关于发动机缸体曲轴孔的加工分析

富智宇 王恒锟

关于发动机缸体曲轴孔的加工分析

富智宇 王恒锟

（绵阳新晨动力机械有限公司沈阳分公司 辽宁沈阳 110141）

发动机缸体曲轴孔的加工是缸体孔系加工中的难度和重点，其加工质量和精度的好坏与发动机整体的性能和装配紧密相关。本文以某发动机B型缸体曲轴孔的加工为例，根据加工要求，从加工中心、加工刀具、切削参数等方面对发动机缸体曲轴孔的加工进行研究。

发动机；缸体；曲轴孔；加工

缸体是发动机的主要组成部分，是典型的箱体类零件，具有多面多孔、加工工艺复杂的特点。特别是缸体曲轴孔的加工，其加工质量和精度与发动机整体的装配精度有直接的关系，更是对发动机的性能有直接的影响，一直是发动机加工的重点和难点所在。在加工制造行业飞速发展的今天，加工技术不断升级，加工要求也随之不断提高。加工企业要提高市场竞争力，实现可持续性发展，就必须在发动机缸体加工工艺方面加以重视，不断引进新技术，钻研新方法。特别是对曲轴孔的加工无论是在精度上还是加工效率上都要不断进行提高和完善，从而实现全面提高我国发动机的制造水平。

1 缸体曲轴孔的加工工艺

本文以B型缸体曲轴孔的加工为例，对其加工工艺进行研究和分析。B型缸体的制造采用HT250材料，曲轴孔加工要求包括：缸孔与曲轴两者的中心线垂直度为φ0.05，尺寸精度要求为φ74H6mm，粗糙度为Ra0.8，孔深为468mm，曲轴与凸轮轴二者的中心线平行度为φ0.05。

要进行缸体曲轴孔的加工，就要从缸体曲轴孔的半圆面和瓦盖的粗加工开始，然后将瓦盖扣合，采用螺栓进行紧固，接下来对曲轴孔进行整体精加工，这样的工艺顺序有利于保证曲轴孔的加工精度。从现今发动机制造的发展现状来看，发动机缸体普通为自动化生产线上批量生产，而本文研究的B型缸体的加工为柔性加工生产线。在正式上生产线加工之前，需要对曲轴孔进行必要的粗加工，以去除多余的余量，留下适当的余量，然后再整体进行半精镗和精镗加工。

2 加工中心的精加工

曲轴孔在实际加工操作的过程中，因为大深径比孔，镗杆悬伸量长，在刚性上就会较弱，极易产生振动，影响加工精度。为了能够有效的解决这一问题，可采用调头镗孔加工工艺，在卧式加工中心，采用刀具在镗长孔时采取两端镗进的方法，工作台呈180°调头对工件进行镗削，这样可使进刀的长度有效的减少，同时也可以使切削的速度得到有效的提升。采取这种加工方式，缩短了镗杆的悬伸长度，使刚性提高，保证了孔的加工精度。镗孔在两次加工的过程中，轴线之间必然会存在一定的误差，无法实现完全的重合，同时工作台回转加工的过程中还会存在分度误差、移动误差以及运动轨迹的误差，这些误差综合起来必然会对孔轴线的精度造成不良的而影响。因此，要保证加工精度，关键在于要对调头镗孔的同轴度误差给予有效的控制。除了要求工作台和主轴都保持高度的定位精度外，还需要配合科学有效的工艺措施来尽可能的消除这些不利影响。采用高精度加工中心配合调头镗削加工工艺，能够实现对长孔和同轴孔隙的良好加工，也能够使调头镗孔工艺的加工优势得到更好的发挥。

3 加工刀具

一般来说，曲轴孔的加工采用的刀具普遍为组合镗刀，成本较高，而且不适合柔性生产线。本文缸体曲轴孔的加工采用调头镗孔工艺，因此在刀具的选择上也要配合此种工艺方法，合理优质的刀具对于提高加工质量和加工效率来说非常重要。本文研究的B型缸体的主体制造材料为铸铁，对于此种材料的加工通常选择硬质合金刀具。在粗加工的过程中，镗刀通常为两刃，也可以是四刃，但是在精加工的过程中，镗刀以单刃最为适宜。而在精加工大直径的孔时，也可以选择两刃刀具。曲轴孔的加工在刀具选择方面要尽可能的选择悬伸小的，刚性好的优质刀具。

4 切削参数

切削参数是发动机缸体生产加工的关键，参数的设置主要包括切削速度、切削深度、进给量等。因为本文曲轴孔的加工采用的设备在加工中心方面具有较高的精度，为了在保证精度的基础上进一步提高加工效率，在切削用量可以根据粗加工和精加工工艺上的不同来选择合理的切削用量。本文缸体曲轴孔加工切削参数的设置见表1所示。

在实际加工过程中，切削参数的设定要根据现在加工条件、加工状况、生产安排结合加工经验来设定的。切削参数与机床性能、工件材质、切削刀具、切削液等都有直接的关系，要根据实际的加工状况来对切削参数不断进行调整和优化。

5 结语

随着国家对装备制造业重视度的不断提高，支持力度的不断加大，关于发动关键零部件的生产已经逐渐建立起高速、高精度的柔性自动生产线，有效促进了我国发动机关键部件的柔性自动高精度生产。曲轴孔是发动机缸体加工中的重点部位，也是加工的难点所在，高精度、高质量的加工对后续的装配有直接的影响，更与发动机整体的性能紧密相连。本文对曲轴孔加工的分析，对于实际的加工操作具有指导意义。需要注意的是，在柔性自动化生产线上，对于发动机缸体的关键部位的加工，除了重视加工工艺，还要对加工刀具、加工参数乃至于加工设备给予综合的考虑，以达到提高加工精度和效率的目的。

[1]肖铁忠，罗静，龚文均，等．汽车发动机汽缸体缸孔双轴精镗加工工艺[J]．制造技术与机床，2013（2）：128～131．

[2]神会存，宗万栓，刘书锋．整体PCBN刀具高速切削高合金铸铁类材料的研究[J]．机械制造，2009（7）：53～55．

[3]计 伟，刘献礼，孙轼龙．PCBN刀具最新发展及应用[J]．航空制造技术，2012（14）：77～82．

[4]华楚生．机械制造技术基础[M]．重庆：重庆大学出版社，2012．

TK406

A

1004-7344（2016）33-0235-01

2016-11-12