曲軸制造工藝

1、汽車典型零件制造工藝汽車典型零件制造工藝主要內(nèi)容主要內(nèi)容 曲軸概述曲軸概述 1.1 曲軸的概念與工作原理曲軸的概念與工作原理 1.2 曲軸的結構特點曲軸的結構特點 1.3 曲軸的材料與毛坯曲軸的材料與毛坯 曲軸的加工制造工藝曲軸的加工制造工藝 2.1 曲軸的技術要求曲軸的技術要求 2.2 曲軸機械加工的定位基準曲軸機械加工的定位基準 2.3 曲軸機械加工工藝分析曲軸機械加工工藝分析 2.4 大批生產(chǎn)六缸汽油機曲軸的機械加工的工藝過程大批生產(chǎn)六缸汽油機曲軸的機械加工的工藝過程 2.5 曲軸部分表面的加工曲軸部分表面的加工 曲軸加工的先進技術曲軸加工的先進技術 3.1 質(zhì)量中心孔技術質(zhì)量中心孔技術

2、 3.2 車拉技術車拉技術 3.3 圓角深滾壓技術圓角深滾壓技術 曲軸概述曲軸概述1.1 1.1 曲軸的概念和工作原理曲軸的概念和工作原理曲軸是汽車發(fā)動機的重要零件之一。它主要曲軸是汽車發(fā)動機的重要零件之一。它主要將連桿的上下往復運將連桿的上下往復運動變?yōu)樾D(zhuǎn)運動動變?yōu)樾D(zhuǎn)運動。在發(fā)動機中，曲軸主軸頸被安裝在缸體上，連。在發(fā)動機中，曲軸主軸頸被安裝在缸體上，連桿頸與連桿大頭孔連接，連桿小頭孔與汽缸活塞連接，這是一個桿頸與連桿大頭孔連接，連桿小頭孔與汽缸活塞連接，這是一個典型的曲柄滑塊機構。典型的曲柄滑塊機構。曲軸的旋轉(zhuǎn)是發(fā)動機的動力源。曲軸的旋轉(zhuǎn)是發(fā)動機的動力源。據(jù)據(jù)2013-20172013

3、-2017年中國曲軸行業(yè)市場前瞻與投資預測分析報告年中國曲軸行業(yè)市場前瞻與投資預測分析報告數(shù)據(jù)顯示，隨著數(shù)據(jù)顯示，隨著國內(nèi)汽車需求旺盛、全球汽車市場中心向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移，中國以曲軸為代表國內(nèi)汽車需求旺盛、全球汽車市場中心向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移，中國以曲軸為代表的汽車零部件工業(yè)蓬勃發(fā)展。上圖顯示了的汽車零部件工業(yè)蓬勃發(fā)展。上圖顯示了2007-20102007-2010年，中國曲軸總產(chǎn)量（包括年，中國曲軸總產(chǎn)量（包括摩托車用單缸發(fā)動機曲軸）。摩托車用單缸發(fā)動機曲軸）。 曲軸概述曲軸概述曲軸簡介與工作原理：曲軸簡介與工作原理： 曲軸概述曲軸概述1.2 1.2 曲軸的結構特點曲軸的結構特點曲軸一般由曲軸一般

4、由主軸頸、連桿軸頸、曲柄、平衡塊、前端和后端主軸頸、連桿軸頸、曲柄、平衡塊、前端和后端等組等組成。一個主軸頸、一個連桿軸頸和一個曲柄組成一個成。一個主軸頸、一個連桿軸頸和一個曲柄組成一個曲拐曲拐，直列，直列式發(fā)動機曲軸曲拐的數(shù)目等于氣缸數(shù)；式發(fā)動機曲軸曲拐的數(shù)目等于氣缸數(shù)；V V型發(fā)動機曲軸的曲拐數(shù)型發(fā)動機曲軸的曲拐數(shù)等于氣缸數(shù)的一半。等于氣缸數(shù)的一半。7 7個主個主軸頸軸頸曲軸后曲軸后端油封端油封軸頸軸頸曲軸前曲軸前端正時端正時齒輪齒輪6 6個連個連桿頸桿頸8 8個平個平衡塊衡塊曲柄曲柄 曲軸概述曲軸概述主軸頸主軸頸是曲軸的支承部分，通過主軸承支承在曲軸箱的主軸承座上，其是曲軸的支承部分，通

