发布时间 : 星期六 文章4110发动机飞轮壳零件加工工艺与夹具设计更新完毕开始阅读969b5f8cfad6195f312ba6f8
表2.1 飞轮壳零件技术要求表
加工表面 /mm 飞轮壳 前端面 飞轮壳 后端面 79±0.2 ?0.097 ?4160尺寸及偏差 /mm 79±0.2 公差及 精度等级 0.2，IT9 表面粗糙度 /mm 3.2 0.2，IT9 3.2 后端面孔?416 前端面定位孔 2-?12.7 周边平面 0.097，IT9 IT7 3.2 1.6 0.064?12.7??0.038 190±0.15 0.15，IT11 154±0.15 飞轮壳马达孔?82 前端面孔4-?17 周边螺孔4-M12 后端面螺孔 10-M10-7H 前端面孔2-?13 前端面马达螺孔 2-M12-7H 周边面螺孔 4-M6-7H M6 IT11 12.5 M10 IT9 IT11 IT9 6.3 12.5 6.3 ?0.087 ?8206.3 0.087，IT9 IT11 IT11 3.2 12.5 12.5 ?17 M12 ?13 M12 0.064前端面定位孔2-?12.7??0.038mm在其后的精加工中将作为精基准，为保证位置的准
确，其自身的位置度为0.1mm。
前端面孔4-?17mm将直接影响飞轮壳与发动机箱体的装配，为保证装配精度，相对于X轴、Y轴确定其位置度为0.3mm。
前端面马达螺孔2-M12-7H影响飞轮壳与马达的装配，为保证装配精度，相对于马达孔中心线的位置度为0.4mm。
综上所述，该飞轮壳的各项技术要求制订的合理，符合该零件在工作中的功用。
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2.1.3 审查飞轮壳的工艺性
分析零件图可知，飞轮壳前后两端面均要求切削加工，并在轴向方向上均高于相临表面，这样既减少了加工面积，又提高了工作时飞轮壳端面的接触刚度；前端面定
0.064位孔2-?12.7??0.038mm、孔4-?17mm的端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，
以保证孔的加工精度；另外，该零件除主要工作表面（飞轮壳前后两端面，后端面孔
0.064?0.097?0.087mm、前端面定位孔2-?12.7?mm）外，其余表面加工?4160?0.038mm、马达孔?820精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。
2.2 飞轮壳毛坯及制造工艺
2.2.1 选择毛坯
由飞轮壳的技术要求分析可知，其材料为HT200，故毛坯选择铸件。由于要求铸件精度高、具有良好表面质量与机械性能，所以选择砂型铸造中的金属模机器造型，其生产效率较高，适用于大批大量生产[6]。 2.2.2 分析毛坯制造工艺
飞轮壳的材料HT200为珠光体灰口铁。其特性是该材料能承受较大的应力（抗拉强度达200MN/m2；抗弯强度达400MN/m2）。其金相组织结构为铁素体和渗碳体组成的机械混合物，由于它是硬的渗碳体和软的铁素体相间组成的混合物，所以其机械性能介于铁素体和渗碳体之间，故强度较高，硬度适中，有一定的塑性，从金相组织显微来看，铸铁中化合碳正好等于0.77%，珠光体中的铁素体与渗碳体一层层交替间隔，呈片状排列，而其余的碳是以片状石墨状态存在，使切削过程中切屑不能连续成形。
由于灰铸铁属于脆性材料，故不能锻造和冲压。灰铸铁的焊接性能很差，如焊接区容易出现白口组织，裂纹的倾向较大。但灰铸铁的铸造性能和切削加工性能优良。
由于飞轮壳尺寸较大，形状较为复杂，毛坯宜用铸件。此外，灰铸铁一般不需要热处理，但消除残余应力，铸造后应安排时效处理。 2.2.3 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
查加工工艺手册大批量生产的毛坯铸件的公差等级知：砂型铸造机器造型和壳型灰铸铁的公差等级CT为8～12，故取CT为10。
查加工工艺手册毛坯铸件典型的机械加工余量等级知：砂型铸造机器造型和壳型灰铸铁的要求的机械加工余量等级为E～G，故取为G。
