曲轴粗加工工序的演变及定心工艺模式沿革的启示.pdf

《曲轴粗加工工序的演变及定心工艺模式沿革的启示.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、曲轴粗加工工序的演变及定心工艺模式沿革的启示大众动力总成(上海)有限公司朱正德摘要：本文首先藉助实例就曲轴粗加工工序的演变、发展做了简单介绍，并依据一项业内调查，着重对其中的定心工序所采用工艺模式的演变轨迹作了较深入的分析。通过对执行质量定心、几何定心工艺过程所做的较全面的技术经济分析，一方面指出了几何定心方式渐成主流这一发展趋势的必然性，另一方面借助对两者的客观评价也为企业提供了工艺设计的依据。文章最后介绍了近年发展起来的CDM技术，并利用案例对如何利用统计分析和数据处理以有效提升几何定心工艺的运行质量作了阐述。

2、关键词：曲轴粗加工工序的演变几何定心和质量定心主流和趋势技术经济分析CDM技术作为发动机心脏的曲轴，其采用的加工工艺的演变，很大程度上也是现代先进制造技术发展历程的一种体现，但另一方面，纵观国内外不同年代建成的生产线，通过透视那些有一定知名度的大中型企业规划时所作的工艺选择，往往又能折射出一种倾向、一种趋势，从而获得有益的启示。l，曲轴粗加工工序的演变曲轴粗加工工序主要包括：在完成了工件毛坯铣两端面和打中心孔后，对主轴颈和连杆轴颈、以及法兰和轴头实施的加工，有时还需按某些产品的要求，对平衡块的侧面进行加工。上世纪7

3、0、80年代，曲轴粗加工采用的方式经历了由多刀车床车削的传统工艺逐渐过度到以采用CNC车削、CNC外铣加工为主的工艺模式，使工件的加工精度、适应多品种生产的柔性和质量的稳定性都有了明显的改善。而上世纪90年前后开发出的曲轴车拉、车一车拉工艺，更以所具有的加工精度高、工作效率高等一系列优点，证明了特别适合于那些平衡块侧面不需要加工且轴颈有沉割槽(包括轴向沉割槽)的曲轴。由于经这样加工后的工件可以直接进行精磨，从而又省去了精加工阶段的粗磨工序。进入20世纪90年代中期，又开发出了CNC高速外铣，它对平衡块侧面需要加工的

4、曲轴，较之CNC车削、CNC内铣、车一车拉等工艺，具有更高的生产效率。而随着21世纪的到来，复合加工这一新的制造理念已开始进入曲轴的生产过程。一些不久前开发出来的复合机床具有工序集成功能，即将多种加工的要求集成于一身的功能。如有一种卧式车铣复合加工中心，就能在工件进入热处理之前“一次装夹，完全加工”，完成所有的曲轴粗加工工序。由以上演变可以看出，曲轴的加工工艺正向着高速、高效、复合化方向发展。目前较为流行的粗加工工艺是主轴颈采用车一车拉工艺和高速外铣，连杆颈采用高速随动外铣，全部采用干式切削。图1和图2是两个很能说

5、明问题的典型案例。图l是一条建成于上世纪80年代后期的曲轴生产线工图l早期曲轴粗加工工艺流程示意1艺流程中的粗加工部分，从图中可见，最终完成主轴颈和连杆轴颈粗加工的是CNC数控车床。但鉴于当时机床的性能水平，为了达到必要的制造精度，之前还需要利用被企业称为“旋风铣”的外铣方式先对工件OPlO铣平面、打中心孔OP20车．车一拉OP30高速外铣(铣曲轴两端面、打几何中(车主轴颈、法兰、(铣连杆颈、止推档定心孔)轴头)位面)图2近期曲轴租加工工艺沉程不恿毛坯的轴颈外圆进行一道加工。图2是一条建成于不久前(2005年左右)

6、的曲轴生产线的三道主要粗加工工序，从中可以看出，通过采用高效的车一车拉和CNC高速外铣这两道工艺，不仅提高了加工精度和工作效率，更提升了制造过程的工序集成度，只要将图2与前面图1所示的工艺流程做一对比即可清楚地看出。但在以上叙述的曲轴粗加工工艺的演变过程中，还有一道很值得引起注意的工序，那就是作为之后各道工序基础的加工中心孔，即“定心”工序，本文将就此展开较深入的探讨。2，曲轴定心模式的沿革与工艺选用反映的趋势曲轴定心工序采用的方法有两种：几何定心和质量定心，前者以工件两端主轴承颈外圆为径向基准，以中间主轴承止推面

7、为轴向基准，形成的两端中心孔位于曲轴的几何轴线上；后者是先通过两端的浮动支承，对曲轴进行动平衡，再按此找出的质量轴线继而加工出中心孔。几何定心作为一种传统的工艺方法，普遍用于各种轴类零件的加工，是之后各道工序运行的基础。但鉴于曲轴是一种典型的不对称、不规则零件，且形状复杂，在毛坯精度不太高的情况下，必然会产生按几何定心法形成的几何轴线偏离客观存在的质量轴线的问题。由此会带来曲轴在进入(终)动平衡工序之前的不平衡量可能过大，终平衡中工件去重过多，甚至会出现无法达到动平衡要求的情况。正是在这样的背景下，诞生了藉助高效专

8、用设备的质量定心工艺，并从上世纪50年代起在欧美各大主流汽车发动机厂得到了日益广泛的应用。20多年前，国内最早建立、技术水平堪比当时国外水平的现代企业中，如东风康明斯、北京吉普、上海大众等，在曲轴生产线上均采用了质量定心方式。笔者近期对国内30多家主要汽车发动机厂(含少数柴油机厂)的60余条曲轴生产线进行了调查，期间还与相关工艺规划人员进行了有针对性的探讨。