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1、1 前言近年来汽车行业高速发展，随着人们生活水平的不断提高，人们对汽车的需求和要求越来越高，汽车行业依然是朝阳产业。汽车零部件的制造讲究的是规模效益，但随着市场竞争的不断深化，顾客的需求的不断变化，其生产方式也在向着多品种、中小批量生产方式转化，企业要实现进一步的发展，不仅需要在提高产品品质、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、提高生产率，以保持在市场上的竞争优势。目前国内专业生产汽车发动机飞轮壳的厂家不是很多，甚至许多汽车生产厂家自己生产飞轮壳，比如中国重汽集团、二汽等。目前对飞轮壳的加
2、工生产主要是采用首先铸造或锻造出毛坯，然后对毛坯进行机加工的工艺生产方式。对于飞轮壳的加工工艺，在对发动机性能要求较高的场合，比如各种类型汽车、飞机等均采用此种机加工工艺，本次毕业设计主要是对零件的机械加工的工艺方法的研究。现在发达国家的机械制造水平明显强于我国，我们与他们之间还存在很大的差距。国外对零件的制造加工方面，无论在设备、制造水平的投入上还是在新工艺新方法的普及应用上，均处于领先地位。我们在进行新的工艺设计时，必须在遵循工艺设计的基本原则的基础上，充分借鉴国外的先进工艺方法，通过改进该飞轮壳的机械加工工艺, 提高其加工效率和加工精度、降低废品率、降低生产成本，落实国家的节能减排的方针
3、政策，走可持续发展的道路。2 零件分析2.1 飞轮壳的加工工艺要点：飞轮壳属于薄壁壳体类零件，其形状复杂、壁厚不均匀、内部呈腔型、加工精度不一致，工件容易变形。对于图纸要求的两端面平行度，定位孔的端面跳动，内孔尺寸精度，形状精度难以保证，所以对定位基准的选择，工艺顺序的安排等就显得非常重要。图1 飞轮壳零件图飞轮壳的零件图1如上所示：其需要加工的部位有：后端面（发动机结合面）具有平面度要求；后端面各孔，其中有两个定位销孔对其加工及其重要，其他孔还有位置度要求；以及发动机结合孔180；前端面（与后端面具有平行度要求）及止口；前端面各孔及凸台；侧面及侧面各螺纹孔，均有一定的尺寸精度和位置精度要求。
4、加工难点在于如何保证加工部位所要求的尺寸和位置精度，以及合理的安排工序。 定位基准的选择：（1）粗基准的选择：粗基准的选择有两个出发点，一是保证各加工表面有足够的余量，二是保证不加工表面的尺寸和位置符合图纸要求。有如下选择原则：1、尽可能选用精度要求高的主要表面做粗基准。这样可保证以后加工该主要表面时有足够且均匀的余量。2、选用非加工表面作粗基准。这样可使非加工表面与加工表面间的位置误差减小。3、尽可能选光整，无飞边、浇口、冒口或其他缺陷的表面作粗基准。（2）精基准的选择：选择精基准时，主要应考虑减小定位误差和夹紧方便、可靠，其选择原则是：1、基准重合原则；2、基准统一原则；3、有些精度要求很
5、高的表面在加工时应遵循“自为基准”的原则。通过对飞轮壳加工工艺的分析，根据以上原则，在第一道和第二道工序中以552右端面及止口作为粗基准加工发动机结合面，在第三道工序中则以加工过的发动机结合面和180孔作为精基准。第四道工序中以加工过的552右端面及止口作为精基准这样互为定位反复加工容易得到较高的精度。 加工方法的选择：零件的形状主要是采用机械加工的方法获得的，通过机床利用刀具将毛坯上多余的材料切除。根据机床运动的不同、刀具的不同，可分为不同的加工方法，主要有：车削、铣削、磨削、钻削、镗削及特种加工等。在飞轮壳的加工中，通过考虑工件的可加工性以及经济性，那些重要结合面如离合器结合面（552右端
6、面）、180孔、511.17止口采用车削加工，发动机结合面、左右侧面及凸台等选用铣削的加工方法，对于89，40孔采用镗削加工，其他孔系的加工采用钻削的加工方法。工序的选择原则：安排零件的加工工序可以遵循工序集中原则或遵循工序分散原则。1、工序集中的特点。可减少工件的安装次数，容易保证个加工表面间的位置精度，便于采用高效率的机床，加工设备少，工人少，生产面积较小，有利于生产计划和组织工作，但对加工设备的要求较高。2、工序分散的特点。加工设备及工艺装备较为简单，调整方便，生产适应性好，转换产品比较容易，但机床数量多，生产周期长，生产占地面积大。通过比较分析并结合实际情况，为了满足飞轮壳的大批量，高
7、效率生产我们采用工序集中地原则。加工顺序的安排：1、先粗后精。各表面的加工工序按从粗到精的加工阶段交叉进行。2、先主后次。主要加工表面先加工，次要表面一般安排在主要表面达到一定精度之后再进行加工。3、先面后孔。4、基面先行。一个零件加工时，其头几道工序都是先加工精基准，然后再用精基准定位来加工其他表面。5、热处理工序的安排。对于飞轮壳的加工工序的安排，整体上遵循了先粗后精、先主后次、先面后孔、基面先行的原则，2-12D8孔作为定位孔将其放在了前面，没有遵循先面后孔的原则。由零件的加工特点和工艺分析，在飞轮壳的工序安排中没有安排热处理工序。加工阶段的划分：零件加工阶段的划分的优点在于：1、 有利
