曲軸工藝流程

引擎的主要旋轉機件，裝上連桿后，可承接連桿的上下(往復)運動變成循環(huán)(旋轉)運動?！　∈前l(fā)動機上的一個重要的機件，其材料是由碳素結構鋼或球墨鑄鐵制成的，有兩個重要部位：主軸頸，連桿頸，（還有其他）。主軸頸被安裝在缸體上，連桿頸與連桿大頭孔連接，連桿小頭孔與汽缸活塞連接，是一個典型的曲柄滑塊機構。曲軸的潤滑主要是指與搖臂間軸瓦的潤滑和兩頭固定點的潤滑． 這個一般都是壓力潤滑的，曲軸中間會有油道和各個軸瓦相通，發(fā)動機運轉以后靠機油泵提供壓力供油進行潤滑、降溫。發(fā)動機工作過程就是，活塞經過混合壓縮氣的燃爆，推動活塞做直線運動，并通過連桿將力傳給曲軸，由曲軸將直線運動轉變?yōu)樾D運動。曲軸的旋轉是發(fā)動機的動力源。也是整個船的源動力?！　∏S制造技術/工藝的進展　　1、球墨鑄鐵曲軸毛坯鑄造技術　　（1） 熔煉　　高溫低硫純凈鐵水的獲得是生產高質量球墨鑄鐵的關鍵。國內主要是以沖天爐為主的生產設備，鐵水未進行預脫硫處理；其次是高純生鐵少、焦炭質量差。目前已采用雙聯外加預脫硫的熔煉方法，采用沖天爐熔化鐵水，經爐外脫硫，然后在感應電爐中升溫并調整成分。目前，在國內鐵水成分的檢測已普遍采用真空直讀光譜儀來進行。　?。?） 造型　　氣流沖擊造型工藝明顯優(yōu)于粘土砂型工藝，可獲得高精度的曲軸鑄件，該工藝制作的砂型具有無反彈變形量等特點，這對于多拐曲軸尤為重要。目前，國內已有一些曲軸生產廠家從德國、意大利、西班牙等國引進氣流沖擊造型工藝，不過，引進整條生產線的只有極少數廠家，如文登天潤曲軸有限公司引進了德國KW鑄造生產線?！　?、鋼曲軸毛坯的鍛造技術　　近幾年來，國內已引進了一批先進的鍛造設備，但由于數量少，加之模具制造技術和其他一些設施跟不上，使一部分先進設備未發(fā)揮應有的作用。從總體上來講，需改造和更新的陳舊的普通鍛造設備多，同時，落后的工藝和設備仍占據主導地位，先進技術有所應用但還不普遍。　　3、機械加工技術　　目前國內曲軸生產線多數由普通機床和專用機床組成，生產效率和自動化程度相對較低。粗加工設備多采用多刀車床車削曲軸主軸頸及拐頸，工序的質量穩(wěn)定性差，容易產生較大的內應力，難以達到合理的加工余量。一般精加工采用MQ8260等曲軸磨床粗磨-半精磨-精磨-拋光，通?？渴止げ僮?，加工質量不穩(wěn)定?！　‰S著貿易全球化的到來，各廠家已意識到了形勢的嚴峻性，紛紛進行技術改造，全力提升企業(yè)的競爭力，近年來引進了許多先進設備和技術，進展速度很快。就目前狀況來講，這些設備和技術基本依賴進口。下面就哈爾濱東安動力、一汽大柴、文登天潤曲軸、濱州海得曲軸等公司的情況作以介紹。　　哈爾濱東安集團曲軸生產線為全自動柔性流水生產線，粗加工生產線由德國的專機自動線（LINDENMAIER）、數控車-車拉、數控高速隨動外銑（BOEHRINGER）、圓角滾壓機（HEGENSCHEIDT-MFD）和止推面車滾專機、淬火機（EMA）等組成；精加工生產線由日本的數控高速CBN磨床（TOYODA）、動平衡機、拋光機（IMPCO-NACHI）、檢測機、清洗機等組成。連桿軸頸加工則采用了數控高速隨動加工技術，全線采用高速CBN砂輪磨削技術，磨削線速度達到120m/s?！　∥牡翘鞚櫱S通過引進德、美、意等發(fā)達國家的先進設備，組建了具有當今國際先進水平的大型曲軸生產基地，由CBN磨床、HAAS立式和臥式加工中心、意大利SAIMP磨床、德國HELLER曲軸內銑床和SA－FINA拋光機等設備組成的機加工生產線已經開始大批量生產?！　∫黄蟛袂S生產線粗、精加工工序位于不同的車間，從而保證了精加工車間的清潔。粗加工有曲軸質量定心機、數控內銑床等設備，精加工設備由英國LANDIS、日本TOYADA數控曲軸磨床等進口先進設備組成?！　