飞轮壳是发动机的一个关键部件，通过齿轮室面一侧与发动机相连接，通过盆口一侧与变速器连接，这样就实现发动机与变速器的有效联接，通过它的变化，同样的发动机可以搭载于不同的汽车，飞轮壳形体复杂，具有多孔系，薄壁，形似盆状。

图1

铸件加工主要包括与齿轮室配合平面及其孔系、盆口及盆口一侧孔系、盆状结构周边平面及其孔系。由于工件个体尺寸偏大，未注壁厚6mm，工件的刚性差，加工时易变形，属难加工零件，因此飞轮壳加工具有严格的精度要求。

飞轮壳的制造过程

以球铁飞轮壳，金属型铸造为例，铸造后进行人工时效处理、抛丸及表面涂装处理，进入机械加工程序。由于飞轮壳的品种多，所以合理设计夹具，确保夹具的通用性是必须的，或者尽可能缩短夹具切换所需时间。

上表是一条飞轮壳生产线的工艺流程，从OP24工序开始，飞轮壳的机加工进入精加工阶段，不同规格的产品在该工序开始出现夹具切换问题，相对OP24以后工序，OP24工序作业时工装切换相对简单。在OP25～OP28工序，机加工使用的精基准是OP24工序完成加工的B面（与齿轮室结合面）及两销轴孔。

飞轮壳加工快速切换夹具

在对所有在产铁质飞轮壳的销轴孔与曲轴孔的关系汇总分析后，设计飞轮壳加工时快速切换的夹具，夹具结构如图2所示。

图2 飞轮壳加工时快速切换的夹具

1．底板 2．定位销座 3．圆柱定位销

4．基面保护块 5．菱形定位销 6．压紧支撑块

7、9、13．内六角螺钉 8．工件

10．销 11．衬套 12．法兰螺套

夹具的本体是底板，夹具上其他零、部件都直接或间接安装在底板上，底板上设计有多组过钉孔（带沉孔）及一个中心孔，用来与机床工作台进行定位、联接。

定位销座的设计

定位销座是用来确定飞轮壳在底板上的具体位置的，它通过衬套、销及内六角圆柱头螺钉与底板进行联接，结构如图3所示。

图3 定位销座、底板联接

1．底板 2．定位销座 3．衬套

4．定位销 5．销 6．内六角螺钉

定位销座上面装配有3组衬套，衬套穿过定位销座，其下端伸入底板内，夹具作业时，只有1组衬套内装定位销。

压紧机构的设计

底板上设有多组压紧机构，压紧机构包括压紧于飞轮壳盆底上表面的内六角圆柱头螺钉6、压紧支撑块及法兰螺套，压紧支撑块安装于底板上面，用于支撑工件，法兰螺套安装于底板下面，主要作用是间接完成压紧螺钉与底板之间的联接。

图4 压紧系统结构

1．底板 2．法兰螺套

3／４／６．内六角圆柱头螺钉 5．压紧支撑块

作业时，压紧螺栓穿过工件（飞轮壳盆底过钉孔）、压紧支撑块，之后，螺钉下端经法兰螺套螺纹联接于底板，完成对工件的压紧。

定位销与压紧块的设计

定位销保留了普通圆柱定位销、菱形定位销的结构，同时在对工件工艺孔定位的一端增加了1个螺纹孔，用于定位销与拔销器之间的联接。

图5 定位销结构图

当一种规格飞轮壳生产任务在加工结束后，需要更换另一种时，可能涉及调整定位销及其位置，调整时只需将拔销器前端螺纹旋入定位销上部中心螺孔内，下压拔销器压杆，将定位销从衬套内拔出。

图6 拔销器、定位销工作原理

压紧支撑块用于支撑飞轮壳，该位置也是作业时飞轮壳的压紧点，其轴心有1个过钉孔，用于压紧螺钉的穿过；基面保护块直径与压紧支撑块相同，高度比压紧支撑块要低，但与定位销座高度一致，其主要作用是保护作业过程中底板上各个定位支撑点不受损。

夹具的使用过程

夹具在立式车床中使用时，使用底板的中心孔定位；在立式加工中心中使用时，夹具会沿图2中的虚线进行设计、裁切，并将它作为找正夹具的基准之一；在卧式加工中心上使用时，底板中心孔及虚线裁切面均是夹具找正的基准。

使用时，先检查要作业的飞轮壳的型号、销轴孔相对位置尺寸属于3组尺寸中的哪一组，如果飞轮壳的工艺孔相对位置与工装此时的定位销的位置相符，则可以启动加工程序。

夹具的快速更换方法

在加工完某系列飞轮壳，需要更换另一系列飞轮壳进行加工时，可将拔销器旋入本工装的定位销的上端中心螺孔内，逐一卸掉不需要（以及可能与飞轮壳位置干涉）的定位销，并将其安装在待加工的飞轮壳的定位销衬套内，即可完成飞轮壳的加工定位点的切换。然后，将不需用的压紧支撑块卸掉，更换至待加工的飞轮壳的支撑位置，便可完成飞轮壳的支撑压紧点的切换，从而完成不同系列飞轮壳的装夹、定位位置及部件的切换，从而满足不同系列飞轮壳的加工需求。

该模块化设计通过可快速更换至不同位置的压紧支撑块、可快速更换至不同位置的定位销，实现了不同系列飞轮壳在加工时的定位点、支撑压紧点的快速换位，使得在不更换夹具主体部件的情况下，满足了不同系列飞轮壳的在加工中的快速切换需求。

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出品 ｜ 夹具侠