毕业设计（论文）-涡旋空气压缩机及核心零件工艺规程设计.doc

广东海洋大学2015届本科生毕业设计目录涡旋空气压缩机及核心零件工艺规程设计A process design of Vortex air compressor and core components technica学生姓名学号所在学院班级所在专业机械设计制造及其自动化申请学位指导教师职称副指导教师职称答辩时间2015年 6 月 4 日目录设计总说明IIntroductionII1 绪论12 总体结构设计22.1 涡旋压缩机核心零件的结构22.1.1 涡旋型线的选择22.1.2 涡圈的主要几何参数设计22.1.3 涡圈始端修正52.2 涡旋压缩机其他部件的设计72.2.1 防自转机构设计72.2.2 径向柔性随变机构72.2.3 轴向柔性随变机构82.2.4 平衡块结构设计92.2.5 动涡盘结构设计112.2.6 静涡盘结构设计112.3 运动件的受力分析122.4 密封与润滑142.4.1 密封142.4.2 润滑153 动涡盘工艺规程设计163.1 零件的工艺分析163.1.1 零件的用途163.1.2零件的工艺分析163.1.3 确定零件的生产类型173.2 工艺规程设计183.2.1 确定毛坯183.2.2 定位基准的选择183.2.3 确定各表面加工方法183.2.4 加工阶段的划分193.2.5 工序的集中与分散203.2.6 制定工艺路线203.2.7 确定机械加工余量及毛坯尺寸213.3 工序设计213.3.1 选择机床213.3.2 确立切削用量及基本工时224 静涡盘工艺规程设计234.1 零件的工艺分析234.1.1 零件的用途234.1.2 零件的工艺分析234.1.3 确定零件的生产类型244.2 工艺规程设计244.2.1 确定毛坯的制造形式244.2.2 定位基准的选择244.2.3 零件表面加工方法的选择254.2.4 加工阶段的划分254.2.5 工序的集中与分散264.2.6 制定工艺路线264.2.7 确定机械加工余量及毛坯尺寸274.3 工序设计274.3.1 选择机床274.3.2 确立切削用量及基本工时285 设计总结29鸣 谢29参考文献30设计总说明设计总说明涡旋压缩机属一种容积式压缩机，压缩零部件主要由动涡旋盘和静涡旋盘组成。涡旋式空气压缩机作为一种重要的能源产生形式，最先普及应用是在制冷设备当中，包含汽车空调，飞机空调、增压机、柜式大型空调类，还广泛应用于生活生产的各个环节，具体在应用机械、冶金、电子电力、医药、包装、等众多工业领域，成为压缩空气的主流产品压缩机，就是把标准大气压的空气通过能量转化的方式输出满足用户需求的空气压缩设备。本次毕业设计的设计内容是完成一种涡旋式空气压缩机的结构设计并对动静涡盘进行工艺规程设计。此压缩机主要用于为需要压缩空气的医疗器械、食品包装机械、装修工具、纺织机械等提供压缩空气。第一步涡旋式空气压缩机的结构设计：本设计采用圆渐开线的涡旋型线和公转型的整机结构形式，其主要的机构有：动涡盘、静涡盘、偏心主轴、圆柱销联轴器，其他的零部件有：偏心调节机构、平衡块、电机等。对涡旋式压缩机的设计，首先要根据设计参数求出压缩内容积比、吸气容积；然后，选取适合的涡旋型线，并计算出涡旋部分（涡圈）的主要参数，验证其合理性；接着，需要对涡圈始端进行修正；最后根据所计算主要参数，对动、静涡盘及其他零部件进行设计，实现无油润滑的结构形式。对于涡旋压缩机的实体设计，可通过CAD画出总装配图和动、静涡盘的零件图；通过Pro/E画出动、静涡盘的基本实体图和总体结构图。第二步动静涡盘工艺规程设计：首先进行零件的工艺分析写出零件的用途和各表面的精度要求，确定零件的生产类型：然后进行工艺规程设计确定毛坯的制造形式，定位基准的选择，零件表面加工方法的选择，加工阶段的划分，制定工艺路线工序设计。第三步动静涡盘底面和型线编程;首先网上学习CREO2.0数控编程，然后用CREO2.0制定工艺出程序。