I州海得曲軸經過技術改造，組建了數控曲軸機加工生產線，粗加工設備由數控車床、數控曲軸銑床等設備組成，精加工設備由數控磨床、數控砂帶拋光機、滾磨光整機等設備組成，近期準備購進日本TOYADA工機數控磨床等關鍵設備，檢驗設備有美國ADCOLE曲軸三坐標測量機（見圖3）、粗糙度儀等組成。值得一提的是，海得曲軸公司在全國專業(yè)曲軸生產廠家中率先應用了球墨鑄鐵曲軸圓角滾壓和滾磨光整新技術，取得了良好的經濟效益和社會效益?！　∵|寧鴻發(fā)曲軸生產線經過技術改造后，主要由三臺數控車床（進口VT36、CAK6163、CAK6150）、兩臺數控內銑（S1-305B）為主的粗加工設備；七臺數控曲軸磨床（1臺進口CBN砂輪3L1、2臺H197B、4臺H229B）和熒光磁粉探傷機等精加工設備；去應力采用8臺井爐，氮化處理采用7臺離子氮化爐，淬火熱處理采用法國進口EFD公司生產的CIHM12全自動淬火機床和推桿式回火爐。同時由美國進口的曲軸綜合測量儀可以對曲軸進行全尺寸檢驗，產品質量得到了可靠的保障，同時具備了三條生產線同時加工的生產能力?！　】梢钥闯?，發(fā)動機曲軸制造技術進展最為迅速的是機械加工裝備，比較典型的加工工藝是銑削和磨削。下面簡要介紹GF70M-T曲軸磨床和VDF 315 OM-4高速隨動外銑床，其先進程度可見一斑：　　GF70M-T曲軸磨床是日本TOYADA工機開發(fā)生產的專用曲軸磨床，是為了滿足多品種、低成本、高精度、大批量生產需要而設計的數控曲軸磨床。該磨床應用工件回轉和砂輪進給伺服聯動控制技術，可以一次裝夾而不改變曲軸回轉中心即可完成所有軸頸的磨削，包括隨動跟蹤磨削連桿軸頸；采用靜壓主軸、靜壓導軌、靜壓進給絲杠（砂輪頭架）和線性光柵閉環(huán)控制，使用TOYADA工機生產的GC50 CNC控制系統，磨削軸頸圓度精度可達到0.002mm；采用CBN砂輪，磨削線速度高達120m/s，配雙砂輪頭架，磨削效率極高。　　VDF 315 OM-4高速隨動外銑床是德國BOEHRINGER公司專為汽車發(fā)動機曲軸設計制造的柔性數控銑床，該設備應用工件回轉和銑刀進給伺服連動控制技術，可以一次裝夾不改變曲軸回轉中心隨動跟蹤銑削曲軸的連桿軸頸。VDF 315 OM-4高速隨動外銑采用一體化復合材料結構床身，工件兩端電子同步旋轉驅動，具有干式切削、加工精度高、切削效率高等特點；使用SIEMENS 840D CNC控制系統，設備操作說明書在人機界面上，通過輸入零件的基本參數即可自動生成加工程序，可以加工長度450～700mm、回轉直徑在380mm以內的各種曲軸，連桿軸頸直徑誤差為±0.02mm?！　?、熱處理和表面強化處理技術　　曲軸的熱處理關鍵技術是表面強化處理。球墨鑄鐵曲軸一般均采用正火處理，為表面處理做好組織準備，表面強化處理一般采用感應淬火或氮化工藝。鍛鋼曲軸則采用軸頸與圓角淬火工藝。引進的設備有AEG全自動曲軸淬火機床、EMA淬火機床等?！　赓Y料介紹，球墨鑄鐵曲軸采用圓角滾壓工藝與離子氮化結合使用進行復合強化，可使整條曲軸的抗疲勞強度提高130%以上。國內部分廠家近幾年也進行了這方面的實踐，取得了良好的效果?！　∏S圓角滾壓加工方面，德國赫根塞特（HEGENSCHEIDT-MFD AUTOMATIC）生產的機床應用了變壓力滾壓和矯正專利技術，是比較好的圓角滾壓設備，但價格昂貴。目前國內在這方面的研究也有了一定的成果，東風汽車有限公司工藝研究所的“曲軸圓角滾壓強化與滾壓校直技術研究開發(fā)及應用”解決了國內企業(yè)化巨資引進國外技術的問題，該課題獲得了原國家機械工業(yè)局科技進步二等獎?！　∏S制造技術的發(fā)展趨勢　　1、鑄造技術　?。?）