飞轮壳加工工艺.docx
《飞轮壳加工工艺.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《飞轮壳加工工艺.docx（51页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
飞轮壳加工工艺
1绪论
中国加入世贸组织以后，汽车零部件的进口平均关税将降到10%，配额将逐步减少，国产化率的鼓励措施将取消，多年来一直受关税和国产化双重保护的国内众多汽车零部件企业将面临巨大的挑战。
汽车零部件企业属于传统的大批大量生产类型企业，讲究的是规模效益，但随着市场竞争的不断深化，顾客的需求不断变化，其生产方式也在向着多品种、中小批量生产方式转化，汽车零部件企业要实现跨越性的发展，不仅需要在提高产品质量、不遗余力地采用新工艺、新技术，不断进行产品创新等方面下功夫，还要不断的更新观念，优化生产组织方式，积极主动地应对市场不断变化的需求，降低成本、提高效益，以保持在市场上的竞争优势。
全球采购在带给我们挑战的同时也带来了机遇，国际上一些着名的汽车、发动机制造商纷纷把目光瞄向中国，他们需要在中国找到质量好、成本低的产品，以实现他们的成本削减计划，应对挑战。
以飞轮壳产品为例，从2003年开始，象康明斯、道依茨、卡特彼勒、水星等一些公司己经开始在中国开始寻找供应商，他们在中国都设有专门的办事机构负责供应商的评价、培训。
目前国内生产飞轮壳的专业厂不是很多，甚至有些发动机厂自己生产飞轮壳，每家厂的产能都没有超过30万件/年。
市场的分散就造成资源的分散，无法形成规模效益，也就没法在装备上、制造水平进行投入，新工艺、新方法得不到应用，所以产品质量与上述公司的要求普遍有一定的距离。
为此，谁能快速提升产能、水平、质量，谁就能占领国际市场，形成良性循环。
对飞轮壳产品而言，在进行新的工艺设计时，必须在遵循工艺设计的基本原则基础上，充分借鉴国外的先进工艺方法，运用高速加工技术、成组技术等先进方法，认识现有工艺中存在的工序分散、设备效率低、夹具多、非有效工时长、质量靠工人个人技术保证等重要缺陷，通过对原有的方法进行优化，最终设计一套能消除夹紧变形，减少无效工时，高质量、低成本的工艺方法。
工艺设计是工艺规划的前提和基础，是连接产品设计和生产制造的重要纽带。
产品的制造可以采用几种工艺方案，零件加工也可以采用不同设备、不同的加工方法、不同的工艺方案。
同样一个产品，使用不同的工艺方法进行加工，就会产生不同的质量、不同的成本。
所以，效率高、质量好、成本低是衡量工艺设计好坏的重要标准。
2.零件分析
2.1飞轮壳加工方案设计要点对薄壁壳体类零件的加工，由于工件容易变形，且面与孔之间、孔与孔之间、面与面之间经常有尺寸关联要求，所以如何选择定位基准，如何安排工艺顺序就非常关键，所以加工中通常应注意以下几个问题:
2.1.1基准的选择通常选与发动机合把面和该平面上相距尽可能远的两个孔，采用一面两销的定位方式。
在国外的加工中也有以毛坯面做定位基准，在一次装夹中完成全部工序的加工。
（前提是毛坯为高压铸造毛坯，毛坯外型变化不大的情况）
2.1.2粗、精加工的划分由于工件在粗加工后会引起显着变形时，所以常将平面和孔的加工交替进行，在这些表面都粗加工以后，再精加工基准面及其它表面及面上各孔。
（1）粗加工阶段通常先用与离合器结合面定位，粗铣与发动机结合面，然后再以粗铣后的与发动机结合面为基准，粗铣离合器结合面及其他表面，去除毛坯余量。
（2）半精加工阶段通常安排一些半加工工序，将精度和光洁度要求中等的一些表面加工完成，而对于要求高的表面进行半精加工，为以后的精加工做好准备。
（3）精加工阶段通常首先完成定位基准面（发动机结合面）的精铣及面上两销孔的精加工，并以此为精基准完成对精度和光洁度要求高的表面及孔的加工。
