发动机机械加工新技术及应用

郝琳

摘要：随着时代的发展，自主创新变得越来越重要。各个领域都在经历着巨大的变革。在发动机加工制造领域中也是如此。实际的转换方法是基于新技术应用的连续产品。研发，改进和应用，提高了机械加工制造的生产率，提高了机械加工制造的经济价值;节省相关的电能或资源，从而可以将产品成本降低到更大的水平;提高发动机机械及发动机的质量和质量精密度，提高了发动机的使用寿命。本文专门介绍了发动机加工制造的实际新技术应用和具体应用。实际上，根据发动机加工制造技术在汽车制造业中的具体应用，力争发动机加工制造新技术的应用价值。

关键词：重要性;机械加工;新技术;发动机

中图分类号：TK406                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）10-0211-02

0  引言

作为我国第二大经济发展产业链，工业生产是我国社会经济发展的支撑产业链。机械制造业的发展正在对工业生产和销售市场的发展以及社会经济的发展造成直接危害。在我国推动的销售市场经济结构下，工业生产和销售市场以及机械加工行业必须表现出足够的丰富性。随着销售市场的激烈竞争，增强公司自身的优势已成为解决激烈的市场需求，提升销售市场魅力的必由之路。但是，当今的发动机加工制造技术是普遍的问题，例如产品成本高，原材料消耗大，生产和制造原材料差，产品质量不合格以及生产和建造时间长。因此，增强公司自身优势的关键方法是产品开发，应用和新技术应用的改进，并且这种方法需要成为永久性的循环系统。

1  发动机工作过程及重要性

1.1 发动机工作过程  发动机工作的全过程分为三个部分。第一部分是基于往复运动来增加缸体的容量。在实际工作中，活塞杆首先在带有进气口的发动机曲轴上进行左右主题活动，以促进汽缸内蒸汽量的缓慢膨胀和外部产生的大气压差。气缸进气口完工的机会是在最小限度运行时的曲轴。第二部分是基于释放的能量来产生驱动力的。实际工作是基于关闭旁通阀和自动排气阀来促进发动机曲轴进行自顶向下的健身运动。另外，蒸汽体被成功地还原和混合。另外，根据点火线圈的点火减少并带走气体，释放能量。促进发动机曲轴在左右健身运动中产生驱动力;第三部分是利用连杆的促进作用来促进车辆的健身锻炼。在实际工作中，首先打开排气门，曲轴利用连杆的促进作用，在曲轴工作压力的作用下，成功地将气缸内的有机废气排出，将车辆从静态数据提升到统一。

1.2 发动机加工技术的重要性  一个完整的车辆是由多个零部件组装而成的，但是发动机是其最重要的组成部分，就像心血管系统一样。因此，发动机的生产和加工技术尤为重要。如果不能保证发动机的质量，那么车辆的行驶安全性、使用寿命以及安全驾驶的舒适性将一无所有，这些组件会造成功能危险和使用寿命危险，导致道路交通事故，从而威胁驾驶员和乘客的人身安全。

2  连杆

传统上，用于生产曲轴的原材料选自锻造和成型的低碳钢和垂直碳合金工具钢。在此阶段，曲轴正在逐渐使用新材料，例如中碳钢、可锻铸铁、球墨铸件、粉末锻造和低碳环保碳钢（用于氮化曲轴）。最常用的是中碳钢和粉末锻造。

2.1 高碳钢  中碳钢曲轴锻造后，可以立即通过空气冷却获得必要的特性，而无需进行热处理。

2.2 粉末锻造  粉末锻造是一种新的装饰材料技术，是一种通过粉末冶金和锻造地紧密结合而产生的新金属材料成型工艺。粉末锻造一般是指将粉末状煅烧的预成型坯加热后，在密闭的测试模具中锻造零件的成型过程。

