機械加工技術在汽車發(fā)動機曲軸制造中的應用

李芳婷

摘要：隨著社會經(jīng)濟不斷的發(fā)展，我國也越發(fā)的重視機械加工技術。社會生產(chǎn)力水平的提高，讓人們對制造行業(yè)有了一個更高的要求，機械加工技術的應用給人們帶來了一定的便利。發(fā)動機可以為汽車提供動力，曲軸是發(fā)動機運行的關鍵，在汽車曲軸生產(chǎn)制造過程中運用機械加工技術，能夠保證發(fā)動機的功能得到最大的發(fā)揮。下文中，將主要針對機械加工技術在汽車發(fā)動機曲軸制造中的應用進行深入的分析，以此來促進汽車行業(yè)持續(xù)的發(fā)展。

Abstract： With the continuous development of social economy， China has also paid more and more attention to machining technology. The improvement of the level of social productivity has made people have a higher requirement for the manufacturing industry， and the application of mechanical processing technology has brought people a certain degree of convenience. The engine can provide power for the automobile， and the crankshaft is the key to the operation of the engine. The use of machining technology in the production of automobile crankshafts can ensure that the function of the engine is maximized. In the following， we will mainly conduct in-depth analysis on the application of machining technology in the manufacture of automobile engine crankshafts， so as to promote the sustainable development of the automobile industry.

關鍵詞：機械加工技術;汽車發(fā)動機;曲軸制造;應用

Key words： machining technology;automobile engine;crankshaft manufacturing;application

中圖分類號：U472.43? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）18-0128-02

0? 引言

機械加工技術在實際應用中有著較多的優(yōu)勢，在制造行業(yè)有著重要的地位，傳統(tǒng)制造技術中存在的不足在逐漸突顯，已經(jīng)無法滿足新時代對其的需求。在新時代的背景下，人們的生活水平在提高，汽車作為常用的出行工具，為人們的出行提供了便攜，發(fā)動機是汽車重要零部件，曲軸決定了發(fā)動機性能。必須根據(jù)實際情況，合理運用機械加工技術，提高汽車性能。

1? 曲軸以及機械加工技術的重要性

機械加工技術在制造業(yè)領域應用范圍較為廣泛，在汽車發(fā)動機制造領域有著較高的應用價值。利用機械加工技術能夠對關鍵部位調整，完成制造，決定了曲軸的整體性能。汽車發(fā)動機的零部件比較多，包括了發(fā)動機曲軸的零部件，對汽車發(fā)動機整體性能有較大的影響。想要保證汽車能夠安全正常行駛，為駕駛員提供一個舒適的駕駛環(huán)境，就會對曲軸的加工進行改造，為其穩(wěn)定運行提供保障。在實際運行中，曲軸連桿作用可以有效推動活塞，保持曲軸上下運動狀態(tài)，曲軸在上方位置完成排氣，為發(fā)動機提供所需的氣體，幫助其順利做功。在工業(yè)生產(chǎn)制造的過程中，模具是制造發(fā)動機機械零部件的基礎，模具硬度高，制造難度系數(shù)比較大，傳統(tǒng)模具加工制造技術很難達到制造要求。必須在機械加工時，提高制造精度，保證制造的整體質量，在短時間內完成模具的制造，可以節(jié)約成本。曲軸作為模具在汽車發(fā)動機機械制造中，對發(fā)動機運行有著促進的作用。曲軸質量會直接影響發(fā)動機的使用情況，在分析曲軸模型結構的同時，還要了解其加工難度與過程，在實踐中探索，落實曲軸質量的改造工作。機械加工技術關系到汽車的行駛性能，對其應用能使曲軸生產(chǎn)更為可靠，是汽車機械生產(chǎn)改造的重要內容之一。

2? 汽車發(fā)動機中曲軸工作的基本原理

發(fā)動機對汽車整體運行至關重要，決定了汽車質量，還會影響其使用壽命。汽車發(fā)動機中曲軸是重要組成部分，現(xiàn)階段，我國曲軸制造技術得到了進一步的發(fā)展，在持續(xù)進步中，應用機械加工技術能夠保證曲軸制造質量，還能提高制造水平，關系到汽車整體的運行與舒適度[1]。