2.1.3次要小表面及孔的加工如螺纹孔，可以在精加工主要表面后进行，一方面加工时对工件变形影响不大，同时废品率也降低。
另一方面如果主要表面出废品后，这些小表面就不必再加工了，从而也不会浪费工时。
但是，如果小表面的加工很容易碰伤主要表面时，就应该把小表面的加工放在主要表面的精加工之前。
2.1.4热处理的安排有些飞轮壳有热处理的要求。
为了消除内应力，需要进行人工时效，所以通常将热
处理放在粗加工之后，半精加工之前。
又如为了提高工件的表面硬度，需进行淬火，就要安排在半精加工之后，精加工之前。
2.1.5辅助工序的安排
如检验，在零件全部加工完毕后、各加工阶段结束时、关键工序前后，都要适当安排。
其他辅助工序还有清洗、去飞刺、表面处理、气密试验、包装等，也应按其要求排入工艺过程。
2.2飞轮壳的工艺特点
飞轮壳的主要功能是实现发动机与变速器的有效联接，通过它的变化，同一型号的发动机可以搭载不同型号的汽车，满足市场需求。
同一系列飞轮壳的与发动机连接面尺寸基本相同，与离合器连接面则不同，但具有相同的功能孔。
一般，飞轮壳形似盆状，其结构特点是外形尺寸大，最大直径可达600mm高近300mm飞轮壳大多采用灰铸铁铸造毛坯，材料其结构特点是壁厚不均匀，一般处壁厚为6-8mm最薄处壁厚只有5mm
最大壁厚处却达40mm其与发动机及离合器连接的两个面的面积较大，压铸时容易产生变形，且变形量不易控制，所以两个面上的连接孔必须进行机械加工。
2.3飞轮壳的加工特点
飞轮壳加工的首要问题是与发动机结合面的平面度。
若平面度不好，则在加工过程中将产生定位误差，在测量过程中将会在建立基准过程中产生测量误差，出现测量基准与定位基准不统一的问题。
即使测量与定位基准统一，也会发生零件合格与否的误判其次是轴孔的加工。
如何保证相互之间位置精度是此工序的关键：
另外，对连接用螺栓
孔的加工也很关键。
关键点在于如何高效地完成加工。
2.4飞轮壳的技术要求分析
为了保证飞轮壳在工作过程中有良好的稳定性和密封性，在其重要表面和孔上均有
详尽的技术要求。
首先，两个定位孔是重中之重。
在加工完两个定位孔后的几乎每个工序的定位都要用到这两个定位孔。
因此，它们的位置至关重要。
对其的尺寸精度要求较高，孔径精度达到了H8级，位置精度达到了IT9。
对其的粗糙度要求很高达到了Ra1.6。
其次发动机孔92和离合器结合孔516也都达到了H8级。
在选择加工规程时要分
析机械加工手册上的提供的途径，保证粗糙度和尺寸精度都到达到理想的精度。
同时
516有缘度要求
再次发动机结合面和12—M10端面在制定工艺路线时要经常被作为定位基准面，其中12—M10端面对发动机结合面有平行度要求，对516孔有垂直度要求。
因此在加
工516孔时要特别的对待，选择好恰当的加工方法。
最后，对于其他各个空的加工要根据各自的粗糙度和技术要求选择各自的加工方
法。
保证其技术要求。
3工艺规程设计
3.1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――产品年产量
n――每台产品中该零件的件数
:
备品百分率
1――废品百分率
N=40001（1+1%）（1+6%）=4282件/年
由《机械制造工艺学》表1-1可知零件的生产类型为大批生产
3.2确定毛坯制造形式
零件材料为HT25Q质量约为45kg。
它承载着变速器的质量，起着动力传递支点的作用。
考虑到零件为薄壁类零件，宜变形，且结构复杂，因此应该选用壳膜铸件，以使零件的复杂机构以及精度要求得以保证。
该零件的年产量为4000件，已达大批生产的
水平。
最后确定毛坯的具体技术要求为：
1.