熔煉　　對于高牌號鑄鐵的熔化，將采用大容量中頻爐進行熔煉或變頻中頻爐熔煉，并采用直讀光譜儀檢測鐵水成分。球墨鑄鐵處理采用轉包，研制新品種球化劑，采用隨流孕育、型內孕育及復合孕育等先進孕育方法。熔化過程的各參數實現微機控制和屏幕顯示。　?。?）造型　　消失模鑄造將得到發(fā)展和推廣。在砂型鑄造中，無箱射壓造型和擠壓造型將受到重視并繼續(xù)在新建廠或改建廠中推廣應用。原有的高壓造型線將繼續(xù)使用，其中部分關鍵元件將得到改進，實現自動組芯和下芯?！　?、鍛造技術　　以熱模鍛壓力機、電液錘為主機的自動線是鍛造曲軸生產的發(fā)展方向，這些生產線將普遍采用精密剪切下料、輥鍛（楔橫軋）制坯、中頻感應加熱、精整液壓機精壓等先進工藝，同時配有機械手、輸送帶、帶回轉臺的換模裝置等輔機，形成柔性制造系統（FMS）。通過FMS可自動更換工件和模具以及自動進行參數調節(jié)，在工作過程中不斷測量。顯示和記錄鍛件厚度和最大壓力等數據并與定值比較，選擇最佳變形量以獲得優(yōu)質產品。由中央控制室監(jiān)控整個系統，實現無人化操作?！　?、機械加工技術　　曲軸粗加工將廣泛采用數控車床、數控內銑床、數控車拉床等先進設備對主軸頸、連桿軸頸進行數控車削、內銑削、車-拉削加工，以有效減少曲軸加工的變形量。曲軸精加工將廣泛采用CNC控制的曲軸磨床對其軸頸進行精磨加工。此種磨床將配備砂輪自動動平衡裝置、中心架自動跟蹤裝置、自動測量、自動補償裝置、砂輪自動修整、恒線速度等功能要求，以保證磨削質量的穩(wěn)定。高精設備依賴進口的現狀，估計短期內不會改變。　　4、熱處理技術和表面強化技術　?。?）曲軸中頻感應淬火　　曲軸中頻感應淬火將采用微機監(jiān)控閉環(huán)中頻感應加熱裝置，具有效率高、質量穩(wěn)定、運行可控等特點?！　。?）曲軸軟氮化　　對于大批量生產的曲軸來說，為了提高產品質量，今后將采用微機控制的氮基氣氛氣體軟氮化生產線。氮基氣氛氣體軟氮化生產線由前清洗機（清洗干燥）、預熱爐、軟氮化爐、冷卻油槽、后清洗機（清洗干燥）、控制系統及制氣配氣等系統組成?！　。?）曲軸表面強化技術　　球墨鑄鐵曲軸圓角滾壓強化將廣泛應用于曲軸加工中，另外，圓角滾壓強化加軸頸表面淬火等復合強化工藝也將大量應用于曲軸加工中，鍛鋼曲軸強化方式將會更多地采用軸頸加圓角淬火處理。　　曲軸止推面磨削燒傷工藝分析　　在磨削淬火鋼曲軸止推面時，可能產生以下3種燒傷：　　1.回火燒傷　　如果磨削區(qū)的溫度未超過淬火鋼的相變溫度，但已超過馬氏體的轉變溫度，止推面表層金屬的回火馬氏體組織將轉變成硬度較低的回火組織（索氏體或托氏體），這種燒傷稱為回火燒傷?！　?.淬火燒傷　　如果磨削區(qū)溫度超過了相變溫度，再加上冷卻液的急冷作用，表層金屬發(fā)生二次淬火，使表層金屬出現二次淬火馬氏體組織，其硬度比原來的回火馬氏體的高，在它的下層，因冷卻較慢，出現了硬度比原先的回火馬氏體低的回火組織（索氏體或托氏體），這種燒傷稱為淬火燒傷?！　?.退火燒傷　　如果磨削區(qū)溫度超過了相變溫度，而磨削區(qū)域又無冷卻液進入，表層金屬將產生退火組織，表面硬度將急劇下降，這種燒傷稱為退火燒傷。在曲軸成形磨削中，多屬于此種燒傷?！　「纳颇ハ鳠齻耐緩健　∧ハ鳠崾窃斐赡ハ鳠齻母?，故改善磨削燒傷有兩個途徑：一是盡可能地減少磨削熱的產生；二是改善冷卻條件，盡量使產生的熱量少傳入工件?！　?.有沉割槽的曲軸止推軸頸　　在圖1中，曲軸止推軸頸有較深的沉割槽，而沉割槽已在以前工序加工好，在磨削時不用磨削沉割槽，只需磨削止推軸頸和兩個止推面。在這種情況下，即使是使用成形砂輪磨削，只要使用強力冷卻、合理的磨削余量和選擇好砂輪參數，一般情況下可以避免磨削燒傷缺陷的出現。