3  凸轮轴

3.1 凸轮轴的材料  在此阶段，发动机凸轮轴的常用原材料是球墨铸件、低碳钢、铝合金生铁和冷冲击生铁。

3.2 凸轮轴装配工艺  为了更好地防止生铁的冷冲击处理技术不足，一些制造商选择了“氩弧重熔热处理”技术来强化凸轮轴的表面，并使用电隔离束来控制凸轮轴的表面。通过这种加工技术生产的发动机凸轮轴具有良好的耐磨性和耐热性，较高的生产和制造合格率，并且在热处理之前具有良好的加工性能。该加工技术的整个过程包括清洗、整体加热、部分重熔热处理和整体冷却四个过程。

发动机凸轮轴加工过程的关键是：①热套管法為常温状态，外部零件的孔和内部无缝钢管的直径均已满。在安装之前，先加热外部零件（凸轮轴，联轴器），然后冷却内部无缝钢管。这种类型的处理技术可以在短时间内以径向规格和视角水平的高精度执行整个连接过程。②管内挤压成型膨胀法利用滚动挤压成型的基本原理来促进厚壁无缝钢管在带槽外部的局部膨胀。可以使用一种特殊的挤出成型工具，该工具包含挤出成型的干扰，使其越过连接管，从而使连接管产生塑性变形和增大。

3.3 装配式凸轮轴制造工艺特点  预制的发动机凸轮轴是必须提及的颠覆性创新技术应用。与传统的一体式发动机凸轮轴相比，具有质量轻、生产成本低、原料有效利用的优点。

预制发动机的凸轮轴是通过对凸轮轴，空心轴体和支撑电动机轴等的原材料进行升级和匹配，分离精加工而制成的，然后通过某种类型的接口方法进行安装。凸轮轴通常由碳钢或粉末状煅烧原料制成，而轴体由空心无缝管制成。碳钢凸轮轴通过冷，热精密锻造成形，并进行感应淬火或氮化。凸轮轴也可以由粉末制成。煅烧的原材料根据高精度煅烧成型技术进行煅烧和成型。

4  曲轴

4.1 表面感应淬火  加强原理：增加表面材料的强度，电弧产生残余压缩应力。增强实际效果：提高零件的弯曲疲劳强度，锻钢发动机的曲轴大于80%，灰铸铁发动机的曲轴约为20%。钢制电动机轴和弧面层的热处理和淬火：它是现阶段最大的发动机曲轴加工技术组成。它通常用于超重型和高爆炸压力的发动机，但是其加工技术具有很大的难度（变形，硬化层的均匀性，电弧加工性能等）。

4.2 氮化  强化原理：表面上会形成一层坚硬的底层，电弧会产生残余的压缩应力。增强实际效果：提高弯曲疲劳强度，锻钢发动机曲轴为30%至60%;灰铸铁发动机曲轴为20%到40%。氮化由于其高能耗，高效率，低效率，增加的成本以及有限的实际强化效果而属于整体表面处理工艺，对环境造成污染等缺点，将逐步被淘汰。

4.3 圆角滚压  强化原理：电弧产生较大的残余低压应力场，表面原料经过冷加工和硬化。增强实际效果：提高零件的弯曲疲劳强度，锻钢发动机的曲轴超过80%，灰铸铁发动機的曲轴超过100%。

5  缸体、缸盖

5.1 缸体、缸盖的材料  由于灰铸铁由于其具有诸如高的空位敏感性和差的冲击韧性的缺点，逐渐被具有高抗压强度，屈服强度，塑性变形，断裂韧性，耐磨性，减震性和良好的使用性的延性铸件所代替。但是，球墨铸件还具有诸如锻造工艺特性差，成分控制法规高，流动性差和聚集性大的缺陷。蠕墨铸铁具有球墨铸铁的抗压强度，与灰铸铁相比具有类似的抗振，传热能力和锻造特性。它越来越多地用于大功率发动机气缸套和柴油发动机气缸盖。

5.2 缸体、缸盖的铸造方法  传统的稀有金属锻造方法通常包括铝合金铸造、低压铸造和工作压力锻造。具有相对较快发展的新型锻造方法是消失模技术和半固态成形技术的关键。

