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曲轴抛光用什么机床

发布时间:2022-05-09 16:18:12

❶ 发动机曲轴制造用到哪些机床和刀具

如果是毛坯的话,紧密铸造就行,成品比较广泛的是使用专机,曲轴磨床,也有用加工中心做的,不过无法形成批量生产,推荐使用专机,感兴趣的话明年北京的cimt去看看

❷ 曲轴机械加工技术的发展历史

20世纪70年代以前,发动机曲轴粗加工采用的加工方式是多刀车床车削曲轴主轴颈和连杆轴颈。采用这种方式加工精度较低、柔性很差、工序质量稳定性低,且容易产生较大的内部应力,难以达到合理的加工余量。在粗加工后一般需要进行去应力回火处理,释放应力。因此粗加工需要给后续精加工工序留较大的加工余量,以去除弯曲变形量。曲轴精加工采用的是普通磨削工艺,一般采用MQ8260曲轴磨床粗磨-半精磨-精磨-抛光。通常靠手工操作,加工质量不稳定,废品率较高。
20世纪70年代到80年代左右,曲轴粗加工采用CNC车削、CNC外铣加工,加工状况有所改善。精加工仍以普通磨床磨削工艺为主。
20世纪80年中期又出现了CNC内铣工艺,CNC内铣加工性能指标要高于CNC外铣加工,尤其是对于锻钢曲轴,内铣更有利于断屑。精加工工艺多采用半自动曲轴磨床,头架和尾座同步传动,加工精度有一定的提高。
1985年到1990年左右开发出了曲轴车拉、车-车拉工艺,该工艺具有精度高、效率高等优点,特别适合于平衡块侧面不需要加工且轴颈有沉割槽(包括轴向沉割槽)的曲轴,加工后曲轴可直接进行精磨,省去粗磨工序。曲轴精加工已少量采用数控磨床磨削工艺,尺寸的一致性得到改善。
20世纪90年代中期又开发出CNC高速外铣,它对平衡块侧面需要加工的曲轴,比CNC车削、CNC内铣、车-车拉的生产效率还要高。另外,CNC车-车拉工艺加工连杆轴颈要二道工序,CNC高速外铣只要一道工序就能完成,具有以下优点:切削速度高(可高达350m/min)、切削时间较短、工序循环时间较短、切削力较小、工件温升较低、刀具寿命高、换刀次数少、加工精度更高、柔性更好。所以CNC高速外铣将是曲轴主轴颈和连杆轴颈粗加工的发展方向。精加工使用数控磨床,采用静压主轴、静压导轨、静压进给丝杠(砂轮头架)和线性光栅闭环控制等控制装置,使各尺寸公差及形位公差得到可靠的保证,精加工还广泛使用数控砂带抛光机进行超精加工,经超精加工后的曲轴轴颈表面粗糙度至少提高一级精度。
20世纪90年代开发的CBN高速磨削。英国LANDIS公司生产的曲轴磨床,磨削速度高达120m/s,用扒皮法一次装夹从毛坯到精磨完毕,耗时仅几分钟的时间。这将会出现以磨代替其它粗加工工艺的新局面。
进入21世纪以后,复合加工工艺已进入曲轴制造业中。复合机床应具有工序集成功能,多种加工集成功能。奥地利WFL公司生产的卧式车铣复合加工中心(图3为M40G型)能在曲轴硬化前“一次装夹,全部加工”,加工后的曲轴可直接转入精加工工序;曲轴精加工方面,也出现了工序集成的CBN数控磨床,即一次装夹磨削全部曲轴主轴颈和连杆轴颈(摆动跟踪磨削)。
由以上演变可以看出,曲轴的加工工艺正向着高速、高效、复合化方向发展。目前较为流行的粗加工工艺是主轴颈采用车-车拉工艺和高速外铣,连杆颈采用高速随动外铣,全部采用干式切削;精加工采用数控磨床加工,具有自动进给、自动修正砂轮、尺寸和圆度自动补偿、自动分度和两端电子同步驱动等功能。主轴颈和连杆颈可一次装夹全部磨削完毕;超精加工采用数控砂带抛光机,带尺寸控制装置。