在使用窄砂輪磨削止推軸頸時，可采用的方案是：調整程序和砂輪的角度磨削，使砂輪從軸頸的右側以斜切方式進入，磨削至要求尺寸，再快速沿原角度方向斜退出；使砂輪從軸頸的左側以斜切方式進入，磨削至要求尺寸，再快速沿原角度方向斜退出；使砂輪從軸頸的中間快速切入磨削至要求尺寸，再快速退出。在上述磨削時，要應用強力冷卻。至此，止推軸頸及兩側面磨削完畢?！　?.無沉割槽的曲軸止推軸頸　　圖2所示曲軸止推軸頸無沉割槽，在磨削時需磨削止推軸頸和兩個止推面，另外還有兩個成形圓角。在這種情況下，即使是使用窄砂輪磨削，使用強力冷卻，也很難避免磨削燒傷缺陷的出現。下面分兩種磨削方式來分述解決方案：　?。?）成形磨削。在成形磨削中，其產生燒傷的主要原因是磨削熱的大量積累和冷卻液無法進入而造成的退火燒傷，退火燒傷造成曲軸止推面硬度下降，表層產生退火組織，止推面的耐磨性變差，嚴重影響發(fā)動機的運行穩(wěn)定性。根據其造成燒傷的主要因素，我們分別從3個方面入手：選擇合適的砂輪、選擇合理的磨削余量和改善冷卻條件?！　、龠x擇合適的砂輪。淬火鋼曲軸止推面硬度高、面積大，砂粒易磨鈍。為了避免砂粒磨鈍而產生大量磨削熱，砂輪硬度宜選軟些，以便磨鈍的砂粒及時脫落，保持砂輪的自銳性。組織較軟的砂輪氣孔多，其中可以容納切屑，避免砂輪堵塞，又可將冷卻液或空氣帶入磨削區(qū)域，從而使磨削區(qū)域溫度降低。　　在保證曲軸止推面粗糙度要求的前提下，宜選擇較粗粒度的砂輪，以達到較高的去除比率；另外，砂輪必須精細地平衡，以便砂輪工作時處于良好的平衡狀態(tài)；砂輪必須及時修整以保持其鋒利；影響砂輪修整頻次的因素很多，包括被磨材料的純度和類型、冷卻液的凈度等；修整砂輪的金剛石支座必須牢固，若金剛石表面上有0.5～0.6mm的磨損量，標志金剛石已磨鈍了，應及時更換；嚴格控制砂輪傳動系統及砂輪心軸的間隙；砂輪傳動帶松緊調整合適。　?、谶x擇合理的磨削余量和磨削參數。在生產實踐中，常以提高工件速度，減少徑向進給量來減少工件表面燒傷和裂紋。有一種經驗為0.1mm磨削法，即在最后加工的0.1mm余量中，逐漸減少進給量，可以去掉前兩次磨削行程中產生的表面損傷層，以減少磨削燒傷。　　根據以上理論，我們在生產實踐中采用曲軸止推軸頸多工序磨削，分為粗磨、半精磨和靜磨等工序。經過多工序磨削后，曲軸止推軸頸直徑余量為0.15～0.25mm，止推面單邊余量為0.04～0.07mm，成形磨削再配以強力冷卻等措施，可有效避免燒傷缺陷的產生。值得一提的是，選擇合理的磨削余量，還可以防止止推面出現喇叭口形狀（因防止燒傷，一般選擇較軟的砂輪，余量太大，磨粒脫落較塊，容易出現錐面）。　?、鄹纳评鋮s條件，實施強力冷卻。冷卻液必須有效充分，冷卻液必須噴到磨削區(qū)域；流量一般為40～45L/min，以實現充分冷卻；壓力一般為0.8～1.2N/mm2，以沖去粘在砂輪上的切屑；保持冷卻液的純凈，妥善地過濾，以清除冷卻液的切屑、磨粒等臟物；冷卻液的容器要足夠大，以免摻入過多的氣體或泡沫；防止冷卻液的溫度急劇升高或降低，一般控制冷卻系統的容積和工作間的室溫，就足以控制冷卻液的溫度，然而在特殊儲況下應當使用散熱器。　?。?）窄砂輪磨削（砂輪寬度低于止推軸頸檔寬尺寸）。在使用窄砂輪磨削中，成形磨削采用的防燒傷措施均可應用于此種方法的磨削，只不過窄砂輪磨削在砂輪進給方式上可有更多的選擇。一種是徑向切入法磨削，此種磨削如調整不當可造成前文所述的喇叭口形狀；另一種是斜切方式磨削，第一步，使砂輪從軸頸的右側以斜切方式進入，磨削至要求尺寸，再快速沿原角度方向斜退出；第二步，使砂輪從軸頸的左側以斜切方式進入，磨削至要求尺寸，再快速沿原角度方向斜退出；第三步，使砂輪從軸頸的中間快速切入磨削至要求尺寸，再快速推出。其工序磨削余量和冷卻方式與成形磨削采用一致的參數。

