分析汽车发动机曲轴机械加工技术

【摘要】随着我国科学技术不断发展，当今汽车制造也逐渐朝向轻量化、绿色化方向发展。汽车发动机曲轴机械加工直接影响发动机的性能，作为机械加工的难点，需要严格控制曲轴机械加工质量，从而满足发动机的运行要求。基于此，本文首先提出汽车发动机机械加工特点，进而探究曲轴机械加工技术。

【关键词】汽车发动机 曲轴 机械加工

引言

在发动机当中，曲轴作为承受冲击荷载、传递力矩的重要部件，其生产要求标准也非常高。但考虑到曲轴工作环境较为恶劣，所以对曲轴材质、毛坯加工技术标准、精度、表面粗糙度、热处理、动平衡的生产要求较高。任何一个环节出现了质量问题，都会影响曲轴寿命以及发动机可靠性。在汽车制造领域，对曲轴机械加工技术的重视程度也越来越高，在多年来不断改善曲轴加工工艺，从而提高曲轴机械加工质量。

1.曲轴机械加工特点

发动机曲轴的材料多种多样，包括球墨铸铁、钢材等。球墨铸铁性能更强一些，并且制造成本更低一些。曲轴是一种三拐小型部件，采用中心孔定位，该方法装夹更加便捷、节省调整时间、保证连杆轴颈位置精度。在机械加工当中，首先是采用冲天炉熔炼曲轴材料;其次是将熔炼之后的材料造型，做好部件形状设计工作。最后是在完成造型工作后，对部件进行锻造、机械加工、热处理、表面强化。在模型加工中，要采用专用机床钻孔处理，采用粗精车端外圆进行推面和圆弧槽，采用磨床处理模型，磨削处理完毕之后，使用滚压、抛光圆弧槽，将要通过机床的前后端钻孔处理，完毕之后对曲轴平衡进行测试和检查。

2.曲轴机械加工的主要技术

2.1铣曲轴两端面，钻中心孔

在钻铣车床上完成端面钻铣工作，确保曲轴总长、中心孔质量，如果端面不平整会造成中心钻切削刃受力不均，钻头位置会造成弯折，因此要采用先面后孔的方案。中心孔不仅会影响曲轴质量，还是曲轴加工的重要环节，贯穿于曲轴加工的整个流程，会直接影响曲轴的加工精度。在打中心孔过程中，要着重考虑设备因素，将质量中心用几何中心取替。打中心孔要以毛坯外表面作为基础，毛坯外表面质量会直接影响孔位置误差。

2.2主轴颈车削

在刚度较强的车窗上对主轴颈进行车削。在顶尖上的前后端安装曲轴，一端使用大盘夹住、另一端用顶尖顶住，用硬质合金车几道工序上完成主轴颈车削。考虑到在主轴颈加工中会产生余量大、不均匀、旋转不平衡、加工冲击等影响，所以要保证工件夹住的牢固性。保证刀具、车床、夹具刚性满足标准。主轴颈车削流程为先精车一端主轴颈和轴肩，之后通过处理好的主轴颈定位。另一侧采用顶尖、中心孔定位。车一端的主轴颈、轴肩各个轴径，以及半精度、精车等，都是按照此流程进行，从而逐渐提升主轴颈和其他轴径加工精度。

2.3连杆轴颈车削

主軸颈和其他外园车好之后，将主轴颈作为连杆轴颈加工的基础，采取专用车夹具、车削连杆轴颈，在车床上展开车削工作。车削连杆轴颈要重点控制角度问题（180±30°）和曲轴旋转问题。这些都要保证夹具满足生产标准，夹具是一种V形块构成，安装在接盘上。接盘和车床过渡接盘靠中间定位销定位、连接，依靠菱形得定位销可以将接盘在过渡接盘上旋转180°，对两个连杆轴颈依次车削。V形块中心位置和车床主轴线间距为曲轴半径长度。在进行车削当中，根据曲轴主轴颈定位一端，并用夹具夹紧，另一端靠偏中心座夹紧，中心座上有中心孔，偏心距等于曲轴半径长度。中心孔被顶尖顶紧，确保连杆轴颈轴线和车床主轴保持一致。曲轴机械加工中会受到离心力、顶尖轴向压力偏心力影响，可能会出现变形、弯曲情况，为了提升工件刚度，可以用撑杆撑住曲拐开移。为了有效控制连杆轴颈车削力度，每次车削余量控制要在1-1.5mm，并且不得让车床旋转过高，采用高速钢刀具。

2.4键槽加工

在主轴颈精车加工之后生产键槽，这样可以确保定位精度、键槽深度、对称性等满足标准。采用两个主轴颈定位键槽部位，并使用专用夹具在铣床上加工。

2.5轴颈磨削

在曲轴加工当中，主轴颈、连杆轴颈精度要求较高，要求表面粗糙度在0.8-1.6μm之间，同时对形状精度、位置精度也有较高的要求。这就需要在主轴颈、连杆轴颈精车加工后再进行磨削，从而有效提升表面精度、降低粗糙度。在工艺设计当中，先进行主轴颈磨削、后进行连杆轴颈磨削。中间主轴颈磨耗占比后再进行其他轴颈磨削。主轴颈、连杆轴颈磨削工艺与车轴颈相同，主轴颈是以中心孔作为定位，在外圆磨床上展开，连杆轴颈磨削中以精磨两端主轴颈定位为主，确保和主轴颈距离、平行度满足使用要求，在曲轴磨床上对连杆轴颈进行磨削处理。

结束语

综上所述，为了能够全面提高发动机曲轴的生产质量，需要掌握曲轴机械加工特点，抓住每个加工工艺要求和方法，采取相应的曲轴加工质控措施，加强每道加工环节的质量掌控，这样才能够提高曲轴加工质量。

参考文献：

[1]李永强. 汽车发动机曲轴机械加工技术[J]. 南方农机， 2015（6）：355-356.

[2]马德丰. 汽车发动机曲轴机械加工技术[J]. 科技创业家， 2014（3）：111-112.

作者简介：吴昭，男，1984.11.27 甘肃武威人 本科 讲师（九级）中职 交通运输方向 甘肃省理工中等专业学校