进 行机械加工或只进行精加工，生产率高 批量较大的中小尺寸的板料零件 冷挤压 可挤压形状简单，尺寸较小的零件，精度可达 IT6IT7，表面粗糙度 Ra 可达 1.60.8m，可不 经切削加工 大批量生产。多用于挤压有色金属、 碳钢、低合金钢、高速钢、轴承钢和 不锈钢 焊接 制造简单， 节省材料， 质量轻， 周期短， 抗震性差， 热变形大，需时效处理后进行切削加工 单件及成批生产。适于焊接碳素钢及 合金钢 型 材 热轧 型材截面多样，尺寸公差在 12.5mm，表面粗糙 度 Ra 可达 12.56.3m 适用于各种批量生产 冷轧 精度比热轧高，公差为 0.051.5mm，表面粗糙度 Ra 可达 3.21.6m，价格较高 大批量生产 粉末冶金 因成型困难，一般形状比较简单，但精度高公差达 0.020.05mm 表面粗糙度 Ra 可达 0.40.1m， 设 备简单，但粉末成本高 大批量生产。以铁基、铜基金属粉末 为原料 2.毛坯选择原则 毛坯选择时，主要考虑一下因素： （1）零件的材料和机械性能要求 （2）零件结构形状和尺寸大小 （3）生产类型 （4）现有的生产条件 （5）充分考虑利用新技术、新工艺、新材料的可能性 无锡职业技术学院无锡职业技术学院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）毕 业 设 计 （ 论 文 ） 21 考虑到法兰盘是盘状类零件， 且该法兰表面粗糙度要求较高以及尺寸精度也比较高。 又考虑到该零件为大批大量生产，故该零件毛坯可以采用金属摸浇铸的方法制造。 3.2 曲轴法兰(771AZC-06-004)毛坯余量 3.2 曲轴法兰(771AZC-06-004)毛坯余量 3.2.1 曲轴法兰(771AZC-06-004)毛坯加工公差和余量等级 参考金属机械加工工艺人员手册 ，铸件尺寸的公差及机械加工余量按GB/T 6414-1999确 定。查加工手册中表12-3确定余量等级。 表12-3 铸件机械加工余量等级的选择 表12-3 铸件机械加工余量等级的选择 造型方法 零件最大外廓尺寸mm 250 1000250 25001000 63002500 6300 精度等级 机器 造型 金属模 木 模 5-7 6-8 6-8 7-9 7-9 8-10 - - - - 手工 造型 金属模 木 模 6-8 7-9 7-9 8-10 8-10 9-11 9-11 10-12 - 11-13 通过查上表可知，因为此铸件确定为金属模浇铸，且毛坯直径小于250，故此铸件的机械加 工余量等级选用6级精度。 同一页中，再查表12-2确定铸件的加工余量 表12-2 铸件机械加工余量mm 表12-2 铸件机械加工余量mm 零件公称尺寸 精度等级 浇铸位置 5 6 7 8 50 3.5 2.5 4.5 3 5.5 3.5 6 4 顶、侧面 底面 12050 4.5 3 5 3.5 6 4 6.5 4.5 顶、侧面 底面 250120 5.5 3.5 6 4 5.5 4.5 7 5 顶、侧面 底面 经查表可知，零件直径120-250中6级精度，顶面、侧面和底面的加工余量分别为6mm、6mm 和4mm。 再由零件直径和铸件尺寸精度查表12-4，铸件尺寸公差 表 12-4 铸件尺寸公差mm 表 12-4 铸件尺寸公差mm 铸 件 尺 寸 精 度 等 级 无锡职业技术学院无锡职业技术学院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）毕 业 设 计 （ 论 文 ） 22 零件公称尺寸 5 6 7 极限偏差 12080 1 1.5 1.5 180120 1.5 1.5 2 250180 1.5 1.5 2 经查表可知，当零件公称尺寸在180-250，精度等级为6级精度时，该铸件的极限偏差值为 1.5 mm。 3.2.2曲轴法兰(771AZC-06-004)毛坯表面余量 查机械加工余量手册表4-21铸造件加工余量表，取零件两端面余量为4mm，取圆柱表面 单边余量为6mm。 3.2.3 曲轴法兰(771AZC-06-004)毛坯孔余量 经过认真分析该零件，发现该零件并非常见的通透式法兰盘，而是少见的法兰盖。 且此法兰盖中所有的孔都不超过30mm，唯一一个超过30 的42 的沉孔，加工深度 仅为 3mm 深，所以综合毛坯模具制造的复杂度，以及经济成本，所以，该毛坯并没有预 留孔，所以孔的毛培余量也不存在。 