曲軸的工藝流程

鑄造曲軸與鍛造曲軸的區(qū)別和優(yōu)勢：頭條萊垍

1.原理不同垍頭條萊

鑄造曲軸:主要是以沖天爐為主的生產設備,鐵水未進行預脫硫處理;其次是高純生鐵少、焦炭質量差。采用沖天爐熔化鐵水,經爐外脫硫。萊垍頭條

鍛造曲軸:以熱模鍛壓力機、電液錘為主機的自動線是鍛造曲軸生產的發(fā)展方向,這些生產線將普遍采用。垍頭條萊

2.工藝特點不同萊垍頭條

鑄造曲軸:該工藝制作的砂型具有無反彈變形量等特點。萊垍頭條

曲軸工藝流程精加工工藝流程

20世紀70年代以前，發(fā)動機曲軸粗加工采用的加工方式是多刀車床車削曲軸主軸頸和連桿軸頸。采用這種方式加工精度較低、柔性很差、工序質量穩(wěn)定性低，且容易產生較大的內部應力，難以達到合理的加工余量。在粗加工后一般需要進行去應力回火處理，釋放應力。因此粗加工需要給后續(xù)精加工工序留較大的加工余量，以去除彎曲變形量。曲軸精加工采用的是普通磨削工藝，一般采用MQ8260曲軸磨床粗磨-半精磨-精磨-拋光。通?？渴止げ僮鳎庸べ|量不穩(wěn)定，廢品率較高。

20世紀70年代到80年代左右，曲軸粗加工采用CNC車削、CNC外銑加工，加工狀況有所改善。精加工仍以普通磨床磨削工藝為主。

20世紀80年中期又出現了CNC內銑工藝，CNC內銑加工性能指標要高于CNC外銑加工，尤其是對于鍛鋼曲軸，內銑更有利于斷屑。精加工工藝多采用半自動曲軸磨床，頭架和尾座同步傳動，加工精度有一定的提高。

1985年到1990年左右開發(fā)出了曲軸車拉、車－車拉工藝，該工藝具有精度高、效率高等優(yōu)點，特別適合于平衡塊側面不需要加工且軸頸有沉割槽(包括軸向沉割槽)的曲軸，加工后曲軸可直接進行精磨，省去粗磨工序。曲軸精加工已少量采用數控磨床磨削工藝，尺寸的一致性得到改善。

20世紀90年代中期又開發(fā)出CNC高速外銑，它對平衡塊側面需要加工的曲軸，比CNC車削、CNC內銑、車－車拉的生產效率還要高。另外，CNC車－車拉工藝加工連桿軸頸要二道工序，CNC高速外銑只要一道工序就能完成，具有以下優(yōu)點：切削速度高(可高達350m/min)、切削時間較短、工序循環(huán)時間較短、切削力較小、工件溫升較低、刀具壽命高、換刀次數少、加工精度更高、柔性更好。所以CNC高速外銑將是曲軸主軸頸和連桿軸頸粗加工的發(fā)展方向。精加工使用數控磨床，采用靜壓主軸、靜壓導軌、靜壓進給絲杠(砂輪頭架)和線性光柵閉環(huán)控制等控制裝置，使各尺寸公差及形位公差得到可靠的保證，精加工還廣泛使用數控砂帶拋光機進行超精加工，經超精加工后的曲軸軸頸表面粗糙度至少提高一級精度。

20世紀90年代開發(fā)的CBN高速磨削。英國LANDIS公司生產的曲軸磨床，磨削速度高達120m/s，用扒皮法一次裝夾從毛坯到精磨完畢，耗時僅幾分鐘的時間。這將會出現以磨代替其它粗加工工藝的新局面。

進入21世紀以后，復合加工工藝已進入曲軸制造業(yè)中。復合機床應具有工序集成功能，多種加工集成功能。奧地利WFL公司生產的臥式車銑復合加工中心(圖3為M40G型)能在曲軸硬化前“一次裝夾，全部加工”，加工后的曲軸可直接轉入精加工工序；曲軸精加工方面，也出現了工序集成的CBN數控磨床，即一次裝夾磨削全部曲軸主軸頸和連桿軸頸(擺動跟蹤磨削)。

由以上演變可以看出，曲軸的加工工藝正向著高速、高效、復合化方向發(fā)展。目前較為流行的粗加工工藝是主軸頸采用車－車拉工藝和高速外銑，連桿頸采用高速隨動外銑，全部采用干式切削；精加工采用數控磨床加工，具有自動進給、自動修正砂輪、尺寸和圓度自動補償、自動分度和兩端電子同步驅動等功能。主軸頸和連桿頸可一次裝夾全部磨削完畢；超精加工采用數控砂帶拋光機，帶尺寸控制裝置。

典型曲軸加工先進裝備性能簡介 CNC高速隨動外銑：現介紹一款型號為VDF315OM-4的高速隨動外銑床的性能。該機床是德國BOEHRINGER公司專為汽車發(fā)動機曲軸設計制造的柔性數控銑床，該設備應用工件回轉和銑刀進給伺服連動控制技術，可以一次裝夾不改變曲軸回轉中心隨動跟蹤銑削曲軸的連桿軸頸。采用一體化復合材料結構床身，工件兩端電子同步旋轉驅動，具有干式切削、加工精度高、切削效率高等特點；使用SIEMENS840DCNC控制系統，設備操作說明書在人機界面上，通過輸入零件的基本參數即可自動生成加工程序，可以加工長度450～700mm、回轉直徑在380mm以內的各種曲軸，連桿軸頸直徑誤差為±0.02mm。

