汽車發(fā)動機(jī)曲軸機(jī)械加工技術(shù)分析 Analysis of Automobile Engine Crankshaft Machining Technology

李亞鵬 LI Ya-peng 蘇亞輝 SU Ya-hui

摘要：我國企業(yè)生產(chǎn)制造領(lǐng)域?yàn)榱藵M足人們對于汽車的需求，對汽車發(fā)動機(jī)曲軸機(jī)械加工質(zhì)量提高了重視程度，由于汽車發(fā)動機(jī)曲軸質(zhì)量關(guān)系到汽車性能，所以在生產(chǎn)制造的過程中，要想滿足汽車發(fā)動機(jī)動力需求，就必須要對汽車發(fā)動機(jī)曲軸機(jī)械加工質(zhì)量嚴(yán)格控制，達(dá)到人們對汽車的動力需求。

Abstract： China's enterprises in order to meet the needs of people for automobile manufacturing field， improve the quality of automobile engine crankshaft machining the importance， as related to the performance quality of automobile engine crankshaft， so in the process of production and manufacturing， to meet the demand of automobile engine power， it is necessary to strictly control the quality of automobile engine crankshaft machining. To meet people's power demand for cars.

關(guān)鍵詞：汽車發(fā)動機(jī);曲軸機(jī)械;加工技術(shù)

Key words： automobile engine;crankshaft machinery;processing technology

中圖分類號：U472.43? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2021）22-0100-02

0? 引言

當(dāng)汽車發(fā)動機(jī)運(yùn)行的過程中，曲軸由于具備良好的荷載力，可以承受重大沖擊力，保障發(fā)動機(jī)運(yùn)動安全，同時(shí)也是汽車傳遞力矩的重要組成部件。在汽車生產(chǎn)制造中，對汽車發(fā)動機(jī)曲軸機(jī)械生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)要求較高。不過，曲軸機(jī)械加工環(huán)境相對較為惡劣，很容易對曲軸機(jī)械加工質(zhì)量造成影響，所以在生產(chǎn)的過程中，需要嚴(yán)格控制曲軸材料材質(zhì)，保障曲軸加工的精確度，控制好曲軸表面的粗糙度，確保曲軸機(jī)械加工質(zhì)量達(dá)到生產(chǎn)要求。一旦在加工環(huán)節(jié)出現(xiàn)質(zhì)量問題，不僅會影響曲軸實(shí)際使用壽命，甚至?xí)?yán)重影響到汽車發(fā)動機(jī)運(yùn)行安全。因此，為了確保曲軸機(jī)械加工質(zhì)量，需要對曲軸加工技術(shù)不斷優(yōu)化與改善。

1? 汽車裝置中發(fā)動機(jī)的運(yùn)作機(jī)理

汽車結(jié)構(gòu)所包含的元件相對較多，其中最為重要的就是馬達(dá)、輪胎以及底板等元件，汽車底盤結(jié)構(gòu)的主要作用就是為了承載汽車整體荷載，同時(shí)確保汽車在運(yùn)行時(shí)，更加具有穩(wěn)定性，也是汽車裝置中的基本結(jié)構(gòu)構(gòu)架。而馬達(dá)結(jié)構(gòu)作為汽車的核心動力，對汽車動力的提升以及其余元部件正常發(fā)揮出功能有著直接關(guān)系，而且馬達(dá)品匯的優(yōu)劣性直接決定了汽車運(yùn)行的安全性以及動力。而且在汽車發(fā)動機(jī)中設(shè)置了四個(gè)沖程。①在進(jìn)氣時(shí)，曲軸會連帶活塞進(jìn)行活動，在進(jìn)氣后，活塞在移動的過程中，會增加汽缸空間容積量，導(dǎo)致內(nèi)外壓強(qiáng)存在著一定的差異性，隨后氣體會直接流入到汽缸當(dāng)中，在活塞向下移動，達(dá)到最底部后，進(jìn)氣整個(gè)過程也會隨之結(jié)束，在整個(gè)過程中，氣體介質(zhì)溫度能夠達(dá)到370K-450K。②在壓縮環(huán)節(jié)過程中，活塞移動方向是由下向上的情況下，就必須關(guān)閉進(jìn)氣口，同時(shí)關(guān)閉排氣口，此時(shí)氣缸空間容積量會逐漸減少，氣體在介質(zhì)中也會處于壓縮狀態(tài)。③在發(fā)動機(jī)做工環(huán)節(jié)過程中，火花塞部件主要就是將壓縮后的氣體混合后，實(shí)現(xiàn)可燃?xì)怏w，并將其引燃，活塞元件高壓力作用下，會出現(xiàn)移動，由上至下開始做東。④在排氣操作環(huán)節(jié)中，需要將所打開的排氣口進(jìn)行關(guān)閉，隨后曲軸會帶動連桿，促使活塞運(yùn)動，使活塞由下而上滑動，從而在達(dá)到頂端部位后，可以說明整個(gè)排氣環(huán)節(jié)完成，此時(shí)氣缸空間中的燃燒廢氣也會向外排放。