5、過主軸承支承在曲軸箱的主軸承座上，其數(shù)目不僅與發(fā)動機氣缸數(shù)有關，還數(shù)目不僅與發(fā)動機氣缸數(shù)有關，還取決于曲軸的支承方式。取決于曲軸的支承方式。 連桿軸頸連桿軸頸是曲軸與連桿的連接部分，連接處圓弧過渡以減少應力集中。是曲軸與連桿的連接部分，連接處圓弧過渡以減少應力集中。 曲柄曲柄是主軸頸和連桿軸頸的連接部分，斷面橢圓形，為平衡慣性力，曲是主軸頸和連桿軸頸的連接部分，斷面橢圓形，為平衡慣性力，曲柄處鑄有柄處鑄有( (或緊固或緊固) )平衡重。平衡重。 平衡重平衡重用來平衡發(fā)動機不平衡的離心力矩，有時還用來平衡一部分往復用來平衡發(fā)動機不平衡的離心力矩，有時還用來平衡一部分往復慣性力，從而使曲軸旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)

6、。慣性力，從而使曲軸旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)。 曲軸前端曲軸前端裝有齒輪、驅(qū)動風扇、水泵的皮帶輪以及起動爪等。為防止機裝有齒輪、驅(qū)動風扇、水泵的皮帶輪以及起動爪等。為防止機油沿曲軸軸頸外漏，在曲軸前端裝有甩油盤，在齒輪室蓋上裝有油封。油沿曲軸軸頸外漏，在曲軸前端裝有甩油盤，在齒輪室蓋上裝有油封。曲軸后端曲軸后端用來安裝飛輪，在后軸頸與飛輪凸緣之間制成擋油凸緣與回油用來安裝飛輪，在后軸頸與飛輪凸緣之間制成擋油凸緣與回油螺紋，以阻止機油向后竄漏。螺紋，以阻止機油向后竄漏。 曲軸各部分的功用：曲軸各部分的功用： 曲軸概述曲軸概述根據(jù)主軸頸的支撐方式不同，曲軸可分為：根據(jù)主軸頸的支撐方式不同，曲軸可分為：全支承曲軸全

7、支承曲軸：在相鄰曲拐之間都設置一個主軸頸的曲軸。多用于：在相鄰曲拐之間都設置一個主軸頸的曲軸。多用于柴油機。柴油機。優(yōu)點：曲軸剛性好，不易彎曲；優(yōu)點：曲軸剛性好，不易彎曲；缺點：缸心距加大，機體加長，制造成本增加。缺點：缸心距加大，機體加長，制造成本增加。非全支承曲軸非全支承曲軸：主軸頸數(shù)等于或少于連桿軸頸數(shù)。多用于中小功：主軸頸數(shù)等于或少于連桿軸頸數(shù)。多用于中小功率的汽油機。率的汽油機。優(yōu)缺點與全支承曲軸恰好相反。優(yōu)缺點與全支承曲軸恰好相反。 曲軸概述曲軸概述曲軸的結構特點：曲軸的結構特點：連桿軸頸與主軸頸不同軸，相互平行。連桿軸頸與主軸頸不同軸，相互平行。不同曲軸其不同曲軸其曲拐之間的夾曲

8、拐之間的夾角角可能可能不同。不同。從而為加工連桿軸頸時的角度定位帶來困難。從而為加工連桿軸頸時的角度定位帶來困難。曲拐夾角曲拐夾角180曲拐夾角曲拐夾角120曲拐夾角曲拐夾角90結構細長多曲拐，剛性很差。結構細長多曲拐，剛性很差。 曲軸概述曲軸概述曲軸上加工有貫穿主軸頸、曲柄和連桿軸頸的油道，以便潤滑主軸頸曲軸上加工有貫穿主軸頸、曲柄和連桿軸頸的油道，以便潤滑主軸頸和連桿軸頸。和連桿軸頸。 曲軸概述曲軸概述1.3 1.3 曲軸的材料和毛坯曲軸的材料和毛坯曲軸曲軸工作時要承受很大的轉(zhuǎn)矩和交變的彎曲應力，其工作時要承受很大的轉(zhuǎn)矩和交變的彎曲應力，其主要失效形主要失效形式是式是疲勞斷裂疲勞斷裂和和軸

