飛輪的加工工藝設計任務書

1、.三 江 學 院畢業(yè)設計（論文）任務書 高 職院（系） 機械設計制造及其自動化專業(yè)論文題目飛輪的加工工藝設計學 號B085152043姓 名王榮榮起訖日期11/12/5 12/3/23工作地點 三江高職院指導教師姓名何紅媛協(xié)助教師姓名院（系）領導簽名下發(fā)任務書日期 ：2011 年 12 月 4 日畢業(yè)設計（論文）的任務和要求： 學生在此前已先后學過機械設計、工程材料與成形、機械工程原理等機械類專業(yè)基礎或?qū)I(yè)課程，但這些課程都是在不同的時間段里分別獨立完成教學的，每門課程都有其相應的教學基本要求。通過系統(tǒng)學習了這些課程后，學生應對機械加工原理、方法、過程、工藝等方面有一個系統(tǒng)的掌握，應該能靈活應

2、用以前所學的知識，解決一些具體的機械加工方面的問題。作為一種綜合訓練的方法，特擬出本畢業(yè)設計內(nèi)容。本次設計以某飛輪為設計對象，進行結(jié)構(gòu)分析，毛坯材料選擇，成形方法選擇、加工方案及加工工藝設計。要求完成以下工作：1. 正確選擇零件材料和毛坯的成形方法的設計。2. 制訂加工工藝規(guī)程（含工藝過程卡片、加工工藝卡片）。3. 多種加工方案的比較（含技術(shù)經(jīng)濟性比較）。參考文獻：1 韓興國，王斌武. 機床主軸加工工藝教學案例分析 以CA6140車床主軸機械加工為例J 桂林航天工業(yè)高等專科學校學報, 2009(2), 2112142馮玉琢. 機械加工工藝編制的要點J 科技創(chuàng)新導報, 2009(5) 823紀海

3、紋. 軸類零件的加工工藝J 裝備制造技術(shù), 2008(4) 1561574陳旻. 軸類零件的數(shù)控加工工藝設計研究J 現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備, 2008(4) 36385Chun-Feng Tseng,Wei-Shin Lin. The processing and fracture analysis on transmission shafts of a peanut harvesteeJ Journal of Materials Processing Technology *x(2008)*x-*畢業(yè)設計（論文）進度計劃起訖日期 工作內(nèi)容 備 注 第1周 查閱資料，熟悉被設計零件的工作條件，明確

4、設計思路。第2周 完成開題報告第3周 分析零件圖、產(chǎn)品裝配圖，正確選擇毛坯形式，畫出毛坯簡圖。第4周 選擇定位基準、擬訂工藝路線第56周 確定加工余量和工序尺寸第7周 確定切削用量和工時定額第8周 確定各工序的設備、刀夾量具和輔助工具第9周 確定各工序的技術(shù)要求及檢驗方法、填寫工藝文件第1011周 完成論文撰寫，準備答辯。三江學院畢業(yè)設計（論文）開題報告題目飛輪的加工工藝設計學生姓名、學號王榮榮 B085152043專業(yè)機械設計制造及其自動化指導教師姓名何紅媛職稱1本課題所涉及的問題在國內(nèi)(外)的研究現(xiàn)狀綜述飛輪的概念很早就出現(xiàn)在人類的生活中，新石器時代的紡錘及陶輪都有類似飛輪的概念。十一世紀

5、時安達盧斯的農(nóng)藝師Ibn Bassal在其著作Kitab al-Filaha中，描述飛輪應用在水力機械中的情形。根據(jù)從事中世紀研究的學者 Lynn White 的資料，首次出現(xiàn)使用飛輪來作為穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的記載是在德國藝術(shù)家 Theophilus Presbyter（約1070-1125）的著作De diversibus artibus（On various arts）中，他在他的許多機器中都使用到飛輪。在工業(yè)革命時，詹姆斯瓦特將飛輪應用在蒸氣機上，而詹姆斯皮卡德（James Pickard）將飛輪和曲柄（Crank）一起使用，將往復式運動變成旋轉(zhuǎn)運動。飛輪應用在車輛上時，需考慮進動的問題。若一個旋

