发动机曲轴复合加工技术成发展趋势

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1、发动机曲轴复合加工技术成发展趋势张朋山东省滨州市邹平县魯中中等专业学校256200进入21世纪以后，发动机曲轴在制造工艺、刀具等方面都发生了巨大的变化。领导了近半个多世纪的多刀车削工艺和手工磨削工艺，由于加工精度低和柔性差等原因，正在逐步退出历史舞台。高速、高效的复合加工技术及装备迅速进入汽车及零部件制造业，高速高效复合加工技术在曲轴加工生产中已有相当程度的应用，并将是其必然发展趋势。一、曲轴加工技术设备现状目前，国内较陈旧的曲轴生产线多数由普通机床和专用机床组成，生产效率和自动化程度相对较低。粗加工设备一般采用多刀车床车削曲轴主轴颈及连杆轴颈，工序

2、质量稳定性差，容易产生较大的加工应力，难以达到合理的加工余量。精加工普遍采用MQ8260等普通曲轴磨床进行粗磨、半精磨、精磨、抛光，通常靠人工操作，加工质量不稳，尺寸一致性差。而当今的汽车发动机曲轴制造业面临的却是以下几个问题：1.多品种、小批量生产；2.交货期大大缩短；3.降低生产成木；4.难切削材料的出现使加工难度明显增加，加工中提出了许多需要解决的课题，如硬切削；5.为保护环境，要求少用或不用切削液，即实现干式切削或准干式切削。正是基于以上情况，进入21世纪以来，高速、高精、高效的复合加工技术及装备在汽车曲轴制造业中得到了迅速的应用，生产效率得

3、到了很大提高，因此发动机曲轴生产线中生产设备数量得以减少。笔者曾在某一轿车发动机曲轴生产线看到，全线设备（ti括热处理、表面强化）只有13台设备左右，产品周转线短、加工效率高、易于质量控制管理。二、曲轴复合加工技术的发展20世纪80年代后期，德国BOEHRINGER公司和HELLER公司开发出了完善的曲轴车一车拉机床，该加工工艺是将曲轴车削工艺与曲轴车拉工艺完美结合，生产效率高、加工精度好、柔性强、自动化程度高、换刀吋间短，特别适合有沉割槽曲轴的加工，加工后曲轴可直接进行精磨，省去粗磨工序。因此，曲轴车一车拉加工工艺是目前国际上曲轴粗加工中流行的加工

4、工艺之一。20世纪90年代中期出现的新型CNC高速曲轴外铣机床使曲轴粗加工工艺又上了一个新台阶。CNC曲轴内统与CNC高速曲轴外铣对比，内铣存在以下缺点：不容易对刀、切削速度较低（通常不大于160m/min）、非切削时间较长、机床投资较多、工序循环吋间较长。而CNC高速曲轴外铣具有以下优点：切削速度高（可高达350m/min）、切削吋间较短、工序循环时间较短、切削力较小、工件温升较低、刀具寿命高、换刀次数少，加工精度更高、柔性更好。因此，CNC高速曲轴外铣将是曲轴粗加工的发展方向。笔者在江苏南亚自动车冇限公司菲亚特轿车曲轴生产线见到德国BOEHRIN

5、GER公司两台设备，艽中1台为数孔曲轴车一车拉机床，另外1台为CNC高速曲轴外铣，亲身体验了一次“削铁如泥”的感觉。据专家介绍，曲轴车一车拉机床特别适合于轴颈冇沉割槽、平衡块侧面不用加工的曲轴；而高速外铣则不能加工轴向有沉割槽的曲轴。该铣床为德国BOEHRINGER公司的VDF315OM-4高速随动外铣床，它是德国BOEHRINGER公司专为汽车发动机曲轴设计制造的柔性数控铣床，该设备应用工件冋转和铣刀进给伺服连动控制技术，可以一次装夹不改变曲轴冋转中心，并随动跟踪铣削曲轴的连杆轴颈。VDF315OM-4高速随动外铣采用复合材料一体化结构床身，工件两

6、端电子同步旋转驱动，具有干式切削、加工精度高、切削效率高等特点；该铣床使用SIEMENS840DCNC控制系统,通过输入零件的基本参数即可自动生成加工程序，可以加工长度在450~700mm、冋转直径在380mm以内的各种曲轴，连杆轴颈直径误差为±0.02mm。由上可以看出，曲轴粗加工比较流行的工艺是：主轴颈采用车拉工艺和高速外铣，连杆颈采用高速外铣，而且倾向于高速随动外铣，全部采用干式切削。由于国外此类设备价格昂贵，产品加工成本很高，国内一些机床生产厂家（如青海第二机床制造冇限责任公司）相继开发出了数控曲轴.午.床、数控高速曲轴铣床,数

7、控曲轴车拉机床等专用机床。曲轴精加工采用国内数控磨床磨削情况己相当普遍，产品加工精度己奋相当程度的提高。为满足曲轴日益提高的加工要求，对曲轴磨床提出了很高的要求。现代曲轴磨床除了要有很高的静态、动态刚度和很高的加工精度外，还要求奋很高的磨削效率和更多的柔性。近年来，更要求曲轴磨床具奋稳定的加工精度，为此，对曲轴磨床的工序能力系数规定了Cp≥1.67，这意味着要求曲轴磨床的实际加工公差要比曲轴给定的公差小一半。随着现代驱动和控制技术、测量控制、CBN（立方氮化硼）砂轮和先进的机床部件的应用，为曲轴磨床的高精度、高效磨削加工创造了条件。一种称之为连

8、杆颈随动磨削的工艺。正是体现了这些新技术综合应用的具体成果。这种随动磨削工艺可显著地提高曲轴连杆颈的磨削效率