2022年汽车发动机飞轮方案与制造.docx

《2022年汽车发动机飞轮方案与制造.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年汽车发动机飞轮方案与制造.docx（24页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精品学习资源目录一 摘要3二 正文31 绪论31.1 选题的意义与目的31.2 飞轮的进展史42 飞轮工作的原理及52.1 飞轮的组成和材料的52.3 飞轮原理及在发动机中的作用 52.3 飞轮的结构、功能及应力分析73 飞轮的动态优化设计113.1飞轮的动态优化设计的意义113.2模型简化与方案挑选123.3 飞轮的动态有限元分析133.4 飞轮的动态优化154 飞轮浇铸工艺的设计184.1无冒口铸造方案的确定184.2无冒口方案的设计与实施185、飞轮的加工工艺及流程195.1 飞轮主要加工技术要求分析195.2 工艺方案分析215.3 飞轮机械加工工艺路线的制定216 结论237 终止语

2、23三 参考文献25欢迎下载精品学习资源基于汽车发动机飞轮的设计与制造学号： 09131050701265姓名：王 江 专业：机械设计制造及其自动化摘要 目的 通过对汽车发动机飞轮的设 计模拟的运算了飞轮的飞轮的质量和设计的合理性，使飞轮性能和质量得到了很好的保证；对飞轮浇铸工艺的设计和加工技术要求、工艺方案的分析，有利于提高飞轮的产品质量、工作性能，节约了制造和加工的成本，为企业赢得了时间和效益；方法 利用相关理论学问和参数化建模，利用 ANSYS软件进行动态有限元分析得出相应优化结果；结合工作生产实际，明确了飞轮浇铸工艺和加工工艺；结果 在参数化建模、动态有限元分析和制定浇铸及加工工艺中制

3、定多种不同的方案，在优化设计中，通过数据对比，方案二优于方案一； 结论 基于有限元法的参数化建模可以快速动态的修改模型动态得到各种分析结果；关键词： 发动机飞轮，有限元分析，参数化建模，无冒口铸造，机械加工飞轮是汽车发动机中有重要作用但结构相对简洁的零件之一，本文主要介绍了汽车发动机飞轮的进展史，工作原理，应力分析，动态优化设计，浇铸工艺的设计，机械加工流程等；为了保证飞轮又足够的转动惯量、刚度和强度， 并使飞轮在满意设计要求的前提下质量尽可能小，这里利用有限元分析软件ANSYS对某飞轮进行参数化建模，动态的分析了飞轮的应力场与位移场；实践证明，利用数化建模可以大大地提高效率，并且可以在设计阶

4、段的合理范畴内任意取值进行分析，有利于缩短设计周期，降低制造成本；从工作生产实际动身，讨论了飞轮的无冒口铸造工艺及机械加工工艺规程，分析了飞轮在加工过程中的留意事项，并完成加工工序设计；1 绪论1.1 选题的意义与目的发动机后端带齿圈的金属圆盘称为飞轮；飞轮用铸钢制成，具有肯定的重量汽车工程称为质量），用螺栓固定在曲轴后端面上，其齿圈镶嵌在飞轮外欢迎下载精品学习资源圆；发动机启动是，飞轮齿圈与启动齿轮啮合，带动曲轴旋转起动；很多人认为，飞轮仅是在起动时才其作用，其实飞轮不但在发动机起动时起作用，仍在发动机启动后贮存和释放能量来提高发动机运转的匀称性，同时将发动机动力传递至离合器；飞轮是发动机的

5、关键安全件，其功能是调剂发动机曲轴转速变化，其稳固转速的作用；发动机在任何工况下，既使是稳固工况，由于负荷的突变，发动机输出扭矩与其所带动的阻力矩之间不相等，二产生曲轴转动角速度的波动， 引起曲轴回转的不匀称性；这会产生一系列不良后果：对由曲轴驱动的另部件产生冲击，影响工作牢靠性；降低使用寿命，产生噪音曲轴振动等；因此必需掌握曲轴回转的不匀称性在答应范畴之内；飞轮正是在利用其具有较大的转动微量，在曲轴加减速过程中吸取或释放其动能，稳固曲轴加速度得变化，从而稳固转速；我们知道，四冲程发动机只有作冲程产生动力，其他进气、压缩、排气冲程是消耗动力，多缸发动机是间隔地轮番作功，扭矩呈脉冲输出；另外，当