6、轉(zhuǎn)的飛輪受到其他會改變其旋轉(zhuǎn)軸力矩的影響，飛輪的旋轉(zhuǎn)軸也會會繞另一個軸旋轉(zhuǎn)，這個稱為進動。一部有垂直軸飛輪的車輛在通過山頂或谷底時，會受到一個橫向的動量，用二個旋轉(zhuǎn)方向相反的飛輪即可消除此問題。飛輪常運用在打洞機及鉚釘機中，平時儲存馬達提供的能量，在需要功率輸出時，即可釋放原先儲存的能量。在內(nèi)燃機的應用上，飛輪是連結(jié)到曲軸上的大質(zhì)量輪子，主要目的是維持曲軸上固定的角速度。 發(fā)動機后端帶齒圈的金屬圓盤稱為飛輪。飛輪用鑄鋼制成，具有一定的重量（汽車工程稱為質(zhì)量），用螺栓固定在曲軸后端面上，其齒圈鑲嵌在飛輪外圓。發(fā)動機啟動是，飛輪齒圈與啟動齒輪嚙合，帶動曲軸旋轉(zhuǎn)起動。許多人認為，飛輪僅是在起動時才其

7、作用，其實飛輪不但在發(fā)動機起動時起作用，還在發(fā)動機啟動后貯存和釋放能量來提高發(fā)動機運轉(zhuǎn)的均勻性，同時將發(fā)動機動力傳遞至離合器。 飛輪是發(fā)動機的關鍵安全件，其功能是調(diào)節(jié)發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速變化，其穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的作用。發(fā)動機在任何工況下，既使是穩(wěn)定工況，由于負荷的突變，發(fā)動機輸出扭矩與其所帶動的阻力矩之間不相等，二產(chǎn)生曲軸轉(zhuǎn)動角速度的波動，引起曲軸回轉(zhuǎn)的不均勻性。這會產(chǎn)生一系列不良后果：對由曲軸驅(qū)動的另部件產(chǎn)生沖擊，影響工作可靠性。降低使用壽命，產(chǎn)生噪音曲軸振動等。因此必須控制曲軸回轉(zhuǎn)的不均勻性在允許范圍之內(nèi)。飛輪正是在利用其具有較大的轉(zhuǎn)動微量，在曲軸加減速過程中吸收或釋放其動能，穩(wěn)定曲軸加速度得變化，從而

8、穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。我們知道，四沖程發(fā)動機只有作沖程產(chǎn)生動力，其他進氣、壓縮、排氣沖程是消耗動力，多缸發(fā)動機是間隔地輪流作功，扭矩呈脈沖輸出。另外，當汽車起步時，由于扭力突然劇增會使發(fā)動機轉(zhuǎn)速急降而熄火。利用飛輪所具有的較大慣性，當曲軸轉(zhuǎn)速增高時吸收部分能量阻礙其降速，當曲軸轉(zhuǎn)速降低時釋放部分能量使得其增速，這樣一增一降，提高了曲軸旋轉(zhuǎn)的均勻性。飛輪(Flywheel)裝置在曲柄的軸的一端，是鑄鐵制造較重的輪盤，在爆發(fā)沖程傳遞回轉(zhuǎn)力，由飛輪一時吸收儲蓄，供給下一次動力沖程，能使曲柄軸圓滑的回轉(zhuǎn)作用，外環(huán)的齒圈可供起時搖轉(zhuǎn)引擎之用，背面與離合器片接觸，成為離合器總成的主件飛輪是發(fā)動機在曲軸后端的較大的圓盤