9、頸嚴重磨損軸頸嚴重磨損，對曲軸的材料要求，對曲軸的材料要求： 優(yōu)良的綜合機械性能，有高的強度和韌性；優(yōu)良的綜合機械性能，有高的強度和韌性； 高的抗疲勞能力，防止疲勞斷裂，提高壽命；高的抗疲勞能力，防止疲勞斷裂，提高壽命； 良好的耐磨性。良好的耐磨性。曲軸常用材料有：曲軸常用材料有：球墨鑄鐵、調(diào)質(zhì)鋼、非調(diào)質(zhì)鋼。球墨鑄鐵、調(diào)質(zhì)鋼、非調(diào)質(zhì)鋼。對于對于汽油機曲軸汽油機曲軸，由于功率較小，曲軸毛坯一般采用球墨鑄鐵鑄，由于功率較小，曲軸毛坯一般采用球墨鑄鐵鑄造而成。常用材料有：造而成。常用材料有：QT600-2QT600-2、QT700-2QT700-2、QT800-2QT800-2、 QT900-6QT

10、900-6、 QT800-6QT800-6等溫淬火球鐵。等溫淬火球鐵。柴油機曲軸柴油機曲軸毛坯材料一般采用調(diào)質(zhì)鋼或非調(diào)質(zhì)鋼，調(diào)質(zhì)鋼常用材毛坯材料一般采用調(diào)質(zhì)鋼或非調(diào)質(zhì)鋼，調(diào)質(zhì)鋼常用材料有：料有：4545、40Cr40Cr或或42CrMo42CrMo；非調(diào)質(zhì)鋼常用材料有；非調(diào)質(zhì)鋼常用材料有48MnV48MnV、C38N2C38N2、38MnS638MnS6。 曲軸概述曲軸概述曲軸的毛坯根據(jù)批量大小、尺寸、結構及材料品種來決定。批量曲軸的毛坯根據(jù)批量大小、尺寸、結構及材料品種來決定。批量較大的小型曲軸，采用較大的小型曲軸，采用模鍛模鍛；單件小批的中大型曲軸，采用；單件小批的中大型曲軸，采用自由自由

11、鍛造鍛造；而對于球墨鑄鐵材料則采用；而對于球墨鑄鐵材料則采用鑄造鑄造毛坯。毛坯。采用不同毛坯材料，曲軸的熱處理及加工工藝路線也不相同：采用不同毛坯材料，曲軸的熱處理及加工工藝路線也不相同：鍛鋼曲軸的常規(guī)工藝路線：鍛鋼曲軸的常規(guī)工藝路線：下料下料鍛造鍛造正火正火粗加工粗加工表面淬表面淬火及回火火及回火精加工精加工球鐵曲軸的常規(guī)工藝路線：球鐵曲軸的常規(guī)工藝路線：鑄造鑄造正火正火回火回火粗加工粗加工表面淬表面淬火及回火火及回火精加工精加工2. 2. 曲軸的加工制造工藝曲軸的加工制造工藝2.1 2.1 曲軸的技術要求曲軸的技術要求1）主軸頸、連桿軸頸本身的精度主軸頸、連桿軸頸本身的精度，即，即直徑尺寸

12、公差直徑尺寸公差等級等級通常為通常為IT6IT7；主軸頸的寬度極限偏差為；主軸頸的寬度極限偏差為+0.05-0.15mm；曲拐半徑極限偏；曲拐半徑極限偏差為差為0.05mm；曲軸的軸向尺寸極限偏差為；曲軸的軸向尺寸極限偏差為0.15 0.50mm。2）軸頸長度公差等級軸頸長度公差等級為為IT9IT10。軸頸的。軸頸的形狀公差形狀公差，如圓度、圓柱，如圓度、圓柱度控制在尺寸公差度控制在尺寸公差一半之內(nèi)一半之內(nèi)。3）位置精度位置精度，包括主軸頸與連桿軸頸的平行度：一般為，包括主軸頸與連桿軸頸的平行度：一般為100mm之內(nèi)之內(nèi)不大于不大于0.02mm；曲軸各主軸頸的同軸度：小型高速；曲軸各主軸頸的同