消失模技术是一种出色的锻造方法。其技术要点是将类似于铸造规格的石蜡或泡沫塑料固体模型胶粘在一起，以形成固体模型簇，喷涂防火涂料，风干后，将其埋入干燥的石英砂中并摇动形状，然后倒入在负压下蒸发实体模型。液态金属占据了实体模型零件，铸件是在冷凝和冷却后生产的。它的优点是：①高精度铸件。机加工过程不需要牙齿模型，没有分析表面，也没有砂芯，因此铸件没有毛刺，毛刺和拔模斜度，并减少了由铁芯成分引起的规格差异。铸件具有良好的工艺性能，并且剩余的机加工量很小。与传统的锻造方法相比，可将机加工产量降低40%至50%。②设计方案灵活。根据泡沫塑料模具的成分，可以铸造出高宽比复杂的铸件。③传统锻造没有砂芯。因此，由于禁止砂芯规格或较低芯位置的不精确性，在传统砂型铸造中不容易发生，从而导致铸件壁厚不均匀。④绿色制造。砂子中没有有机化学结合剂，塑料泡沫在超低温下对自然环境无害，旧砂的利用率在95%以上。

6  发动机机械加工新技术的应用

6.1 锻造技术的应用  锻造技术可以减轻发动机曲轴的净重，并改善成形的发动机曲轴的性能。经过锻造的发动机曲轴具有更好的特性，并且锻造的发动机曲轴规格和相对密度更加紧凑。锻造技术的常用技术包括全化学纤维无段锻造技术和齿轮轴锻造技术。按分段执行全化学无纤维锻造技术时，应首先确定锻造物体的方向。锻造通常根据结晶的流入或伸长取向和变形取向进行，并且根据取向凝固后的钢铸件的性能高于锻造的性能。齿轮锻造技术有五种实用的方法：①整体锻造：铸钢件的质量和精度极高;②环锻：要具备一定的专业技能和基本加工工艺，才能完成环锻的方法;③自由锻法：可以完成不同型号，规格，尺寸的铸钢件的生产;④打底方法：适合批量生产;⑤弯曲锻造方法：非常容易成型，实际操作简单，机械加工制造量相对较大。性能小，压力机的负荷能力不太高，并且具有很好的碳化硅晶须流入。

6.2 数控加工技术  CNC车床加工技术通常适用于发动机的机械加工和车辆制造。数控车床加工技术不仅可以降低发动机机械的制造难度，而且可以提高发动机机械的精度，提高数控车床加工的生产能力、经济效益。国外许多大型品牌公司长期以来将CNC车床加工技术引入生产加工行业，其实际应用效果非常明显，不仅保证了生产制造的质量，而且节省了产品成本。

6.3 铸造技术的应用

6.3.1 消失模技术  菲亚特、宝马5系和其他公司都有自己的石蜡铸造生产线和大规模经营。关键流程：①该模型被制成群集。常用的原料是石蜡或泡沫塑料。实体模型簇的规格与铸件的规格一致。②在实体模型簇的表面刷防火涂料，然后风干。③将风干的实体模型簇埋在干燥的石英砂中，石英砂会因振动而发生塑性变形，并在负压下浇注以促进模具壳的汽化。④将形状记忆合金详细填充到所有实体模型零件中，并等待形状记忆合金在冷凝形成后产生铸件。

6.3.2 半固态成形技术  半固态成型的具体技术步骤相对简单。当铝合金处于液体和固体中间时，进行连续混合，并且晶体外观从以前的树枝状晶体改变为粒状晶体。此时，铝合金浆料具有极高的延展性，并且可以将浆料随意填充到不同的凹模中以形成。半固态成型技术具有许多优势，例如：损坏率低，表面缺陷少，模壳寿命长以及用于无法通过普通液体成型的零件的半固态成型技术。在新车的生产和制造中，广州本田将半固态成型的关键技术应用于柴油机铝合金型材发动机缸体的生产和制造。

7  结束语

公司和政府部门都应高度重视产品的开发和新技术在机械加工制造中的应用。在现阶段，我国的新技术水平与发达国家之间还存在一定差异。因此，有必要加大对新技术的研发和应用的资金投入范围，积极与国外知名企业进行产业交流和引进技术，以增强我国新技术的实力。发动机的机械加工制造，促进工业市场与社会经济的发展。

参考文献：

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