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查加工工艺手册铸件尺寸公差和要求的铸件机械加工余量确定该铸件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列于表2.2中。
表2.2 飞轮壳铸造毛坯尺寸公差及机械加工余量
项目/mm 厚度79 孔径?416 孔径?82 宽度190 宽度154.7 尺寸公差/mm 3.2 5 3.2 4 3.6 机械加工余量/mm 4 3.7 1 2.8 2.2 2.3 加工的工艺规程
2.3.1 定位基准的选择
1.精基准的选择
根据该飞轮壳零件的技术要求和装配要求，选择飞轮壳的前端面和前端面定位孔
0.0642-?12.7??0.038mm作为精基准，它们既是装配基准，有是设计基准，零件上很多表面都
可以采用它们作为基准进行加工，使加工遵循“基准统一”原则，实现壳体零件“一
0.064面二孔”的典型定位方式。前端面定位孔2-?12.7??0.038mm的轴线是设计基准，选用其?0.087作为精基准定位加工马达孔?820mm、前端面孔4-?17mm、前端面孔2-?13mm，实
现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工孔的位置度要求。选用飞轮壳前端面作为精基准同样是遵循了“基准重合”的原则，因为该飞轮壳在轴向方向上的尺寸多以该端面作设计基准；另外，由于飞轮壳零件抗拉强度低、韧性差，容易产生变形，为了避免在机械加工中产生夹紧变形，根据夹紧力应垂直于主要定位基面，并应作用在刚度较大部位的原则，夹紧力不能作用在后端面上。选用飞轮壳前端面作精基准，夹紧可作用在飞轮壳的前端面上，夹紧稳定可靠。
2.粗基准的选择
作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。故在本次设计中选
?0.097?0.097择飞轮壳的后端面和后端面内孔?4160mm的外圆面作为粗基准。采用?4160mm
外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀；采用飞轮壳后端面作粗基准加工前端面，可以为后续工序准备好精基准[7]。 2.3.2 表面加工方法的确定
根据飞轮壳零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的
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加工方法，如表2.3中。
表2.3 飞轮壳各表面加工方案
尺寸精度 等级 IT9 IT9 IT9 IT7 IT11 IT10 IT11 IT11 IT11 IT9 表面粗糙度Ra/?m 3.2 3.2 3.2 1.6 6.3 3.2 12.5 12.5 12.5 6.3 加工方案 加工表面 飞轮壳前端面 飞轮壳后端面 后端面内腔孔?416 前端面定位孔2-?12.7 周边两平面 飞轮壳马达孔?82 前端面孔2-?13 后端面孔4-?17 周边螺孔4-M12 后端面螺孔 12-M10-7H 前端面马达螺孔 粗铣—精车 粗车—精车 粗车—精车 钻—粗铰—精铰 粗铣 粗镗—精镗 钻 钻 钻—攻丝 钻—攻丝 IT9 2-M12-7H 周边面螺孔 4-M6-7H IT11 6.3 钻—攻丝 12.5 钻—攻丝
2.3.3 加工阶段的划分
该飞轮壳加工质量要求较高，可将加工粗加工和精加工几个阶段。
在粗加工阶段，首先将精基准（飞轮壳前端面和前端面定位孔）准备好，使后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度的要求；然后粗铣周边两端面。在半精加工阶段，完成飞轮壳后端面和后端面孔的精车加工，以及各孔的钻、铰、攻丝加工。 2.3.4 工序的集中
本设计选用工序集中原则安排飞轮壳的加工工序。该飞轮壳的生产类型为大批量生产，可以采用万能机床配以专用工、夹具，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，不但缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面与
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