13、軸度：小型高速發(fā)動機發(fā)動機曲軸曲軸為為0.025mm，中大型低速，中大型低速發(fā)動機發(fā)動機曲軸為曲軸為0.030.08mm；各連桿軸頸的位各連桿軸頸的位置度不大于置度不大于30。4）曲軸的連桿軸頸和主軸頸的）曲軸的連桿軸頸和主軸頸的表面粗糙度表面粗糙度為為Ra0.20.4m；曲軸的；曲軸的連桿軸頸、主軸頸、曲柄連接圓角的表面粗糙度為連桿軸頸、主軸頸、曲柄連接圓角的表面粗糙度為Ra0.4m。除上述技術要求外，還有除上述技術要求外，還有熱處理、動平衡、表面強化、油道孔的清潔熱處理、動平衡、表面強化、油道孔的清潔度、曲軸裂紋、曲軸旋轉(zhuǎn)方向度、曲軸裂紋、曲軸旋轉(zhuǎn)方向等規(guī)定和要求。等規(guī)定和要求。2. 2.

14、 曲軸的加工制造工藝曲軸的加工制造工藝某工廠某工廠7 7個型號曲軸加工技術要求：個型號曲軸加工技術要求：2. 2. 曲軸的加工制造工藝曲軸的加工制造工藝2.2 2.2 曲軸機械加工的定位基準曲軸機械加工的定位基準曲軸加工定位基準選擇的基本原則：曲軸加工定位基準選擇的基本原則：曲軸加工的定位基準主要分曲軸加工的定位基準主要分徑向基準徑向基準、軸向基準軸向基準和和角向基準角向基準。 徑向基準：徑向基準：一般選用兩端的一般選用兩端的主軸頸主軸頸（兩邊主軸頸中心連線；（兩邊主軸頸中心連線；兩端面兩端面中心孔連線中心孔連線) ) ； 軸向基準：軸向基準：曲軸為了防止軸向力作用而發(fā)生軸向竄動，采用曲軸為了

15、防止軸向力作用而發(fā)生軸向竄動，采用止推結構。加工的軸向基準一般選擇止推結構。加工的軸向基準一般選擇止推面止推面； 2. 2. 曲軸的加工制造工藝曲軸的加工制造工藝 角向基準：角向基準：粗加工連桿軸頸前，在曲柄上銑粗加工連桿軸頸前，在曲柄上銑角向定位面角向定位面或或定位凸臺定位凸臺作為角向基準。作為角向基準。角向定位面角向定位面銑削角向定位基準面銑削角向定位基準面2. 2. 曲軸的加工制造工藝曲軸的加工制造工藝在汽車制造業(yè)中，一些專用夾具設備被應用于曲軸加工的定位夾緊，在汽車制造業(yè)中，一些專用夾具設備被應用于曲軸加工的定位夾緊，極大提高了裝夾質(zhì)量和效率。極大提高了裝夾質(zhì)量和效率。在在加工連桿軸頸

16、加工連桿軸頸時，一般利用已經(jīng)加工過的主軸頸定位，安裝到專用時，一般利用已經(jīng)加工過的主軸頸定位，安裝到專用偏心卡盤分度夾具中，使連桿軸頸的軸線和轉(zhuǎn)動軸線偏心卡盤分度夾具中，使連桿軸頸的軸線和轉(zhuǎn)動軸線4 4重合。連桿軸頸重合。連桿軸頸之間的角度位置精度靠夾具上的分度裝置保證，加工時依次加工同一之間的角度位置精度靠夾具上的分度裝置保證，加工時依次加工同一軸線上的連桿軸頸以及曲軸端面，工件軸線上的連桿軸頸以及曲軸端面，工件2 2通過在夾具體通過在夾具體3 3上的分度板上的分度板1 1與與分度定位銷分度定位銷5 5分度。分度。為進一步提高生產(chǎn)效率，還可采用專用的半自動曲軸車床或磨床，工為進一步提高生產(chǎn)效

