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1、济南大学毕业设计前言目前飞轮加工的方式分为三大类：其一 铸造出大飞轮盘,在进行机加工后与大齿圈进行组装；其二 用材料成型工艺,用比较厚的钢板进行冲压出飞轮盘,再接着与齿圈拼装；其三 用钢板卷成飞轮大圈,将辐板与内圈焊接而成。其中方案一适合重型汽车发动机,方案二由于飞轮质量的限制,只用于小型轿车上,方案三的飞轮用于转动惯量和回转精度要求不高的地方。 国内对于重型汽车上飞轮加工多采用铸造后再粗加工、精加工，中国重汽斯太尔、江淮重卡格尔发采用的就是本种加工方案。目前本方案也是各汽车制造厂家采取的制造方法，也是将来趋势。对于国外重型汽车飞轮加工大多也是通过铸造后机加工等方法。本文首先对飞轮结构、技术参
2、数的分析，制定工艺路线，工艺方案分析与比较后进而确定更加合适的加工方案。在方案确定之后，进行加工余量的计算，工序尺寸、尺寸链的计算确定。本文还选取本零件的典型的工序，计算切削用量。最后针对典型工序进行夹具的设计，完成夹具的图纸的绘制。保证飞轮加工质量和效率是生产过程中一项非常重要的工作,也是我们研究的最终目标。 1 零件分析1.1 飞轮的结构特点图1.1飞轮是安装在发动机曲轴上盘类零件,其功能是调节内燃机曲轴转速变化,起稳定转速作用。同时有利于内燃机的启动,有利于活塞顺利通过上下止点。如图1.1在大圆盘阶梯凸台上钻有1211的孔,其作用是为了和齿圈进行连接；而在大圆盘的上面也有个未钻穿的孔,此
3、孔是为了调节飞轮动平衡的平衡孔；在飞轮最上端的有915的用孔,其是固定飞轮在曲轴上面的螺栓孔；在最顶端的凸台有个62的孔,其作用是与曲轴一端进行配合连接,在孔内有个65的内槽,其作用是储存润滑油；连接平衡孔平面和最顶端平面是10过渡斜面。其表面为铸造表面,不需要机械加工，但是可以在此面刻生产厂家信息。1.2 飞轮主要加工表面及技术参数分析2（1）飞轮A面的平面度要求不低于0.03mm,表面粗糙度为1.6；（2）在A面上915孔相对于A面和飞轮回转中心位置度误差不超过0.3mm,且均布在整个圆周；（3）在A面上18的孔的相对于A面和飞轮回转中心位置度误差不超过0.1mm；（4）飞轮内孔62H7（
4、+0.03 0）公差等级不低于IT7表面粗糙度不低于3.2；（5）飞轮内槽65H7（+0.30 0）公差等级不低于IT7,表面粗糙度不低于3.2；（6）尺寸35和46的两平面要求平面度不低于0.03；（7）在430h7（）外圆公差等级不低于IT7,表面粗糙度不低于3.2；且对于A面和轴线的圆跳动不超过0.1mm；（8）在尺寸46面上1211孔相对于A面和飞轮回转中心位置度误差不超过0.3mm,且均布在整个圆周；（9）在475H7（）公差等级不低于IT7表面粗糙度不低于3.2；而且对于基准A和B的圆跳动不超过0.1,在本尺寸的端面要求平面度不低于0.03/100,端面跳动不超过0.1；1.3 飞
5、轮主要加工表面加工方式（1）飞轮A面，止口端面采用车削方式或者铣削方式加工（2）在A面上915、18、1211孔采用钻削方式进行加工。（3）飞轮内孔62H7（+0.03 0）采用车床镗刀进行加工。（4）飞轮内槽65H7（+0.30 0）车床切槽刀具加工。（5）35和46的两平面采用车端面加工。（6）430h7（）、475H7（）外圆采用车削加工。1.4 机床选择（1）考虑到外圆加工和几个端面的加工，数控车床是首选的加工机床。根据零件尺寸大小选择型号：SSCK63B 数控车床 。该车床参数如下：最大加工直径630，最大加工长度470.（2）考虑到有915、18、1211孔的加工，可以采用钻床，也
6、可采用加工中心，由于飞轮是盘形零件，保证其定位装夹方便采用立式结构。综合考虑采用立式加工中心。根据零件尺寸大小选择型号：2040VMC-L立式加工中心 该机床参数如下：工作台尺寸：1200500；X，Y，Z行程：1020，510.510，定位精度：0.004/300；重复精度：0.003/300.（3）为在飞轮上刻生产厂家信息，还需要一台刻字机，选型号：刻线打标机BJGCKL（4）检验飞轮的动平衡需：动平衡机BLD-1002 工艺规程设计2.1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产品的年产量n每台产品中该零件的件数备品百分率废品百分率已知：产品年产量为5
7、000件，由生产统计得：备品百分率为6%，废品百分率为1%。N50001（1+1%）（1+6%）5353 件/年由机械制造基础表63可知该零件的生产类型为大批大量生产2.2确定毛坯制造形式飞轮零件材料为HT250,是发动机的关键零件,其功能是调节发动机曲轴转速变化,起到稳定转速的作用。同时,便于发动机的启动。该零件毛坯是铸件,属于多孔类大型盘类零件。考虑到产量大于5000件/年，已经是大批生产最后提出毛坯的技术要求是：1. 毛坯的精度等级为二级2铸件不允许有裂纹,夹渣,气孔等铸造缺陷3.内表面涂防锈漆,要求完全覆盖金属表面2.3制定工艺路线 制定工艺规程要考虑的问题很多,设计的范围很广,主要要