关键词：压缩机；涡旋；工艺IABSTRACTINTRODUCTIONA positive displacement compressor, scroll compressor of compressed parts is mainly composed of dynamic vortex disk and static vortex disk.Vortex type air compressor as an important form of energy generation, the first is to popularize and apply in refrigeration equipment, contains the car air conditioning, the air conditioning, booster, cabinet air conditioning class, also widely used in the production of each link, life is applied on machinery, metallurgy, electronic power, medicine, packaging, and so on industry, has become the mainstream in the compressed air compressor products, is the standard atmospheric pressure of the air through the way of energy output to meet user requirements of air compressor equipment.The design content of this graduation design is to complete a vortex type air compressor structure design and process planning design of dynamic and static vortex disk.The compressor is mainly used for medical apparatus and instruments for compressed air, food packaging machinery, decorate provide compressed air tools, textile machinery, etc.The first step in the structure of the vortex type air compressor design: this design adopts the circle involute type vortex line and the transformation of the whole machine structure, the main institutions are: dynamic vortex disk and static vortex disk, eccentric shaft, cylindrical pin coupling, the other parts are: eccentric adjusting mechanism, balance block, motor, etc.To the design of vortex compressor, the first to product according to design parameters and the compression ratio and suction volume;Then, choose suitable type vortex line, and calculate the vortex part (scroll) is the main parameter, validate its rationality.Then, need to modify vortex ring head;Finally main