应用数控加工技术提高曲轴轴颈的粗加工精度.pdf

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1、文章编号：1672—0121(2015)02—0102—02应用数控~．JnT．技术提高曲轴轴颈的粗加工精度张丽，李玉涛。(1．湘潭技师学院，湖南湘潭411100；2．山东球墨铸铁管有限公司，山东济南250101)摘要：曲轴是发动机核心零件之一，其结构形状复杂，精度要求高，加工难度大。曲轴的生产类型通常为批量生产，其加工工艺通常为采用专用机床加工的传统工艺方法。本文通过对曲轴主轴颈的传统加工方法进行分析，应用数控加工技术，采用合理的数控车加工工艺方法，有效改进传统工艺方法的缺点，提高曲轴主轴颈粗加工质量，最终保证曲轴成品质量。关键词：加工工艺；曲轴；数控加工；工艺改进；加工质量

2、中图分类号：TG506文献标识码：BDOI：10．16316／j．issn．1672～0121．2015．02．0321引言曲轴主轴颈的精粗加工包括了曲轴主轴颈、法曲轴是发动机的核心零件之一，其结构形状复兰盘轴颈、正时轴颈和皮带轮轴颈的外圆、台阶及长杂，加工精度要求较高，加工难度较大。曲轴加工生度尺寸的车削加工。产类型一般为成批生产，其加工工艺通常为采用专用(1)曲轴主轴颈的粗加工是曲轴其他部分加工机床加工的传统工艺方法。以某六缸发动机曲轴加的定位基准的获取途径，如连杆轴颈、油道孔、法兰工为例，其主轴颈的粗加工是采用专用曲轴车床(S1—孔等的加工是以主1轴颈和主7轴颈的中心线和

3、主206)进行主轴颈多刀成形车削加工，之后再采用曲1轴颈台阶面作定位基准的(图1)。轴专用磨床进行主轴颈的粗磨，完成曲轴主轴颈的粗加工后，再进行曲轴连杆轴颈的加工和其他精加工。专用曲轴车床加工主轴颈是采用多把(20多把)成形刀具一次加工成形，加工效率较高，但存在以下缺点：①切削力大，加工后工件产生加工残余内应力，使曲轴成品易产生变形；②加工精度较低，特别是长度尺寸难以控制，废品率较高；③加工余量较大，造成下道工序——图1数控车主2～主7工序尺寸图粗磨主轴颈工序加工量过(2)曲轴主轴颈粗加工的精度是曲轴成品加工成本高，刀具损耗大，质量的保证。粗加工精度低会造成其主轴颈精加工，，设

4、备调整(主要是刀特别是长度尺寸难以控制，尺寸加工量调整极为困～难，对连杆轴颈长度尺寸、曲柄半径和轴间角的加工精度影响较大。这些都是曲轴加工的重要尺寸，是评判曲轴精度等级的重要指标。(3)曲轴毛坯是通过精密铸造(以材料QT750—6为例)而成。一般外圆单边余量为4ram，毛坯台阶面的加工余量为3ram，毛坯端面的加工余量为5ram。控程序的编制过程中，将主2～主7的所有长度尺寸控制全部换算成以主1端面作为尺寸基准的长度尺寸。3改进措施根据曲轴加工的特点并结合曲轴传统加工工艺4改进效果方法，采用先进的数控加工技术，对曲轴主轴颈的粗通过对曲轴主轴颈粗加工工艺方法的改进，并加工进行工艺

5、改进。通过专业的曲轴制造厂家现场实践验证，取得了非(1)以数控车加工全部代替传统工艺方法中的常好的效果，并获得了很好的经济效益。“车夹头”、“车中间主轴颈”、“粗磨中间主轴颈”、“成(1)由于采用较先进的数控加工技术，使曲轴主形车全部主轴颈”和“粗磨全部主轴颈”等五道工序。轴颈粗加工的质量较传统工艺方法的加工得到了提(2)从毛坯端面加工(总长尺寸控制)及两端中高。同时由于有粗加工质量的保证，曲轴成品质量也心孔加工后至完成全部主轴颈粗加工共分为三道数有明显提高，加工废品率有明显下降，曲轴成品的精控车加工工序：①以皮带轮端面和法兰端面中心孔度等级和曲轴重要尺寸质量控制有了很大改善。

6、定位，夹主1毛坯外圆，车法兰端面(留中心孔位置(2)由于采用数控车削加工，在加工时，相对于20ram)及法兰外圆。②以法兰端面和皮带轮端面中多刀一次成形切削加工，切削力较小，加工过程中产心孔定位，夹法兰外圆，车主1、正时和皮带轮轴颈生的加工残余内应力较小，避免了曲轴成品后的自外圆及主1台阶面。③以主1台阶面和法兰端面中然弯曲和扭曲变形。心孔定位，夹主1外圆，车主2至主7各主轴颈外(3)由于改进工艺方法，由三道工序代替了传统圆、两侧台阶面及圆弧，如图1所示。工艺方法的五道工序，工序数量减少，节省了工艺装(3)要保证后续加工工序定位基准的可靠和加备的数量和成本，加工效率明显提高，加

7、工成本明显工质量的控制，设计适当的精加工余量和尺寸加工下降，同时还降低了操作工人的劳动强度。精度。曲轴粗加工后留的精加工余量为：轴颈外圆尺(4)由于采用普通数控车床和机夹刀具，便于产寸单边为0．45mm，宽度尺寸单边为0．3mm，长度尺品结构的调整，减少了新产品试制周期，提高了新产寸单边为0．2mm。轴颈外圆及宽度尺寸的加工精度品开发能力，为产品市场竞争打下了良好基础。为0．1mm，长度尺寸的加工精度为0．2mm。【参考文献】(4)根据各粗加工工序的加工内容及工件的大[1]周伟，彭二宝．数控