2? 曲軸機(jī)械加工特點(diǎn)

發(fā)動機(jī)曲軸材料種類相對較多，其中包含了鋼材以及球墨鑄鐵等，其中球墨鑄鐵材料強(qiáng)度更高，而且在實(shí)際加工中，所花費(fèi)的成本也相對較低，汽車曲軸是屬于三拐小型部件，在中心孔進(jìn)行定位，該方式裝夾時(shí)相對較為便捷，而且可以節(jié)省大量的調(diào)解時(shí)間，能夠保障連桿軸徑部位在加工的過程中，保持精確度。在曲軸機(jī)械加工的過程中，需要使用沖天爐，對曲軸材料進(jìn)行熔煉，在熔煉后，需要對材料進(jìn)行塑形，做好曲軸形狀設(shè)計(jì)工作，在完成曲軸造型后，需要對曲軸各個(gè)部位進(jìn)行精細(xì)加工，強(qiáng)化曲軸表面強(qiáng)度。另外，在模型加工時(shí)，還需要利用機(jī)床，對模型進(jìn)行鉆孔處理，采用粗精車端外圓對模型進(jìn)行推面、圓弧槽，運(yùn)用磨床對模型進(jìn)行磨削處理，最終使用滾壓對曲軸進(jìn)行拋光，將曲軸模型利用機(jī)床，進(jìn)行前后端鉆孔處理，在所有加工流程結(jié)束后，對曲軸進(jìn)行平衡測試，確保曲軸的平衡度。

3? 曲軸機(jī)械加工主要技術(shù)

3.1 銑曲軸兩端面，鉆中心孔

在曲軸兩端面進(jìn)行鉆銑的過程中，需要在鉆銑車床上，對曲軸兩端鍛煉實(shí)施鉆銑，在控制曲軸長度以及中心孔質(zhì)量后，確保曲軸兩端斷面的平整度，如果曲軸兩端不平穩(wěn)，那么就會導(dǎo)致中心鉆切削刃出現(xiàn)受力不均勻情況，鉆頭位置也會出現(xiàn)彎折問題，所以在鉆銑的過程中，要想進(jìn)行斷面鉆銑，后進(jìn)行打孔。由于中心孔對曲軸應(yīng)用質(zhì)量會造成影響。而且作為曲軸加工中的重要部分之一，對整個(gè)曲軸加工質(zhì)量會造成影響，甚至?xí)ηS的加工精度造成誤差，所以在中心孔打孔前，相關(guān)工作人員需要對設(shè)備功能以及質(zhì)量加以重視，同時(shí)在打孔的過程中，需要對曲軸毛坯外表面質(zhì)量加以重視，避免對打孔位置造成影響。