典型曲轴加工先进装备性能简介 CNC高速随动外铣:现介绍一款型号为VDF315OM-4的高速随动外铣床的性能。该机床是德国BOEHRINGER公司专为汽车发动机曲轴设计制造的柔性数控铣床,该设备应用工件回转和铣刀进给伺服连动控制技术,可以一次装夹不改变曲轴回转中心随动跟踪铣削曲轴的连杆轴颈。采用一体化复合材料结构床身,工件两端电子同步旋转驱动,具有干式切削、加工精度高、切削效率高等特点;使用SIEMENS840DCNC控制系统,设备操作说明书在人机界面上,通过输入零件的基本参数即可自动生成加工程序,可以加工长度450~700mm、回转直径在380mm以内的各种曲轴,连杆轴颈直径误差为±0.02mm。
CNC车-车拉机床:该设备一次设定能完成所有同心圆的车削,并在同一台机床上完成车—车拉(车侧端面)加工,加工效率高,通过使用特殊卡盘和刀具系统还能实现柔性加工,且机床保养简便维护成本也较低,特别适用于平衡块侧面不需加工、轴颈有沉割槽的曲轴。其中拉削工艺可用高效的梳刀(图5)车削工艺代替,梳刀加工通常放到该工序的最后工步,通过微量的径向进给和纵向车削实现高速精加工。
曲轴止推面车滚专机:该设备用于对曲轴止推面精车滚压加工,并具有以下技术特点:滚压抛光止推面并在线测量、滚压抛光代替磨削加工、可同时进行车削加工、在刀盘上装有滚压抛光装置、可获得更高精度。目前性能较好的设备有德国赫根塞特(HEGENSCHEID)公司的曲轴止推面车滚专机等。
CNC曲轴磨床:以德国埃尔温勇克机器制造有限公司(JUNKER)的摆动跟踪系列磨床为例,该设备采用了用于高速加工的CBN砂轮和使用油冷却曲轴的组合,适用于加工汽车发动机曲轴,质量可靠。主要性能有:在加工过程中检测并修正轴颈圆度和尺寸;带有“学习功能”的控制系统,附加对圆度偏差和干扰量的自动补偿,可进行补偿的干扰量是:温度,机械及动力影响,磨削余量的变化,材料以及金相结构的变化,砂轮的可切削性,机床的磨损状况;磨削主轴颈和连杆轴颈一次装夹,理论上的偏差为零;切入式磨削及摆动式磨削;对“敏感工件”的支撑,在主轴上采用自动对中心的三点式中心架;CNC控制的冷却剂供给保障了磨削区域的持久用量;采用静压圆型导轨,无爬行现象,确保持久的高精确度(X轴导轨,进给丝杠,止推轴承);减震抗扭转床身,使用矿物的合成材料浇注而成,具有良好的吸震抗弯功能;砂轮轴适用于高达140m/s的磨削。
从以上所介绍的几种先进设备可以看出一个共同点,就是高速高效柔性化,适合于当今产品多品种、小批量的发展趋势。由于曲轴加工不同于普通机械加工,许多工序必须使用专用刀具,如上面介绍的内铣、车-车拉和高速外铣,所使用的都是专用刀具,这些刀具的刀体制造复杂,价格也比较昂贵。如果产品变型要牵涉曲轴结构的变化,就导致必须使用新的刀体来加工曲轴,这就会影响产品开发周期和制造成本,最终导致产品缺乏竞争力。现在瓦尔特等刀具制造商已开发出柔性化的曲轴制造专用刀具—模块化刀具。大大缩短了产品开发周期,降低了制造成本。
曲轴敏捷柔性生产线(AFTL)方案探讨 目前国内轿车曲轴生产线多为高速柔性生产线FTL(FlexibleTransferLine),这种生产线的特点是不仅可以加工同系列曲轴,而且还可加工变型产品、换代产品和新产品,真正具备柔性意义。为进一步提高高速柔性生产线的生产效率,更快的适应巿场,FTL下一步发展是敏捷柔性生产线AFTL(AgileFlexibleTransferLine)。其主要目的是:
满足巿场变化的需求。不但满足当前产品的要求,还应考虙未来巿场需求。
满足生产方式的需求。能满足现代发动机“多品种、大中批量、高效率、低成本”的生产需求。
符合“精益生产”的原则。杜绝浪费,用最少投资、最大回报谋取利润。
