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摘要：曲轴作为发动机的重要零件，其结构参数、加工工艺等都会对整个发动机的可靠性和使用寿命产生严重的影响。因此，加强对曲轴加工工艺的研究至关重要。本文首先简单介绍了发动机曲轴加工工艺，随后对曲轴加工工艺的分析情况进行了详细阐述。
关键词：曲轴；加工工艺；发动机
引言
现阶段，随着发动机性能的不断提升，曲轴作为重要零件，对其质量要求也越来越严格，曲轴的结构参数、加工工艺等都会对整个发动机的可靠性和寿命产生严重的影响。但是因曲轴在工作时处于较为恶劣的环境条件中，其每一环节的加工质量无法达到设计要求，都会影响曲轴的工作质量和使用寿命。由此可见，不断加强曲轴加工工艺的研究，对促进企业发展有着重要的意义。
1. 发动机曲轴加工工艺的介绍
1.1 曲轴加工工艺的发展现状
曲轴是发动机得以正常运转的心脏，并且是一种柔性细长轴件，其加工工艺的重点和难点之处在于曲轴的主轴颈及连杆颈等部位的加工上，加工过程中主要有四大工序，分别是粗加工、半精加工、精加工以及磨削，在这四大工序中，前两项工序具有较大的发展空间。而且随着曲轴加工工艺的发展，21世纪以后，曲轴在制造工艺、刀具等多个方面都发生了较大的变化，多刀车削工艺以及手工磨削工艺逐渐占据了重要位置，但是因其加工精度低、柔性较差、自动化程度低等诸多不足而逐渐被淘汰。
而国外在曲轴加工方面展现出良好的发展前景，主要是将曲轴车削工艺与车拉工艺相互结合在一起，具有较高的生产效率，同时还具备精度高、自动化程度高、柔性好等优点。此外，曲轴进行加工之后，可以直接略过粗磨工序进入到精磨工序中。该种加工方式逐渐成为一种流行工艺。
之后出现的新型CNC高速曲轴外铣机床，使得曲轴的粗加工工艺又向前迈进了一步。它存在切削速度快、时间短、工件温度低、刀具寿命高、加工精度高、柔性好等诸多优势，因此车拉及CNC高速曲轴外铣将会成为曲轴粗加工的重要主导方向之一。
1.2 曲轴机械加工工艺特点
一方面，产品选用锻钢，材质选用高淬透性合金钢通过调质及表面感应淬火处理后，获得有较高的硬度、韧性等较好的综合机械性能。
一方面，由于零件的刚性差，同时结合曲轴的加工难点即主轴颈及连杆颈；在对曲轴进行加工的过程中需要严格按照先粗后精的顺序，从而保证加工的精度要求。
一方面，产品精度要求高，轴颈是曲轴的装配基准，要求精度达到IT4 ~ IT7级，表面精度要求达到Ra0.2以下，需要高精度磨床及超精机加工保证。
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2. 主轴加工工艺的分析
2.1 选择基准
在对基准进行选择时，需要做到以下几个方面的统一。首先，设计基准与加工基准两者之间的统一；其次，在四大加工工序之中，需要做到基准的统一，尤其是对精加工工序的基准统一要求更为严格。而且在加工工序中，粗加工及半精加工的基准选择的是两端的中心孔，而精加工选择两端中心孔外还要使用第一连杆颈进行角度确认。
2.2 轴颈的加工
轴颈加工时，主轴颈加工以车削方式为主，并且需要在强度较大的车车拉数控车床上进行。在对主轴颈进行车削的过程中，需要先对大小头轴颈进行加工，然后才能对其定位。在安装曲轴时，一端用卡盘夹紧另一端用顶尖顶住，主轴颈车削时需要采用硬质合金刀具。但由于轴颈的切削量较大，且每一部分的余量不相同，加之旋转过程中的不平衡会产生较强的冲击力。因此，为了保证轴颈加工的质量，需要将工件牢固夹住。
当完成主轴颈以及其它外圆的车削工序之后，加工连杆轴颈时要以主轴颈及中心孔作为基准，并采用曲轴加工专用夹具。使用CBN高速外铣机床，夹紧定位方式与车主轴颈相同。但上料后需确定第一连杆位置，随动铣削加工，这样既能保证曲轴加工精度又能保证设备的柔性。
2.3 曲轴工艺的检测
在对曲轴进行加工的过程中，曲轴的检测工序是一道极为重要的工序，在各个工序之中，关键部位都会设有自动测量以及自动补偿等装置，来弥补加工过程中存在的不足。例如在精磨工序中，检测工序可以实现在线检测，实施闭环控制，从而完成曲轴的整个检测过程。而且，还有动平衡试验及磁粉探伤等两项检测工序，来实现对动平衡以及曲轴表面质量性能等的检测。此外，在曲轴检测工序中有四道独立的检测工序，分别是毛坯检查，主要是对毛坯的尺寸、机械性能以及各种化学成分等进行检测；第二和第三道工序是中间检测，即利用曲轴综合测量机，对经过粗加工和精加工的曲轴尺寸进行检测；而最后一道工序则是对成品的检测，主要是根据各个零件的设计和加工要求，对曲轴各个零件存在的误差是否在合理范围内进行检测，同时检测其加工的质量是否存在问题。
3. 总结
曲轴作为发动机中的重要零件，能够对发动机的使用寿命和质量等方面产生严重的影响。而传统的曲轴加工工艺因存在加工精度低、柔性较差、自动化程度低等诸多缺陷而逐渐被新型车车拉、CNC高速曲轴外铣所代替，并对曲轴加工中的关键技术要点进行了深入探究，这对于延长发动机使用寿命，促进企业的发展至关重要。
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论文作者:栗云龙 杨将英
论文发表刊物:《基层建设》2015年6期
论文发表时间:2016/9/1
标签：曲轴论文; 加工论文; 工序论文; 加工工艺论文; 轴颈论文; 发动机论文; 主轴论文; 《基层建设》2015年6期论文;