6、汽车起步时，由于扭力突然剧增会使发动机转速急降而熄火；利用飞轮所具有的较大惯性，当曲轴转速增高时吸取部分能量阻碍其降速，当曲轴转速降低时释放部分能量使得其增速，这样一增一降，提高了曲轴旋转的匀称性1.2 飞轮的进展史飞轮的概念很早就显现在人类的生活中，新石器时代的纺锤及陶轮都有类 似飞轮的概念；十一世纪时安达卢斯的农艺师Ibn Bassal在其著作 Kitab al-Filaha中，描述飞轮应用在水力机械中的情形；依据从事中世纪讨论的学 者 Lynn White的资料，首次显现使用飞轮来作为稳固转速的记载是在德国艺 术家 Theophilus Presbyter约 1070-1125）的著作

7、De diversibusartibusOn various arts）中，他在他的很多机器中都使用到飞轮；在工业革命时，詹姆斯瓦特将飞轮应用在蒸气机上，而詹姆斯皮卡德James Pickard ）将飞轮和曲柄 Crank）一起使用，将往复式运动变成旋转运动；飞轮应用在车辆上时，需考虑进动的问题；如一个旋转的飞轮受到其他会转变其旋 转轴力矩的影响，飞轮的旋转轴也会会绕另一个轴旋转，这个称为进动；一部 有垂直轴飞轮的车辆在通过山顶或谷底时，会受到一个横向的动量，用二个旋 转方向相反的飞轮即可排除此问题；飞轮常运用在打洞机及铆钉机中，平常储 存马达供应的能量，在需要功率输出时，即可释放原先储存的能

8、量；在内燃机欢迎下载精品学习资源的应用上，飞轮是连结到曲轴上的大质量轮子，主要目的是维护曲轴上固定的角速度；2 飞轮工作的原理及应力分析2.1 飞轮的组成和材料的选取飞轮总成 Flywheel assembly）一般由飞轮、齿圈、离合器定位销、轴承等组成，部分产品轴承用花键代替；现在随着爱车一族的不断钻研扩展，发动机飞轮已演化出有用的好多类型，如双质量减震飞轮 装置在曲柄的轴的一端，是铸铁制造较重的轮盘，在爆发冲程传递回转力，由飞轮一时吸取储蓄，供应下一次动力冲程，能使曲柄轴圆滑的回转作用，外环的齿圈可供起时摇转引擎之用，背面与离合器片接触，成为离合器总成的主件飞轮是发动机在曲轴后端的较大的圆

9、盘状的零件，它具有较大的转动惯量，具有以下功能：将发动机作功形成的部分能量储存起来，以克服其他形成的阻力，使曲轴匀称旋转；通过安装在飞轮上的离合器，把发动机和汽车传动系统连接起来；装有与起动机结合的齿圈，便于发动机启动；欢迎下载精品学习资源飞轮，是发动机装在曲轴后端的较大的圆盘状零件，它具有较大的转动惯 量，具有以下功能： 将发动机作功行程的部分能量储存起来，以克服其他行程的阻力，使曲轴匀称旋转；通过安装在飞轮上的离合器，把发动机和汽车传动系统连接起来；装有与起动机接合的齿圈，便于发动机起动；驱动盘，也是飞轮的一种，材质用45 号钢冲压成型，再压制齿圈；飞轮是一个延著固定轴旋转的轮子或圆盘，能

10、量以旋转动能的方式储存在转子中：其中 是角速度I是质量相对轴心的转动惯量，转动惯量是物体抗击力矩的才能，赐予肯定力矩，转动惯量越大的物体转速越低；固体圆柱的转动惯量为,如是薄壁空心圆柱，转动惯量为,如是厚壁空心圆柱，转动惯量就为.其中 m 表示质量， r表示半径，在转动惯量列表中可以找到更多的信息；在使用国际单位制运算时，质量、半径及角速度的单位分别是公斤、M，弧度 / 秒，所得到的结果会是焦耳；由于飞轮可储存的能量是和转动惯量成正比，因此在设计飞轮时，会尽量在不变动质量的条件下，去增加其转动惯量，例如说中间搂空将，质量集中在飞轮的外围等作法；在利用飞轮储存能量时，仍需要考虑在转子不变形或断裂