CNC車-車拉機床：該設備一次設定能完成所有同心圓的車削，并在同一臺機床上完成車—車拉(車側端面)加工，加工效率高，通過使用特殊卡盤和刀具系統還能實現柔性加工，且機床保養(yǎng)簡便維護成本也較低，特別適用于平衡塊側面不需加工、軸頸有沉割槽的曲軸。其中拉削工藝可用高效的梳刀(圖5)車削工藝代替，梳刀加工通常放到該工序的最后工步，通過微量的徑向進給和縱向車削實現高速精加工。

曲軸止推面車滾專機：該設備用于對曲軸止推面精車滾壓加工，并具有以下技術特點：滾壓拋光止推面并在線測量、滾壓拋光代替磨削加工、可同時進行車削加工、在刀盤上裝有滾壓拋光裝置、可獲得更高精度。目前性能較好的設備有德國赫根塞特(HEGENSCHEID)公司的曲軸止推面車滾專機等。

CNC曲軸磨床：以德國埃爾溫勇克機器制造有限公司(JUNKER)的擺動跟蹤系列磨床為例，該設備采用了用于高速加工的CBN砂輪和使用油冷卻曲軸的組合，適用于加工汽車發(fā)動機曲軸，質量可靠。主要性能有：在加工過程中檢測并修正軸頸圓度和尺寸；帶有“學習功能”的控制系統，附加對圓度偏差和干擾量的自動補償，可進行補償的干擾量是：溫度，機械及動力影響，磨削余量的變化，材料以及金相結構的變化，砂輪的可切削性，機床的磨損狀況；磨削主軸頸和連桿軸頸一次裝夾，理論上的偏差為零；切入式磨削及擺動式磨削；對“敏感工件”的支撐，在主軸上采用自動對中心的三點式中心架；CNC控制的冷卻劑供給保障了磨削區(qū)域的持久用量；采用靜壓圓型導軌，無爬行現象，確保持久的高精確度(X軸導軌，進給絲杠，止推軸承)；減震抗扭轉床身，使用礦物的合成材料澆注而成，具有良好的吸震抗彎功能；砂輪軸適用于高達140m/s的磨削。

從以上所介紹的幾種先進設備可以看出一個共同點，就是高速高效柔性化，適合于當今產品多品種、小批量的發(fā)展趨勢。由于曲軸加工不同于普通機械加工，許多工序必須使用專用刀具，如上面介紹的內銑、車－車拉和高速外銑，所使用的都是專用刀具，這些刀具的刀體制造復雜，價格也比較昂貴。如果產品變型要牽涉曲軸結構的變化，就導致必須使用新的刀體來加工曲軸，這就會影響產品開發(fā)周期和制造成本，最終導致產品缺乏競爭力。現在瓦爾特等刀具制造商已開發(fā)出柔性化的曲軸制造專用刀具—模塊化刀具。大大縮短了產品開發(fā)周期，降低了制造成本。

曲軸敏捷柔性生產線(AFTL)方案探討 目前國內轎車曲軸生產線多為高速柔性生產線FTL(FlexibleTransferLine)，這種生產線的特點是不僅可以加工同系列曲軸，而且還可加工變型產品、換代產品和新產品，真正具備柔性意義。為進一步提高高速柔性生產線的生產效率，更快的適應巿場，FTL下一步發(fā)展是敏捷柔性生產線AFTL(AgileFlexibleTransferLine)。其主要目的是：

滿足巿場變化的需求。不但滿足當前產品的要求，還應考虙未來巿場需求。

滿足生產方式的需求。能滿足現代發(fā)動機“多品種、大中批量、高效率、低成本”的生產需求。

符合“精益生產”的原則。杜絕浪費，用最少投資、最大回報謀取利潤。

由于發(fā)動機曲軸自身結構的特殊性，筆者認為曲軸AFTL應具備以下特點：由高速加工中心和高效專用機床(含少量組合機床)組成。按工藝流程排列機床并由自動輸送裝置連接，采用柔性夾具和高效專用刀具生產。為防止關鍵工序設備故障造成全線停產，可增設平行設備增補，亦能滿足大批量生產的需要。以下是其工藝流程(僅金屬加工部分)：

銑端面、定總長、鉆質量中心孔、車大小端外圓→銑主軸頸及軸肩→銑連桿頸及軸肩→車拉主軸頸及沉槽→車拉連桿頸及沉槽→槍鉆油孔→清洗→圓角滾壓→法蘭鉆孔攻絲→精磨主軸頸(CBN)→精磨連桿頸(CBN)→斜切磨小端→斜切磨法蘭端→車滾止推面、銑鍵槽→動平衡→砂帶拋光主軸、連桿及法蘭外徑→清洗、冷卻→檢測分類。

