维普资讯 http://www.cqvip.com 汽车发动机曲轴机械加工技术 美国、德国、日本等汽车工业发达国家都致力于开发绿色环保、高性能发动机， 发动机曲轴正面临着安全性和可靠性的严峻挑战，传统材料和制造工艺已无法满足其 功能要求，本文主要介绍曲轴机械ＮＴ的欧美型工艺方案和日本丰田型工艺方案。 ■ 机械工业第五设计研究院汤晓宇 目前，世界汽车工业发达国家 钢曲轴。排量在１．６ Ｌ以上的发动机 圆弧槽。采用国产斜切式端面外圆 对发动机曲轴的加工十分重视，并 也都采用钢质模锻曲轴。 不断改进曲轴加工工艺。随着中国 加入ＷＴＯ，国内曲轴生产厂家已经 意识到形势的紧迫性．为了提高产 磨床磨削前后外圆及端面。 （２）主轴颈和连杆轴颈的粗 ２曲轴的机械加工技术 加工采用进１３的新型外切铣床；精 目前，国内较陈ＩＥｌ的曲轴生产 加工则采用进口的新型双砂轮磨床 （既可磨主轴颈又可磨连杆轴颈， 品的整体竞争力，引进了为数不少 线多数由普通机床和专用机床组 的先进设备和技术，提高了曲轴的 成，生产效率和自动化程度相对较 这是江铃股份公司的独特之处）。 制造技术水平。 低。粗加工设备多采用多刀车床车 采用进口的滚压机床滚压主轴颈和 削曲轴主轴颈及连杆轴颈，工序的 连杆轴颈的圆弧槽。采用进口的抛 质量稳定性差，容易产生较大的内 光机抛光主轴颈和连杆轴颈。 （３）采用进口的数控机床加 １曲轴用材料 目前，车用发动机曲轴材质有 应力，难以达到合理的加工余量。 球墨铸铁和钢两类。由于球墨铸铁 一般精加工采用曲轴磨床，通常靠 工前后两端面上的孔系。采用进口 的切削性能良好，可获得较理想的 手工操作，加工质量不稳定，尺寸 的数控钻床加工轴颈上的直、斜油 结构形状，并且和钢质曲轴一样可 的一致性差。老式生产线的主要特 孔。采用进口的动平衡试验机对曲 以进行各种热处理和表面强化处理 点是普通设备多，一条生产线有 轴进行动平衡试验。 来提高曲轴的抗疲劳强度、硬度和 ３５－６０台设备，导致产品生产周期 以下是江铃股份公司发动机曲 耐磨性。球墨铸铁曲轴成本只有调 长、场地占用面积大，且完全是靠 轴的工艺方案。 质钢曲轴成本的１／３左右，所以球 多台设备分解工序和余量来提高生 墨铸铁曲轴在国内外得到了广泛应 产效率。 （１）关键部位加工工艺简述 主轴颈：车一磨一抛光。 连杆轴颈：外铣一磨一抛光。 用。据统计资料表明，车用发动机 随着贸易全球化的到来，各厂 曲轴采用球墨铸铁材料的比例：美 家已意识到形势的严峻性，纷纷进 国为９０％、英国为８５％、日本为 行技术改造，全力提升企业的竞争 止推面：精车。 油孔：钻一人工去毛刺一高 ６０％，此外德国、比利时等国家也 力，近年来引进了许多先进的曲轴 压清洗。 已经大批量采用球墨铸铁材料。国 加工设备和技术，其曲轴机械加工 内采用球墨铸铁曲轴的趋势则更加 工艺大体上可分为欧美型工艺方案 明显，８５％以上的中、小型功率的 和日本丰田型工艺方案。 前、后端：车一磨。 清洗：清洗２次，钻油孔后清洗 １次，最终清洗１次。 发动机曲轴均采用球墨铸铁材料。 就大功率车用柴油机曲轴而 ２．１欧美型工艺方案 （１）采用国产专用机床铣前后 最后对曲轴进行综合检测。 （２）加工工艺流程 言，锻钢曲轴具有较高的综合机械 两端面、钻中心孔。采用国产数控 铣两端面、钻中心孔一车后 性能。许多高强化的中高速大功率 车床粗精车前后端外圆、主轴颈上 端、２－５号主轴颈一车前端、１号主 四冲程柴油机都无一例外地采用锻 的止推面、主轴颈及连杆轴颈上的 轴颈及１－５号主轴颈沉割槽一外铣 ２００７年第６期 汽车－Ｆ艺与材料ＡＴ＆Ｍ ｌ ３５ 维普资讯 http://www.cqvip.com １—４号连杆轴颈及沉割槽一钻油孔一 序１道；齿轮检查工序１道；连杆轴 机床修正质量中，Ｃ＇ＦＬ。 