9、狀的零件，它具有較大的轉(zhuǎn)動慣量，具有以下功能：將發(fā)動機作功形成的部分能量儲存起來，以克服其他形成的阻力，使曲軸均勻旋轉(zhuǎn)。通過安裝在飛輪上的離合器，把發(fā)動機和汽車傳動系統(tǒng)連接起來。裝有與起動機結(jié)合的齒圈，便于發(fā)動機啟動。飛輪，是發(fā)動機裝在曲軸后端的較大的圓盤狀零件，它具有較大的轉(zhuǎn)動慣量，具有以下功能： 將發(fā)動機作功行程的部分能量儲存起來，以克服其他行程的阻力，使曲軸均勻旋轉(zhuǎn)； 通過安裝在飛輪上的離合器，把發(fā)動機和汽車傳動系統(tǒng)連接起來；裝有與起動機接合的齒圈，便于發(fā)動機起動。飛輪總成 （Flywheel assembly ）一般由飛輪、齒圈、離合器定位銷、軸承等組成，部分產(chǎn)品軸承用花鍵代替?，F(xiàn)在隨

10、著愛車一族的不斷鉆研擴展，發(fā)動機飛輪已演變出實用的好多類型，如雙質(zhì)量減震飛輪（主要用于柴油發(fā)動機），45*鍛鋼輕質(zhì)量飛輪，鋁合金T6飛輪，輕質(zhì)量飛輪主要用于賽車和特殊愛好者使用，安裝這種飛輪以后，發(fā)動機加速快，缺點是收油門后減速也快。材質(zhì)：一般使用鑄鐵 ：HT200 HT250 ；球鐵：QT450-10、QT600-3、QT500-7 等，國外也有用45號鋼制作的飛輪。 灰鑄鐵的力學性能與基體的組織和石墨的形態(tài)有關?；诣T鐵中的片狀石墨對基體的割裂嚴重，在石墨尖角處易造成應力集中，使灰鑄鐵的抗拉強度、塑性和韌性遠低于鋼，但抗壓強度與鋼相當，也是常用鑄鐵件中力學性能最差的鑄鐵。同時，基體組織對灰鑄

11、鐵的力學性能也有一定的影響，鐵素體基體灰鑄鐵的石墨片粗大，強度和硬度最低，故應用較少；珠光體基體灰鑄鐵的石墨片細小，有較高的強度和硬度，主要用來制造較重要鑄件；鐵素體一珠光體基體灰鑄鐵的石墨片較珠光體灰鑄鐵稍粗大，性能不如珠光體灰鑄鐵。2.本人對課題任務書提出的任務要求及實現(xiàn)預期目標的可行性分析目的通過對發(fā)動機飛輪的設計模擬的計算了飛輪的質(zhì)量和設計的合理性，使飛輪性能和質(zhì)量得到了很好的保障。對飛輪澆鑄工藝的設計和加工技術(shù)要求、工藝方案的分析，有利于提高飛輪的產(chǎn)品質(zhì)量、工作性能，節(jié)約了制造和加工的成本，為企業(yè)贏得了時間和效益。方法 利用相關理論知識和參數(shù)化建模，建立三維模型和繪制CAD二維圖形。

12、結(jié)合工作生產(chǎn)實際，明確了飛輪澆鑄工藝和加工工藝。3.本論文設計方案一、零件圖樣分析由零件簡圖可知，飛輪結(jié)構(gòu)簡單形狀規(guī)則,零件中心為38+0.025 0mm內(nèi)孔及10±0.018mm鍵槽，周圍有4×20mm孔。 二、毛坯的確定1、毛坯尺寸的確定2、熱處理工藝的制定和安排人工時效三、定位基準的確定1、粗基準的選擇2、精基準的選擇3、基準的轉(zhuǎn)換四、劃分加工階段根據(jù)圖中零件各部分不同的精度要求及主軸加工過程中的加工工序和熱處理工序會產(chǎn)生不同程度的加工誤差、應力，主軸加工基本上劃分為以下三個階段。1、粗加工階段2、半精加工階段3、精加工階段五、確定主要表面的加工方法六、加工工序的安排

13、和工序的確定1、加工順序方案確定外表面粗加工插槽外表面精加工孔粗加工孔精加工2、工序確定3、工藝路線七、確定加工余量和工序尺寸八、計算切削速度4.參考文獻1 韓興國，王斌武. 機床主軸加工工藝教學案例分析以CA6140車床主軸機械加工為例J 桂林航天工業(yè)高等?？茖W校學報, 2009(2), 2112142馮玉琢. 機械加工工藝編制的要點J 科技創(chuàng)新導報, 2009(5) 823紀海紋. 軸類零件的加工工藝J 裝備制造技術(shù), 2008(4) 1561574陳旻. 軸類零件的數(shù)控加工工藝設計研究J 現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備, 2008(4) 36385Chun-Feng Tseng,Wei-Shin L