parameters according to the calculation, the dynamic and static vortex disk and other parts to carry on the design, the structure of oil free.For the entity design of scroll compressor, can use CAD draw a total assembly drawing and part drawing of dynamic and static vortex disk;Through the Pro/E to draw out and static vortex disk basic entity graph and the overall structure.The second step of dynamic and static vortex disk process planning design: first, to analyze the process of parts to write parts of the purpose and the surface accuracy requirement, to determine the parts production type: then, procedure design and manufacture of blank form locating datum choice, parts of surface machining method selection, processing stage division, formulate technology process design.The third step of dynamic and static vortex disk bottom and line programming;Online learning CREO2.0 CNC programming first, and then use CREO2.0 process out of the program.KEY WORDS: compressor;Vortex;processII广东海洋大学2015届本科生毕业设计涡旋式空气压缩机及其核心零件工艺规程设计机械设计制造及其自动化，201111411612，金嘉浩指导老师：张健 毕业设计说明书1 绪论涡旋压缩机最早制造于1905年，由法国的工程师 Leon Creux 发明的，因受到当时加工技术的局限性， 80年代初才开始批量生产。70年代开始，因能源危机的加剧和高精度数控铣床的出现，给涡旋机械的发展带来了机遇。1973年美国ADL公司首次提出了压缩氮气的涡旋压缩机的研究报告，并指出涡旋压缩机所具有其他压缩机无法比拟的优越性，从而涡旋压缩机的大规模的开发和研制走上了迅速发展的道路。 1982年，日本的三电公司拉开了汽车用空调涡旋式压缩机批量生产的序幕，其后日立公司、三菱电气、松下、美国的考普兰、特灵也开始了涡旋压缩机的批量生产。我国从1986年开始对涡旋压缩机开发、研制，虽然起步比较晚，但发展还是比较迅速的。目前，我国的科研人员已在涡旋式压缩机的研发中开展了广泛而有效的工作，其中包括：成功地解决了结构参数优化、背压补偿技术的应用、径向随变机构、防自转机构、自动上油机构等，对各种结构类型的涡旋压缩机及其密封机构做出了普遍的理论分析；从设计角度降低了对加工装配精度的要求，降低成本，提高样机的性能；提高产品的质量，采用数控加工技术提高涡盘生产率与精度，总结出高精密零件涡旋齿的精度、控制标准和质量控制方法。我国正积极开发以空气、氮气作为工质的涡旋压缩机，并将涡旋原理应用到泵的设计和研制中去。涡旋压缩机独特的设计，使其成为当今世界最节能压缩机。涡旋压缩机的主要运行件-涡盘只有啮合没有磨损，因而使用寿命更长，被誉为“免维修压缩机”。涡旋压缩机运行平稳、振动小、工作环境安静，被誉为“超静压缩机”。 