清洗一主轴颈、连杆轴颈外圆淬火 颈检测工序１道；主轴颈和连杆轴颈 （２）采用内切铣床粗加工主轴 一磁粉探伤一滚压主轴颈、连杆轴 检测刻印工序１道；工件搬送工序７ 颈、连杆轴颈，采用车拉机床半精 颈圆角一前后端孔系加工一精车止 道。 加工主轴颈。采用多砂轮磨床半精 推面一磨主轴颈、连杆轴颈一磨法 （１）铣前后两端面、钻中心孔 磨和精磨主轴颈。采用单砂轮磨床 兰外圆及端面一磨前端外圆及端面 采用的设备形式和中国产的设备差 精磨连杆轴颈。采用砂带抛光机超 一动平衡去重一抛光主轴颈、连杆 不多，但有所不同的是所钻中心孔 精加工主轴颈和连杆轴颈。采用特 轴颈及油封外圆一磁粉探伤一清洗 为质量中心孔而不是几何中心孔， 化（滚压）专用机床精加工主轴颈和连 一曲轴综合检测 且在此工序完成后采用一台质量中 杆轴颈上的圆弧槽。 ２．２日本丰田型工艺方案 心孔基准平衡测定机进行曲轴动平 （３）采用单轴数控机床加工 曲轴加工全过程共４４道工序， 衡初步检测。采用双转塔数控车床 前、后两端面上的孔系和轴颈上的 采用各种设备５７台（套），机械手７ 粗、精车前后端外圆。主轴颈上的 直、斜油孔。采用动平衡试验机进 台。其中，切削加工工序２４道；高 止推面、主轴颈和连杆轴颈上的圆 行曲轴的动平衡试验。 频淬火工序１道；清洗工序３道；动 弧槽的粗加工采用单轴数控车床。 （４）在生产线上配有部分机械 平衡及修正工序各１道；压键工序１ 采用斜切式端面外圆磨床精加工前 手。 道；加热压入齿轮工序１道；质量中 后端外圆及端面。采用止推面磨床 （５】曲轴加工完毕并经最终清 心孔测定工序１道；油孔贯通检查工 精加工止推面。热处理后采用专用 洗后，配有特化专用机对主轴颈和 连杆轴颈的尺寸进行在线检测和刻 工序号 加工内容及设备型号、名称 印。 ０Ｐ１０ 铣端面、打中心孔、粗车法兰盘面及外圆、粗车前端 （６）采用品质跟踪记录系统记 采用设备为ＭＣ１６数控车削中心 录整个加工过程中的品质履历。 ＯＰ２０ 半精车法兰盘及沉割糟、前端及第１、２主轴颈 采用设备为ＤＲＺ２０—１＿８ｏ０数控车床 ２．３德国某公司柴油发动机曲轴机 ０Ｐ３０ 半精铣第３、４、５主轴颈及连杆轴颈 械加工工艺方案 采用设备为ＲＦＫ２０—２ ８００曲轴铣床 德国某公司柴油发动机曲轴机 ＯＰ４０ 钻斜油孔及倒角 采用设备为ＢＷ２ｏ０—２钴斜油孔及倒角机床 械加工工艺方案见表１。 ＯＰ５０ 真空清洗 采用设备为真空清洗机 ３结束语 ＯＰ６０ 圆角滚压、校直 采用设备为圃角滚压较直机 随着中国汽车产业的飞速发 磨法兰盘、前端、第一主轴颈、止推面 展，相应的新工艺、新装备、新材 ＯＰ７０ 采用设备为ＪＵＭＡＴ５０００／６０￣曲轴磨床 ． 料也不断地涌现，市场竞争也越来 磨其余主轴颈、连杆颈 采用设备为： 越激烈。高速、高效加工在曲轴制 ０Ｐ８０ ＪＵＭＡＴ５０００／６０数控曲轴磨床 造业已有相当程度的应用，并成为 ＪＵＭＡＴ６０００，】０数控曲轴磨床 主要发展方向，相信曲轴制造技术 ＪＵＭＡＴ５０００／ｌＯ数控曲轴磨床 ＯＰ９０ 加工法兰盘孔、法兰盘销孔、键槽、前端孔、轴承孔 在将来会有更新、更快的发展。圃 采用设备为ＭＣ１６数控车削中心 ＯＰｌＯＯ 动平衡 采用设备为ＫＨＫ２１一ＢＬ２动平衡去重机 ＯＰ１１０ 主轴颈及连杆轴颈抛光 采用设备为７２０／１＿ＮＣ３数控抛光机 ０Ｐ１２０ 最终清洗 采用设备为最终清洗机 ０Ｐ最终检测 １３０ 采用设备为曲轴综合检测机 ３６ ｌ汽车工艺与材料ＡＴ＆Ｍ ２００７年第６期