毛坯的精度等级为二级
2.
不加工表面需涂防锈层
3.
硬度207-241HBS
4.
毛坯表面不允许有气孔和砂眼存在
5.
毛坯形体不准错移
6．铸件拔模斜度不大于70
7．热处理后时效处理
3.3制定工艺路线
3.3.1制定工艺路线需要注意的问题
制定工艺路线的出发点应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。
在生产纲领以确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。
除此以外，还应当考虑经济效果、以使生产成本尽量降低。
拟订工艺路线是制定工艺工艺规程过程中的重要的一步。
工艺方案制定的好坏，不仅关系到加工质量和效率，而且关系到工人劳动强度，设备投资，车间面积，生产成本等诸多问题。
在制定工艺路线时，要从以下几个方面考虑。
对于加工精度要求较高和粗糙度值要求较低的零件，常将工艺过程划分为粗加工和精加工两个阶段；对于加工精度要求很高、粗糙度值要求很低的零件，则常划分为粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段和光整加工阶段。
鉴于本零件最高的粗糙度要求为Ra=3.2卩m精加工就可以达到技术要求，所以零件加工时将各个表面的粗精加工分开进行，将整个工艺过程划分为粗加工、半精加工、精加工阶段就可以了，不毕设计光整加工。
在分析和研究零件图的基础上，对各表面应选择相应的加工方法。
首先选择零件表面的加工方案必须在保证零件达到图纸要求方面是稳定而可靠的，并在生产率和加工成本方面是最经济合理的；再者决定加工方法时要考虑被加工材料的性质；同时选择加工方法要考虑到生产类型，即要考虑生产率和经济性的问题。
在大批、大量生产中可采用专用的高效率设备和专用工艺装备。
在单件小批生产中，就采用通用设备、通用工艺装备及一般的加工方法。
这里考虑到成本的问题以及中批的生产类型而选用通用设备；其次选择加工方法还要考虑本厂（或本车间）的现有设备情况及技术条件。
应该充分利用现有设备，挖掘企业潜力，发挥工人群众的积极性和创造性。
在制定工艺过程中，为便于组织生产、安排计划和均衡机床的负荷，常将工艺过程划分为若干个工序。
划分工序时有两个原则，即工序的集中和工序的分散。
工序集中：
将若干个工步集中在一个工序内完成。
采用工序集中可以减少工件的装夹次数，在一次装夹中可以加工许多表面，有利于保证各表面之间的相互位置精度，也可以减少机床的
数量，相应地减少工人的数量和机床的占地面积。
但所需要的设备复杂，操作和调整工作也较复杂。
工序分散：
工序的数目多，工艺路线长，每个工序所包括的工步少，最大限度的分散是在一个工序内只包括一个简单的工步。
工序分散可以使所得要的设备和工艺装备结构简单、调整容易、操作简单，但专用性强。
工作各表面的加工顺序，一般按照下述原则安排：
先粗加工后精加工；先基准面加工后其它面加工；先主要表面加工后次要表面加工；先平面加工后孔加工。
根据上述原则，作为精基准的表面应安排在工艺过程开始时加工。
精基准面加工好后，接着对精度要求高的主要表面进行粗加工和半精加工，并穿插进行一些次要表面的加工，然后进行各表面的精加工。
要求高的主要表面的精加工一般安排在最后进行，这样可避免已加工表面在运输过程中碰伤，有利于保证加工精度。
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。