17、率，還可采用專用的半自動曲軸車床或磨床，工件能在一次裝夾下（仍以主軸頸定位）加工連桿所有軸頸。件能在一次裝夾下（仍以主軸頸定位）加工連桿所有軸頸。 偏心卡盤分度夾具偏心卡盤分度夾具1-1-分度板分度板 2-2-工件工件 3-3-夾具體夾具體 4-4-轉(zhuǎn)動軸線轉(zhuǎn)動軸線 5-5-分度定位銷分度定位銷2. 2. 曲軸的加工制造工藝曲軸的加工制造工藝2.3 2.3 曲軸機械加工工藝分析曲軸機械加工工藝分析曲軸加工工藝路線編制原則：曲軸加工工藝路線編制原則：先粗后精先粗后精 先基準后其他先基準后其他 先面后孔先面后孔 先主要表面后次要表面先主要表面后次要表面外圓粗加工外圓粗加工其他表面加工其他表面加工粗

18、基準加工粗基準加工精基準加工精基準加工外圓精加工外圓精加工由于要加工主軸頸作為后續(xù)加工其他外圓的定位基準，因此，由于要加工主軸頸作為后續(xù)加工其他外圓的定位基準，因此，通常通常先加工主軸頸，而后加工連桿軸頸和其他外圓先加工主軸頸，而后加工連桿軸頸和其他外圓。2. 2. 曲軸的加工制造工藝曲軸的加工制造工藝由于曲軸的結構特點形狀復雜，剛性很差，加工精度要求還很高。由于曲軸的結構特點形狀復雜，剛性很差，加工精度要求還很高。因此，在確定曲軸的加工工藝路線時，還需注意以下問題：因此，在確定曲軸的加工工藝路線時，還需注意以下問題： 粗加工時由于切削余量大，切削力較大，粗加工時由于切削余量大，切削力較大，可

19、用中間托架增強可用中間托架增強剛性剛性，減小變形和振動，同時機床刀具及夾具都應有較高的剛度。，減小變形和振動，同時機床刀具及夾具都應有較高的剛度。 加工時盡量加工時盡量使切削力的作用相互抵消使切削力的作用相互抵消，可用前后刀架同時橫，可用前后刀架同時橫向進給。向進給。中間托架中間托架切削力相互抵消切削力相互抵消2. 2. 曲軸的加工制造工藝曲軸的加工制造工藝 合理安排工位次序合理安排工位次序以減少加工變形，按先粗后精的原則安排以減少加工變形，按先粗后精的原則安排加工工序，逐步提高精度。加工工序，逐步提高精度。 在有可能產(chǎn)生變形的工序后面增設在有可能產(chǎn)生變形的工序后面增設校直工序校直工序。對于左

20、圖這種對于左圖這種7 7個主軸頸的曲個主軸頸的曲軸。加工主軸頸順序為：軸。加工主軸頸順序為：4-7-1-6-2-5-34-7-1-6-2-5-32. 2. 曲軸的加工制造工藝曲軸的加工制造工藝2.4 2.4 大批生產(chǎn)六缸汽油機曲軸的機械加工的工藝過程大批生產(chǎn)六缸汽油機曲軸的機械加工的工藝過程汽車發(fā)動機制造過程中，曲軸的加工多屬大批大量生產(chǎn)，按工序分散原則安汽車發(fā)動機制造過程中，曲軸的加工多屬大批大量生產(chǎn)，按工序分散原則安排工藝過程。以下為大量生產(chǎn)六缸汽油機曲軸的工藝過程。加工過程中廣泛排工藝過程。以下為大量生產(chǎn)六缸汽油機曲軸的工藝過程。加工過程中廣泛采用了先進工藝和專用機床，實現(xiàn)了機械加工、檢

21、驗和清洗等工序的自動化。采用了先進工藝和專用機床，實現(xiàn)了機械加工、檢驗和清洗等工序的自動化。2. 2. 曲軸的加工制造工藝曲軸的加工制造工藝2. 2. 曲軸的加工制造工藝曲軸的加工制造工藝2. 2. 曲軸的加工制造工藝曲軸的加工制造工藝2. 2. 曲軸的加工制造工藝曲軸的加工制造工藝2. 2. 曲軸的加工制造工藝曲軸的加工制造工藝2. 2. 曲軸的加工制造工藝曲軸的加工制造工藝2.5 2.5 曲軸部分表面的加工曲軸部分表面的加工曲軸的主要加工表面曲軸的主要加工表面有有主軸頸、連桿軸頸、各外圓主軸頸、連桿軸頸、各外圓、兩端面、鍵、兩端面、鍵槽以及油孔道等。槽以及油孔道等。此外，還有還有檢驗、清洗

