CN106271478A - 一种柴油机用飞轮总成加工工艺及动平衡夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柴油机飞轮总成加工工艺及动平衡夹具，包括以下步骤：步骤一：粗车飞轮小端面；粗车飞轮大端面；步骤二：采用扇形专用夹具夹持在飞轮最大外圆周面，精车飞轮小端面达到设计要求；步骤三：采用扇形专用夹具夹持飞轮上飞轮齿圈安装处的外圆周面，精车飞轮大端面达到设计要求；步骤四：加工飞轮大端面和飞轮小端面上各孔；步骤五：加工飞轮外周面上的传感器孔；步骤六：热装齿圈；步骤七：进行动平衡检测去重工序和检测工序；飞轮组件以总成件的形式供应，可以大大提高飞轮组件动平衡量质量；动平衡夹具的涨紧头下压作用在倒圆锥形面上，涨紧瓣片被向外涨开，充分利用向下轴向力增加定位面接合度提高动平衡检测精度。

Description

一种柴油机用飞轮总成加工工艺及动平衡夹具
技术领域
本发明涉及一种飞轮总成的加工工艺。
背景技术
飞轮是一个质量较大的铸铁惯性圆盘，它贮蓄能量，供给非作功行程的需求，保证发动机曲轴旋转的惯性旋转的均匀性和输出扭矩的均匀性，动平衡检测是飞轮加工精度考量的一个关键指标。但是飞轮在整机内是以部件的形式存在，飞轮件运往整机厂，转至分装线压入齿圈后再转到整机装配线，这样影响飞轮部件的动平衡品质，分装线物流周转导致飞轮摩擦面潜在磕碰等质量隐患，大大降低飞轮部件的整体稳定性。
为了克服以上缺陷，现在有的发动机设计厂商在设计飞轮件时，把齿圈跟飞轮设计为一体式结构，从设计角度保证了部件的动平衡稳定性，但是从制造工艺方面忽略了成本以及使用周期问题。现有加工工艺制造出的飞轮件其摩擦面的端面跳动维持在0.2mm-0.3mm范围，动平衡精度一致性差，不平衡量重复检测值不稳定，影响飞轮部件的平衡精度。
发明内容
为了弥补以上不足，本发明提供了一种能有效解决飞轮总成安装精度低动平衡稳定性差的问题的柴油机飞轮总成加工工艺。
本发明提供了一种柴油机飞轮总成加工工艺，包括以下步骤：
步骤一：粗车飞轮小端面，单边余量预留1.5mm-2.0mm作为精加工余量；粗车飞轮大端面，单边余量预留1.5mm-2.0mm作为精加工余量；
步骤二：采用扇形专用夹具夹持在飞轮最大外圆周面，并以飞轮最大外圆周面、飞轮大端面定位，精车飞轮小端面达到设计要求；
步骤三：采用扇形专用夹具夹持飞轮上飞轮齿圈安装处的外圆周面，并以齿圈安装处外圆周面及飞轮小端面定位，精车飞轮大端面达到设计要求；
步骤四：以曲轴联接孔及飞轮最大的外圆的端面定位，加工飞轮大端面和飞轮小端面上各孔；
步骤五：以曲轴联接孔及飞轮大端面或飞轮小端面上的一个螺栓孔定位，加工飞轮外周面上的传感器孔；
步骤六：热装齿圈；
步骤七：进行动平衡检测去重工序和检测工序。
作为优选的技术方案，所述步骤六还包括齿圈淬火工序，而后利用淬火余热实现齿圈与飞轮的热装。
作为优选的技术方案，所述齿圈淬火之后进行自回火处理，而后利用淬火余热实现齿圈与飞轮的热装。
作为优选的技术方案，步骤二中，扇形专用夹具的夹紧力为固定值；步骤三中，扇形专用夹具的夹紧力为固定值。
作为优选的技术方案，所述扇形专用夹具包括扇形夹块，所述扇形夹块的内表面为弧形面，所述扇形夹块连接有夹紧驱动油缸。
作为优选的技术方案，所述扇形夹块内表面的弧形面的中心角为30°-35°。
由于采用了上述技术方案，通过采用采用扇形专用夹具，扇形夹块增大了夹紧接触面，减少夹紧变形量，提高平面度跳动稳定性。飞轮组件以总成件的形式供应，可以大大提高飞轮组件动平衡量质量及经济效益最大化，大大优于以零件形式供应，能减少零件形态变换产生的动平衡量误差，提高整机装配运转的稳定性。齿圈自回火工艺，以及利用淬火余热实现齿圈与飞轮的热装，节能降耗。