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。
3.3.2工艺方案的分析与比较
一、工艺路线一
1.粗铣12—M10端面
2.粗镗门556外圆表面
3.粗镗门516内圆表面
4.粗铣、精铣发动机结合面
5.粗铣、精铣门32端面
6.粗铣、精铣门92端面
7.钻、扩、粗饺、精铰两个定为孔叮T3至图样尺寸
8.粗镗油封孔
9.粗镗门92孔、
10.半精镇G556外圆表面
11.半精镇G516孔
12.半精镗、精镗G92孔至图样尺寸
13.钻一扩3—M16底孔
14.攻螺纹3—M16
15.钻11八:
」13孔
16.钻、绞10—M8孔
17.粗铣、精铣下台M8端面
18.钻下台4—M8底孔
19.攻螺纹4—M8
20.钻12—M10底孔
21.攻螺纹12—M10
22.粗铣10—M8内端面、精铣10—M8内端面
23.钻、铰（E-E）M10底孔，倒角
24.攻螺纹M10
25.锪沉头孔门30
26.粗铣凸台
27.钻、绞凸台上M16底孔，锪倒角
28.攻螺纹M16
29.锪沉头孔门30
30.锪沉头孔门40深0.5
31.钻、绞B向2—M8底孔
32.攻螺纹2—M8
33.镗底孔门20
34.倒角、去毛刺
35.检验
二、工艺路线二
1.粗铣12—M10端面
2.粗铣10—M8内端面
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
粗铣发动机结合面
粗铣门32端面
粗铣门92端面
粗铣下台M8端面
粗铣凸台
粗镇门556外圆表面
粗镇门516内圆表面
钻、扩、粗绞、精铰两个定为孔门13至图样尺寸
精铣12—M10端面
精铣发动机结合面
精铣G32端面
精铣G92端面
精铣下台M8端面
精铣10—M8内端面
粗镗油封孔
粗镗门92孔
半精镗G92孔
半精镗G556外圆表面
半精镗G516孔
精镗门516孔至图样尺寸
精镗门92孔
钻一扩3—M16底孔
攻螺纹3—M16
钻11—门13孑L
钻、绞10—M8孔
攻螺纹10—M8
钻下台4—M8底孔
攻螺纹4—M8
钻12—M10底孔
32攻螺纹12—M10
33钻、铰（E-E）M10底孔，倒角
34攻螺纹M10
35锪沉头孔G30
36钻、绞凸台上M16底孔，锪倒角
37攻螺纹M16
38锪沉头孔门30
39锪沉头孔「40深0.5
40钻、绞B向2—M8底孔
41攻螺纹2—M8
42倒角、去毛刺
43检验
3.3.3工艺方案的比较与分析
上述两个工艺方案的特点在于：
在路线一中首先加工出了12—M10端面和516孔,
以其为定位再加工发动机结合面一侧的面和孔，再以定位孔和发动机结合面为定位加工
离合器结合面方向上的面和孔，这样互为定位反复加工容易得到较高的精度，而且把两个定位孔的加工放在了靠前的工序中，便于以后工序的加工。
但在前面加工面的很多工序中把粗、精加工放在了一个工序里，这样虽然可以减少了装夹次数、节省时间提高了生产率，但在粗加工过程中，由于加工余量大，工件容易产生振动，从而影响了定位精度，这样也就直接影响了加工质量。
另外，飞轮壳属于薄壁类零件在粗加工时容易产生变形，而材料变形的恢复又是需要时间的，所以应该在粗加工后把工件放置一段时间。
因此，最好把粗、精加工分开。
另外，加工面和加工孔的工序混在了一起，违背了先面后孔的原则。
在线路二中，很好的遵从了先面后孔的原则，另外把很好的划分了粗加工阶段，半精加工阶段和精加工阶段。
这样有利于保证加工质量，便于使用机床，便于安排热处理工序。