22、、去毛刺等工序。此外，還有還有檢驗、清洗、去毛刺等工序。 銑兩端面銑兩端面定位基準：定位基準：兩端主軸頸兩端主軸頸止推面止推面限制限制5 5個自由度個自由度2. 2. 曲軸的加工制造工藝曲軸的加工制造工藝 加工主軸頸及與主軸頸同軸外圓面加工主軸頸及與主軸頸同軸外圓面采用兩端中心孔定位，限制采用兩端中心孔定位，限制5 5個自由度。使用成型刀具，加工效個自由度。使用成型刀具，加工效率高率高 ，但刀具壽命低。，但刀具壽命低。主軸頸主軸頸加工工序加工工序：粗車、精車、磨削；：粗車、精車、磨削；2. 2. 曲軸的加工制造工藝曲軸的加工制造工藝 加工連桿軸頸加工連桿軸頸連桿連桿軸頸軸頸加工工序加工工序：粗

23、車、精車、磨削；：粗車、精車、磨削；采用兩端主軸頸徑向定位，限制采用兩端主軸頸徑向定位，限制4 4個自由度；止推面軸向定位，個自由度；止推面軸向定位，限制一個移動自由度；第一平衡塊的側(cè)面定位面周向定位，限制限制一個移動自由度；第一平衡塊的側(cè)面定位面周向定位，限制一個旋轉(zhuǎn)自由度。一個旋轉(zhuǎn)自由度。2. 2. 曲軸的加工制造工藝曲軸的加工制造工藝 加工油孔道加工油孔道曲軸上的深油孔是典型的斜長孔。傳統(tǒng)的加工方法采用高速鋼深孔麻花鉆加曲軸上的深油孔是典型的斜長孔。傳統(tǒng)的加工方法采用高速鋼深孔麻花鉆加工，但刀具壽命低，設備柔性差，工，但刀具壽命低，設備柔性差，目前已逐漸被目前已逐漸被槍鉆槍鉆和和MQLM

24、QL技術麻花鉆技術麻花鉆代替。代替。定位基準：定位基準：兩端中心孔、止推面、連桿軸頸。兩端中心孔、止推面、連桿軸頸。限制限制6 6個自由度。個自由度。2. 2. 曲軸的加工制造工藝曲軸的加工制造工藝 精車止推面，銑鍵槽，精鏜導向孔精車止推面，銑鍵槽，精鏜導向孔此時采用前端中心孔限制此時采用前端中心孔限制2 2個自由度（后端導向孔被加工為導向孔），個自由度（后端導向孔被加工為導向孔），后端外圓限制后端外圓限制2 2個自由度。后端面軸向定位限制一個移動自由度。個自由度。后端面軸向定位限制一個移動自由度。曲軸加工過程中，需要在兩端面加工中心孔作為定位基準。按照其加曲軸加工過程中，需要在兩端面加工中心

25、孔作為定位基準。按照其加工位置不同，可分為工位置不同，可分為幾何中心孔幾何中心孔和和質(zhì)量中心孔質(zhì)量中心孔。 曲軸加工的先進技術曲軸加工的先進技術3.1 3.1 質(zhì)量中心孔技術質(zhì)量中心孔技術幾何中心孔幾何中心孔是以曲軸兩端主軸頸外圓定位鉆出的中心孔，其形成的軸是以曲軸兩端主軸頸外圓定位鉆出的中心孔，其形成的軸線是幾何中心線。在質(zhì)量定心機上先找出曲軸的質(zhì)量軸線，按其所處線是幾何中心線。在質(zhì)量定心機上先找出曲軸的質(zhì)量軸線，按其所處的位置鉆出的中心孔則為的位置鉆出的中心孔則為質(zhì)量中心孔質(zhì)量中心孔，其形成的軸線是質(zhì)量中心線。，其形成的軸線是質(zhì)量中心線。質(zhì)量定心機簡圖質(zhì)量定心機簡圖 曲軸加工的先進技術曲軸

