一种用于双质量飞轮的飞轮齿盘加工工艺的制作方法

本发明属于双质量飞轮技术领域，具体涉及一种用于双质量飞轮的飞轮齿盘加工工艺。

背景技术：

双质量飞轮，是近年来出现的新式传动系扭振减振器，使得传统发动机飞轮在原有功能的基础上增加了扭振减振的功能，利用其质量和刚度的变化来调节传动系的扭振固有特性，并利用其阻尼来衰减系统的振动幅值，降低车辆的振动和噪音，使得车辆的运行更加平稳安全，在国外汽车上得到了广泛的应用。

由于飞轮在发动机中起到重要的作用，作为核心结构件，零件的机械性能对发动机的整体性能及使用寿命有很大的影响。根据飞轮齿盘的外直壁较厚的结构特点，直壁的厚度为其余部分的3-5倍，传统的加工工艺为拼焊工艺、铸造以及锻造机加工的方式生产。但是，拼焊工艺材料利用率及生产效率较低，同时大大降低了零件的机械性能。铸造的零件往往无法满足零件的整体力学性能。随着汽车工业的迅速发展，对零件的要求越来越高，零件的轻量化可以降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。为了保证轻量化后的零件有良好的机械性能，因此传统的工艺基本无法满足。因此迫切需要新的成形工艺来成形这种大的壁厚差的零件。

中国公开号为CN1104759851 A提供了一种发动机飞轮成形新工艺，该工艺采用冷态塑性加工工艺，采用圆钢作为坯料，通过平旋成型步骤，将加工好的毛坯放入平旋模，通过平旋工艺完成飞轮的轮毂和轮辐的成型，同时通过外置双向导轮完成飞轮的轮缘的成形，采用这种技术方案生产的飞轮，虽然工艺路线简单，但是生产成本高。

中国申请号CN201610153213.7公开了一种飞轮加工工艺，包括以下步骤：（1）生产挠性盘坯片：取一定厚度的钢板，在冲模上落料冲孔，一冲制出带曲轴孔的挠性盘坯片；（2）翻边：在液压机压力的作用下，将挠性盘坯片翻边成型，再进行压面整型得挠性盘；（3）冲孔：将挠性盘冲出安装孔、铆接孔；（4）制备圆轮圈：将毛料放在卷弯机上进行卷弯成圆轮圈，焊接好接口，再进行退火处理；（5）生产齿圈：将圆轮圈放在滚齿设备上进行滚齿，得到齿圈；（6）装配：将步骤(3)得到的挠性盘和步骤(5)得到的齿圈，进行热压装配；这种工艺虽然生产成本低，但生产效率较低，同时大大降低了飞轮齿盘的机械性能及整体力学性能。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，现提供一种用于双质量飞轮的飞轮齿盘加工工艺，能够解决生产效率低、生产成本高、飞轮齿盘机械性能及整体力学性能差的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种用于双质量飞轮的飞轮齿盘的加工工艺，其创新点在于：包括以下步骤：