由于发动机曲轴自身结构的特殊性,笔者认为曲轴AFTL应具备以下特点:由高速加工中心和高效专用机床(含少量组合机床)组成。按工艺流程排列机床并由自动输送装置连接,采用柔性夹具和高效专用刀具生产。为防止关键工序设备故障造成全线停产,可增设平行设备增补,亦能满足大批量生产的需要。以下是其工艺流程(仅金属加工部分):
铣端面、定总长、钻质量中心孔、车大小端外圆→铣主轴颈及轴肩→铣连杆颈及轴肩→车拉主轴颈及沉槽→车拉连杆颈及沉槽→枪钻油孔→清洗→圆角滚压→法兰钻孔攻丝→精磨主轴颈(CBN)→精磨连杆颈(CBN)→斜切磨小端→斜切磨法兰端→车滚止推面、铣键槽→动平衡→砂带抛光主轴、连杆及法兰外径→清洗、冷却→检测分类。
对上述工艺流程有几个问题探讨如下: 曲轴质量中心孔和几何中心孔的选用。
毛坯质量好,加工余量小且加工余量分布均匀。这时曲轴的质量中心孔与几何中心孔基本重合,则不必花费较高的经费购置质量定心设备而直接钻几何中心孔。,li>毛坯质量较差,加工余量大且加工余量分布不均匀,要优先选用质量中心孔。因初始不平衡量较大,如果钻几何中心孔,质量分布不均匀,转动惯量较大,损坏后续加工设备精度。再者,采用几何中心孔,在进行动平衡时,初始不平衡量可能超出平衡机要求而无法平衡。在这种情况下应优先选用质量定心机。
曲轴粗加工机床的合理选用 选用原则 先进的金属加工设备在曲轴制造中的重要性毋庸置疑,它能够可靠地保证尺寸精度和一致性,适应生产节拍的要求,提高整体工艺水平。但不能采取“拿来主义”,也并不是设备越先进越好,应符合以下三个原则:1)符合工艺性原则,结合产品结构,能满足尺寸精度和一致性的要求。2)符合经济性原则,采用招标的形式降低成本。3)符合设备管理和维修性原则,考察设备生产商售后服务质量,设备易损件是否能够随时采购等。
合理组合 国内曲轴制造企业对引进设备存在一些误区,比如认为设备越先进、昂贵越好。其实如果使用不当,先进设备起不到应有的作用,造成浪费。下面以CNC高速外铣、CNC内铣、CNC车-车拉的合理组合为例来介绍。
曲轴平衡块侧面需加工,主轴颈加工应优先选用CNC内铣或CNC高速外铣,连杆颈的加工用CNC高速外铣。如果毛坯是锻钢毛坯,CNC内铣更有利于断屑。不宜采用CNC车-车拉,由于平衡块侧面是断续车削,曲轴转速又很高(约1000r/m),崩刀现象很严重。
曲轴平衡块侧面不需加工,主轴颈加工选用CNC车-车拉比较合理,加工精度高。由于连杆颈轴线不在一条中心线上,如六拐曲轴,用车-车拉加工就有一些麻烦,CNC高速外铣就比较合理。
轴颈有沉割槽的曲轴,此时CNC车-车拉体现出其优越性,若轴向有沉割槽,CNC高速外铣和CNC内铣不能加工,而车-车拉能加工。
以上设备应采用独立双刀盘、模块化刀具系统等实现柔性化加工。
曲轴圆角滚压强化 曲轴的圆角滚压强化,主要是为了提高曲轴的疲劳强度。据统计资料表明,球铁曲轴经圆角滚压后寿命可提高120-230%;锻钢曲轴经圆角滚压后寿命可提高70-130%。因此这种强化手段受到各曲轴生产厂家的高度重视。目前国外轿车曲轴几乎全部采用滚压强化工艺。采用这种设备应注意柔性化,以适应不同产品的加工。
曲轴砂带抛光 采用砂带抛光可同时抛光主轴颈、连杆颈、法兰、圆角及至推面,由曲轴轴向窜动实现圆角及止推面的抛光。抛光后的表面粗糙度至少提高一级精度以上。为实现曲轴多品种、变型产品的加工,可采用独立抛光头、分多工步加工实现柔性化。
曲轴的清洗 曲轴通常采用二次清洗,第一次清洗安排在枪钻油孔之后,去除油孔内的铁屑和曲轴表面的润滑油,为下道工序提供清洁的半成品。第二次清洗安排在砂带抛光之后,选用定点定位专用清洗机对油孔、法兰螺孔等用专用喷嘴清洗。
曲轴的精加工 曲轴精磨主轴颈和精磨连杆颈工序应选用单砂轮、独立双砂轮CBN数控磨床,不易选用多砂轮一体化磨床,虽效率高,但不能适应多品种柔性化需要。