26、加工的先進技術如果曲軸幾何形狀旋轉(zhuǎn)對稱、質(zhì)量密度完全均勻，則其幾何中心線和如果曲軸幾何形狀旋轉(zhuǎn)對稱、質(zhì)量密度完全均勻，則其幾何中心線和質(zhì)量中心線重合；而實際生產(chǎn)中，由于毛坯上的幾何形狀誤差和質(zhì)量質(zhì)量中心線重合；而實際生產(chǎn)中，由于毛坯上的幾何形狀誤差和質(zhì)量分布不均等原因，分布不均等原因，幾何中心線與質(zhì)量中心線往往不重合幾何中心線與質(zhì)量中心線往往不重合。傳統(tǒng)曲軸加工工藝多采用幾何中心孔。但利用幾何中心孔作為定位基傳統(tǒng)曲軸加工工藝多采用幾何中心孔。但利用幾何中心孔作為定位基準進行車削或磨削加工時，會產(chǎn)生很多準進行車削或磨削加工時，會產(chǎn)生很多不利影響不利影響：由于工件旋轉(zhuǎn)會產(chǎn)生由于工件旋轉(zhuǎn)會產(chǎn)生離心力

27、離心力，這不僅會影響加工質(zhì)量，而且加工后余，這不僅會影響加工質(zhì)量，而且加工后余下的下的動不平衡量動不平衡量較大，在以后裝配前的動平衡工序中，需要多次反復較大，在以后裝配前的動平衡工序中，需要多次反復測量去重才能達到要求，影響生產(chǎn)效率。測量去重才能達到要求，影響生產(chǎn)效率?，F(xiàn)在一些國家大都采用質(zhì)量中心孔技術，可基本解決采用幾何中心孔現(xiàn)在一些國家大都采用質(zhì)量中心孔技術，可基本解決采用幾何中心孔產(chǎn)生的問題。我國一些曲軸生產(chǎn)企業(yè)也已采用質(zhì)量中心孔技術。產(chǎn)生的問題。我國一些曲軸生產(chǎn)企業(yè)也已采用質(zhì)量中心孔技術。 曲軸加工的先進技術曲軸加工的先進技術3.2 3.2 車拉技術車拉技術傳統(tǒng)曲軸軸頸加工一般采用車削

28、或傳統(tǒng)曲軸軸頸加工一般采用車削或銑削加工。切削過程中工件受力大，銑削加工。切削過程中工件受力大，加工精度不高。加工精度不高。19831983年美國首先采年美國首先采用直線型車拉刀具加工曲軸主軸頸用直線型車拉刀具加工曲軸主軸頸獲得成功?，F(xiàn)在，曲軸車拉技術主獲得成功。現(xiàn)在，曲軸車拉技術主要演化為三種方式：要演化為三種方式：直線式刀具車直線式刀具車拉、內(nèi)環(huán)式刀具旋轉(zhuǎn)車拉和外環(huán)式拉、內(nèi)環(huán)式刀具旋轉(zhuǎn)車拉和外環(huán)式刀具旋轉(zhuǎn)車拉刀具旋轉(zhuǎn)車拉。直線車拉直線車拉 b)b)圓刀具外環(huán)車拉圓刀具外環(huán)車拉 n- n-工件速度工件速度 n nwzwz- -刀具速度刀具速度曲軸曲軸 曲軸加工的先進技術曲軸加工的先進技術車削

29、加工軸承與車拉軸承對比：刀具的進給方向不同，導致車削車削加工軸承與車拉軸承對比：刀具的進給方向不同，導致車削工件受力很大，車拉加工工件受力較小，加工更穩(wěn)定。工件受力很大，車拉加工工件受力較小，加工更穩(wěn)定。車拉是車削和拉削加工的結合，加工過程中，除了工件做旋轉(zhuǎn)運車拉是車削和拉削加工的結合，加工過程中，除了工件做旋轉(zhuǎn)運動以外，刀具也做進給運動，以實現(xiàn)車拉切削加工。動以外，刀具也做進給運動，以實現(xiàn)車拉切削加工。車削車削車拉車拉 曲軸加工的先進技術曲軸加工的先進技術車拉技術的優(yōu)點車拉技術的優(yōu)點 加工精度高加工精度高車拉加工刀具分直線型和圓盤型車拉加工刀具分直線型和圓盤型2 2種。刀體上鑲裝的刀齒片分粗