3.2 主軸頸車削

在對主軸頸進(jìn)行車削的過程中，需要將曲軸安裝到頂尖前后部分，隨后利用硬質(zhì)合金車工序，對主軸頸完成車削。不過在車削前，加工人員需要考慮到主軸頸在加工過程中，會出現(xiàn)不均勻以及旋轉(zhuǎn)不平衡等問題，甚至?xí)斐杉庸_擊，所以必須要確保曲軸安裝的牢固性，同時(shí)保障車床、夾具以及道具等設(shè)備達(dá)到車削剛度標(biāo)準(zhǔn)要求。整個(gè)車削流暢主要是先將主軸頸與軸肩進(jìn)行處理，隨后定位主軸頸，并對頂尖與中心孔進(jìn)行定位，在汽車一段的主軸頸以及軸肩等軸徑，都需要按照該流程進(jìn)行車削，控制好車削精度。

3.3 連桿軸頸車削

主軸頸與其余軸徑在車削完成后，需要將主軸頸作為加工基礎(chǔ)，通過利用專用汽車夾具以及車削連桿軸頸，從而利用車床，實(shí)施車削流程，在連桿軸頸車削過程中，加工技術(shù)人員需要控制好角度問題，需要將角度調(diào)控在150°-210°之間，同時(shí)解決曲軸旋轉(zhuǎn)問題，確保夾具性能，由于夾具屬于V形結(jié)構(gòu)，可以在接盤中進(jìn)行安裝。接盤、車床過渡接盤需要在車床中間定位鏈接，在菱形定位削的作用下，可以將接盤旋轉(zhuǎn)180°，從而能夠?qū)B桿軸頸進(jìn)行車削。隨后控制夾具與車床主抽線間距，一般達(dá)到曲軸半徑。隨后在車削的過程中，需要對曲軸主軸頸一段進(jìn)行夾緊。曲軸另一端則需要依靠中心座，從而夾緊，此時(shí)中心孔偏心距與曲軸長度一般相同，中心孔也會被頂尖頂緊，確保連桿軸頸的抽線達(dá)到平衡，并與車床主軸保持一致。在曲軸機(jī)械加工的過程中，很容易受到李引力的影響，導(dǎo)致曲軸出現(xiàn)變形或者彎曲等問題，為了確保連桿軸頸車削力度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，需要在車削的過程中，將車削余量控制在1.2mm左右，車床在旋轉(zhuǎn)的過程中不宜過高，盡可能使用高速鋼刀具進(jìn)行車削。

3.4 鍵槽加工

在主軸頸、連桿軸頸車削加工后，會出現(xiàn)鍵槽，可以有效確保曲軸定位的精度，控制鍵槽深度，確保曲軸的對稱性達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)利用主軸頸定位鍵槽部分，在銑床進(jìn)行加工。

3.5 軸頸磨削

曲軸加工實(shí)施過程中，必須要確保主軸頸與連桿軸頸的精度，同時(shí)確保其表面粗糙度可以控制在1.2μm左右即可。為了確保曲軸形狀以及位置精度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化需求，主軸頸與連桿軸頸主軸頸在完成架構(gòu)后，還需要進(jìn)行磨削，有效降低曲軸表面的粗糙度。在整個(gè)工藝流程中，先磨削主軸頸，對于連桿軸頸進(jìn)行磨削。而汽車軸頸磨削流程與主軸頸磨削流程相同，主軸頸是以中心孔位置為標(biāo)準(zhǔn)，在外圓磨進(jìn)行車削，連桿軸頸磨削中則是以精磨后的主軸頸為基礎(chǔ)，在控制好與主軸頸的距離后，保障平行度，以此在曲軸磨床上，對軸頸進(jìn)行磨削處理。

4? 汽車發(fā)動機(jī)曲軸機(jī)械加工技術(shù)水平提升的對策分析

汽車發(fā)動機(jī)曲軸在加工的過程中，為了有效控制好曲軸加工質(zhì)量，需要對曲軸機(jī)械加工技術(shù)進(jìn)行全面提升，同時(shí)結(jié)合素合計(jì)需求，加強(qiáng)曲軸機(jī)械加工技術(shù)水平。