14、in. The processing and fracture analysis on transmission shafts of a peanut harvesteeJ Journal of Materials Processing Technology *x(2008)*x-*學生簽名：王榮榮2012年2月17日指導教師批閱意見王榮榮同學能根據(jù)所選課題內(nèi)容，收集和整理相關資料并進行認真研讀，能認真學習與課題相關的基礎知識和專業(yè)知識，對課題研究的目的、意義進行了分析，并有了比較明確的方向。對課題設計的基本條件、主要內(nèi)容及需要重點解決的問題進行了分析，具有一定的針對性思路和比較可行的解決方法

15、。最后對課題的計劃進行了安排，安排較合理，具有一定的可行性。指導教師簽名：何紅媛2012年2月17日注：理工類學生偏重于對課題相關知識的理解和實施方案的框架結(jié)構(gòu)，文管類學生偏重于對文獻資料的理解與綜述。表格欄高不夠可自行增加。三江學院畢業(yè)設計（論文）指導情況記錄表（本表由學生和指導教師按指導情況分別如實填寫）教師指導意見及指導方式（教師填寫）：（指導學生開題、查閱文獻資料、綜合運用知識、方案設計、論文寫作、外文應用、實驗、指出存在問題及解決辦法等簡況）1. 指導學生圍繞課題相關文獻，了解零件的實體造型，熟悉飛輪在產(chǎn)品中的作用、結(jié)構(gòu)特點；2. 進行多種方案對比，從中選出最優(yōu)方案；3. 完成開題報

16、告；指導方式： 面授（ ） （ ） 網(wǎng)絡（ ） 其它（ ）指導教師簽名：何紅媛2011年12月18日學生意見（任務完成情況及需要解決的問題）：根據(jù)老師的要求查閱了相關文獻，了解了零件的實體造型，熟悉了飛輪在產(chǎn)品中的作用、結(jié)構(gòu)特點，進行了多種方案對比，從中選出了最優(yōu)方案，完成了開題報告。 學生簽名：王榮榮 2011年12月18日三江學院畢業(yè)設計（論文）指導情況記錄表（本表由學生和指導教師按指導情況分別如實填寫）教師指導意見及指導方式（教師填寫）：（指導學生開題、查閱文獻資料、綜合運用知識、方案設計、論文寫作、外文應用、實驗、指出存在問題及解決辦法等簡況）1. 分析飛輪的技術(shù)資料；2. 確定飛輪的

17、毛坯類型及其制造方法；選擇飛輪的加工設備；3. 擬定飛輪的工藝路線及定位基準；設計飛輪的加工工序；4. 填寫飛輪的機械加工工藝文件；指導方式： 面授（ ） （ ） 網(wǎng)絡（ ） 其它（ ）指導教師簽名：何紅媛2012年1月8日學生意見（任務完成情況及需要解決的問題）：根據(jù)老師的要求分析了飛輪的技術(shù)資料，確定了飛輪的毛坯類型及其制造方法，選擇了飛輪的加工設備，擬定了飛輪的工藝路線及定位基準，設計了飛輪的加工工序，填寫了飛輪的機械加工工藝文件。 學生簽名：王榮榮 2012年1月8日三江學院畢業(yè)設計（論文）指導情況記錄表（本表由學生和指導教師按指導情況分別如實填寫）教師指導意見及指導方式（教師填寫）：