從曲軸與發(fā)動機工作關系出發(fā)，對上下活塞運動分析，可以發(fā)現(xiàn)活塞運動加大了氣體容積，會因此形成壓強差。發(fā)動機曲軸達到最低位置，進氣會終止。在氣體壓縮時，要對曲軸從上到下分析，掌握氣閥與排氣閥的狀態(tài)。在氣體被壓縮混合后，火花塞能點燃壓縮氣體，釋放出一定量的熱能，在上下運動中形成驅動力。打開排氣閥以后，發(fā)動機曲軸在推動作用下壓力會被排除，實現(xiàn)有效的帶動[2]。

3? 汽車發(fā)動機曲軸制造技術分析

曲軸是汽車發(fā)動機的關鍵，在發(fā)動機運行中有著重要的作用。我國發(fā)動機制造行業(yè)給予了曲軸制造充分的重視，我國曲軸制造一般都是選用普通機床，普通機床自動化程度較低，通常由人工完成，曲軸制造精確度會因此受到影響，質量得不到保證，很容易出現(xiàn)各種誤差。材料選擇方面也會影響曲軸質量，工作人員一定要跟上機械生產(chǎn)設備的更新速度，選擇最佳的鑄造和鍛造技術，提高加工工藝水平，保證曲軸質量可以達到應用需求，突破傳統(tǒng)制造中存在的局限性[3]。

在制作發(fā)動機曲軸材料中，我國汽車行業(yè)一般都是選擇球墨鑄鐵材料，這種材料與鋼材料性能類似，成本低，在應用中有一定的優(yōu)勢。曲軸制造要先對材料熔煉，再將材料鑄形，鍛造后熱處理，加工改進完善以后，監(jiān)測其平衡性與穩(wěn)定性。

4? 曲軸制造過程中應用的機械加工技術

4.1 鑄造技術與鍛造技術? 在汽車發(fā)動機曲軸鑄造和鍛造過程中，能夠直接的獲取熔煉成分。工作人員一定要根據(jù)實際情況，合理選擇光譜儀設備。熔煉材料包括復合型材料，主要是通過融合加工而成，熔煉的整個過程需全程監(jiān)督，在發(fā)現(xiàn)問題以后，第一時間內解決，以熔煉材料質量為基礎，保證其符合標準。出現(xiàn)相關的問題，要聯(lián)系工作人員檢測，采取相應的措施補救。在汽車發(fā)動機鍛造的過程中，現(xiàn)代化鍛造是最終的鍛造目的，借助先進的機械生產(chǎn)設備可以完成，精準自動化生產(chǎn)能夠有效提高曲軸質量，降低因為人為操作發(fā)生的失誤率，促進我國發(fā)動機曲軸制造水平更好的提升。自動化機械設備可以實現(xiàn)對鍛造物體各項數(shù)據(jù)的對比工作，縮減實際參數(shù)與預定參數(shù)之間的誤差，為發(fā)動機曲軸生產(chǎn)精細化程度提供保障[4]。

4.2 機械加工工藝和流程? 在社會經(jīng)濟不斷發(fā)展的過程中，機械加工技術實現(xiàn)了智能化，在操作中更為的規(guī)范，對機械化加工行業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。發(fā)動機曲軸零部件比較精細，對加工精準度有著較高的要求，傳統(tǒng)方法很難達到要求。必須對機械加技術加工，解決傳統(tǒng)方法中存在的問題，為曲軸高效生產(chǎn)提供技術支撐。在發(fā)動機曲軸加工的過程中，制造企業(yè)需建立完整的標準規(guī)范化制度，完善工藝流程，保證其符合生產(chǎn)標準。生產(chǎn)計劃一定要詳細，明確各個機械構件類型。對曲軸各個零件的效果裝配圖進行分析，合理選擇加工工藝。加工工藝路線與工序一定完整清晰，才能完成準備工作。機械加工的運作過程，必須填寫加工文件[5]。

4.3 基于CAXA實體設計軟件的曲軸三維模型? 曲軸在開始制造之前，一定要掌握產(chǎn)品實際需求，將其充分結合展開設計，是機械制造中的一個重要環(huán)節(jié)，采用CAXA實體設計軟件能夠達到良好的效果，構建相應的曲軸三維模型，幫助曲軸性能達到產(chǎn)品要求。CAXA是一體化軟件，能夠詳細完整的記錄模型建模過程，用戶還能在該軟件中隨意更改，傳遞模型建構設計理念，保證曲軸設計的科學合理性。軟件模型可以為三維模型的建立打下堅實的基礎，在開始建立之前，分析曲軸的特點，利用元素庫中的各個圖素，借助三維球完成實體模型的構建工作，其中包括了連桿軸徑、主軸頸等[6]。

