发动机飞轮加工工艺设计

曾德宁

广西玉林达业机械配件有限公司 广西玉林 537000

1 飞轮的结构、功能

飞轮设计首先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定转速的基本参数，如质量、转动惯量，所需承受的最大转速，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。然后根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。在此还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。一般飞轮螺栓都采用10．9 级或更高的螺栓。

2 发动机飞轮加工工艺设计

2.1 无冒口铸造方案的确定

该工艺的优点是工艺成熟，铸质量稳定，无缩口，缩凹缺陷。缺点是组织部均匀，口附近晶粒粗大，动平衡试验时需在对面钻孔。为了获得组织致密的铸件，在均衡凝固理论的指导下，最终确定该飞轮采用无冒口的铸造工艺。

2.2 无冒口方案的设计与实施

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。至今效果良好，铸件质量稳定，综合废品率低，动平衡试验只需钻一个浅孔或者不需要钻孔[1]。

3 飞轮的加工工艺及流程

3.1 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。坯件不允许有裂纹、气孔、砂眼、夹渣、冷隔、疏松等缺陷，不允许有锈蚀。力学性能：σb ≥250MPa（本体）；

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，该零件的左、右端面精度要求较高，采用粗车—半精车—精车的方法加工到设计要求。

A 平面φ227 的外圆为压装齿圈面，因此该圆弧面必须与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配合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φ26 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，同时区域还有粗糙度要求，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，均采用粗车——精车的加工方法。

对于φ26、φ60 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。该孔也应该粗、精加工分开，以达到设计要求，零件如图1 所示。

图1 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——φ8 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。φ6F7 的销孔和6-φ10．5 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该设计工装时应该有钻模和钻模套，可以保证孔与孔之间的位置度关系和减少加工工序，从而达到尺寸要求及减少加工时间提高产量[2]。

3.2 工艺方案分析

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，现按照“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”、“基准先行”的原则。

3.3 飞轮机械加工工艺路线的制定

（1）毛坯的铸造。

（2）毛坯的检验。括外形尺寸的检验，金相、本体化学成分、抗拉强度等的检测。

（3）粗车端面，大外圆并钻孔。以右端面φ227 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φ250．5 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φ227 的台阶外圆为基准，精加工飞轮的左端面，镗中心孔并倒角。

（6）车端面、外圆、镗孔并倒角。以加工过后左端面φ250．5 外圆为基准，精加工飞轮的左端面及外圆。

（7）铣信号齿并去毛刺。

（8）齿圈加热并压装。由于齿圈在压装过程中会导致飞轮又轻微变形，所以要留0．5 的余量精车，以保证尺寸要求。

（9）精车摩擦面、端面及内孔。

（10）精车端面、外圆、镗孔并倒角。

（11）钻、铰φ6 法兰定位销孔、钻6-φ10．5 法兰孔并倒角。

（12）钻、铰3-φ8 销孔，钻6-φ6．7 螺纹底孔、倒角并攻丝6-M8-6H。

（13）动平衡试验，由于飞轮在铸造过程中质量的分布不均匀，不对称，飞轮转动时会产生不平衡，不平衡在工作中会产生振动和晃动。动平衡试验以达到平衡精度要求。动平衡试验：不平衡量≤15g．cm（Z）；在C 面以φ182．8 为中心的圆周上钻孔修正，孔径≤φ14、孔深≤5、孔边距≥20、孔数≤5。

（14）终检，根据工艺要求，对飞轮的全尺寸进行检测，尤其的关键尺寸和重要尺寸。

4 结语

本文通过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。熟悉了该行业的行业知识，提高了实际与理论相结合的能力[3]。