對上述工藝流程有幾個問題探討如下： 曲軸質量中心孔和幾何中心孔的選用。

毛坯質量好，加工余量小且加工余量分布均勻。這時曲軸的質量中心孔與幾何中心孔基本重合，則不必花費較高的經費購置質量定心設備而直接鉆幾何中心孔。,li>毛坯質量較差，加工余量大且加工余量分布不均勻，要優(yōu)先選用質量中心孔。因初始不平衡量較大，如果鉆幾何中心孔，質量分布不均勻，轉動慣量較大，損壞后續(xù)加工設備精度。再者，采用幾何中心孔，在進行動平衡時，初始不平衡量可能超出平衡機要求而無法平衡。在這種情況下應優(yōu)先選用質量定心機。

曲軸粗加工機床的合理選用 選用原則 先進的金屬加工設備在曲軸制造中的重要性毋庸置疑，它能夠可靠地保證尺寸精度和一致性，適應生產節(jié)拍的要求，提高整體工藝水平。但不能采取“拿來主義”，也并不是設備越先進越好，應符合以下三個原則：1)符合工藝性原則，結合產品結構，能滿足尺寸精度和一致性的要求。2)符合經濟性原則，采用招標的形式降低成本。3)符合設備管理和維修性原則，考察設備生產商售后服務質量，設備易損件是否能夠隨時采購等。

合理組合 國內曲軸制造企業(yè)對引進設備存在一些誤區(qū)，比如認為設備越先進、昂貴越好。其實如果使用不當，先進設備起不到應有的作用，造成浪費。下面以CNC高速外銑、CNC內銑、CNC車-車拉的合理組合為例來介紹。

曲軸平衡塊側面需加工，主軸頸加工應優(yōu)先選用CNC內銑或CNC高速外銑，連桿頸的加工用CNC高速外銑。如果毛坯是鍛鋼毛坯，CNC內銑更有利于斷屑。不宜采用CNC車-車拉，由于平衡塊側面是斷續(xù)車削，曲軸轉速又很高(約1000r/m)，崩刀現象很嚴重。

曲軸平衡塊側面不需加工，主軸頸加工選用CNC車-車拉比較合理，加工精度高。由于連桿頸軸線不在一條中心線上，如六拐曲軸，用車-車拉加工就有一些麻煩，CNC高速外銑就比較合理。

軸頸有沉割槽的曲軸，此時CNC車-車拉體現出其優(yōu)越性，若軸向有沉割槽，CNC高速外銑和CNC內銑不能加工，而車-車拉能加工。

以上設備應采用獨立雙刀盤、模塊化刀具系統等實現柔性化加工。

曲軸圓角滾壓強化 曲軸的圓角滾壓強化，主要是為了提高曲軸的疲勞強度。據統計資料表明，球鐵曲軸經圓角滾壓后壽命可提高120-230%；鍛鋼曲軸經圓角滾壓后壽命可提高70-130%。因此這種強化手段受到各曲軸生產廠家的高度重視。目前國外轎車曲軸幾乎全部采用滾壓強化工藝。采用這種設備應注意柔性化，以適應不同產品的加工。

曲軸砂帶拋光 采用砂帶拋光可同時拋光主軸頸、連桿頸、法蘭、圓角及至推面，由曲軸軸向竄動實現圓角及止推面的拋光。拋光后的表面粗糙度至少提高一級精度以上。為實現曲軸多品種、變型產品的加工，可采用獨立拋光頭、分多工步加工實現柔性化。

曲軸的清洗 曲軸通常采用二次清洗，第一次清洗安排在槍鉆油孔之后，去除油孔內的鐵屑和曲軸表面的潤滑油，為下道工序提供清潔的半成品。第二次清洗安排在砂帶拋光之后，選用定點定位專用清洗機對油孔、法蘭螺孔等用專用噴嘴清洗。

曲軸的精加工 曲軸精磨主軸頸和精磨連桿頸工序應選用單砂輪、獨立雙砂輪CBN數控磨床，不易選用多砂輪一體化磨床，雖效率高，但不能適應多品種柔性化需要。

曲軸工藝流程圖片

4h曲軸采用的表面強化工藝是：中高頻淬火強化。

高頻淬火是利用高頻電流快速加熱工件表面并實施迅速淬火的金屬熱處理工藝,將快速加熱與淬火冷卻相結合,只對距工件表面一定深度的部位進行強化,工件中央部位基本上保持處理前的組織和性能,從而獲得高強度,良好耐磨損性及高韌性的綜合性能。

曲軸工藝流程圖解

曲軸是引擎的主要旋轉機件，裝上連桿后，可承接連桿的上下(往復)運動變成循環(huán)(旋轉)運動。

它是發(fā)動機上的一個重要的機件，其材料是由碳素結構鋼或球墨鑄鐵制成的，有兩個重要部位：主軸頸，連桿頸(還有其他)。主軸頸被安裝在缸體上，連桿頸與連桿大頭孔連接，連桿小頭孔與汽缸活塞連接，是一個典型的曲柄滑塊機構。