涡旋式压缩机的结构新颖、精密，具有体积小、噪音低、振动小、能耗小、寿命长、运行可靠、输气连续平稳、气源清洁等优点，被誉为“新革命压缩机”和“无需维修压缩机”是风动机械理想的动力源，广泛应用于工业、农业、交通运输、纺织、医疗器械和食品装潢等行业和其它需要压缩空气的场合。故，涡旋式压缩机在压缩机领域当中占据着不可替代的位置，其研究与开发潜力巨大。2 总体结构设计2.1 涡旋压缩机核心零件的结构2.1.1 涡旋型线的选择涡旋齿型线的主要类型有：圆的渐开线、线段渐开线、多边形渐开线等，由于圆的渐开线理论成熟、易于加工，所以一般采用圆的渐开线作为涡旋齿型线。在本次毕业设计中，也采用圆的渐开线作为涡旋齿型线，单涡圈形式，动、静涡盘涡圈形状完全对称。参考文献1:2.1.2 涡圈的主要几何参数设计主要参数：基圆半径a；涡圈节距Pt；涡圈壁厚t；涡圈高度H；渐开线起始角，压缩腔对数N；涡旋圈数m；涡圈中心面渐开线展角；涡圈中心面渐开线最终展角E。本次设计要求：工作介质为自然环境空气；工作压力为0.6MPa；流量为0.25m3/min；工作环境温度：040；供电电压：单相交流220V，50H；上述各参数间存在一定的关系，参考文献2,如： (2-1)T=2a (2-2)m=N+1/4 (2-3) (2-4)（1）吸气腔工作容积选取YC型单相异步电机（YC-90S-2），其额定转速为2800r/min.根据流量公式 (2-5)根据内容积比 (2-6)在理想气体下 (2-7)求得： 排气容积： 内容积比： 吸气容积：初选Pt=15mm，t=5mm根据公式（2-1）（2-2）（2-3）（2-4）求得 基圆半径渐开线发生角 涡旋圈数（取N=5）中心面渐开线最终展角若已知和高度H，则涡旋压缩机的吸气腔工作容积为： (2-8a)将式（2-4）带入式（2-8a），可得 (2-8b)代入已求参数、Pt、t与式(2-8b)求得：;圆整取27mm验算： 得出结论：涡圈内、外侧渐开线的坐标方程：（如图2-1所示）图2-1 涡圈安装方式1-静涡圈 2-动涡圈（2）排气开始主轴回转角设排气刚开始瞬间的主轴回转角，此时对应外啮合线的涡圈中心面的渐开线展角，则一周排气容积为： (2-9a)或 (2-9b)根据式（2-8）（2-9）可得涡旋压缩机的内容比 (2-10)排气刚开始主轴回转角 (2-11)求得：(3)偏心距 (2-12)(4)单刀双面铣削涡圈，刀具直径Dt (2-13)2.1.3 涡圈始端修正图2-2 对称圆弧修正参数示恴图 涡圈始端修正修正类型有：对称圆弧修正、对称圆弧加直线修正、不对称圆弧加直线修正本次毕业设计采用对称圆弧修正，参考文献1,如图2-2所示，用两段圆弧光滑的连接涡圈内、外侧渐开线，修正圆弧为半径为R的圆弧，连接圆弧为半径r的圆弧。根据直角三角形边关系及渐开线啮合的原理，有 （2-14） （2-15） （2-15）带入数据,，解得：涡圈始端的其他参数： （2-16）排气角： （2-17）连接圆弧参数方程： （2-18）修正圆弧参数方程 （2-19）根据式（2-16）、（2-17）、（2-18）、（2-19），求得：如图2-6所示连接圆弧参数方程（本研究认为这是理论值）：修正圆弧参数方程： 图2-3 修正后的涡圈始端 2.2 涡旋压缩机其他部件的设计2.2.1 防自转机构设计防自转机构主要用于防止动涡盘的自转运动，常见的防自转机构有十字滑环、圆柱销、球形联轴器等。本次毕业设计采用圆柱销联轴器参考文献2如图2-4所示，圆柱销与动涡盘背面的6个孔过盈配合；圆柱销的加一头与机架上的孔配合。动涡盘与主轴上的曲轴配合，实现动涡盘的防自转。设计结构参数：圆柱销： 动涡盘背面的孔： 图2-4 圆柱销联轴器机架上的孔： 2.2.2 径向柔性随变机构本次毕业设计中，采用一种常见的偏心量调节机构，参考文献4,如图2-5，主由动涡盘、滑动轴承（本设计采用滚针轴承）、主轴及偏心量调节块组成图2-5 偏心调节机构1-动涡盘 2-滑动轴承 3-调节块 4-主轴 5-曲柄销 工作原理：曲柄销沿偏离径向的方向切去两块，形成调节块沿径向方向运动的导向面，调节块放置曲柄销上，可沿径向滑动，采用滚针轴承，使调节块外沿与动涡盘内壁形成滚动摩擦，随动涡盘一起作平面运动。