11、的前提下，飞轮可储存的能量上限，转子的环向应力 hoop stress ）是主要的考量因素：其中：t是转子外圈所受到的张应力 是转子的密度r是转子的半径 是转子的角速度飞轮储存的能量范例：欢迎下载精品学习资源物体k 随质量直径转速所储存的能所储存外形而量自行车车轮11 公斤70 厘M150 rpm15 J4 时速 20 公里）10- 3 Wh速度加倍的自行车11 公斤70 厘M300 rpm60 J16 车轮 时速 40 公10- 3 Wh里）质量加倍的自行车12 公斤70 厘M150 rpm30 J8 车轮 时速 20 公10- 3 Wh里）火车车轮时速 60 公里）1/2942公斤1M31

12、8 rpm65 kJ18 Wh大卡车车轮 Wh以下是一些“飞轮”的范例及其储存的能量，I=kmr2, k的运算方式请参考转动惯量列表 表 1）；表 1 转动惯量列表飞轮能量和材料的关系：对于相同尺寸外形的飞轮，其动能和环向应力及体积成正比：如以质量来表示，就其动能和质量成正比，也和单位密度的环向应力成正比：可以称为比强度 Specific strength）；如飞轮使用材质的比强度越高，其单位质量下的能量密度也就就越大；2.3 飞轮的结构、功能及应力分析飞轮效应指为了使静止的飞轮转动起来，一开头你必需使很大的力气，一圈一圈反复地推，每转一圈都很费劲，但是每一圈的努力都不会白费，飞轮会转动得越来

13、越快；达到某一临界点后，飞轮的重力和冲力会成为推动力的一部欢迎下载精品学习资源分；这时，你无须再费更大的力气，飞轮照旧会快速转动，而且不停地转动；这就是“飞轮效应”飞轮设计第一应用工程提高发动机应用配套对飞轮的基本要求；包括适用机型，飞轮因负荷突变而需要稳固转速的基本参数，如质量、转动惯量，所需承担的最大转速，动力输出和离合器安装定位孔面）的要求；安装起动电机和齿圈的要求；然后依据要求确定飞轮轮缘尺寸；腹板及轮辐过度连接区域结 构、尺寸及厚度，轮毂连接定位结构及尺寸；在此仍应确定飞轮安装螺栓的规格和等级，以便飞轮安装部位的设计；一般飞轮螺栓都采纳10.9 级或更高的螺栓；在经过以上几个步骤，基

14、本上确定了飞轮的直径、轮缘外形，辐板偏心量、飞轮开槽钻孔等本形式后，现应进行应力分析，这是飞轮设计中得关键一步；应力分析中应考虑角加速度、振动、回转救应、动力输出和离合器负荷的影响；现在说明应力分析的运算方法及材料的选取2.3.1 离心应力飞轮是高速旋转运动件，其主要的离心应力是作用于飞轮栓安装孔剖面，BJ374 飞轮离合器销孔剖面轮缘短，螺栓孔剖面轮缘长，离心力影响的危急剖面是螺栓孔剖面，其离心力应力为 ：其中式中：S：离心力产生的切向回应了M:轮缘的开状系数 rad/see/rpm ）其是依据轮缘外形，面积转化为以下图1 中得三种标准形式之一，运算查表确定 M；欢迎下载精品学习资源图 1

15、轮缘标准外形尺寸B10飞轮已知 Wr,R-轮缘近似径向厚度为，将轮缘划分成三部分见图3.1 ），其部分等效面积运算和为 运算过程略）就查表图，线性插值：材料密度飞轮材料一般选用灰铸铁 250HT250）=0.01 ：飞轮运算转速，一般考虑 50%的转速， W=1.5 2100=3150rpmR:飞轮外径B10飞轮: 已知 R=127 A1：飞轮剖面径向无钻孔，开槽等的实心面积；B10飞轮 A1=轮缘面积 +圆盘面积 +法兰面积 =147129 平安毫 M As：飞轮剖面径向最小面积 包括去除全部的钻孔、开槽，凹入区域）；B10飞轮 A2=A1-孔、槽、凹入区域面积 =110718平方毫 M就