18、（指導學生開題、查閱文獻資料、綜合運用知識、方案設計、論文寫作、外文應用、實驗、指出存在問題及解決辦法等簡況）1. 選擇加工刀具及切削用量；2. 生成數(shù)控加工軌跡；3. 生成G代碼；指導方式： 面授（ ） （ ） 網(wǎng)絡（ ） 其它（ ）指導教師簽名：何紅媛2012年3月4日學生意見（任務完成情況及需要解決的問題）：根據(jù)老師的要求選擇了加工刀具及切削用量，生成了數(shù)控加工軌跡，生成了G代碼。 學生簽名：王榮榮 2012年3月4日三江學院畢業(yè)設計（論文）指導情況記錄表（本表由學生和指導教師按指導情況分別如實填寫）教師指導意見及指導方式（教師填寫）：（指導學生開題、查閱文獻資料、綜合運用知識、方案設計

19、、論文寫作、外文應用、實驗、指出存在問題及解決辦法等簡況）1. 完成畢業(yè)設計論文；2. 完成工序卡和工藝卡；3. 準備畢業(yè)設計答辯；指導方式： 面授（ ） （ ） 網(wǎng)絡（ ） 其它（ ）指導教師簽名：何紅媛2012年3月23日學生意見（任務完成情況及需要解決的問題）：根據(jù)老師的指導和要求完成了畢業(yè)設計論文，完成了工序卡和工藝卡，準備畢業(yè)設計答辯。 學生簽名：王榮榮 2012年3月23日三江學院畢業(yè)設計（論文）評閱表 （指導教師填寫）學生姓名王榮榮學 號B085152043設計(論文)題目飛輪的加工工藝設計學生工作態(tài)度好 一般 較差開題報告好 一般 較差 無中文摘要 好一般 較差 無英文摘要 好

20、 一般 較差 無外文資料翻譯好 一般 較差 無此項要求軟硬驗收表（無此要求不須填寫） 有 無設計(論文)約 2萬 字指導教師評閱意見王榮榮同學在查閱相關參考資料的基礎上，根據(jù)任務任務書的要求，提出設計方案，并進行方案比較。所設計的加工工藝路線，工序卡基本正確、論文文檔基本規(guī)范，條理較清晰，語句通順，設計內(nèi)容較完整，基本完成了任務書的要求工作。難能可貴的是能結(jié)合生產(chǎn)，認真思考,使得論文有一定的內(nèi)涵。是否同意參加答辯：同意論文答辯。評分：82指導教師可參考以下標準評分：工作態(tài)度與紀律滿分20分；基本理論、基本知識、外文、計算機水平滿分30分；設計（論文）質(zhì)量水平及主要創(chuàng)新點滿分50分； 17+25

21、+40指導教師簽名：何紅媛2012年4月12日三江學院畢業(yè)設計（論文）評閱表（評閱教師填寫）學生姓名王榮榮題 目飛輪的加工工藝設計選題情況難易程度偏難適中偏易過易工作量偏大適中偏少過少設計（論文）規(guī)范性優(yōu)良中差圖紙質(zhì)量（無此項要求不填）優(yōu)良中差實物性能（無此項要求不填）符合任務書指標要求基本符合任務書要求較差評閱教師評閱意見:王榮榮同學的本科論文飛輪的加工工藝設計選題合理。該課題對高職的同學來說難度一般，工作量適中，符合專業(yè)培養(yǎng)目標。從提交的材料來看，設計思路基本正確、內(nèi)容基本完整，計算與分析論證基本正確；論文結(jié)構(gòu)合理，層次較清晰，語句通順，基本符合規(guī)范。是否同意參加答辯：該文達到了本科論文水

22、平，同意答辯評分：82評閱教師可參考以下標準進行評分：設計（論文）內(nèi)在質(zhì)量滿分60分；設計（論文）創(chuàng)造性、實用性滿分40分評閱教師簽名： 陳敏華 2012年4月12日三江學院畢業(yè)設計（論文）答辯記錄及總評成績表學 生 姓 名王榮榮題 目飛輪的加工工藝設計指導教師姓名何紅媛答辯時間4月15號答辯地點406答辯記錄一、學生介紹本人畢業(yè)設計（論文）完成情況：首先讓我們來了解下關于飛輪的一些概況。目的 通過對汽車發(fā)動機飛輪的設計模擬的計算了飛輪的質(zhì)量和設計的合理性，使飛輪性能和質(zhì)量得到了很好的保障。對飛輪澆鑄工藝的設計和加工技術(shù)要求、工藝方案的分析，有利于提高飛輪的產(chǎn)品質(zhì)量、工作性能，節(jié)約了制造和加工