偏心量调节范围： ；2.2.3 轴向柔性随变机构 本次设计采用在动涡盘背面施加气体力，具体采用背压腔结构，参考文献4、文献5,如图2-6所示，在动涡盘底面和机架之间留几十微米的间隙，主轴和机架保持密封，形成背压腔，在动涡盘底面开设小孔（即背压孔）。当主轴转动时，从背压一个循环图2-6 背压腔机构原理图参考文献8,背压孔的直径不需要太大，也不应该太小，太大，会增加涡旋盘的轴向磨损，降低涡盘及其齿顶上密封条的使用寿命；太小，则不足以平衡动涡盘的轴向载荷，便动不能紧贴静涡盘进行正常工作，大大增加密封面的轴向间隙，使压缩机达不了压缩气体的目的，并且会引起动涡盘的振动。故背压孔一般直径在1-2mm之间。要确定背压孔的位置，先分析孔被盖住的时间的长短和孔的位置关系。2.2.4 平衡块结构设计主轴是传递动力的重要零件，其受力情况直接影响到涡旋压缩机的工作性能。主轴的偏心结构导致涡旋压缩机在工作时动涡盘的离心力作用在主轴的曲柄销上，引起主轴运动的不平衡。因此需要设置离心力平衡。 图2-7 离心作用力 图2-8 平衡块简图参考文献4,如图2-7所示的离心力平衡结构，动涡盘的质心处于主轴的偏心方向，而平衡块的质心处于与其相反的方向。作用在偏心主轴上的离心力有动涡盘、滚动轴承、曲柄销三部分质量之和； （2-20）式中 r主轴偏心量 ，r=2.5mm； 主轴角速度，由；平衡块的质量产生的离心力； （2-21）式中 R平衡块质心到主轴中心线的距离;离心力作用方向上的力平衡方程 (2-22)平衡块产生离心作用的部分设计成如图2-11所示的形状，该部分的质心至主轴中心线的距离为： (2-23)平衡块的厚度为B，密度为，则偏心部分的质量为 (2-24)带入表2-1数据 表2-1 平衡块的计算动涡盘滚针轴承曲柄销总和质量（g）62252401636228r（mm）5(rad/s)293()7050B(mm)10根据式（2-20）、（2-21）、（2-22）、（2-23）、（2-24）解得 2.2.5 动涡盘结构设计 动涡盘由电机直接连接驱动，涡盘与主轴的连接方式采用轴和轴颈的形式，轴孔结构的主轴相应为曲柄销，按照渐开线的参数制造涡旋齿，并修正涡旋始端形状。轴向柔性补偿机构采用背压腔结构，在涡盘适当的位置钻两个相对的背压孔；轴向间隙密封采用密封条结构，在涡齿顶端开设密封条；采用十字滑环防自转机构，在涡盘地面铣出两个相应的滑槽。参考文献6,对动涡盘的外形尺寸进行设计。经设计后，动涡盘的外形如图2-9所示图2-9 动涡盘实体结构2.2.6 静涡盘结构设计静涡盘固定在机架上，涡旋齿形状与动涡盘涡旋齿相同。静涡盘进气方式采用外侧进气，进气孔设置在涡旋中心面渐开线最终展角的方向上；排气孔按照相位相差的两涡盘在刚排气的瞬间，模拟涡旋齿始端啮合形状拟定排气孔；最终出气孔为。经设计后，静涡盘的外形如图2-10 、2-11所示图2-10 静涡盘实体结构图2-11 静涡盘排气孔2.3 运动件的受力分析 作用在动、静涡盘上的力分为气体作用力与非气体作用力。涡旋式压缩机的各个同名压缩工作腔都是对称两个的，故动涡盘、静涡盘都承受同样的气体作用力。作用在静涡盘上的气体作用力最终传递到机架上，引起涡旋压缩机的振动和噪声。参考文献7主轴的任意回转角，涡旋压缩机工作腔的容积为 （2-25）根据公式（2-6）、(2-25)，可得 （1）切向气体力沿偏心轴切线方向所施加在动涡盘上的气体力，称为切向气体力。参考文献4，有N个压缩腔时，动涡盘上受到的切向气体力为 （2-26）式中 P涡旋节距（mm）； 压力比， ； 吸气压力（）；带入数据可得（2）径向气体力沿动、静涡盘基圆中心连先方向施加在动涡盘上的气体力，称为径向气体力参考文献4，有N个压缩腔时，动涡盘上受到的径向向气体力为 （2-27）带入数据可得（3）轴向气体力沿偏心轴线方向施加在动涡盘上的作用力，称为轴线气体力，参考文献4，动涡盘上承受的轴向气体作用力为 （2-28）带入数据可得 （4） 倾覆力矩图2-12 倾覆力矩现象的起因 如图2-12所示，由于切向气体力和径向气体力的合力F的作用点，与驱动动涡盘转动的曲柄销的作用点不在同一个垂直于轴线的平面上，此引起动涡盘的倾覆。