16、Sc=7751 psi对在应力运算中，轮缘长度大于轮辐厚度4 倍以上，或轮缘伸出长度大于轮缘厚度 3 倍以上的，就用以下运算离心应力：2.3.2 热应力：对不带离合器的飞轮设计，可不进行热应力运算，热应力运算公式如下：式中， St：轮缘处产生的最大拉伸热效应力psi. M1：材料应力系数欢迎下载精品学习资源B10发动机飞轮，材料为 HT250,查表 M=0.396Ed: 飞轮一离合器系统能量扩散系数，由发动机转速、离合器传输扭矩、啮合速度确定，对 B10 飞轮和 Lipe14n-2离合器；N：离合器摩擦片数目， Lipe14n-2 离合器为双盘，所以 N=2；Weff 飞轮有效体积是指有关离合

17、器工作区域的体积，一般转化标准的结构形式；B10发动机飞轮 Weff ：圆盘体积 +轮缘有效体积 和最大载荷 FbzFm；输入断后标距，断后面积，打印试验报告；依据测得的灰铸铁拉伸载荷 Fs、Fb 运算出屈服极限和强度极限；，3 飞轮的动态优化设计3.1 飞轮的动态优化设计的意义在设计任务中，常常遇到系列产品的设计工作，这些产品在结构上基本相同，但由于使用场合、工况的差别，在结构尺寸上形成了一个系列；对于这种设计任务，假如一一地去设计、绘图等，会带来很大的重复工作量；这样不仅铺张了人力、物力资源，也延长了设计周期；另外，工程中得很多结构，在投入正式使用之前，都需要进行有限元结构分析；有限元分析

18、工程中很大一部分工作量在于实际结构抽象出有限元分析数学模型划分有限元网络；该过程通常独立于建立实体模型；对于系列化产品，其有限元结构分析的工作类似于模型建立工作，有着相当大的重复性；参数化建模是使用重要几何参数快速结构和修改几何模型的一种造型方法，这些几何参数包括掌握外形大小的尺寸和定位外形的方向矢量等；如几何模型的全部尺寸是参数化的就可以动态修改参数，随后动态得到有限元分析结果；欢迎下载精品学习资源飞轮是内燃机中有重要作用但结构外形相对于简洁的零件之一；它是一个转动惯量很大的圆盘，其中要功用是将在做功行程中传输给曲轴的功的一部分贮存起来，用以在其它行程中克服阻力，带动曲柄连杆结构越过上、下止

19、点， 保证曲轴的旋转角速度和输出转矩尽可能匀称，并使发动机有可能克服短时间的超载荷；此外，在结构上飞轮又往往用作汽车传动系中摩擦离合器的驱动 件；随着高速内燃机的进展，飞轮的旋转速度不断提高；众所周知，一旦发生飞轮强度、刚度方面的破坏，就会显现危急；在设计过程中，除了保证飞轮又足够的转动惯量外，应使飞轮满意设计要求的前提下质量尽可能小，从而减轻发动机整体重量提高发动机固有频率；这里利用通用有限元分析软件ANSYS对于某发动机飞轮进行了参数化建模动态分析了飞轮的应力场与位移场，并利用ANSYS优化模块对飞轮的主要尺寸参照同类型发动机的性能参数进行了优化，在满意飞轮设计要求的前提下减轻了飞轮的重量

20、；3.2 模型简化与方案挑选为了使有限元模型网络规模不致过大，建模时忽视了一些小得细节，如小倒 角、定位孔等，并假设：飞轮以恒定的转速作高速旋转；整个飞轮只受惯性力作用，考虑螺栓的约束，不考虑螺栓处的预紧力；飞轮的均质圆盘；飞轮简化模型如图 3 所示，图 3 飞轮简化模型如下列图3.2.1 方案挑选如不考虑螺栓孔和减重槽，飞轮无论是结果外形，仍是载荷约束条件都符合轴对称结果要求；因此，方案一将飞轮简化为二维轴对称结构进行参数建 模、有限元分析和外形优化设计；方案二在实体建模中考虑螺栓孔与减重槽， 这样可将飞轮简化为 1/4 三维实体模型进行参数化建模、有限元分析和外形优化设计；欢迎下载精品学习