23、的成本，為企業(yè)贏得了時間和效益。方法 利用相關理論知識和參數(shù)化建模，利用軟件進行動態(tài)有限元分析得出相應優(yōu)化結(jié)果。結(jié)合工作生產(chǎn)實際，明確了飛輪澆鑄工藝和加工工藝。結(jié)果 在參數(shù)化建模、動態(tài)有限元分析和制定澆鑄及加工工藝中制定多種不同的方案，在優(yōu)化設計中，通過數(shù)據(jù)對比，方案二優(yōu)于方案一。結(jié)論 基于有限元法的參數(shù)化建模可以快速動態(tài)的修改模型動態(tài)得到各種分析結(jié)果。發(fā)動機后端帶齒圈的金屬圓盤稱為飛輪。飛輪用鑄鐵制成，具有一定的重量（汽車工程稱為質(zhì)量），用螺栓固定在曲軸后端面上，其齒圈鑲嵌在飛輪外圓。發(fā)動機啟動是，飛輪齒圈與啟動齒輪嚙合，帶動曲軸旋轉(zhuǎn)起動。許多人認為，飛輪僅是在起動時才其作用，其實飛輪不但在

24、發(fā)動機起動時起作用，還在發(fā)動機啟動后貯存和釋放能量來提高發(fā)動機運轉(zhuǎn)的均勻性，同時將發(fā)動機動力傳遞至離合器。 飛輪是發(fā)動機的關鍵安全件，其功能是調(diào)節(jié)發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速變化，其穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的作用。發(fā)動機在任何工況下，既使是穩(wěn)定工況，由于負荷的突變，發(fā)動機輸出扭矩與其所帶動的阻力矩之間不相等，二產(chǎn)生曲軸轉(zhuǎn)動角速度的波動，引起曲軸回轉(zhuǎn)的不均勻性。這會產(chǎn)生一系列不良后果：對由曲軸驅(qū)動的另部件產(chǎn)生沖擊，影響工作可靠性。降低使用壽命，產(chǎn)生噪音曲軸振動等。因此必須控制曲軸回轉(zhuǎn)的不均勻性在允許范圍之內(nèi)。飛輪正是在利用其具有較大的轉(zhuǎn)動微量，在曲軸加減速過程中吸收或釋放其動能，穩(wěn)定曲軸加速度得變化，從而穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。我們知道，

25、四沖程發(fā)動機只有作沖程產(chǎn)生動力，其他進氣、壓縮、排氣沖程是消耗動力，多缸發(fā)動機是間隔地輪流作功，扭矩呈脈沖輸出。另外，當汽車起步時，由于扭力突然劇增會使發(fā)動機轉(zhuǎn)速急降而熄火。利用飛輪所具有的較大慣性，當曲軸轉(zhuǎn)速增高時吸收部分能量阻礙其降速，當曲軸轉(zhuǎn)速降低時釋放部分能量使得其增速，這樣一增一降，提高了曲軸旋轉(zhuǎn)的均勻性我拿到設計任務書的時候，感覺很緊張，一來是時間緊，因為畢業(yè)設計和畢業(yè)實習同時進行，我就白天在車間干活，晚上挑燈夜戰(zhàn)，二來是設計任務比較重，尤其是實習單位的真題目，壓力比較大，好在我們上個學期剛剛進行過為期兩周的數(shù)控加工工藝與裝備課程設計，有過簡單零件的工藝工裝設計的經(jīng)歷，所以在這次設計過程中，我仔細閱讀單位所給出的設計要求，去各個車間調(diào)查研究，收集公司相關技術(shù)資料和行業(yè)標準，去學校圖書館借參考資料和技術(shù)手冊，結(jié)合自己這大學三年所學的知識，設計反復修改，有不懂的地方虛心請教指導老師和車間工程師、師傅，保證了設計的