本发明还提供了一种能有效解决飞轮总成安装精度低动平衡稳定性差的问题的柴油机用飞轮总成加工工艺用动平衡夹具。
本发明提供了一种柴油机用飞轮总成加工工艺用动平衡夹具，包括套在飞轮上曲轴连接孔内的涨紧筒和插入所述涨紧筒内的涨紧头，所述涨紧筒的上部的内表面为倒圆锥形面，所述倒圆锥形面的大端位于小端上方，所述涨紧头的外表面设有与所述涨紧筒上的倒圆锥形面配合的作用面，所述涨紧筒的包括多个涨紧瓣片，所述涨紧头下压作用在所述倒圆锥形面上，涨紧瓣片被向外涨开。
作为优选的技术方案，所述涨紧头的外表面为倒圆锥形作用面。
作为优选的技术方案，所述涨紧筒包括筒体，所述筒体上设有多个内倾条形孔对，各所述内倾条形孔对包括两条从所述筒体的上边沿向下延伸的贯通所述筒体内表面和外表面的内倾条形孔，各个所述内倾条形孔对的各所述内倾条形孔的下端靠拢，各个所述内倾条形孔对的两所述内倾条形孔的上端外扩；所述筒体上设有多个外倾条形孔对，各个所述外倾条形孔对包括两条从所述筒体的下边沿向上延伸的贯通所述筒体内表面和外表面的外倾条形孔，各个所述外倾条形孔对的两所述外倾条形孔的下端靠拢，各个所述外倾条形孔对的两所述外倾条形孔的上端外扩；相邻的所述内倾条形孔对之间设有所述外倾条形孔对，相邻的所述外倾条形孔对之间设有所述内倾条形孔对；相邻的两所述内倾条形孔之间的所述筒体兼做所述涨紧瓣片，相邻的两所述外倾条形孔之间的所述筒体也兼做所述涨紧瓣片。
作为优选的技术方案，所述涨紧筒的下部设有凸出于所述涨紧筒的定位板，所述涨紧头的下表面安装有下拉杆，所述下拉杆上设有外螺纹。
由于采用了上述技术方案，所述涨紧头下压作用在所述倒圆锥形面上，涨紧瓣片被向外涨开，充分利用向下轴向力增加定位面接合度提高动平衡检测精度，涨紧瓣片被向外涨开产生作用在飞轮上的涨紧力，实现自定心与夹紧，同时该涨紧力分解后产生一个径向力和向下的轴向力，消除了传统夹具在使用时产生的向上的轴向力，因此增加了飞轮与夹具体定位面的贴合力，从而大大提高动平衡检测精度及动平衡质量稳定性，检测结果误差小。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中飞轮的结构示意图；
图2是本发明实施例中动平衡夹具的结构示意图；
图3是本发明实施例中动平衡夹具中涨紧筒的结构示意图；
图4是本发明实施例中动平衡夹具中涨紧头的结构示意图；
图5是本发明实施例中动平衡夹具的使用状态参考图；
图6是本发明实施例中扇形专用夹具的扇形夹块的结构示意图。
具体实施方式
图1是本发明实施例中飞轮的结构示意图，一种柴油机飞轮总成加工工艺，包括以下步骤：
步骤一：粗车飞轮小端面1，单边余量预留1.5mm-2.0mm作为精加工余量；粗车飞轮大端面2，单边余量预留1.5mm-2.0mm作为精加工余量；
步骤二：采用扇形专用夹具夹持在飞轮最大外圆3周面，并以飞轮最大外圆3周面、飞轮大端面2定位，精车飞轮小端面1达到设计要求；
步骤三：采用扇形专用夹具夹持飞轮上飞轮齿圈安装处的外圆周面，并以齿圈安装处外圆周面及飞轮小端面1定位，精车飞轮大端面2达到设计要求；
步骤四：以曲轴联接孔4及飞轮最大的外圆的端面定位，加工飞轮大端面2和飞轮小端面1上各孔；
步骤五：以曲轴联接孔4及飞轮大端面2或飞轮小端面1上的一个螺栓孔定位，加工飞轮外周面上的传感器孔；
步骤六：热装齿圈；
步骤七：进行动平衡检测去重工序和检测工序。
飞轮装配齿圈后飞轮组件以总成件的形式供应，可以大大提高飞轮组件动平衡量质量及经济效益最大化，大大优于以零件形式供应，能减少零件形态变换产生的动平衡量误差，提高整机装配运转的稳定性。齿圈自回火工艺，以及利用淬火余热实现齿圈与飞轮的热装，节能降耗。飞轮热装齿圈后以飞轮最终件做动平衡检测去重工序，这样避免了整机装配线在飞轮上装配齿圈后再做动平衡检测，从而避免因为飞轮装齿圈后导致动平衡量发生变化对整机动平衡质量的影响，整机装配线不再改变飞轮总成的状态，直接提升整机的动平衡品质。