21、资源3.2.2 参数化建模1）二维轴对称参数化建模利用 ANSYS供应的 APDL语言编程实现参数化实体建模，留意一些尺寸是不能进行参数化的，如轮缘外径，它是依据飞轮使用时对空间等的要求事先给定 的；螺栓孔的位置，它是由飞轮轴的外径和装配情形而定的等；此外，对于分 析结果影响不大的尺寸，也不作为参数化的尺寸；轴对称模型的参数化尺如图 4 所示：图 4 旋转对称面及参数化的尺寸2）三维 1/8 实体参数化建模在二维模型的基础上，将飞轮的旋转对称面绕Y 轴旋转 45 度然后再构造和凹槽，槽的深度 H3也作为参数；飞轮 1/8 实体模型界约束，并在飞轮旋转中心轴上施加角速度： w=2800rad/s

22、 ；3.3 飞轮的动态有限元分析3.3.1 二维模型动态有限元分析选取 8Node PLANE82为二维轴对称模型单元；由于在模型中有较小的圆角和尖角，是可能产生应力集中地部位，采纳NASYS供应的智能网格划分方法，可以在这些部位产生密度较大的单元，提高运算精度；模型单元数：511；节点数： 1672. 在螺栓轴线处施加全约束，在飞轮旋转中心轴上施加角速度w=2800rad/s ，二维对称模型网格如图5 所示；欢迎下载精品学习资源图 5 二维对称模型网格飞轮的应力场和位移场的运算结果如图6 和 7 所示；图 6 飞轮的应力场图 7 飞轮的位移场图 6 可知，最大应力为 35.7mpa，位于飞轮

23、小圆角邻近；最大节点位移为0.334e-4m, 位于飞轮外缘；由于螺栓处轴线全约束，飞轮旋转产生离心力，远离轴线和靠近轴线的飞轮的质心有肯定距离，所以产生力矩，导致变形，同时引起小圆角邻近应力最大；3.3.2 三维模型的动态有限元分析1）单元类型1/8 实体模型我们选用 8 节点 SOLID45号单元；由于实体模型体积较大， 所以网络划分后节点数不能太多，否就会增加后面的运算量和时间；2）网格划分采纳 ANSYS供应的扫掠网格划分功能，通过扫掠一个面上的网格将一个已有的体离散为三维六面体单元；但在实体建模阶段，我们应将1/8 实体模型划分为 5 个部分，如图 8 所示，使其符合扫掠网格划分的条

24、件，单元尺寸定为0.004m；图 8 三维模型应力图图 9 三维模型网格划分及边界条件3）边界条件欢迎下载精品学习资源方案一35.683.34E-3100E-50.5863.483E-03方案二58.973.32E-30.93-50.5343.428E-03约束：飞轮由螺栓孔和法兰盘相连；在1/8 三维实体模型中，由于在边界上要施加对称边界约束，所以我们在螺栓孔只约束其轴向位移，如图载荷：施加角速度载荷； U-SUMm UX99m0 IYYkgm 立方VOLUMM立方表 2 最大应力、位移、转动惯量和体积比较结果由表中数据可知，三维实体模型中最大应力较大，且显现在螺栓孔边缘；这是由于约束直接施

25、加在螺栓孔面上造成的；轴对称模型与实体模型的最大位移位置相同，但轴对称模型的最大位移U-SUM和径向位移 UX略大，说明考虑螺栓孔和凹槽后离心力所削减；两种模型转动惯量和体积也略有不同，这同样是由于三维模型开有螺栓孔和凹槽造成的；利用 ANSYS供应的 APDL语言编程实现的参数化建模得到实体模型，参数化尺寸转变后，模型外形会随之转变，有限元网络也会随实体转变而转变，同时 运算结果也会马上出现出来；这种动态有限元分析可以用于实时、动态地飞轮 设计进行评判，是结构优化的基础；欢迎下载精品学习资源3.4 飞轮的动态优化图 12ANSYS软件完成优化设计的过程；基于有限元法的优化是将有限元分析方法与