（1）剪条料；根据图纸要求，使用剪床将钢板剪成条料；

（2）落料和冲孔：将条料放置在冲压机上，使用冲压工装落料，并冲出中孔和减重孔，形成坯料；

（3）整形：所述坯料通过中孔定位在冲压机上，将坯料冲压成飞轮预制坯所需形状；

（4）旋压增厚：将飞轮预制坯通过中孔放置在旋压机上，通过旋压增厚工艺成形出图纸中外齿圈所要求的厚度，形成增厚料件；

（5）精冲：将旋压后的增厚料件固定在冲床上，精冲中孔、冲定位孔，形成飞轮齿盘半成品；

（6）滚齿：将飞轮齿盘半成品固定在滚齿机上，对外齿圈进行滚齿处理，形成飞轮齿盘；

（7）热处理：对飞轮齿盘进行热处理，使得飞轮齿盘的硬度达到零件图纸所需的硬度要求；

进一步的，所述旋压增厚工艺选用六道次旋压增厚工艺，六道次旋压工艺采用六种不同规格的旋轮；所述旋轮呈短圆柱体形状，侧面中间位置围绕圆柱体侧面开设有一首尾相连的内槽，用于旋压增厚工艺时放置初始料件的边缘；所述内槽包括上端面、下端面和连接面；所述上端面和下端面为平面，所述连接面为圆弧面；所述六道次旋压工艺具体包括以下步骤：a.将初始料件放置在旋压机的芯模的上模和下模之间，并通过中孔固定；b.在旋压机上，环绕初始料件安装有多个不同的旋轮；c.依次进行1-5道次旋压增厚，分别使用1-5道次所需的旋轮进行旋压，旋压机的芯模绕Z轴旋转，所使用的旋轮沿Y轴方向进给；不断改变初始料件边缘的形状；d.进行6道次旋压增厚，旋压机的芯模绕Z轴旋转，6道次所使用的旋轮沿Y轴方向进给；形成上端面呈水平状，下端面有斜度的外齿圈半成品；对外齿圈半成品的下端面斜度部分进行机加工切除，形成增厚的外齿圈形状。

进一步的，所述步骤c中，旋轮的内槽上端面与水平面的夹角为1°-3°，内槽下端面与水平面的夹角为4°-8°。

进一步的，所述步骤d中，旋轮的内槽上端面与水平面的夹角为0°，内槽下端面与水平面的夹角为4°-6°。

进一步的，所述步骤c和步骤d中，芯模的旋转速度均为250r/s-350r/s；旋轮的进给速度均为1mm/s-3mm/s，摩擦因子为0.05。

进一步的，所述步骤（3）中，整形后的飞轮齿盘预制坯外缘部分设置有向下1°-3°的斜角。

本发明的有益效果如下：

1.本发明通过采用多道次旋压增厚工艺进行生产加工用于双质量飞轮的飞轮齿盘，所生产的飞轮齿盘的机械性能及整体力学性能好，且生产效率高、生产成本较低。

2.本发明通过采用六道次旋压增厚工艺，分别采用采用六种不同规格的旋轮，1-5道次旋压增厚，通过不断调节旋轮的内槽深度及高度来不断改变初始料件边缘的形状，6道次旋压增厚，通过调节旋轮内槽的上端面和下端面与水平面的夹角，形成外齿圈半成品的形状，再对外齿圈下端面的斜度部分进行机加工，形成增厚的外齿圈。

3.本发明通过将整形后的飞轮齿盘预制坯外缘部分设置有向下1°-3°的斜角，便于加工，防止旋压增厚工艺工程中初始料件的边缘产生折叠，损坏初始料件。

附图说明

图1为本发明中具体实施例所提及的飞轮齿盘的正视图。

图2为本发明中具体实施例所提及的飞轮齿盘的侧视图。

图3为本发明中六道次旋压增厚工艺的初始料件边缘形状改变示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

如图1和图2所示，一种用于双质量飞轮的飞轮齿盘，包括飞轮盘本体1；飞轮盘本体1设置为环形，中间具有一用于旋压增厚工艺的有中孔2；飞轮盘本体1的外围设置有一外齿圈4，外齿圈4的外侧面设置有外齿；外齿圈4的厚度为飞轮盘本体1厚度的3-5倍；飞轮盘本体1上环状均布有多个腰形的减重孔5；飞轮盘本体上还设置有多个定位孔3，用于安装双质量飞轮的其他部件。

一种用于双质量飞轮的飞轮齿盘的加工工艺，包括以下步骤：

（1）剪条料；根据图纸要求，使用剪床将钢板剪成条料；

（2）落料和冲孔：将条料放置在冲压机上，使用冲压工装落料，并冲出中孔2和减重孔5，形成坯料；

（3）整形：坯料通过中孔2定位在冲压机上，将坯料冲压成飞轮预制坯所需形状；

整形后的飞轮预制坯外缘部分设置有向下1°-3°的斜角。本发明通过将整形后的飞轮预制坯外缘部分设置有向下1°-3°的斜角，便于加工，防止旋压增厚工艺工程中初始料件的边缘产生折叠，损坏初始料件。

（4）旋压增厚：将冲孔后的初始坯料通过中孔2放置在旋压机上，通过旋压增厚工艺成形旋出图纸中外齿圈所要求的厚度，形成增厚料件；旋压增厚工艺选用六道次旋压增厚工艺，六道次旋压工艺采用六种不同规格的旋轮；旋轮呈短圆柱体形状，侧面中间位置围绕圆柱体侧面开设有一首尾相连的内槽，用于旋压增厚工艺时放置初始料件的边缘；内槽包括上端面、下端面和连接面；上端面和下端面为平面，所述连接面为圆弧面；

