可替代进口的先进曲轴加工设备

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1、可替代进口的先进曲轴加工设备一、概述汽车制造装备在汽车产业的自主创新中有举足轻重的作用，从汽车整车和关键零部件总成生产线装备中，瞄准汽车装备巿场中长期需求、锁定那些急需尽快缩小的重要差距，以及世界汽车制造技术与装备发展的前沿技术进行研究是目前装备制造行业的紧迫任务。在激烈的市场竞争环境中，缩短和保证交货期十分重要。一个产品的加工过程链越长，生产周期就越难以控制。随着数控机床性能的提高，机动时间越来越短，影响交货期的瓶颈往往在于机床辅助时间和工件在工序之间的滞留，减少工作地的数目也就意味着缩短生产周期。近年来，我国的内燃（发动

2、）机生产行业的不断发展，通过与国外著名厂家的合作，引进、消化、吸收国外的先进技术，行业的整体水平有了长足的进步。曲轴是内燃机中的关键零件之一，重量约占内燃机的10%，成本占整机的10%—12%，其材质大体分为钢锻曲轴和球墨铸铁曲轴两类。由于技术要求高、加工工序长，是内燃机中最难加工的工件之一，对加工设备的要求十分高。虽然国内汽车行业花费大量资金从国外引进了先进的制造设备，但部分技术被国外厂家封锁，致使很多设备只应用于少数型号的曲轴加工。多数企业无力支付高昂的进口设备和转让技术费用。目前汽车发动机曲轴制造业主要面临：1、敏捷制造

3、的要求：曲轴品种多、批量小，要求生产交货期短；2.、绿色制造的要求：为保护环境，要求实现干式切削或准干式切削；3、生产成本的要求；为降低生产成本，要求减少专用夹具、刀具，降低废品率；4、加工难度大的要求：难切削材料的出现使加工难度明显增加，要求能够适应如硬切削等要求；5、制造精度的要求：发动机整机排放要求的提高，直接要求关键零件的制造精度的提高。如何有效的采用先进的曲轴制造技术，提高生产系统的柔性化、高效化和精益化是装备制造企业与汽车制造企业的共同任务。在这种要求下，为适应这一形势的需要，我公司通过与国内高校、研究所进行“产学

4、研”合作，在曲轴、凸轮轴等关键零件制造设备和制造技术方面取得了一定的突破，为今后曲轴、凸轮轴等精密制造设备的开发打下了良好的基础。二、曲轴加工工艺曲轴是内燃（发动）机的重要零件之一，曲轴加工工艺方法在几十年发生了根本性变化，近几年，数控机床的大量应用，使加工效率和加工质量迅速提高。对于轴颈的加工工艺的变化直接反映了曲轴加工技术的发展方向—复合化加工。在粗加工的发展过程中，数控车-车拉机床，数控高速外铣为了进一步提高加工效率，相继出现了双刀盘的机床，两个刀盘可以同时采用不同的工艺参数加工曲轴的不同部位。目前精加工方面，工序集成的

5、CBN数控摆动（随动）跟踪磨床，一次装夹磨削全部曲轴主轴颈和连杆轴颈。止推面加工则是通过“精车滚压”的方式替代传统的磨削加工方式。曲轴圆角滚压强化工艺，是目前提高曲轴疲劳强度的最有效的工艺方法，曲轴圆角滚压校直是20世纪70至80年代国外研究出的新技术，目前在曲轴制造行业运用越来越广泛。早期的曲轴圆角滚压和校直是分别在两台不同的机床上完成的。曲轴的滚压和校直一般是由一个主轴颈滚压钳和一个连杆颈滚压钳完成。现在通过采取工序集成的技术，发展出四钳（两个主轴颈钳，两个连杆颈钳），九钳（用于四缸曲轴，五个主轴颈钳，四个连杆颈钳），滚压

6、校直则采用滚压后再进行一次校直加工，或直接在滚压过程中实现校直功能。三、数控高速曲轴外铣曲轴高速外铣机床可以加工：带沉割槽和不带沉割槽的主轴颈，带沉割槽和不带沉割槽的不同冲程和分度的连杆颈，平衡块两侧面，平衡块外圆及部分非圆外轮廓。数控高速外铣将成为曲轴主轴颈和连杆轴颈粗加工及曲轴外轮廓加工的主要工艺。（一）数控高速曲轴外铣主要的技术特点1、工序的复合化：为缩短加工时间，减少零件装夹和工序间运输的时间，曲轴的复合加工技术日趋成熟。所谓复合加工，是指当工件在机床上一次装夹后，能进行同一类工艺方法的多工序加工或者不同类工艺方法的多

7、工序加工，从而能在一台机床上顺序地完成工件的全部或大部分加工工序。把许多加工工序集中到一台机床上完成，不仅消除了分散加工时工件在各工序流通过程中的运输和等待时间等加工辅助时间。又符合在统一基准的多工序加工，从而提高了工件的加工精度。2、高速数控系统控制：速度和精度是数控机床的两个重要指标，它直接关系到加工效率和产品质量。高速、高精度数控机床是多品种、变批量加工环境下保持高效与柔性统一的必要工具。为了能够优化金属切削的加工过程，现代化的加工将越来越多地采用高性能切削。高性能切削技术不仅要求提高切削速度(即提高主轴转速)，而且要求

8、提高刀具的进给速度。提高刀具的切削硬度，提高机床主轴的旋转速度，尤其是提高机床主轴在高速下的切削功率和旋转扭矩，可以使金属切削加工更快、更好、更经济。3、高速切削：高速切削可以提高机床生产率，缩短产品的制造周期。在精加工工序中，通过采用轻切削以及稳定的加减速控制，确保机床高速