曲軸的潤滑主要是指與連桿大頭軸瓦與曲軸連桿頸的潤滑和兩頭固定點的潤滑，曲軸的旋轉是發(fā)動機的動力源，也是整個機械系統的源動力。

曲軸工藝過程

有以下幾個：

1、曲軸中頻感應淬火。

曲軸中頻感應淬火將采用微機監(jiān)控閉環(huán)中頻感應加熱裝置，具有效率高、質量穩(wěn)定、運行可控等特點。

2、曲軸軟氮化

對于大批量生產的曲軸來說，為了提高產品質量，今后將采用微機控制的氮基氣氛氣體軟氮化生產線。氮基氣氛氣體軟氮化生產線由前清洗機（清洗干燥）、預熱爐、軟氮化爐、冷卻油槽、后清洗機（清洗干燥）、控制系統及制氣配氣等系統組成。

3、曲軸表面強化技術

球墨鑄鐵曲軸圓角滾壓強化將廣泛應用于曲軸加工中，另外，圓角滾壓強化加軸頸表面淬火等復合強化工藝也將大量應用于曲軸加工中，鍛鋼曲軸強化方式將會更多地采用軸頸加圓角淬火處理。

曲軸工藝流程及夾具說明書

需要兩個專用工具，一般4S店都有的1. 曲軸定位螺栓。在缸體前端靠近油底殼的地方有一個螺孔，將該專用螺栓擰進去，盤動曲軸，直到平衡塊和螺栓尾部接觸，此時發(fā)動機在第一缸上止點。2. 凸輪軸定位夾具。將兩個凸輪軸鏈輪松開，但不要拆下，拆下凸輪軸后端蓋，調節(jié)凸輪軸位置，使得該夾具能正常安裝，此時凸輪軸位置是第一缸點火上止點。上面兩步做好后，然后將鏈條裝上去，然后松鏈條張緊器，使鏈條張緊，然后再擰緊凸輪軸鏈輪。對正時結束

曲軸工藝流程表

1、 零件準備及陪送工藝流程 零部件、拆包、清洗、送裝配線 2、 發(fā)動機部件裝配工藝流程 缸蓋：壓裝氣門油封》裝進排門》裝氣門鎖夾》裝搖臂總成》裝進排歧管》送總裝。 缸體：打發(fā)動機號》拆下連桿蓋》裝曲軸》擰緊主軸承蓋螺栓》送總裝。 3、 發(fā)動機總裝工藝流程： 機體上線》翻轉》涂膠、裝后端蓋》裝活塞連桿》翻轉》擰緊連桿螺栓》裝機油泵、水泵》裝飛輪》裝離合器總成》測定曲軸驅動力矩》裝油底殼》裝汽缸蓋》裝機油濾清器、發(fā)電機》裝凸輪軸》裝變速箱》裝啟動電機》總成泄露試驗》送試驗。 4、 出廠檢驗

變速器結構原理

曲軸工藝流程合理性

優(yōu)點：主要是以沖天爐為主的生產設備,鐵水未進行預脫硫處理;其次是高純生鐵少、采用沖天爐熔化鐵水,經爐外脫硫。以熱模鍛壓力機、電液錘為主機的自動線是鍛造曲軸生產的發(fā)展方向,這些生產線將普遍采用，該工藝制作的砂型具有無反彈變形量等特點。

缺點：比較貴

曲軸生產工藝流程

汽車發(fā)動機裝配流水線工藝流程全程如下：

　　1、缸體底面朝下，缸體、曲軸、凸輪軸投料、清洗、吹風、柴油機型號、標號打印。

　　2、缸體翻轉180°后，打號確認。

　　3、缸體翻轉后缸體底面朝上。

　　4、松瓦蓋、卸瓦蓋、安裝上下軸瓦片、安裝活塞冷卻噴嘴、插入凸輪軸打入鍵、安裝凸輪軸止推片、吊放曲軸、打入鍵。

　　5、打入前端銷、打入前端主油道碗型塞、安裝前端雙頭螺栓、裝右端絲堵、安裝主軸承蓋及曲軸止推片并擰緊。

　　6、打入后端銷，打入后端主油道碗型塞、裝后油封座、裝機油泵、裝齒輪冷卻噴嘴（安裝增壓器回油接頭）。

　　7、缸孔涂油、裝入活塞、裝連桿蓋、擰緊連桿螺栓、內裝件檢查。

　　8、安裝柴油機前端板、安裝凸輪軸齒輪、安裝惰輪軸、惰輪、安裝曲軸齒輪、安裝前蓋板（包括前蓋板涂膠）。

　　9、安裝機濾器總成、油底殼涂膠、安裝油底殼并擰緊。

　　10、內裝件確認、安裝油尺套管、安裝減振器、安裝挺柱、柴油機型號、編號托印、記入發(fā)動機記錄表。

　　11、連桿打號、分解、清洗后