同时粗加工各表面后可以及早的发现毛坯的缺陷，即使报废和补修，以免继续进行加工而浪费了工时和制造费用。
精加工安排在最后可保护精加工后的表面不受损伤或少受损伤。
但在这两个加工路线中都出现了工序过多、加工繁琐的问题，这样会使工件反复的被拆卸安装，这样加工精度不容易保证，另外使辅助时间增多降低了生产率，增
高了生产成本。
因此应尽量在一次装夹中加工尽可能多的面和孔，提高生产率。
综上所述，最后的加工路线确定如下：
工序号
-rrH.口、工步号
工步内容
定位基准
机床
-一-
1
粗铳12—M10端面
发动机结合面，油封孔
立式平面铳床X3132
2
粗铳10—M8内端面
-二二
1
粗铳发动机结合面
12—M10端面，油封孔
卧式铳床X63W
2
粗铳①32端面
3
粗铳①92端面
三
1
粗镇①556外圆表面
发动机结合面，油封孔
卧式镗床T68
2
粗镇①516内圆表面
四
1
钻两个定位孔①13
12—M10端面，油封孔
①516内圆表面
立式钻床Z518
2
扩两个定位孔①13
3
粗绞两个定位孔①13
4
精绞两个定位孔①13至图
样尺寸
五
1
粗铳下台M8端面
12—M10端面，两个定位孔
①516内圆表面
万能铳床XA6132
六
1
粗铳凸台
12—M10端面，两个定位孔
①516内圆表面
万能铳床X62W
七
1
精铳12—M10端面
发动机结合面，两个定位孔
立式平面铳床X3132
2
精铳10—M8内端面
八
1
精铳发动机结合面
12—M10端面，两个定位孔
①516内圆表面
立式平面铳床X3132
2
精铳①32端面
3
精铳①92端面
九
1
精铳下台M8端面
12—M10端面，两个定位孔
①516内圆表面
万能铳床XA6132
十
1
粗镗油封孔
12—M10端面，两个定位孔
①516内圆表面
卧式镗床T68
2
粗镇①92孔
十一
1
粗镗底孔①20
12—M10端面，两个定位孔
卧式镗床T68
①516内圆表面
十二
1
半精镗①556外圆表面
发动机结合面，两个定位孔
坐标镗床T6143B
2
半精镗①516孔
十三
1
半精镗①92孔
12—M10端面，两个定位孔
坐标镗床T4145
①516内圆表面
十四
1
精镗①516孔至图样尺寸
发动机结合面，两个定位孔
卧式镗床T68
十五
1
精镗①92孔至图样尺寸
12—M10端面，两个定位孔
坐标镗床T4145
①516内圆表面
十六
1
钻3—M16底孔
12—M10端面，两个定位孔
摇臂钻床Z3052
①516内圆表面
2
扩3—M16底孔
3
攻螺纹3—M16
十七
1
钻11—①13孔
12—M10端面，两个定位孔
立式钻床Z518
①516内圆表面
2
钻10—M8孔
3
绞10—M8孔
4
攻螺纹10—M8
十八
1
钻下台4—M8底孔
12—M10端面，两个定位孔
立式钻床Z518
①516内圆表面
2
攻螺纹4—M8
十九
1
钻12—M10底孔
发动机结合面，两个定位孔
立式钻床Z518
2
攻螺纹12—M10
二十
1
钻（E-E）M10底孔
12—M10端面，两个定位孔
立式钻床Z5132A
①516内圆表面
2
铰（E-E）M10底孔
3
攻螺纹M10
4
锪沉头孔①30
12—M10端面，两个定位孔
①516内圆表面
立式钻床Z525B
二十一
1
钻凸台上M16底孔
12—M10端面，两个定位孔
①516内圆表面
立式钻床Z5140
2
绞凸台上M16底孔
3
攻螺纹M16
4
锪沉头孔①30
5
锪沉头孔①40深0.5
二十二