4.4 基于ANSYS對曲軸進行三維有限元分析? 在曲軸實際制造中，要先對三維有限元分析，利用CAXA實體設計完成三維模型的構建，有限元分析能使曲軸結構更為真實，縮減曲軸結構與實際情況之間的差距。在建模階段中，要先分析模態(tài)，將逆模型完整的導入ANSYS軟件中，將其劃分為多個部分，可以發(fā)現(xiàn)曲軸中包含多個部分，主軸頸與連桿軸徑是重要組成部分，整個曲軸的關鍵。在應用六面體單位分析方法的過程中，曲軸后軸端一般采用自由網(wǎng)格劃分方法，對計算精度的提升有很大的幫助。獲得有限元模型后，研究震動特性，重點在于曲軸結構、機械部分，需要充分考慮頻率等各個要求。曲軸正常工作，受動載荷作用的影響，周期會發(fā)生變化，還會出現(xiàn)共振現(xiàn)象。動應力如果過于嚴重，會因疲勞而損壞，縮減其使用壽命。與此同時，在有限元分析環(huán)節(jié)，工作人員需特別注意曲軸模態(tài)[8]。

4.5 基于CAXA制造工程師模擬數(shù)控加工? 在完成三維建模等各項工作以后，就能開始進入模擬控加工環(huán)節(jié)，采用CAXA軟件能夠將收集到的各項信息錄入軟件，得出相應的參數(shù)表格，系統(tǒng)會提醒操作，曲面方向如果發(fā)生變動，系統(tǒng)就會自動計算，分析刀具軌跡，對曲軸各個曲面數(shù)控加工處理。比如：三軸數(shù)控銑床，要先去鑄造曲軸毛坯，使用普通機床獲得曲軸圓柱部分，加工要遵循工藝路線。粗加工結束后，進行精加工，保證其制造符合要求。在加工的過程中，一定要明確坐標，對操作方式進行優(yōu)化，制定工藝路線操作，開展幾何仿真等各個工作，可以保證加工精度，減少其對刀具的損耗，加強對成本的控制，提高經(jīng)濟效益。對以上技術合理運用，在短時間內完成曲軸產(chǎn)品的設計工作，提高其使用性能，對汽車制造行業(yè)的發(fā)展有著推動的作用[9]。

4.6 機械加工技術在汽車發(fā)動機曲軸制造中的應用案例? 汽車發(fā)動機中曲軸類型較多，鋼和球墨鑄鐵在汽車發(fā)動機中應用最為廣泛，球墨鑄鐵材料性能和鋼材料相比，整體性能較高，對其處理從實踐分析，能夠發(fā)現(xiàn)其性能與鋼材料一致，并且球墨鑄鐵材料成本低，使用球墨鑄鐵材料可以節(jié)約成本。在汽車發(fā)動機曲軸制造的過程中，采用球墨鑄鐵材料，在汽車發(fā)動機曲軸制造時，加強機械加工技術的應用，對曲軸各個部分逐一處理，其重點在于連桿軸徑、后軸端等方面，連桿軸徑與主軸頸要特別注意，是曲軸的重點部分。通常都是采用高溫熔煉的方式，確保熔煉過程可以更為穩(wěn)定，提高熔煉效率。曲軸造型在明確后，工作人員需按照設計圖紙加工處理，采用處理、鍛造等各個方案，對曲軸拋光、滾壓等。虛擬機械加工技術結合曲軸模具加工，能夠完善曲軸生產(chǎn)過程，其中要特別注意的是完成對其的處理以后，要對曲軸進行一個全面的測試與檢查，曲軸平行性是檢查的重點，在通過測試后才能應用，發(fā)揮汽車發(fā)動機功能的最大作用，讓汽車行駛安全得到保障，達到人們對汽車的行駛要求。

5? 結語

根據(jù)上文可以得知，汽車是人們出行的必備交通工具，人們在選購汽車時比較重視安全性與穩(wěn)定性。想要滿足人們的購買需求，在激烈的市場競爭中為自己增加更多的優(yōu)勢，推動整個汽車行業(yè)更好的發(fā)展，就要跟上時代的發(fā)展趨勢，完善汽車制造技術，在汽車發(fā)動機曲軸制造過程中，優(yōu)化汽車運行性能。另外還需加強管理，提高發(fā)動機曲軸的精準，為我國汽車制造行業(yè)的發(fā)展奠定良好的基礎。

參考文獻：

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