❸ 中国十大磨床排名

1、 杭州杭机股份有限公司

杭州杭机股份有限公司是有着近百年历史的杭州机床集团有限公司(原杭州机床厂)投资组建的,以研发制造大型精密数控磨床为主业的装备制造企业。公司以生产各类平面磨床为核心产业,以数控高精度龙门式平面磨床、数控高精度龙门导轨磨床、数控高精度立式复合磨床、数控高精度成型磨床等为核心发展产品,是中国机床工具行业的龙头骨干企业、浙江省装备制造业重点培育企业。公司研发的大型直线滚动导轨精密曲面成形数控磨床、精密数控剪刃成形磨床、数控直线滚动导轨专用磨床、圆弧叶冠数控强力成形磨床等新产品分别获得重点领域国内首台(套)产品认定。

2、 无锡机床股份有限公司

无锡机床股份有限公司 (无锡机床厂)是国家520家重点企业、国家高新技术企业,其前身“开源机器厂”由中国著名工商实业家荣德生先生于1948年创建,具有60多年的机床制造历史,为建国初期我国机床行业“十八罗汉”之一,现为我国专业生产无心磨床、内圆磨床、轴承磨床、外圆磨床、平面磨床、轧辊磨床、龙门加工中心(数控镗铣床)及高速电主轴等产品的制造基地。公司具备各类专用磨床、数控磨床及大型机床的设计开发和制造能力,产品技术代表国家水平,年可供产品品种达300余种。锡机磨床产品质量国家免检,锡机牌数控磨床先后荣获“最具市场竞争力品牌”和“中国名牌”称号。

3、 北京第二机床厂有限公司

北京第二机床厂有限公司始建于1953年,是中国机床工具行业“十八罗汉厂”之一,机床行业骨干国有企业。北京第二机床厂有限公司主要经营业务包括:研发、生产、销售磨床,外圆磨床、数控外圆磨床、数控端面外圆磨床、数控磨床、万能外圆磨床,曲轴磨床、凸轮轴抛光机、车轴磨床、轧辊磨床、超精机、万能磨床,立卧式加工中心,成套设备,功能部件等。

公司拥有全部产品完全知识产权的核心技术,并且在高精度外圆磨床及磨削技术、数控外圆磨床及磨削技术、CBN砂轮高速高效数控磨床及磨削技术、超精加工技术等领域处于国内领先地位。其中数控磨床及磨削技术、CBN砂轮高速/超高速磨削技术、高精度磨削技术、超精加工技术已基本达到国际先进技术水平。