（5）精冲：将旋压后的增厚料件固定在冲床上，精冲中孔2、冲定位孔3，形成飞轮齿盘半成品；

（6）滚齿：将飞轮盘半成品固定在滚齿机上，对外齿圈进行滚齿处理，形成飞轮齿盘；

（7）热处理：对飞轮齿盘进行热处理，使得飞轮齿盘的硬度达到零件图纸所需的硬度要求。

本发明通过采用多道次旋压增厚工艺进行生产加工用于双质量飞轮的飞轮齿盘，所生产的飞轮齿盘的机械性能及整体力学性能好，且生产效率高、生产成本较低。

六道次旋压工艺具体包括以下步骤：

a.将初始料件放置在旋压机的芯模的上模和下模之间，并通过中孔2固定；

b.在旋压机上，环绕初始料件安装有多个不同的旋轮，初始料件的边缘放置在旋轮的内槽中；1-6道次旋压增厚采用不同的旋轮；

c.依次进行1-5道次旋压增厚，分别使用1-5道次所需的旋轮进行旋压，旋压机的芯模绕Z轴旋转，所使用的旋轮沿Y轴方向进给；不断改变初始料件边缘的形状；1-5道次旋压增厚，旋轮的内槽上端面与水平面的夹角为1°-3°，内槽下端面与水平面的夹角为4°-8°。芯模的旋转速度均为250r/s-350r/s；旋轮的进给速度均为1mm/s-3mm/s，摩擦因子为0.05。

d.进行6道次旋压增厚，旋压机的芯模绕Z轴旋转，6道次所使用的旋轮沿Y轴方向进给；形成上端面呈水平状，下端面有斜度的外齿圈半成品；对外齿圈半成品的下端面斜度部分进行机加工切除，形成增厚的外齿圈形状。6道次旋压增厚所使用旋轮的内槽上端面与水平面的夹角为0°，内槽下端面与水平面的夹角为4°-6°。芯模的旋转速度均为250r/s-350r/s；旋轮的进给速度均为1mm/s-3mm/s，摩擦因子为0.05。

实施例1

将在边缘厚度为2.5mm的初始坯料，通过六道次旋压增厚工艺，形成外齿圈厚度为10.8mm的增厚料件；芯模的旋转速度均为250r/s-350r/s；旋轮的进给速度均为1mm/s-3mm/s，摩擦因子为0.05。

1道次旋压增厚：选用内槽上端面与水平面的夹角为2°，内槽下端面与水平面的夹角为4°的旋轮，内槽深度为23mm，内槽高度为3mm；

2道次旋压增厚：选用内槽上端面与水平面的夹角为2°，内槽下端面与水平面的夹角为4°的旋轮，内槽深度为20mm，内槽高度为4mm；

3道次旋压增厚：选用内槽上端面与水平面的夹角为2°，内槽下端面与水平面的夹角为4°的旋轮，内槽深度为16mm，内槽高度为5.4mm；

4道次旋压增厚：选用内槽上端面与水平面的夹角为2°，内槽下端面与水平面的夹角为4°的旋轮，内槽深度为12.5mm，内槽高度为7.5mm；

5道次旋压增厚：选用内槽上端面与水平面的夹角为2°，内槽下端面与水平面的夹角为4°的旋轮，内槽深度为10mm，内槽高度为9.1mm；

6道次旋压增厚：选用内槽上端面与水平面的夹角为0°，内槽下端面与水平面的夹角为5°的旋轮，内槽深度为9mm，内槽高度为10.8mm。

本发明通过采用六道次旋压增厚工艺，分别采用六种不同规格的旋轮，1-5道次旋压增厚，通过不断调节旋轮的内槽深度来不断改变初始料件边缘的形状，6道次旋压增厚，通过调节旋轮内槽的上端面和下端面与水平面的夹角，形成外齿圈半成品的形状，再对外齿圈下端面的斜度部分进行机加工，形成增厚的外齿圈。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。