优选的，所述步骤六还包括齿圈淬火工序，而后利用淬火余热实现齿圈与飞轮的热装。
进一步的，所述齿圈淬火之后进行自回火处理，而后利用淬火余热实现齿圈与飞轮的热装。可以通过淬火机床程序设定相应工艺参数完成自回火处理，还可以利用淬火余热实现齿圈与飞轮件的热装，减少整机厂齿圈热装工序二次加热带来的能源浪费，实现经济效益最大化；同时减小了齿圈二次加热导致硬度降低退火的风险。
利用淬火余热实现齿圈与飞轮的热装的工序并入到飞轮机加工线形成连续的生产模式。缩短飞轮总成加工线的物流距离，减少不必要的资源浪费，增加产品收益。另外，由于采用飞轮上装配好齿圈后以总成件方式的供货，一方面减少了整机厂分装线的投入，另一方面作为飞轮组件供应方，增加了销售收入。
优选的，步骤二中，扇形专用夹具的夹紧力为固定值；步骤三中，扇形专用夹具的夹紧力为固定值。
如图6所示，所述扇形专用夹具包括扇形夹块5，所述扇形夹块5的内表面为弧形面，所述扇形夹块连接有夹紧驱动油缸。
进一步的，所述扇形夹块内表面的弧形面的中心角为30°-35°。
骤二中，扇形专用夹具的夹紧力为固定值；步骤三中，扇形专用夹具的夹紧力为固定值。
经工艺试验数据统计分析，飞轮基准面平面度的品质及离合器接合面跳动品质直接影响后续平衡工序的质量稳定性，采用以下两项方法措施确保动平衡品质：一优化夹具，采用扇形专用夹具，包括扇形夹块，以增加夹持面积；二固化夹具液压夹紧力的稳定输出值，扇形专用夹具的夹紧力为固定值。
通过采用采用扇形专用夹具，扇形夹块增大了夹紧接触面，减少夹紧变形量，提高平面度跳动稳定性。飞轮组件以总成件的形式供应，可以大大提高飞轮组件动平衡量质量及经济效益最大化，大大优于以零件形式供应，能减少零件形态变换产生的动平衡量误差，提高整机装配运转的稳定性。齿圈自回火工艺，以及利用淬火余热实现齿圈与飞轮的热装，节能降耗。
本发明还提供了一种能有效解决飞轮总成安装精度低动平衡稳定性差的问题的柴油机用飞轮总成加工工艺用动平衡夹具。
本发明提供了一种柴油机用飞轮总成加工工艺用动平衡夹具，如图2至图5所示，包括套在飞轮上曲轴连接孔内的涨紧筒6和插入所述涨紧筒内的涨紧头7，所述涨紧筒6的上部的内表面为倒圆锥形面8，所述倒圆锥形面8的大端位于小端上方，所述涨紧头7的外表面设有与所述涨紧筒上的倒圆锥形面8配合的作用面，所述涨紧筒的包括多个涨紧瓣片9，所述涨紧头7下压作用在所述倒圆锥形面8上，涨紧瓣片9被向外涨开。
优选的，所述涨紧头7的外表面为倒圆锥形作用面。
优选的，所述涨紧筒8包括筒体10，所述筒体10上设有多个内倾条形孔对，各所述内倾条形孔对包括两条从所述筒体10的上边沿向下延伸的贯通所述筒体内表面和外表面的内倾条形孔11，各个所述内倾条形孔对的各所述内倾条形孔11的下端靠拢，各个所述内倾条形孔对的两所述内倾条形孔11的上端外扩；所述筒体10上设有多个外倾条形孔对，各个所述外倾条形孔对包括两条从所述筒体的下边沿向上延伸的贯通所述筒体内表面和外表面的外倾条形孔12，各个所述外倾条形孔对的两所述外倾条形孔12的下端靠拢，各个所述外倾条形孔对的两所述外倾条形孔12的上端外扩；相邻的所述内倾条形孔对之间设有所述外倾条形孔对，相邻的所述外倾条形孔对之间设有所述内倾条形孔对；相邻的两所述内倾条形孔之间的所述筒体兼做所述涨紧瓣片，相邻的两所述外倾条形孔之间的所述筒体也兼做所述涨紧瓣片。
所述涨紧筒的下部设有凸出于所述涨紧筒的定位板13，所述涨紧头7的下表面安装有下拉杆14，所述下拉杆上设有外螺纹15。