4、 秦川机床集团有限公司

秦川机床集团有限公司前身为秦川机床厂,1965年由上海机床厂分迁至陕西省宝鸡市,是以生产精密机床、机床液压件、机床铸件为主的全国机械行业骨干企业。公司的主要产品是:齿轮磨床、螺纹磨床、外圆磨床、通用数控车床及加工中心、龙门式车铣镗磨复合加工中心、数控复杂刀具、木塑机械以及精密高效拉床等高端数控装备,以及数控功能部件、汽车零部件、精密齿轮箱、精密齿轮、精密铸件等零部件产品。其中,秦川机床的齿轮磨床和外圆磨床在国内处于行业领先地位。

5、 济南四机数控机床有限公司

济南四机数控机床有限公司(原济南第四机床厂),始建于1938年,曾是我国外圆磨床行业唯一一枚国优质量金牌获得者。位于济南高新技术产业开发区(东部新区),企业占地面积约18万平方米,注册资金1亿元,是一家具有悠久历史的磨床制造企业,国家定点外圆磨床专业生产主导厂。公司拥有超精密主轴制造生产线、箱体类零件加工生产线及数控龙门导轨磨床、大型精密平面磨床、高精度外圆磨床、高精度坐标磨床等各类精加工设备百余台;拥有大型万能工具显微镜,德国进口的高精度圆柱度仪、轮廓仪、表面粗糙度仪,美国光动公司激光干涉仪等各类精密检测设备;全新的现代化制造、装配厂房建筑面积20000平方米。

6、 宇环数控机床股份有限公司

宇环数控机床股份有限公司是专业从事数控磨削设备及智能装备的研发、生产、销售与服务,为客户提供精密磨削与智能制造技术综合解决方案的国家装备制造业重点企业。公司在精密高效磨削抛光技术领域及数控装备、智能装备技术领域已形成了自已的核心竞争优势。公司产品主要分为数控磨床、数控研磨抛光机和智能装备系列产品,公司机床产品的数控化率达100%,产品的主要应用领域为:汽车工业、内燃机、消费电子、轴承、密封件、船舶、军工及航空航天等国民经济各主要领域。公司多次承担国家及省部级科研项目及课题攻关,其中“汽车关键零件精密加工装备与工艺”被列入国家科技支撑计划子课题,“YHDM-580立式数控双端面磨床”被列入国家级火炬计划项目。

7、 无锡尼维尔机械有限公司

无锡尼维尔机械有限公司以生产无心磨床起家,多年来持续的投入产品开发与改良工作,并朝多元化与自动化发展,目前产品线包括:无心磨床、内圆磨床、外圆磨床、轴承磨床及各种NC、CNC化与各式自动化送收料装置。磨床是工具机制品中精度要求最高者,其产品质量的展现需要靠严密的制程管制,和不断的技术提升与经验累积,尼维尔公司为磨床专业生产厂,一本「精益求精,追求卓越」的信念,将加倍努力投入产品研发与制品改良工作,以卓越的技术生产一流的制品,来满足客户的需求。

8、 威海丰润机械有限公司

威海丰润机械有限公司位于美丽的东海之滨山东省威海市。公司成立伊始,即以为广大国内外用户提供磨削解决方案为已任,公司的每一位装配技师、资深工程师以及行政职员,均将质量融入血液之中,视为珍宝。公司专业生产平面磨床、程控数控平面磨床、精密平面磨床、炮塔铣床、鞍座移动式、立柱移动式标准型、立柱移动式程控重型平面磨床等产品。威海丰润机械有限公司主要产品有平面磨床、程控数控平面磨床、精密平面磨床、炮塔铣床、鞍座移动式、立柱移动式标准型、立柱移动式程控重型平面磨床等产品。

9、 富信成机械有限公司

富信成集团创立于2000年,专注于进口高精密磨削设备的本土化研发和生产,在浙江嘉善和东莞厚街有生产基地,旗下有富信成和豪特曼两大品牌,在全国有10多个商务办事处。是目前中国品种及规格较齐全的高精密磨床制造商。主要生产高精密类无心磨床、数控外圆磨床、数控内圆磨床、数控复合磨床、数控断差磨床、数控异形磨床、平面磨床等10大类近百款磨床类产品。同时与包括华晨宝马、长春一汽、富士康集团、渤海活塞、大洋电机、黄河旋风、中航集团、比亚迪汽车、株硬集团、上海微创、大显集团等国内4000余家知名企业进行合作。2016年富信成集团响应“中国制造2025”国家制造业发展战略,与周勤院士团队合作创建“富信成院士专家工作站,充分发挥院士专家团队的技术优势,攻克磨削设备领域一批重点技术难题,成功申报各类专利数十项,成为中国磨削设备行业领航企业之一。