8、考虑一下几个方面的问题： 2.3.1.定位基准的选择1 (1) 定位基准的作用 定位基准是在加工中使工件在夹具上占有正确位置所采取的基准。定位基准的选择不仅影响加工精度（如基准不重合时产生的定位误差会影响加工精度）而且与加工顺序的确定是密切相关。 （2） 基准的选择原则 在第一道工序中,只能使用毛坯表面作为定位基准,定义这种基准为粗基准。在以后各种工序中可以采用已经加工的的表面作为定位基准,定义为精基准。 对于精基准的考虑重点放在如何减少误差,提高定位精度,因此选择的原则是： 1）基准重合原则 尽量可能选用设计基准做为定位基准 2）统一基准原则 尽可能选用统一的定位基准加工各表面,以保证个表面
9、间的位置精度。 3）有时还要遵循互为基准、反复加工原则。 4）自为基准原则 有些精加工工序要求加工余量小而均匀,以保证加工质量和提高生产率,这时候就以加工面本身做为精基准。 在选择粗基准时,重点是考虑如何保证个加工面有足够的余量,使不加工面与加工表面间的尺寸、位置符合图样要求。因此粗基准选择是： 1）如果首先必须保证某工件重要表面的余量均匀,就应该选用该表面做为粗基准。 2）如果首先必须保证工件上加工表面和不加工表面的位置要求,则因该以不加工表面作为粗基准。 3）应该用毛坯制造中尺寸和位置比较可靠,平整度较高的表面作为粗基准。2.3.2 加工方法的选择 根据每个加工表面记住要求,首先确定用何种
10、加工方法和分几次加工；其次考虑加工材料的性质、生产效率和经济性问题,需不需要采用专用设备；最后还要考虑成本,考虑车间工厂现有设备及技术条件。2.3.3 加工阶段的划分零件加工质量要求较高的时候必须把加工过程分为几个阶段：粗加工阶段,半精加工阶段,精加工阶段,光整加工阶段。阶段的划分可合理的使用机床设备,在机加工过程中的工序中还可以插入某些热处理工序。分阶段后,粗加工中还可以及早发现毛坯的缺陷,及时报废或修补,经一步保护某些加工表面少受损或者不受损。2.3.4 工序集中与分散1 工件加工工序由许多工步组成,在工艺过程设计过程中需要考虑的问题是如何把这些工步集中成若干个工序。工序集中要使用某些结构
11、更复杂,自动化,机械化程度更高的高效率机床,因此集中工序具有如下特点：1） 由于采用高生产率的专用机床和工艺设备,大大提高了生产率。2） 减少了设备的数量,相应的减少操作工人和生产面积。3） 减少工序数目,缩短了工艺路线,简化了生产计划工作。4） 缩短加工时间,减少运输量,因而缩短生产周期。5） 减少装夹次数,不仅有利于提高生产率而且下一次装夹多个表面,也有利于保证这些面的位置精度。2.3.5 加工顺序的安排1 切削加工工序,在安排加工顺序时有几个原则需要遵循： 1）先粗后精 先安排粗加工,中间安排半精加工最后安排精加工和光整加工。 2）先主后次 先安排主要表面加工,后安排次要表面加工,这里主
12、要表面是指装配基面,工作表面等,所谓次要表面是指飞工作面。3）先基面后其他 加工一开始 总是先把精基面加工出来。如果精基面不止一个则应该按照基面转换的顺序和逐步提高加工精度的原则来安排基面和主要加工表面。2.3.6 热处理为了改善工件材料的机械性能和切削性能,在加工过程中常常需要安排热处理工序。采用何种热处理工序以及如何安排热处理工序在工艺过程中的位置,要根据热处理的目的决定。2.3.7 检验工序检验工序是保证产品质量和防止产生废品的重要措施。在每个工序中,操作者都必须自行检验。在操作者自检的基础上,在下列场合还要安排独立检验工序：粗加工全部结束后,精加工之前；送往其它车间加工的前后（特别是热
13、处理工序的前后）；重要工序的前后；最终加工之后等。 除以上工序以外,在工序过程中,还可根据需要在一些工序的后面安排去毛刺、去磁、清洗等工序。2.4工艺方案分析与比较 2.4.1工艺路线一： 1.铸件去应力退火,抛丸,喷漆 2.毛坯检测 3.粗铣A端面 4.车120外圆 5.粗铣尺寸35端面 6.粗车430外圆 7.粗铣46端面 8.粗车468外圆 9.粗镗62内孔,切65的内槽 10.车右端面 倒圆145 11.粗车484的外圆,保证尺寸16,倒圆345 12.粗车475的内圆 倒圆245 13.粗车215内圆,R5圆弧,R25圆弧 14.粗铣470的右端面 15.粗铣120右端面,215右端
14、面,保证尺寸15,5 16.半精铣A面,尺寸35端面,尺寸46端面。 17.半精镗62内孔,挖槽65,倒圆245 18.半精车475的内圆,倒圆245 19.半精铣470右端面,半精铣120右端面 20.精铣475右端面,保证Ra 1.6,平面度0.03/100 22.半精车430外圆,保证Ra 3.2 23.钻225上的两孔 24.钻12孔 25. 钻9孔 26. 钻2孔 27. 钻1孔 28. 倒1孔的 倒圆145 29. 刻R向旋转处线 30. 打数字OT标记 31. 打动平衡孔,保证技术要求I0.95kgm 32.清理防锈 33.全尺寸检测 34.包装,入库2.4.2工艺路线二： 1.铸件去应力退火,抛丸,喷漆 2.毛坯检测 3.车尺寸35的断面 4.车尺寸430h7外圆 5.车尺寸46端面,倒圆0.545 6.车468外圆 7.车尺寸16左端面（按尺寸20）,倒圆345 8.车1