参考文献4，动涡盘的倾覆力矩为 （2-29）已知数据H=27mm，计算可得F=550.5NH=46.5mm2.4 密封与润滑2.4.1 密封(1) 径向密封径向密封主要控制动、静涡盘体侧壁面之间的径向间隙值来实现的。理论上，动、静涡盘的体侧壁面沿径向并不接触，而是形成一个很小的间隙值，严格控制r、P及t的加工精度，在一定的公差范围内，采用分组装配，也是获得径向间隙密封的有效方法。（2） 轴向密封对于轴向间隙的泄漏，可采用开设密封条的方法，如图2-12所示，在涡旋体的顶部开设密封条，密封条的形状应与密封槽相同。密封槽的宽度一般取1.53.5mm，高度取24mm。工作时密封条伸出涡旋齿顶部平面距离为，距齿边距离为。密封条材料常采用聚四氟乙烯（即优质的PTFE树脂），这种材料具有较好的耐磨性、耐高温性。缺点是热膨胀系数比较大，使用时用充分考虑热涨对正常工作的影响图2-13 轴向间隙密封示恴图 2.4.2 润滑本次设计采用无油润滑的结构，对于轴承的润滑可选用脂润滑，采用钙钠基润滑脂。3 动涡盘工艺规程设计3.1 零件的工艺分析3.1.1 零件的用途题目所给的零件是涡旋压缩机的涡汔体，它的作用是压缩空气的核心零件。动涡盘具有一定的强度、刚度。动涡盘的材料是磷铜钛耐磨铸铁，良好的铸造工艺性能有利于动涡盘的型线特征成型。3.1.2零件的工艺分析动涡盘主要加工表面表面粗糙度和形位公差要求分述于下：（1）以动涡盘端面为基准的加工表面：这一组加工表面包括：动涡盘端面，粗糙度要求为0.8，平面度要求0.004；动涡盘底面，粗糙度要求为1.6，平行度要求0.01，平面度要求为0.004；240下平面，粗糙度要求为0.8，平行度要求0.015，平面度要求为0.00480下平面，粗糙度要求为3.2，（2）以孔62轴线为基准的加工表面： 80外圆，粗糙度要求为3.2 240外圆，不加工获得 涡旋型线，粗糙度要求为0.8，垂直度0.006，平行度0.01 孔62，粗糙度要求为1.6，垂直度0.01 孔5，粗糙度要求为1.6，位置度0.04（3）密封槽，平行度0.01具体技术要求见图3-1。图3-1 动涡盘技术要求3.1.3 确定零件的生产类型参考文献18设计题目给定的零件是涡旋压缩机涡旋盘零件，已知涡旋盘每年生产5000件由下表可知为大批生产，设其备品率a%为3%，机械加工废品率b%为0.5%，则该零件的年生产纲领为：N=Q m(1+ a% )(1+ b%) = 50001(1+ 3%)(1+ 0.5%)=5175件/年 (3-1)法兰盘的年产量为5175件，可知该产品为轻型零件。3.2 工艺规程设计3.2.1 确定毛坯图3-2 动涡盘毛坯图零件材料为磷铜钛耐磨铸铁，MTPCuTi25。考虑零件外形较小，形状较复杂及属于大量生产，故选砂型铸造毛坯。而且还能提高生产率及保证加工精度。毛坯铸造时，应防止砂眼和气孔的产生。涡旋盘的毛坏应尽量贴近动静涡盘的外形要求，以减小毛坯重量和加工余量要作表面喷丸处理和高温时效，毛坯图如图3-2。3.2.2 定位基准的选择 （1）精基准的选择。根据精基准的选择原则，选择80外圆为精基准，和动涡盘端面，因为涡旋盘的底面、密封槽、5孔都对80外圆轴线有形位误差的要求，它们的表面都要采用80外圆面作为基准进行加工，选择80外圆作为精基准符合了“基准统一”的原则。同时，涡旋盘的80外圆的轴线也是设计基准，选用其作为精基准定位加工，保证了被加工表面的形位公差，符合了“基准重合”的原则。（2）粗基准的选择。根据粗基准的选择原则，对于本零件来说，应尽可能选择不加工表面为粗基准。根据这个基准选择原则，现选240外圆作为粗基准。