▌富信成 联系方式

10、 珠海朝舜五金有限公司

珠海朝舜五金有限公司于2003年7月在大陆深圳正式成立。先后在东莞、中山、珠海、长沙、南昌、杭州、苏州、天津、烟台、大连、福州等地设立办事处。主要服务于中国的精密模具产业、通讯产业、光电产业、IC产业、医疗器材业、汽车零件业、航空部品业。公司不断推出大型随动式曲轴磨床、PRAISE轧辊磨床、精密曲面成形数控磨床、精密数控剪刃成形磨床、数控直线滚动导轨专用磨床、滑块磨床、淮力CNC磨床、内.外螺纹磨床、瓦楞辊磨床、PARAGON无心磨床、内外圆复合磨床、WENDT七轴刀具磨床,激光加工中心、圆弧叶冠数控强力成形磨床等产品。其广泛的产品范围和应用技术经验,一站式的服务,都令客户在效率、质量和产品的可靠性方面大大受益。

❹ 曲轴加工工艺论文

首先看材质是什么,球铁还是钢,我说下我们这里。
我们这里是球铁,用车床加工主轴颈,公差要求在0.1mm,跳动要求0.05mm;
铣床加工连杆颈(随动铣床),加工精度0.1mm,曲拐半径公差要求0.14mm;
为增加曲轴使用寿命,使用滚压机床进行轴颈滚压;
后序为磨床,加工精度在0.005mm,圆度要求0.005mm以内,跳动0.03mm,曲拐半径公差要求0.1mm;
磨削完成后,曲轴需要动平衡,我们这里是去重型动平衡机,要求在10g.cm范围内;
为保证轴颈的粗糙度,还需要抛光处理,抛光后粗糙度要求ra0.4;
抛光后清洗机清洗,保证清洁度,要求整体0.8mg,油道0.5mg;
最终测量保证加工合格,我们这里用马波斯曲轴综合测量仪测量。

❺ 发动机的曲轴是什么

引擎的主要旋转机件,装上连杆后,可承接连杆的上下(往复)运动变成循环(旋转)运动。
是发动机上的一个重要的机件,其材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的,有两个重要部位:主轴颈,连杆颈,(还有其他)。主轴颈被安装在缸体上,连杆颈与连杆大头孔连接,连杆小头孔与汽缸活塞连接,是一个典型的曲柄滑块机构。曲轴的润滑主要是指与摇臂间轴瓦的润滑和两头固定点的润滑. 这个一般都是压力润滑的,曲轴中间会有油道和各个轴瓦相通,发动机运转以后靠机油泵提供压力供油进行润滑、降温。发动机工作过程就是,活塞经过混合压缩气的燃爆,推动活塞做直线运动,并通过连杆将力传给曲轴,由曲轴将直线运动转变为旋转运动。曲轴的旋转是发动机的动力源
目前国内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对较低。粗加工设备多采用多刀车床车削曲轴主轴颈及拐颈,工序的质量稳定性差,容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MQ8260等曲轴磨床粗磨-半精磨-精磨-抛光,通常靠手工操作,加工质量不稳定

❻ 曲轴的制造

发动机曲轴制造技术进展与未来

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2005-03-01 13:56:57

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,发动机正向着增压、增压中冷、大功率、高可靠性、低排放方向发展。曲轴作为发动机的心脏,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无法满足其功能要求,因此各专业曲轴生产厂家争相引进新技术、新工艺,提高制造技术水平。文章分别从曲轴毛坯的铸造技术、锻压技术、机械加工技术、热处理和表面强化技术等几个方面,介绍了曲轴制造技术进展及未来发展趋势。