26、传统的优化技术结合，并应用于结构优化设计中，使结构在满意给定的性能要求条件下，尺寸正确；图12 是利用 ANSYS软件完成优化设计的过程；3.4.1 方案一的优化设计选取飞轮的总体积为目标函数；由于飞轮的转动惯量是特别重要的设计参数，它不能低于同类发动机参考的转动惯量值；同时飞轮不能发生强度、刚度方面的破坏，所以从分析结果中提取转动惯量IYY、最大应力 SMA、X 径向最大位移值 UX作为优化设计的状态量，选参考飞轮相应分析结果作为状态的约束， 飞轮设计变量取值范畴及优化结果如表3 所示；优化变量MinmunMaximum优化结果参考值变化量设计变量B10.0650.0850.0710.069

27、2.89%设计变量H10.010H20.01650.16-6.25%设计变量H2H20.0400.310.0303.33%设计变量R10.0030.0100.0060.0060设计变量R20.0100.0200.0140.01353.75%状态变量IYY0.5090.6000.5100.5090.20%欢迎下载精品学习资源状态变量SMAX3.5E-74.5E-74.04E+74.31E+7-0.62%目标函数UX1.0E-050.97E-050.9E-057.69%目标函数3.1E-033.1E-03-1.24%优化变量MinmunMaximum优化结果参考值变化量设计变量B10.0650.0

28、90.0730.0695.8%设计变量H10.010H0.0140.16-12.55%设计变量H2H0.0400.310.0303.33%设计变量R10.0030.0100.0060.0060设计变量R20.0100.0200.0140.01353.75%设计变量H30.0040.0120.00750.0077.14%设计变量R30.0100.0200.0150.016-6.25%状态变量IYY0.5090.6000.5100.5090.20%状态变量SMAX3.5E-74.5E-74.04E+74.31E+7-0.62%目标函数UX1.0E-050.97E-050.9E-057.69%目标函

29、数3.1E-033.1E-03-1.24%表 3 方案一变量取值范畴及优化结果由表 3 中数据，设计变量优化结果与同类型发动机的参考尺寸相比，变化量小，结果接近；三个状态变量中只有UX较参考值大，但仍在状态变量许可的范畴类；优化后飞轮的体积略小于参考飞轮；因此，二维轴对称模型的动态优化设计的结果是令人中意的；3.4.2 方案二的优化设计在三维参数化建模与有限元分析的基础上，仍选取飞轮的总体积为目标函数，状态变量的选取与轴对称模型也相同，在设计变量中增加反映飞轮减重槽的尺寸参数 H3， R3，L3. 飞轮设计变量的取值范畴及优化结果如表4 所示；表 4 方案二变量取值范畴及优化结果由表 4 中数

30、据，设计变量优化结果与同类型发动机飞轮的参考尺寸相比， 有肯定的转变；三个状态变量的值都高于参考值，且均在状态变量许可的范畴内；优化后飞轮的体积小于参考飞轮；由于方案二中参数化地构造了飞轮凹 槽，可见，方案二的动态优化设计的结果更接近正确；由于实体模型单元节点数较多，且增加了 3 个设计变量，因此优化循环运算量最大，耗费机时长，在迭代次数、步长及变量容差得选取等方面应予以留意；此外，通过将方案二的欢迎下载精品学习资源优化结果与方案一的对比可以看出飞轮的基本设计变量如B1，H1， H,R1 和 R2 的变化并不大，可以参考方案一的优化结果用于这几个参数，构造几何，仅将H3，R3和 L3 最为三维

31、实体的设计变量，将二维优化结果与三维优化设计变量的选取结合起来能够更加有的放矢，提高工作效率；这里分别对发动机飞轮的二维轴对称模型和三维1/4 实体模型，进行了参数化建模、动态有限元分析及外形优化；将优化后的尺寸与同类型发动机飞轮 的参考尺寸进行了分析和较，在满意飞轮设计要求的前提下减轻了飞轮的重量，优化结果是令人中意的在结果的概念性设计阶段可以利用二维轴对称模型初步优化；三维实体模型的优化可建立在轴对称模型优化的基础上；实体模型单元节点数较多，应留意在优化循环过中参数的设置；基于有限元法的参数化建模可以快速动态的修改模型动态得到各种分析结果，并可以进行优化分析，实践证明，利用数化建模可以大大