30、切刀種。刀體上鑲裝的刀齒片分粗切刀齒和精切刀齒齒和精切刀齒2 2組。組。每個刀片在與工件高速的相對運動中僅參加短暫每個刀片在與工件高速的相對運動中僅參加短暫切削切削, ,切下的金屬層很薄切下的金屬層很薄( (約約0.40.40.6mm )0.6mm )。因而刀刃承受的沖擊小。因而刀刃承受的沖擊小, ,刀齒切削熱負荷小刀齒切削熱負荷小, ,減少了工件切削后的殘余應力，保證了工件精切減少了工件切削后的殘余應力，保證了工件精切后的表面精度和質(zhì)量。后的表面精度和質(zhì)量。據(jù)有關廠測定，車拉后的曲軸尺寸參數(shù)：據(jù)有關廠測定，車拉后的曲軸尺寸參數(shù)：1 1）主軸頸直徑誤差）主軸頸直徑誤差0.04mm0.04mm；

31、 2 2）主軸頸寬度誤差）主軸頸寬度誤差0.04mm0.04mm； 3 3）連桿軸頸回轉(zhuǎn)半徑誤差）連桿軸頸回轉(zhuǎn)半徑誤差0.05mm0.05mm； 4 4）連桿軸頸分度位置誤差）連桿軸頸分度位置誤差0.07mm0.07mm； 曲軸加工的先進技術曲軸加工的先進技術 生產(chǎn)效率高生產(chǎn)效率高 車拉加工的切削速度高車拉加工的切削速度高( (加工鍛鋼曲軸時約為加工鍛鋼曲軸時約為150150220m/min220m/min，加工，加工鑄鐵曲軸時約鑄鐵曲軸時約250250300m/min)300m/min)，進給速度快，進給速度快( (粗加工時約為粗加工時約為3000mm 3000mm /min/min，精加工

32、時約為，精加工時約為1000mm/min)1000mm/min)，所以加工節(jié)拍短，生產(chǎn)效率高。，所以加工節(jié)拍短，生產(chǎn)效率高。 加工柔性好加工柔性好 車拉加工只需更換程序或重新編程序，對夾具、刀具略作調(diào)整，就車拉加工只需更換程序或重新編程序，對夾具、刀具略作調(diào)整，就可很快適應曲軸品種的變換和不同批量的生產(chǎn)，充分發(fā)揮計算機數(shù)可很快適應曲軸品種的變換和不同批量的生產(chǎn)，充分發(fā)揮計算機數(shù)字控制技術的特長。字控制技術的特長。 工藝總投資少工藝總投資少由于車拉加工精度高由于車拉加工精度高, , 車拉后不再進行粗磨或半精磨車拉后不再進行粗磨或半精磨，簡化了工藝過，簡化了工藝過程，省去粗磨磨床的投資和有關生產(chǎn)費

33、用。此外，車拉刀具承受載荷程，省去粗磨磨床的投資和有關生產(chǎn)費用。此外，車拉刀具承受載荷小，使用壽命長、費用低。小，使用壽命長、費用低。 曲軸加工的先進技術曲軸加工的先進技術3.3 3.3 圓角深滾壓技術圓角深滾壓技術曲軸服役工況條件惡劣，曲軸服役工況條件惡劣，在工作時需要承受較大而復雜的沖擊載在工作時需要承受較大而復雜的沖擊載荷，荷，其失效形式一般是其失效形式一般是軸頸磨損軸頸磨損和和疲勞斷裂疲勞斷裂。當當曲拐頂部受壓力曲拐頂部受壓力P P時，曲拐兩內(nèi)側(cè)圓角過時，曲拐兩內(nèi)側(cè)圓角過渡處表現(xiàn)為拉應力，主軸圓角過渡處則為壓渡處表現(xiàn)為拉應力，主軸圓角過渡處則為壓應力；另外，曲軸還承受慣性力矩、輸出扭應力；另外，曲軸還承受慣性力矩、輸出扭矩、扭振力矩，受力情況十分復雜。矩、扭振力矩，受力情況十分復雜。由于軸頸磨削加工后