* 山东滨州海得曲轴有限责任公司技术中心 李海国

曲轴是发动机中承受冲击载荷、传递动力的重要零件,在发动机五大件中最难以保证加工质量。由于曲轴工作条件恶劣,因此对曲轴材质以及毛坯加工技术、精度、表面粗糙度、热处理和表面强化、动平衡等要求都十分严格。如果其中任何一个环节质量没有得到保证,则可严重影响曲轴的使用寿命和整机的可靠性。世界汽车工业发达国家对曲轴的加工十分重视,并不断改进曲轴加工工艺。随着WTO的加入,国内曲轴生产厂家已经意识到形势的紧迫性,引进了为数不少的先进设备和技术,以期提高产品的整体竞争力,使得曲轴的制造技术水平有了大幅提高,特别是近5年来发展更为迅猛。
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良好,可获得较理想的结构形状,并且和钢质曲轴一样可以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。统计资料表明,车用发动机曲轴采用球墨铸铁材质的比例在美国为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。国内采用球墨铸铁曲轴的趋势则更加明显,中小型功率柴油机曲轴85%以上采用球墨铸铁,功率在160kW以上的发动机曲轴多采用锻钢曲轴。

曲轴制造技术/工艺的进展
1、球墨铸铁曲轴毛坯铸造技术
球墨铸铁曲轴的生产继QT800-2、QT900-2等几种牌号后,广西玉柴等经过攻关已能稳定生产QT800-6牌号的曲轴,为曲轴“以铁代钢”奠定了基础。
(1) 熔炼
高温低硫纯净铁水的获得是生产高质量球墨铸铁的关键。国内主要是以冲天炉为主的生产设备,铁水未进行预脱硫处理;其次是高纯生铁少、焦炭质量差。目前已采用双联外加预脱硫的熔炼方法,采用冲天炉熔化铁水,经炉外脱硫,然后在感应电炉中升温并调整成分。目前,在国内铁水成分的检测已普遍采用真空直读光谱仪来进行。
(2) 造型
气流冲击造型工艺明显优于粘土砂型工艺,可获得高精度的曲轴铸件,该工艺制作的砂型具有无反弹变形量等特点,这对于多拐曲轴尤为重要。目前,国内已有一些曲轴生产厂家从德国、意大利、西班牙等国引进气流冲击造型工艺,不过,引进整条生产线的只有极少数厂家,如文登天润曲轴有限公司引进了德国KW铸造生产线。
2、钢曲轴毛坯的锻造技术
近几年来,国内已引进了一批先进的锻造设备,但由于数量少,加之模具制造技术和其他一些设施跟不上,使一部分先进设备未发挥应有的作用。从总体上来讲,需改造和更新的陈旧的普通锻造设备多,同时,落后的工艺和设备仍占据主导地位,先进技术有所应用但还不普遍。
3、机械加工技术
目前国内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对较低。粗加工设备多采用多刀车床车削曲轴主轴颈及拐颈,工序的质量稳定性差,容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MQ8260等曲轴磨床粗磨-半精磨-精磨-抛光,通常靠手工操作,加工质量不稳定。
随着贸易全球化的到来,各厂家已意识到了形势的严峻性,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设备和技术,进展速度很快。就目前状况来讲,这些设备和技术基本依赖进口。下面就哈尔滨东安动力、一汽大柴、文登天润曲轴、滨州海得曲轴等公司的情况作以介绍。
哈尔滨东安集团曲轴生产线为全自动柔性流水生产线,粗加工生产线由德国的专机自动线(LINDENMAIER)、数控车-车拉、数控高速随动外铣(BOEHRINGER)、圆角滚压机(HEGENSCHEIDT-MFD)和止推面车滚专机、淬火机(EMA)等组成;精加工生产线由日本的数控高速CBN磨床(TOYODA)、动平衡机、抛光机(IMPCO-NACHI)、检测机、清洗机等组成。连杆轴颈加工则采用了数控高速随动加工技术,全线采用高速CBN砂轮磨削技术,磨削线速度达到120m/s。
文登天润曲轴通过引进德、美、意等发达国家的先进设备,组建了具有当今国际先进水平的大型曲轴生产基地,由CBN磨床、HAAS立式和卧式加工中心、意大利SAIMP磨床、德国HELLER曲轴内铣床和SA-FINA抛光机等设备组成的机加工生产线已经开始大批量生产。
一汽大柴曲轴生产线粗、精加工工序位于不同的车间,从而保证了精加工车间的清洁。粗加工有曲轴质量定心机、数控内铣床等设备,精加工设备由英国LANDIS、日本TOYADA数控曲轴磨床等进口先进设备组成。
滨州海得曲轴经过技术改造,组建了数控曲轴机加工生产线,粗加工设备由数控车床、数控曲轴铣床等设备组成,精加工设备由数控磨床、数控砂带抛光机、滚磨光整机等设备组成,近期准备购进日本TOYADA工机数控磨床等关键设备,检验设备有美国ADCOLE曲轴三坐标测量机(见图3)、粗糙度仪等组成。值得一提的是,海得曲轴公司在全国专业曲轴生产厂家中率先应用了球墨铸铁曲轴圆角滚压和滚磨光整新技术,取得了良好的经济效益和社会效益。