32、地提高效率，并且可以在设计阶段的合理范畴内任意取值进行分析，有利于缩短设计周期，降低制造成本；4 飞轮浇铸工艺的设计4.1 无冒口铸造方案的确定飞轮其结构尺寸及铸造工艺见图12，该工艺的优点是工艺成熟，铸质量稳固，无缩口，缩凹缺陷；缺点是组织部匀称，口邻近晶粒粗大，动平稳试验时 需在对面钻 1孔；为了获得组织致密的铸件，在均衡凝固理论的指导下，最终确定该飞轮采纳无冒口的铸造工艺；4.2 无冒口方案的设计与实施工艺方案见图 13 该方案实施后，铸件没有锁孔，缩凹缺陷，也没有气孔、夹砂等缺陷，很快就投入批量生产；至今成效良好，铸件质量稳固，综合废品 率低，动平稳试验只需钻一个浅孔活着不需要钻孔；欢

33、迎下载精品学习资源图 12工艺方案图图 13工艺方案图4.3 生产过程中应留意事项1）铁液中 c、Si 含量在规定范畴内应尽量使 c 高 Si ，增大共晶石墨膨胀量；2）尽可能降低浇注温度，减小液态收缩量；75，透气性 100. 型砂配比及性能见表 1；5、飞轮的加工工艺及流程5.1 飞轮主要加工技术要求分析坯件需经时效处理，喷丸后不得有残砂；坯件不答应有裂纹、气孔、砂 眼、夹渣、冷隔、疏松等缺陷，不答应有锈蚀；力学性能： b 250MPa本 体）；零件图如图 14 所示：欢迎下载精品学习资源图 14 零件图该零件属于多孔类盘型零件；平面和孔系都有行位公差要求，从零件图可 知：该零件的左、右端

34、面精度要求较高，采纳粗车半精车精车的方法加工到设计要求；A平面227 的外圆为压装齿圈面，因此该圆弧面必需与A 基准保持较高的的同轴度和较高的公差，才能和齿圈内孔保证很好的过盈协作而保证飞轮在运转过程中不会导致齿圈脱落；A平面的外圆台阶相对于 26 的内孔有圆跳动和平面度要求，在后续分析加工方案时应保证该跳动和平面度要求，同时区域仍有粗糙度要求，将粗、精 加工分开使其达到要求；B平面有相对于 A基准有平行度和平面度要求， C平面有相对于 B 基准有平行度要求，均采纳粗车 - 精车的加工方法；对于26、60 的孔分别为离合器安装孔和轴承安装孔，精度要求高，公差要求严格；该孔也应当粗、精加工分开，

35、以达到设计要求，零件如图15 所示；欢迎下载精品学习资源图 15 零件图对于螺纹孔系和销孔系其形位公差也有很高的要求，同时对孔的粗糙度也有要求； 3 8 的销孔对基准 A也有位置度得要求，同时 6-M8 1.25-6H 深 13 螺纹孔和销孔在同一个圆周上； 6F7 的销孔和 610.5 的法兰孔同一个圆周上，因此钻加工时为保证位置度要求应当设计工装时应当有钻模和钻模套，可以保证孔与孔之间的位置度关系和削减加工工序，从而达到尺寸要求及削减加工时间提高产量；在支配钻孔工序时要考虑钻孔能达到的粗糙度等级，精度要求较高的销孔可以先用小于该孔的铰刀进行粗加工后用镗刀进行精镗销孔；5.2 工艺方案分析挑

36、选定位基准挑选左端面的 227 的台阶外圆面 压装齿圈外圆）作为定位精基准，粗车左端面；这样可以保证端面跳动、圆跳动及平行度的要求，被选为精基准的面在第一道工序来加工，挑选粗基准的面应尽量平整，粗糙度只想对较小的面，这样有利于加工后的精基准定位性能较高；拟定工艺方案由于各表面加工方法及粗精基准已基本确定，现依据“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”、“基准先行”的原就；5.3 飞轮机械加工工艺路线的制定欢迎下载精品学习资源图 16 飞轮的三维实体图1）毛坯的铸造； 粗车端面，大外圆并钻孔；以右端面 227 的台阶外圆为基准，加工飞轮的有端面及外圆，并钻中孔；4）粗车端面、外圆、内孔、倒圆并倒角；以粗加工过后左端面250.5 的外圆为基准，加工飞轮的右端面及外圆，倒圆并倒角；5）精车端面、外圆、镗孔并倒角；以右端面22