汽车发动机主轴的材料汽车发动机曲轴机械加工技术美国、德国、日本等汽车工业发达国家都致力于开发绿色环保、高性能发动机,发动机曲轴正面临着安全性和可靠性的严峻挑战,传统材料和制造工艺已不足以满足其功能要求,本文主要介绍曲轴机械NT的欧美型工艺方案和日本丰田型工艺方案。目前,世界汽车工业发达国家对发动机曲轴的加工十分重视,并一直在改进曲轴加工工艺。随着中国加入WTO,,引进了为数不少的先进设备和技术,提高了曲轴的制造技术水平。 1曲轴用材料目前,车用发动机曲轴材质有球墨铸铁和钢两类。由于球墨铸铁的切削性能好,可获得较理想的结构形状,并且和钢质曲轴一样能够直接进行各种热处理和表面强化处理来提高曲轴的抗疲劳强度、硬度和耐磨性。球墨铸铁曲轴成本只有调质钢曲轴成本的1/3左右,所以球墨铸铁曲轴在国内外得到了广泛应用。据统计资料表明,车用发动机曲轴采用球墨铸铁材料的比例:美国为90%、英国为85%、日本为60%,此外德国、比利时等国家也已经大批量采用球墨铸铁材料。国内采用球墨铸铁曲轴的趋势则越来越明显,85%以上的中、小型功率的发动机曲轴均采用球墨铸铁材料。就大功率车用柴油机曲轴而言,锻钢曲轴具有较高的综合机械性能。许多高强化的中高速大功率四冲程柴油机都无一例外地采用锻钢曲轴。 以上的发动机也都采用钢质模锻曲轴。 2曲轴的机械加工技术目前,国内较陈旧的曲轴生产线多数由普通机床和专用机床组成,生产效率和自动化程度相比来说较低。粗加工设备多采用多刀车床车削曲轴主轴颈及连杆轴颈,工序的质量稳定性差,易产生较大的内应力,难以达到合理的加工余量。一般精加工采用曲轴磨床,通常靠手工操作,加工质量不稳定,尺寸的一致性差。老式生产线的主要特征是普通设备多,一条生产线台设备,导致产品生产周期长、场地占用面积大,且完全是靠多台设备分解工序和余量来提高生产效率。随着贸易全球化的到来,各厂家已意识到形势的严峻性,纷纷进行技术改造,全力提升企业的竞争力,近年来引进了许多先进的曲轴加工设施和技术,其曲轴机械加工工艺大体上可分为欧美型工艺方案和日本丰田型工艺方案。 (1)采用国产专用机床铣前后两端面、钻中心孔。采用国产数控车床粗精车前后端外圆、主轴颈上的止推面、主轴颈及连杆轴颈上的圆弧槽。采用国产斜切式端面外圆磨床磨削前后外圆及端面。(2)主轴颈和连杆轴颈的粗加工采用进13的新型外切铣床;精加工则采用进口的新型双砂轮磨床(既可磨主轴颈又可磨连杆轴颈,这是江铃股份公司的独特之处)。采用进口的滚压机床滚压主轴颈和连杆轴颈的圆弧槽。采用进口的抛光机抛光主轴颈和连杆轴颈。(3)采用进口的数控机床加工前后两端面上的孔系。采用进口的数控钻床加工轴颈上的直、斜油孔。采用进口的动平衡试验机对曲轴进行动平衡试验。以下是江铃股份公司发动机曲轴的工艺方案。(1)关键部位加工工艺简述主轴颈:车一磨一抛光。连杆轴颈:外铣一磨一抛光。止推面:精车。油孔:枪钻一人工去毛刺一高压清理洗涤。前、后端:车一磨。清洗:清洗2次,钻油孔后清洗1次,最终清洗1次。最后对曲轴做综合检测。(2)加工工艺流程铣两端面、钻中心孔一车后端、2-5号主轴颈一车前端、1号主轴颈及1-5号主轴颈沉割槽一外铣1—4号连杆轴颈及沉割槽一钻油孔一清洗一主轴颈、连杆轴颈外圆淬火一磁粉探伤一滚压主轴颈、连杆轴颈圆角一前后端孔系加工一精车止推面一磨主轴颈、连杆轴颈一磨法兰外圆及端面一磨前端外圆及端面一动平衡去重一抛光主轴颈、连杆轴颈及油封外圆一磁粉探伤一清洗一曲轴综合检测 ,采用各种设备57台(套),机械手7台。其中,切削加工工序24道;高频淬火工序1道;清洗工序3道;动平衡及修正工序各1道;压键工序1道;加热压入齿轮工序1道;质量中心孔测定工序1道;油孔贯通检查工序1道;齿轮检查工序1道;连杆轴颈检测工序1道;主轴颈和连杆轴颈检测刻印工序1道;工件搬送工序7道。(1)铣前后两端面、钻中心孔采用的设备形式和中国产的设备差不多,但不一样的是所钻中心孔为质量中心孔而不是几何中心孔,且在此工序完成后采用一台质量中心孔基准平衡测定机进行曲轴动平衡初步检测。采用双转塔数控车床粗、精车前后端外圆。主轴颈上的止推面、主轴颈和连杆轴颈上的圆弧槽的粗加工采用单轴数控车床。采用斜切式端面外圆磨床精加工前后端外圆及端面。采用止推面磨床精加工止推面。热处理后采取了专用机床修正质量中心孔。(2)采用内切铣床粗加工主轴颈、连杆轴颈,采用车拉机床半精加工主轴颈。采用多砂轮磨床半精磨和精磨主轴颈。采用单砂轮磨床精磨连杆轴颈。采用砂带抛光机超精加工主轴颈和连杆轴颈。采用特化(滚压)专用机床精加工主轴颈和连杆轴颈上的圆弧槽。(3)