现代刀具车车拉在曲轴加工上的应用.pdf

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1、现代刀具车车拉在曲轴加工上的应用ApplicationofTurn-Turn-BroachingToolinCrankshaftMachining瓦尔特(无锡)有限公司赵正兴周亚赵正兴瓦尔特公司机械加工、刀具应用工程师。主要负责产品工艺开发、加工刀具应用及指导客户正确选择和使用刀具。汽车上最重要的部件就是发动机，而曲轴是发动机上的一个重要的旋转机件，装上连杆后，可承接活塞的上下(往复)运动变成循环(旋转)运动。曲轴主要有两个重要加工部位：主轴颈和连杆颈。主轴颈被安装在缸体上，连杆颈与连杆大头孔连接，连杆小头孔与汽缸活塞连接，是一个典型的曲柄滑块

2、机构。发动机工作过程就是：活塞经过混合压缩目前，采用车车拉工艺方案，加工一个四缸机的汽车曲轴颈。只需要150s的加工时间，极大地提高了加工效率，满足汽车曲轴高精度、大批量的生产要求。所以在曲轴加工中，车车拉工艺及刀具正被越来越多的汽车发动机公司所采用。气的燃爆，推动活塞做直线运动，并通过连杆将力传给曲轴，由曲轴将直线运动转变为旋转运动。而曲轴加工的质量好坏将直接影响着发动机整体性能的表现。汽车曲轴的发展随着19世纪末卡尔·本茨发明了汽车，经过上百年的不断发展，汽车发生了翻天覆地的变化，汽车发动机的性能也不断地提高，汽车发动机加工工艺也发生了许多

3、本质上的革新，现就曲轴颈加工历史做简单的介绍。(1)20世纪40年代前，曲轴颈的加工采用粗车加粗磨的方式加工，加工效率很低；(2)20世纪40～70年代，曲轴颈的加工采用外铣的方式加工，加工效率较低；(3)20世纪70—80年代中期，曲轴颈的加工采用内铣方式加工，加工效率有所提高；(4)20世纪80年代中期至90年代中期，曲轴颈的加工采用车、拉方式加工，效率较高；(5)20世纪90年代中期至今，曲轴颈的加工采用车、车、拉方式，效率最高。汽车曲轴主要技术要求分析(1)主轴颈、连杆轴颈本身的精度，即尺寸公关等级一般要求在IT7级，表面粗糙度R。值为

4、1．25。0．63斗m，这对加工要求非常严格；轴颈长度公差等级为IT9～ITIO。2013年第14期·航空制造技术101轴颈的形状公差，如圆度、圆柱度控制在尺寸公差之半。(2)位置精度，包括主轴颈与连杆轴颈的平行度：一般为100mm之内不大于0．02mm；曲轴各主轴颈的同轴度：小型高速曲轴为0．025mm，中大型低速曲轴为o．03—0．08mm。(3)各连杆轴颈的位置度不大于±20’；(4)曲轴工作时要承受很大的转矩及交变的弯曲应力，容易门生扭振、折断及轴颈磨损，因此要求用材应有较高的强度、冲击韧度、疲劳强度和耐磨性。常用材料有：一般曲轴为35

5、钢、40钢、45钢或球墨铸铁QT600—2；对于高速、重载曲轴，可采用40Cr、42Mn2V等材料。且曲轴的加工余量一般为3．5～4．5mm，所以曲轴加工对刀具的性能，寿命提出了更高的要求。瓦尔特公司采用最新工艺车车拉方式在曲轴加工的刀具应用包括：(1)瓦尔特公司的车车拉刀具采用模块化设计，通过更换模块，一个刀盘可以满足不同规格、类型的曲轴加工(图1)；(2)每个刀盘上有多个不同切削单元：满足不同加工工艺要求；(3)模块式刀座，采用刚性设计，可以提高刀具刚性，满足刀具在重载，断续加工要求，获得极佳的寿命；(4)同一刀盘有不同的刀夹对曲轴不同的部

6、位进行加工，对于用量大的刀夹，采用姊妹刀以补偿刀具的磨损，满足不同刀片在一个批次的数量3HT；(5)瓦尔特车车拉刀具具有最高的灵活性，所有的工作，包括更换刀盘，刀盘径向和轴向的进给均是数控，可以进行轴向退刀槽的加工，满足曲轴加工最高的表面质量和轮廓精度的要求，大大提高加工效率。(6)非标切槽刀具，刀片加厚设计，满足重载切削，加工曲轴颈部位，为加工曲轴夹板面预先加工出下刀位置，见图2。(7)加厚刀片设计的左、右夹板面加工刀夹，在重载、断续、冲击加工曲轴夹板面时，刀片具有很好的刀具寿命，每个刀片有四个切削刃，具有很好的经济性，见图3。(8)立装的成

7、沟槽刀片设计，加工曲轴颈成沟槽，具有极好的刚性，每个刀片具有8个切削刃，经济性非常高。(9)指状的梳刀片，做曲轴颈的图1车车拉刀具加工实况及刀盘和功能刀夹102航空制造技术·2013年第14期图2非标切槽刀夹及刀片图3加工曲轴夹板面刀夹、刀片精加工，具有切削力小，断屑效果好，加工表面精度高，极大的提高了加工可靠性，满足曲轴的加工精度要求。目前，采用车车拉工艺方案，加工一个四缸机的汽车曲轴颈，只需要150s的加工时间，极大地提高了加工效率，满足汽车曲轴高精度、大批量的生产要求。所以在曲轴加工中，车车拉工艺及刀具正被越来越多的汽车发动机公司所采用。

8、(责编茛辰)