8、于保证加工质量；2、 合理的使用设备；3、 便于安排热处理工序；4、 及时发现毛坯缺陷；5、 精加工安排在最后也可避免精加工好的表面受到伤害。粗加工阶段，在这一阶段要切除较大的加工余量，因此主要问题是如何获得高生产率。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。半精加工阶段，在这一阶段应为主要表面的精加工阶段作好准备（达到一定的加工精度，保证一定的精加工余量），并完成一些次要表面的加工（钻孔、攻螺纹、铣键槽等），一般在热处理之前进行。精加工阶段，保证各主要表面达到图样规定的质量要求。通常首先需要完成定位基准面(
9、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。光整加工阶段，对于精度要求很高、表面粗糙度值要求很小（标准公差6级及6级以上，表面粗糙度Ra=0.32um）的零件，还要有专门的光整加工阶段。一般不用于提高形状精度和位置精度。在飞轮壳的加工工艺中，将加工过程进行了粗精加工阶段的划分，因为由零件（1）图纸知飞轮壳最高的粗糙度要求为Ra=3.2m，精加工就可以达到技术要求，不必设计光整加工阶段。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、去毛刺、表面处理、气密试验、包装等，也应按其
10、要求加入工艺过程。2.2飞轮壳的工艺特点：飞轮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。飞轮安装在飞轮壳里，飞轮壳是发动机上的一个结构复杂的薄壁壳体类零件，其作用是联接发动机和变速器，承担发动机及变速器的部分重量，保护离合器以及飞轮，而且它还是发动机的支撑部件，所以飞轮壳的加工质量直接影响到发动机的性能。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
11、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： 在飞轮壳的加工中，主要问题是与发动机结合面的平面度（0.08）,以及两定位销孔的加工。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，两定位销孔的加工精度不够，作为基准孔会影响其他孔和断面的加工。其次是是轴孔的加工。如何保证相互之间位置精度是此工序的关键:另外，对连
12、接用螺栓孔的加工也很关键。关键点在于如何能高效地完成对飞轮壳的加工。2.4飞轮壳的技术要求：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。对其的尺寸精度具有一定的要求，孔径精度为H8级，对其的粗糙度要求为Ra3.2。其次，离合器结合孔和发动机结合孔有位置度要求，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。再次发动机结合面和12M10端面在制定工艺路线时要经常被作为定位基准面，其中12M10端面
13、对发动机结合面有平行度要求，对511.17孔有位置度要求。最后，对于其他各个孔尤其是各螺纹孔的加工要根据各自的粗糙度和精度技术要求选择各自合适的加工方法，保证其技术要求。3、机床的选择：在选择加工机床时应充分利用数控设备的功能，根据所选择的数控机床，优化数控加工方案和工艺路线，根据需要适当调整工序的内容。选择加工机床，首先要保证加工零件的技术要求，能够加工出合格的零件。其次是要有利于提高生产效率，降低生产成本。选择加工机床一般要考虑到机床的结构、载重、功率、行程和精度。还应依据加工零件的材料状态、技术状态要求和工艺复杂程度，选用适宜、经济的数控机床。通过对飞轮壳零件的研究我们知道对飞轮壳的加工
14、主要是对其孔系和端面，表面的加工。第一，对于飞轮壳上的孔的加工我们选用立式加工中心来加工： 两个定位孔的加工是重中之重，因为在以后的加工中几乎都需要这两个孔做定位，所以对其尺寸精度和位置精度都较高，加工时需要认真对待。第二，发动机结合面和离合器结合面各孔具有尺寸精度和位置精度要求，加工时要认真对待，合理的选择加工方法，安排工序。2040VMC-L立式加工中心的主要参数如下：项目工作台面积（mm）X轴行程（mm）Y轴行程（mm）Z轴行程（mm）主轴转速（rpm）定位精度(um/mm)重复定位精度(um/mm)型号2040VMC-L100050085051051080-10004/3003/300第二，对于飞轮壳重要端面采用数控立式车床和卧式加工中心加工。 发动机结合面和12xM10端面作为工作表面和定位基准面，其尺寸精度和位置精度要求较高，加工时需要特别对待，采用数控立式车床和卧式加工中心不但能保证其加工精度，而且加工效率高，适合零件的大批量生产。选择恰当的加工方法。对于其他各个表面的加工需要根据各自的粗糙度值和技术要求选择各自合适的加工方法。CK516B数控立式车床的主要参数如下：项目最大回转直径最大车削直径最大车削高度主轴转速（rpm）主轴最大扭矩（Nm）X/Z轴定位精度(mm)X/Z轴重复定位精度(mm)型号2040VMC-L
