曲軸加工工藝曲軸是發(fā)動機(jī)內(nèi)的一個長軸，它將活塞的直線往復(fù)運動變?yōu)樾D(zhuǎn)運動，通過飛輪將扭矩輸送給底盤的傳動系，并驅(qū)動配氣機(jī)構(gòu)及其它輔助裝置。因此，曲軸的受力條件相當(dāng)復(fù)雜，需要承受離心力、氣體壓力和往復(fù)慣性力的作用，從而承受彎曲與扭轉(zhuǎn)載荷。為了保證曲軸的工作可靠，必須具有足夠的強度和剛度，各工作表面要耐磨，同時潤滑良好。曲軸的結(jié)構(gòu)主要由主軸頸、連桿軸頸、油封軸頸、齒輪軸頸、皮帶輪軸頸和曲柄臂等組成。CA6102發(fā)動機(jī)曲軸采用45#鋼模鍛方式制造，這種方法具有較高的剛度、強度和良好的耐磨性。曲軸的加工表面及技術(shù)要求如下：主軸頸共有7個，直徑公差為H7，第一軸頸長，第四軸頸寬，第七軸頸寬，第二、三、五、六軸頸寬以第一、七主軸頸為基準(zhǔn)，第四主軸頸的徑向跳動公差為0.05mm；連桿軸頸共有6個，直徑公差為H5，軸頸寬38H10mm，其與主軸頸的重疊度為11.35mm；油封軸頸直徑為H7；曲柄臂用于連接主軸頸和連桿軸頸，共有12個，其半徑為R(57.15士0.07)mm；各連桿軸頸軸心線的相位差在之內(nèi)；曲軸必須經(jīng)過動平衡，精度為G6.3；主軸頸、連桿軸頸要進(jìn)行表面淬火，淬硬深度2mm-4mm，硬度為55-53HRC；油封軸頸也要進(jìn)行表面淬火，淬硬深度不小于1mm，硬度為54-63HRC；曲軸還要進(jìn)行探傷檢查，加工表面不允許出現(xiàn)“發(fā)裂”。曲軸的機(jī)械加工工藝過程取決于生產(chǎn)批量、加工要求、毛坯種類和熱處理安排等。典型加工順序為：銑兩端面→鉆中心孔→粗車→精車→銑削→熱處理→磨削加工等。曲軸機(jī)械加工過程大致可分為以下幾個階段：加工定位基面→粗、精車主軸頸→中間檢查；粗磨主軸頸→銑定位面→車連桿軸頸→加工定位銷孔、油道孔等次要表面→中間檢查。CA6102發(fā)動機(jī)曲軸生產(chǎn)線共有64道工序和72臺設(shè)備，其中23臺為進(jìn)口設(shè)備。其中，曲軸加工工藝過程分析及典型夾具主要包括以下5個步驟。首先是定位基準(zhǔn)的選擇。曲軸徑向尺寸設(shè)計基準(zhǔn)為主軸頸和連桿軸頸的軸線，而軸向尺寸基準(zhǔn)為止推面。中心孔應(yīng)先加工，作為精基準(zhǔn)和設(shè)計基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)為第一、七主軸頸外畫表面，并以第四主軸頸兩側(cè)曲柄臂斜面作為軸向定位粗基準(zhǔn)。其次是關(guān)鍵工序及典型夾具。第一道工序為銑端面、鉆中心孔。中心孔是否偏移，對加工表面的余量分布和動平衡有直接影響，因此應(yīng)使中心孔盡可能接近曲軸的質(zhì)量中心。加工時，先銑兩端面，后鉆中心孔。在粗加工主軸頸時，如以中間軸頸作為輔助支承面和軸向定位面時，則中間軸頸加工應(yīng)在其它軸頸加工之前進(jìn)行粗加工或半精加工。曲柄定位面應(yīng)在連桿軸頸加工之前進(jìn)行加工。油道孔、定位銷孔的加工應(yīng)在軸頸粗磨之后，淬火之前進(jìn)行。表面淬火應(yīng)在半精磨加工之前進(jìn)行。平衡在精加工之后進(jìn)行。校直是在容易引起曲軸彎由變形的工序之后進(jìn)行，如在粗車、粗磨、熱處理工序之后進(jìn)行。最終檢查在清銑之后進(jìn)行。第三是夾具的選擇。