图1  飞轮壳

飞轮壳是发动机的一个关键部件，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。飞轮壳的生产线规划是生产制造的前提，本文介绍了飞轮壳生产线规划项目。

飞轮壳壳体具有复杂的结构，面对多品种、小批量和定单化的市场需求现状，为了实现高效、高柔性、高精度和低成本的飞轮壳加工，我公司规划了一条刚柔结合（专用设备与通用设备组合）的飞轮壳生产线。

产品结构特点和技术要求

飞轮壳形体复杂，具有较多孔系，壁薄，形似盆状(见图1)，其表面具有多处孔系加工及面加工，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。如：主要安装孔（止口、定位销孔）尺寸精度一般为IT8～IT9，表面粗糙度Ra1.6mm，相对位置精度IT7～IT8，主要装配面（发动机安装面、变速器安装面）平面度公差为0.1mm，表面粗糙度Ra3.2mm，主要安装孔与装配面垂直度为0.1mm。

新生产线规划前分析

我公司现有多种型号飞轮壳产品，主要应用在中型和重型卡车上，每个产品市场需求量从5000～40000件不等。随着卡车行业发展，预计未来年需求量在15万件左右，而现有飞轮壳生产线能力只有4.3万件，产能存在严重的缺口。而且，现有生产线工序集中、瓶颈工序节拍长，生产物流方式为叉车和平衡吊，物流路线长，设备可动率低。为了满足未来的市场需求，需要规划一条新的生产线。现有飞轮壳生产线基本情况见表1。

现有飞轮壳生产线主要是由立式数控车、立式加工中心和卧式加工中心组成的多品种混流生产线，其优点是柔性强，可以满足多品种混线生产。但设备为单轴加工，瓶颈工序导致生产线节拍长，生产效率低，产能不足，单件加工成本高。专机生产线可以实现多轴加工，生产效率高，生产能力大，单件加工成本低，但生产品种单一，不能满足多品种混流生产。综合分析比较我们推出了加工中心与专机结合的规划方案。

图2  生产线布局

新生产线规划

1．新生产线飞轮壳工艺流程见表2。

2．新生产线平面布局见图2。

新生产线按年产10万件飞轮壳进行规划，采用加工中心、专机和立式数控车组合布线；物流线采用动力滚道配备翻转机；零件采用智能化升降托盘从滚道移至夹具并一次安装定位；生产组织方式采用单个品种轮番生产，班制实行4班3运转，每班定员6人。

新生产线规划特点

1．生产形式

根据产品特殊特性，关键工序采用高精度柔性设备来保证，非关键工序适度采用专用机床，充分发挥加工中心和专用机床优势，实现了加工中心柔性化与专用机床高效率的统一，适应未来产品大批量和专业化的连续生产。

2．加工工艺流程

飞轮壳属于薄壁类零件，刚性差，粗加工后零件会显著变形。新工艺流程采用粗加工（外协）后再半精加工、精加工，消除了粗加工时零件自身内应力释放对加工精度的影响，提高产品加工质量。

3．消除瓶颈工序

生产线节拍均衡，无瓶颈工序，每道工序加工时间约为4.2min/件，设备可动率达到85％，大幅度提升了产能，零件单件加工成本降低了20％。

4．设备选型

关键工序采用高精度的双工位立式加工中心，其定位精度为0.005mm，重复定位精度0.002mm，机床主轴跳动小于0.005mm，主轴最高转速12000r/min，快移速度50m/min，换刀时间(刀─刀)2s。粗加工设备采用刚性强、转矩大的专用机床，各专机均采用自动送料、出料及自动装夹定位，根据不同产品可快速更换刀具，实现高效重切削加工。

5．夹具、刀具

夹具采用多点联动式保压夹具，同时运用防错技术，减少人为因素对质量的影响；刀具采用定时换刀管理系统，主要刀具采用高耐用度CBN材料，延长刀具耐用度，控制产品尺寸稳定性，实现高速切削。

结语

新的生产线综合考虑了各方面要素，提高了效率和质量，降低了成本，实现了最大程度的柔性。