3.3 曲轴法兰(771AZC-06-004)毛坯尺寸与三维造型图 3.3 曲轴法兰(771AZC-06-004)毛坯尺寸与三维造型图 由上述查取的数据,绘制如下图所示的毛培图 3.3.1 图 3.3.1图 3.3.1 零件毛坯图（AUTO CAD 绘制，注：详图请见附件 6） 无锡职业技术学院无锡职业技术学院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）毕 业 设 计 （ 论 文 ） 23 三维造型图，如图 3.3.2 所示 图 3.3.2 图 3.3.2 3.4 本章小结 3.4 本章小结 这一章主要，主要是确定了毛坯的制作形式和毛坯的制造方法，并且了解了该零件 的生产纲领。通过查找一些资料，我们了解了毛坯的加工公差和余量等级，并且查出了 零件上各个面的，以及是孔的余量。 第四章曲轴法兰(771AZC-06-004)零件的工艺规程设计 第四章曲轴法兰(771AZC-06-004)零件的工艺规程设计 4.1曲轴法兰(771AZC-06-004)工艺规程设计的作用 4.1曲轴法兰(771AZC-06-004)工艺规程设计的作用 制定工艺规程的作用 工艺规程是在工人与技术人员生产经验的基础上， 以科学的理论和必要的工艺试验 为依据而制定的生产规则，在生产中，只有遵守工艺规程生产秩序，才能保证生产稳定 与产品质量。通过审核的工艺生产规程，每位员工必须严格遵守。 工艺规程的作用主要体现在一下三个方面。 1）工艺规程是指导生产的主要技术性文件 无锡职业技术学院无锡职业技术学院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）毕 业 设 计 （ 论 文 ） 24 工艺规程安排的科学合理，生产的各个环节之间才可被保持的相互协调，才可按时完成 计划任务；要想保证加工质量，提高生产率与降低生产成本，产品的加工与质检也必须 服从工艺规程的安排。反之，将会出现产品质量下降，生产效率低下，严重地使生产陷 入混乱的局面。 2）工艺规程是组织和管理生产的依据 产品生产前的大量准备工作必须按照工艺规程的安排进行。 3）工艺规程是新建和扩建制造厂（或车间）的基本资料 在新建和扩建工厂时，确定机床种类与数量，安置机床，分配车间与工厂面积，以及生 产工人的工种、数量和各辅助部门的安排，必须以工艺规程为依据进行。 制定工艺规程的原则与要求 1）基本原则：在一定的条件下，于保证质量的前提下，以最快的速度、最少的耗 资，安全地加工出满足要求的零件。制定工艺规程过程中，尽量保证技术、经济的先进 性与合理性，且应有良好的劳动条件。 2）制定工艺规程的原始资料 （1）产品的整套装配图与零件的工作图 （2）产品的生产纲领 （3）毛坯的生产情况 （4）本厂现有的生产条件与发展前景 （5）国内外先进工艺及生产技术 3、制定工艺规程的步骤 （1）分析产品装配图与零件图，了解零件在产品中的功能 （2）计算零件的生产纲领，确定生产类型 （3）确定毛坯的类型、结构形状、制造方法 （4）选择定位基准 （5）拟定工艺路线 （6）确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差 （7）确定各工序的设备、刀具、夹具、量具、和辅助工具 （8）确定切削用量及时间定额 （9）确定各主要工序的技术要求及检验方法 无锡职业技术学院无锡职业技术学院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）毕 业 设 计 （ 论 文 ） 25 （10）填写工艺文件 4.2 曲轴法兰(771AZC-06-004)工艺分析 4.2 曲轴法兰(771AZC-06-004)工艺分析 4.2.1 曲轴法兰(771AZC-06-004)工艺分析 曲轴法兰(771AZC-06-004)法兰盘在各种管件连接中被广泛的应用， 除了连接管件外， 也有 用在暖通、电力、楼宇供水、压力容器配件以及用在设备上使用的，如：减速机，柴油机上等， 而在此设计中就是用在了12V135柴油机中。因此该零件必须要有较好的强度和刚度，以耐受住 柴油机中的高压。 零件图的分析 从工艺任务书和零件图可以知道： 此法兰盘为没有中通孔的法兰盖， 可能是用于柴油机中堵 住中心轴孔的类似于端盖的东西。细致查看图纸可知，该零件精度等级较高，且一些表面粗 糙度要求也较高。 （1） 尺寸精度 该法兰盘中，185、197、225 外圆柱面和法兰盘厚度尺寸 76 为重要尺寸， 查金属机械加工工艺人员手册表 2-3 尺寸公差与配合数表，可知它们的尺寸精度分 别为185p6（ +0.08 +0.06.） 、197u6（ +0.325 +0.235） 、225h6（ 0 -.029）和 76h10（ 0 -0.12） 。法兰盘腔内还 分布了一些孔和沉孔， 它们的精度为16R7 （ -0.016 -0.034） 、 20E9 （ +0.093 +0.050） 。 螺纹 M181.5-5H， 是精度为 5 级螺距为 1.5 的细牙螺纹。其余的表面没有明确的尺寸精度要求，一般默认 为自由公差，例如：42 的沉孔采用自由公差。 （注：因为涉及到企业利益关系，企业 已变更一些关键数据，所以以上数据仅为做课题的变动数据，而不是零件生产的实际数 据） （2） 表面粗糙度 该法兰盘的表面粗糙度要求较高，其中185p6（ +0.08 +0.06.）的外圆柱面和法兰盘的左 右两个端面粗糙度要求最高，达到了 Ra 0.8，而225h6（ 0 -.029）的外圆柱面其次，达到 了 Ra 1.6，而孔16R7（ -0.016 -0.034） 、20E9（ +0.093 +0.050）的粗糙度也达到了 Ra 3.2，另外197u6 （ +0.325 +0.235）外圆柱面和42 沉孔面粗糙度达到了 Ra 6.3。而其余没有注明的粗糙度值为 Ra 12.5. （3） 形位精度 185p6（ +0.08 +0.06.）圆柱中心线为基准 C，225h6（ 0 -.029）圆柱处的右端面为基准 B， 无锡职业技术学院无锡职业技术学院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）毕 业 设 计 （ 论 文 ） 26 185p6 （ +0.08 +0.06.） 圆柱处的左端面为基准 A。 由图纸可知， 基准 A 与基准 B 有平行度要求， 公差为 0.025；基准 C 对基准 A 有垂直度要求，公差为0.015；225h6（ 0 -.029）圆柱表 面对基准 C 即185p6（ +0.08 +0.06.）轴心线有圆跳动公差，为 0.05；螺纹 M18 对基准 B 有垂直 度公差，为0.1，对基准 C 有位置度要求，公差为0.5；42 沉孔对基准 C 有位置度 要求， 公差为0.5； 42沉孔底面对基准A有平行度要求， 公差为0.10； 孔20E9 （ +0.093 +0.050） 对基准 A 有垂直度要求，公差为0.015，对基准 C 有位置度要求，公差为0.05；孔 16R7（ -0.016 -0.034）对基准 C 有位置度要求，公差为.3，对基准 A 有垂直度要，公差为 0.1。另外零件上还有几处未确定的去重孔对基准 C 有位置度要求，公差为0.1。 （4） 其他要求 为了改善盘状类零件的切削加工性能及提高综合的力学性能和使用寿命， 该法兰盘 为金属模浇铸且需要退火处理。 由以上分析可知，对于尺寸精度要求高的表面应采取多工序手段进行加工，而对表面粗 糙度要求较高的重要表面可以在尺寸精度达到要求后，对进行修整。形位公差的保证， 可以通过高精度夹具的进行定位加工。 4.2.2 曲轴法兰(771AZC-06-004)的定位基准选择 选择定位基准 1、基准 基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的点、线、面。根据基准 功用的不同，它主要分为设计基准与工艺基准。工艺基准主要包括：定位基准、工序基 准、测量基准、装配基准。定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。定位基 准选择的正确合理可以保证零件的加工质量，提高生产率。 2、定位基准的选择原则 (1）粗基准的选择原则 选择重要表面原则 不加工表面原则 余量最小原则 使用一次原则 平整光洁原则 (2)精基准的选择原则 无锡职业技术学院无锡职业技术学院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）毕 业 设 计 （ 论 文 ） 27 基准重合的原则（定位基准与设计基准重合） 基准的统一原则（保证相对的位置精度） 互为基准的原则（两个表面的位置精度要求较高） 自为基准的原则（加工余量小而均匀） 所选精基准应保证工件定位准确，夹紧可靠，操作方便 分析法兰可知， 此零件的设计基准是185p6 （