圖1.2和圖1.21所示為第一道工序MP-73銑鉆組合機(jī)及其所用自定心夾具。通過液壓油缸帶動鉸鏈機(jī)構(gòu)實現(xiàn)自動定心。在調(diào)整夾具精度時，如果需要調(diào)整夾爪體行程距離，就擰動螺帽7，此時兩端夾爪體同時前進(jìn)或后退。當(dāng)需要微量調(diào)整某一個夾爪體時，就擰動微調(diào)旋鈕1來實現(xiàn)。第四是校準(zhǔn)中心鉆位置精度。為保證中心孔的加工精度，此工序備有一個校準(zhǔn)中心鉆位置精度的校準(zhǔn)件，用以經(jīng)常檢查和調(diào)整夾具。圖1.22為檢查中心鉆相對于夾具的位置精度示意圖。檢查方法如下：首先將校準(zhǔn)件夾緊，然后使校準(zhǔn)件的活動套沿中心鉆外圓旋轉(zhuǎn)，如果能轉(zhuǎn)過一周且活動套與中心鉆外圓的接觸間隙相同，則證明中心鉆與夾具調(diào)整正好合格，否則要重新調(diào)整夾具。最后是超精加工主軸頸及連桿軸頸和最終檢查。兩端孔加工、動平衡是在超精加工主軸頸及連桿軸頸之后進(jìn)行的。最終檢查在清銑之后進(jìn)行。細(xì)微的螺旋線可以有效地消除表面的毛刺和瑕疵，使得曲軸表面更加平滑。曲軸拋光機(jī)床的主要部件包括主軸、工作臺、驅(qū)動裝置和控制系統(tǒng)等。其中，主軸是整個機(jī)床的核心部件，其精度和穩(wěn)定性直接影響到加工效果。工作臺可以進(jìn)行前后、左右和上下三個方向的微調(diào)，以保證加工精度。驅(qū)動裝置采用變頻調(diào)速技術(shù)，可以根據(jù)不同的加工要求進(jìn)行調(diào)整?？刂葡到y(tǒng)采用PLC控制，可以實現(xiàn)自動化加工。曲軸拋光機(jī)床的加工精度可以達(dá)到0.01μm，是曲軸加工中不可或缺的設(shè)備。鉆深油孔加工是曲軸加工中的重要一環(huán)。為了解決深孔加工中的問題，采取了分級進(jìn)給、加大鉆頭螺旋槽和螺旋角、糊半球形凹坑等措施。其中，分級進(jìn)給機(jī)構(gòu)可以排除切屑和改善刀具的冷卻，提高了深孔鉆組合機(jī)床的加工效率。加大鉆頭螺旋槽和螺旋角可以改善排屑，提高了鉆頭的使用壽命。糊半球形凹坑可以避免鉆頭引偏，保證了孔軸線的直線度。這些措施的實施，為深孔加工提供了可靠的技術(shù)支持。在曲軸加工中，銑床和車床是常用的加工設(shè)備。其中，A662銑床夾具可以夾緊工件，使得曲軸的軸向定位靠在夾具軸向定位件上，以V形鐵作為角向定位。曲軸連桿軸頸車床加工示意圖中，床身有兩個工位，分別用于車削連桿軸頸臺肩端面和曲柄銷外圓。中間主軸頸用中心架支承，曲軸用兩端主軸頸、第一主軸頸臺肩端面及曲柄臂側(cè)面的工藝平面為定位基準(zhǔn)。這些設(shè)備和工藝的運用，可以實現(xiàn)曲軸的高效加工。最后，2K34曲軸拋光機(jī)床是一種超精加工設(shè)備，其運動比較復(fù)雜，可以利用油石或砂布進(jìn)行光整加工。其主要部件包括主軸、工作臺、驅(qū)動裝置和控制系統(tǒng)等。曲軸拋光機(jī)床的加工精度可以達(dá)到0.01μm，為曲軸加工提供了高質(zhì)量的加工保障。鋒，形成強力切削，去除表面雜質(zhì)和粗糙度。②塑性變形階段。隨著加工的進(jìn)行，油石開始與更多的表面接觸，形成塑性變形，使得表面更加光滑。③磨削階段。油石與工件表面的接觸越來越多，開始形成磨削，去除更小的凸起和凹陷。④拋光階段。在這個階段，油石與工件表面的接觸已經(jīng)非常充分，形成拋光，使得表面達(dá)到超精加工的要求。通過以上四個階段的組合，可