1
钻B向2—M8底孔
12—M10端面，两个定位孔
①516内圆表面
立式钻床Z518
2
绞B向2—M8底孔
3
攻螺纹2—M8
二十三
1
倒角、去毛刺
二十四
检验
表3.1
4机械加工余量、工序尺寸、及毛坯尺寸的确定
4.1加工余量的确定
加工余量分为两种，即总余量和工序余量。
由毛坯加工成成品的过程中，毛坯尺寸与成品零件图的设计尺寸之差为加工的总余量。
完成一道工序时从某一面上所必须切除
的金属层厚度成为该工序的工序余量。
任何加工方法加工后的尺寸都会有一定的误差，因而猫配合各工序尺寸都有公差，所以加工余量也是变化的。
因此加工余量可分为公称余量、最小余量和最大余量。
工序尺寸的公差按各种加工方法的经济精度确定，并规定在零件的“入体”方向，即对于被包容面工序尺寸公差都取上偏差为零，即加工后的基本尺寸等于最大极限尺寸；对于包容面工序尺寸公差都取下偏差为零，即加工后的基本尺寸等于最小极限尺寸。
孔距工序尺寸公差，一般按对称偏差标注。
毛坯尺寸公差可取对称公差也可为非对称公差。
加工余量大小对制定工艺过程有一定的影响。
总余力量不够，不能保证加工质量；总余量过大，不但增加机械加工的劳动量，而且也增加了材料、刀具、电力等的成本消耗。
加工总余量的数值，一般与毛坯的制造精度有关。
同样的毛皮制造方法，总余量的大小又与生产类型有关，批量大，总余量就可以小些。
由于粗加工的工序余量变化很大，半精加工和精加工的加工余量小，所以，一般情况下，加工总余量总是足够分配的。
对于工序余量，目前一般采用经验估计的方法，或按照技术手册等资料推荐的数据为基础，并结合生产的实际情况确定其加工余量的数值。
对于一些精加工工序，有一最合适的加工余量范围。
加工余量过大，会使精加工时工时过大，甚至达不到精加工的目的；加工余量过小会使工件的某些部位加工不出来。
此外，精加工的余量不均匀，还会影响加工精度。
所以对于精加工工序余量的大小和均匀性必须予以保证。
4.2工序尺寸的确定
对于简单的工序尺寸，在决定了各工序的余量和其能达到的经济精度后，就可以计算各工序尺寸及其公差，其计算方法为“逆推法”，即由最后一步工序开始逐步向前推。
对于本零件，采用逆推法确定各工序尺寸如下：
1.9200.054的加工路线如下：
粗镗一一半精镗一一精镗
（1）确定各工序的余量
查《机械加工工艺手册》表2.3—48可得
粗镗为5mm，半精镗为0.4mm,精镗为0.2mm
总余量为5.6mm
（2）计算各工序的基本尺寸
精镗后：
.92mm；半精镗后：
'91.8mm;粗镗后：
'91.4mm;毛坯：
'86.4mm
（3）计算各工序的尺寸公差
由各工序所采用的加工方法的经济精度及有关公差按《机械加工工艺手册》表1.4—1和2.2—2可查出，并按“入体”原则标注。
精镗：
'9200.054；表面粗糙度为Ra3.2」m;
半精镗：
91.800.22mm，表面粗糙度为Ra6.3lm;
精镗；91.40.54mm,表面粗糙度为Ra12.5）m
毛坯：
86.400-87mm
2.'516。
0.095的加工路线如下：
粗镗一一半精镗一一精镗
（1）确定各工序的余量
查《机械加工工艺手册》表2.3—48可得
粗镗为5mm,半精镗为0.8mm,精镗为0.4mm
总余量为5.6mm
（2）计算各工序的基本尺寸
精镗后：
516mm；半精镗后：
515.6mm;粗镗后：
'514.8mm毛坯：
509.8mm
（3）计算各工序的尺寸公差
由各工序所采用的加工方法的经济精度及有关公差按《
升级会员 