3.2.3 确定各表面加工方法表3-1 各表面加工方法动涡盘型线70.8垂直度0.006 平行度0.01粗铣半精铣精铣动涡盘端平面70.8平面度0.004粗车半精车精车动涡盘底平面81.6平面度0.004 平行度0.01粗铣精铣 70.8平面度0.004 平行度0.0015铣62孔底平面113.280下平面93.2粗车半精车80外圆93.2粗车半精车240外圆1212.5粗车62孔71.65孔73.2位置度0.04钻铰密封槽81.6平行度0.01粗铣半精铣倒角1212.5粗车3.2.4 加工阶段的划分该法兰盘的加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工、精加工阶段和光整加工阶段（1） 在粗加工阶段，首先粗车精基准、粗车动涡盘端面，然后粗车、粗车、粗铣动涡盘底面、粗铣、粗铣62孔底平面、粗铣密封槽、粗镗62孔、钻5孔。（2） 在半精加工阶段，半精车、半精车动涡盘端平面、半精车、半精铣动涡盘型线、半精铣 、半精铣62孔底平面、半精铣密封槽、半精镗62孔、铰5孔。（3） 在精加工阶段，精铣动涡盘型线、精铣动涡盘底面、精铣、精车动涡盘端平面、精镗62孔。3.2.5 工序的集中与分散 选用工序集中原则安排涡旋盘的加工工序。由于该动涡盘的生产类型大批生产，可以采用万能、专用、通用机床进行加工，夹具都采用专用的夹具进行装夹，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面形位公差3.2.6 制定工艺路线工序一粗车、粗车 粗车动涡盘端面工序二 粗车工序三 粗铣动涡盘底面、动涡盘型线工序四 粗铣、粗铣工序五 粗铣密封槽工序六 半精车、半精车半精车动涡盘端平面工序七 半精铣、精铣铣动涡盘型线、精铣动涡盘底面工序八 半精铣和精铣、半精铣工序九 半精铣密封槽工序十 精车动涡盘端平面工序十一 粗镗、半精镗、精镗62孔、工序十二 钻铰5孔工序十三 倒角工序十四 去毛刺工序十七 终检3.2.7 确定机械加工余量及毛坯尺寸本零件材料为磷铜钛耐磨铸铁。根据参考文献18，生产类型为大批生产，采用砂型铸造方式进行加工。各机械加工余量和毛坯尺寸计算如下：（1）求最大轮廓尺寸（2）选取公差等级CT箱体采用砂型铸造，铸件材料为磷铜钛耐磨铸铁为灰铸铁，可知毛坯铸件的公差等级为812级，此处取9级。（3）求铸件尺寸公差表3-2 各表面加工余量度等级度Ra/m加工余量动涡盘型线70.8粗铣半精铣精铣1.5+1+0.5=3动涡盘端平面70.8粗车半精车精车1.6+1+0.8=3.4动涡盘底平面81.6粗铣精铣1+0.5=1.570.8粗铣半精铣精铣1.5+1+0.5=380下平面93.2粗车半精车1.6+0.8=2.480外圆93.2粗车半精车2.3+1.5=3.8240外圆1212.5粗车2.862孔71.6粗镗半精镗精镗2+1.5+0.5=43.3 工序设计3.3.1 选择机床 （1）工序四、八、九是铣削加工平面，参考文献18选X51立式铣床；（2）工序三、五、七、是铣削加工，用硬质合多铣刀，根据参考文献4用Bosto Matic 18立式加工中心。（3）工序一、二、六、十、十三是车削用硬质合金车刀参考文献18用CK3325/1数控卧式车床。（4）工序十一是镗削加工孔，用单刃镗刀，应选卧式镗床，参考文献18选用T68型卧式镗床。（5）工序十二是钻孔和铰孔，考虑加工尺寸及加工经济性，参考文献18选Z525立式钻床。3.3.2 确立切削用量及基本工时参考文献18可得各工序切削用量及基本工时如表3-3表3-3 各工序切削用量及基本工时工序名称切削速度m/min进给量mm/r切削工时s辅助时间s其他时间s总工时s工序一62.30.842.66.394.4153.4工序二63.40.810.31.551.1713.02工序三119.30.1355.38.35.7269.32工序四105.60.1452.57.885.4365.81工序五102.80.1425.83.872.6732.34工序六90.30.548.87.325.0561.17工序七153.80.0967.910.197.0285.11工序八142.70.158.48.766.0473.2工序九138.80.135.25.283.6444.12工序十120.60.325.73.862.6632.22工序十一60.30.448.67.292.0357.92工序十二9.80.1850.87.625.2663.68工序十三600.981.20.82810.0284 静涡盘工艺规程设计4.1 零件的工艺分析4.1.1 零件的用途题目所给的零件是涡旋压缩机的静涡盘，它的作用是压缩空气的核心零件。