4.1 鑄造工藝

在采用鑄造工藝加工的過程中，可以選擇大功率的鍋爐，對曲軸材料進(jìn)行熔煉，同時(shí)也可以采用光譜儀，有效對曲軸材料的熔煉情況進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，在曲軸材料處理的過程中，可以采用復(fù)合型材料，為曲軸加工質(zhì)量奠定良好基礎(chǔ)，另外，在熔煉過程中，光譜儀所檢測的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息需要做到公開性，確保數(shù)據(jù)信息在出現(xiàn)問題后，可以及時(shí)停止熔煉，避免材料的浪費(fèi)，同時(shí)也避免曲軸加工質(zhì)量出現(xiàn)嚴(yán)重問題，盡可能將影響降低到最小。

4.2 鍛造技術(shù)

汽車發(fā)動機(jī)曲軸機(jī)械加工全面開展后，汽車制造企業(yè)可以采用現(xiàn)代化工藝對其進(jìn)行加工，例如，可以在加工中使用自動感應(yīng)區(qū)，實(shí)現(xiàn)自動化曲軸加工，同時(shí)可以有效保障曲軸加工質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。另外，加工技術(shù)人員還需要對模具各項(xiàng)參數(shù)加以控制，及時(shí)做好跟蹤測量，對于所測量的數(shù)據(jù)值進(jìn)行對比分析，從而選擇最佳的數(shù)據(jù)值。另外，在加工過程中，技術(shù)人員還需要對加工系統(tǒng)加強(qiáng)監(jiān)督與管理，避免出現(xiàn)加工問題，從而提高曲軸機(jī)械加工水平。

4.3 機(jī)械加工技術(shù)

曲軸機(jī)械加工過程中，在實(shí)施曲軸粗加工時(shí)，汽車制造企業(yè)可以應(yīng)用國外先進(jìn)設(shè)備，如數(shù)據(jù)車床，從而轉(zhuǎn)變曲軸加工方式，實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工。不過要想有效控制曲軸加工質(zhì)量，還需要對整個(gè)加工流程加強(qiáng)監(jiān)督管理，避免曲軸出現(xiàn)變形，影響曲軸質(zhì)量。

5? 結(jié)束語

綜上所述，在汽車的整體結(jié)構(gòu)中，汽車發(fā)動機(jī)占據(jù)著重要位置，決定了汽車的運(yùn)動性能以及安全性能，所以在發(fā)動機(jī)曲軸加工的過程中，必須要全面把控好曲軸加工質(zhì)量，了解曲軸機(jī)械加工特點(diǎn)，對每一個(gè)加工流程加強(qiáng)監(jiān)督管理，以此來對曲軸機(jī)械加工質(zhì)量全面控制，確保曲軸機(jī)械加工質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)也能夠有效提高發(fā)動機(jī)運(yùn)行動能與運(yùn)行機(jī)能，從而滿足人們對汽車的需求，對促進(jìn)汽車制造領(lǐng)域的全面發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙軍.基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的發(fā)動機(jī)曲軸疲勞壽命分析[J]. 內(nèi)燃機(jī)與配件，2020（23）：66-67.

[2]王娟.機(jī)械加工技術(shù)在汽車發(fā)動機(jī)曲軸制造中的應(yīng)用探索[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019（022）：177-178.

[3]呂浩民.機(jī)械加工技術(shù)在汽車發(fā)動機(jī)曲軸制造中的應(yīng)用[J]. 中國設(shè)備工程，2020（22）：198-199.

[4]姜薇薇，史天舒，龍春彥.機(jī)械加工技術(shù)在汽車發(fā)動機(jī)曲軸制造中的應(yīng)用[J].河南科技，2020（008）：55-57.

[5]楊世芳.現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)與精密加工技術(shù)的應(yīng)用探究[J]. 內(nèi)燃機(jī)與配件，2020（20）：74-75.