所述涨紧头7下压作用在所述涨紧筒6的上部的倒圆锥形面8上，涨紧瓣片9被向外涨开，充分利用向下轴向力增加定位面接合度提高动平衡检测精度，涨紧瓣片9被向外涨开产生作用在飞轮上的涨紧力，实现自定心与夹紧，同时该涨紧力分解后产生一个径向力和向下的轴向力，消除了传统夹具在使用时产生的向上的轴向力，因此增加了飞轮与夹具体定位面的贴合力，从而大大提高动平衡检测精度及动平衡质量稳定性，检测结果误差小。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种柴油机飞轮总成加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：粗车飞轮小端面，单边余量预留1.5mm-2.0mm作为精加工余量；粗车飞轮大端面，单边余量预留1.5mm-2.0mm作为精加工余量；
步骤二：采用扇形专用夹具夹持在飞轮最大外圆周面，并以飞轮最大外圆周面、飞轮大端面定位，精车飞轮小端面达到设计要求；
步骤三：采用扇形专用夹具夹持飞轮上飞轮齿圈安装处的外圆周面，并以齿圈安装处外圆周面及飞轮小端面定位，精车飞轮大端面达到设计要求；
步骤四：以曲轴联接孔及飞轮最大的外圆的端面定位，加工飞轮大端面和飞轮小端面上各孔；
步骤五：以曲轴联接孔及飞轮大端面或飞轮小端面上的一个螺栓孔定位，加工飞轮外周面上的传感器孔；
步骤六：热装齿圈；
步骤七：进行动平衡检测去重工序和检测工序。
2.如权利要求1所述的一种柴油机飞轮总成加工工艺，其特征在于，所述步骤六还包括齿圈淬火工序，而后利用淬火余热实现齿圈与飞轮的热装。
3.如权利要求2所述的一种柴油机飞轮总成加工工艺，其特征在于，所述齿圈淬火之后进行自回火处理，而后利用淬火余热实现齿圈与飞轮的热装。
4.如权利要求1所述的一种柴油机飞轮总成加工工艺，其特征在于，步骤二中，扇形专用夹具的夹紧力为固定值；步骤三中，扇形专用夹具的夹紧力为固定值。
5.如权利要求1所述的一种柴油机飞轮总成加工工艺，其特征在于，所述扇形专用夹具包括扇形夹块，所述扇形夹块的内表面为弧形面，所述扇形夹块连接有夹紧驱动油缸。
6.如权利要求5所述的一种柴油机飞轮总成加工工艺，其特征在于，所述扇形夹块内表面的弧形面的中心角为30°-35°。
7.如权利要求1所述的一种柴油机飞轮总成加工工艺用动平衡夹具，其特征在于，包括套在飞轮上曲轴连接孔内的涨紧筒和插入所述涨紧筒内的涨紧头，所述涨紧筒的上部的内表面为倒圆锥形面，所述倒圆锥形面的大端位于小端上方，所述涨紧头的外表面设有与所述涨紧筒上的倒圆锥形面配合的作用面，所述涨紧筒的包括多个涨紧瓣片，所述涨紧头下压作用在所述倒圆锥形面上，涨紧瓣片被向外涨开。
8.如权利要求7所述的一种柴油机飞轮总成加工工艺用动平衡夹具，其特征在于，所述涨紧头的外表面为倒圆锥形作用面。
9.如权利要求7所述的一种柴油机飞轮总成加工工艺用动平衡夹具，其特征在于，所述涨紧筒包括筒体，所述筒体上设有多个内倾条形孔对，各所述内倾条形孔对包括两条从所述筒体的上边沿向下延伸的贯通所述筒体内表面和外表面的内倾条形孔，各个所述内倾条形孔对的各所述内倾条形孔的下端靠拢，各个所述内倾条形孔对的两所述内倾条形孔的上端外扩；所述筒体上设有多个外倾条形孔对，各个所述外倾条形孔对包括两条从所述筒体的下边沿向上延伸的贯通所述筒体内表面和外表面的外倾条形孔，各个所述外倾条形孔对的两所述外倾条形孔的下端靠拢，各个所述外倾条形孔对的两所述外倾条形孔的上端外扩；相邻的所述内倾条形孔对之间设有所述外倾条形孔对，相邻的所述外倾条形孔对之间设有所述内倾条形孔对；相邻的两所述内倾条形孔之间的所述筒体兼做所述涨紧瓣片，相邻的两所述外倾条形孔之间的所述筒体也兼做所述涨紧瓣片。
10.如权利要求7所述的一种柴油机飞轮总成加工工艺用动平衡夹具，其特征在于，所述涨紧筒的下部设有凸出于所述涨紧筒的定位板，所述涨紧头的下表面安装有下拉杆，所述下拉杆上设有外螺纹。
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