静涡盘具有一定的强度、刚度；静涡盘的材料是磷铜钛耐磨铸铁，良好的铸造工艺性能有利于静涡盘的型线特征成型。4.1.2 零件的工艺分析静涡盘主要加工表面表面粗糙度和形位公差要求分述于下：（1）以静涡盘端面为基准的加工表面：这一组加工表面包括：静涡盘端面，粗糙度要求为0.8，平面度要求0.004；静涡盘底面，粗糙度要求为0.8，300下平面，粗糙度要求为1.6，300上平面，粗糙度要求为3.2，静涡盘顶面，粗糙度要求为3.2，圆柱度为0.015吸气孔端面，粗糙度要求为3.2（2）以300轴线为基准的加工表面： 260外圆，粗糙度要求为3.2 300外圆，不加工获得 涡旋型线，粗糙度要求为0.8，垂直度0.006，平行度0.01 250外圆，粗糙度要求为3.2，平行度0.01 螺纹孔4，粗糙度要求为1.6， 吸气孔10，粗糙度要求为3.2，位置度0.04 排气孔8.37，粗糙度要求为3.2 出气孔4.66，粗糙度要求为3.2 阶梯孔9，粗糙度要求为1.6 （3）密封槽，具体技术要求见图4-1。图4-1 静涡盘技术要求图4.1.3 确定零件的生产类型设计题目给定的零件是涡旋压缩机涡旋盘零件已知涡旋盘每年生产5000件根椐参考文献18可知为大批生产，设其备品率a%为3%，机械加工废品率b%为0.5%，则该零件的年生产纲领为：N=Q m(1+ a% )(1+ b%) = 50001(1+ 3%)(1+ 0.5%)=5175（1-1）件/年 (4-1)法兰盘的年产量为5175件，可知该产品为轻型零件。4.2 工艺规程设计4.2.1 确定毛坯的制造形式图4-2 静涡盘毛坯图零件材料为磷铜钛耐磨铸铁，MTPCuTi25。考虑零件外形较小，形状较复杂及属于大量生产，故选砂型铸造毛坯。而且还能提高生产率及保证加工精度。毛坯铸造时，应防止砂眼和气孔的产生。涡旋盘的毛坏应尽量贴近动静涡盘的外形要求，以减小毛坯重量和加工余量要作表面喷丸处理和高温时效，毛坯如图4-2。4.2.2 定位基准的选择（1）精基准的选择。根据精基准的选择原则，选择250外圆为精基准，和静涡盘端面，因为涡旋盘的底面、密封槽、4螺纹孔都对250外圆轴线有形位误差的要求，它们的表面都要采用250外圆面作为基准进行加工，选择250外圆作为精基准符合“基准统一”的原则。同时，法兰盘的250外圆的轴线也是设计基准，选用其作为精基准定位加工，符合了“基准重合”的原则（2）粗基准的选择。根据粗基准的选择原则，对于本零件来说，应尽可能选择不加工表面为粗基准。根据这个基准选择原则，现选300外圆作为粗基准。4.2.3 零件表面加工方法的选择表4-1 各表面加工方法加工表面公差及精度等级表面粗糙度Ra/m形位公差/mm加工方案静涡盘型线70.8平行度0.01垂直度0.006粗铣半精铣精铣静涡盘端面70.8平面度0.004粗车半精车精车静涡盘底平面70.8粗铣精铣300下平面71.6粗车半精车精车300上平面93.2粗车半精车静涡盘顶面93.2粗车半精车吸气孔端面1212.5粗铣260外圆93.2粗车半精车300外圆1212.5粗车250外圆3.2粗车半精车4螺纹孔91.6钻铰车螺纹吸气孔10103.2位置度0.04钻铰排气孔8.37103.2钻铰出气孔4.66103.2钻铰阶梯孔991.6密封槽81.6平行度0.01倒角1312.5粗车4.2.4 加工阶段的划分该静涡盘盘的加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工、精加工阶段。（1）在粗加工阶段，首先以定位粗车精基准、粗车静涡盘端面，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求,然后粗车、粗车、粗车粗车、粗车顶面、粗铣静涡盘型线、粗铣静涡盘底面、粗铣密封槽、粗铣吸气