可以看出,发动机曲轴制造技术进展最为迅速的是机械加工装备,比较典型的加工工艺是铣削和磨削。下面简要介绍GF70M-T曲轴磨床和VDF 315 OM-4高速随动外铣床,其先进程度可见一斑:
GF70M-T曲轴磨床是日本TOYADA工机开发生产的专用曲轴磨床,是为了满足多品种、低成本、高精度、大批量生产需要而设计的数控曲轴磨床。该磨床应用工件回转和砂轮进给伺服联动控制技术,可以一次装夹而不改变曲轴回转中心即可完成所有轴颈的磨削,包括随动跟踪磨削连杆轴颈;采用静压主轴、静压导轨、静压进给丝杠(砂轮头架)和线性光栅闭环控制,使用TOYADA工机生产的GC50 CNC控制系统,磨削轴颈圆度精度可达到0.002mm;采用CBN砂轮,磨削线速度高达120m/s,配双砂轮头架,磨削效率极高。
VDF 315 OM-4高速随动外铣床是德国BOEHRINGER公司专为汽车发动机曲轴设计制造的柔性数控铣床,该设备应用工件回转和铣刀进给伺服连动控制技术,可以一次装夹不改变曲轴回转中心随动跟踪铣削曲轴的连杆轴颈。VDF 315 OM-4高速随动外铣采用一体化复合材料结构床身,工件两端电子同步旋转驱动,具有干式切削、加工精度高、切削效率高等特点;使用SIEMENS 840D CNC控制系统,设备操作说明书在人机界面上,通过输入零件的基本参数即可自动生成加工程序,可以加工长度450~700mm、回转直径在380mm以内的各种曲轴,连杆轴颈直径误差为±0.02mm。
4、热处理和表面强化处理技术
曲轴的热处理关键技术是表面强化处理。球墨铸铁曲轴一般均采用正火处理,为表面处理做好组织准备,表面强化处理一般采用感应淬火或氮化工艺。锻钢曲轴则采用轴颈与圆角淬火工艺。引进的设备有AEG全自动曲轴淬火机床、EMA淬火机床等。
据国外资料介绍,球墨铸铁曲轴采用圆角滚压工艺与离子氮化结合使用进行复合强化,可使整条曲轴的抗疲劳强度提高130%以上。国内部分厂家近几年也进行了这方面的实践,取得了良好的效果。
曲轴圆角滚压加工方面,德国赫根塞特(HEGENSCHEIDT-MFD AUTOMATIC)生产的机床应用了变压力滚压和矫正专利技术,是比较好的圆角滚压设备,但价格昂贵。目前国内在这方面的研究也有了一定的成果,东风汽车有限公司工艺研究所的“曲轴圆角滚压强化与滚压校直技术研究开发及应用”解决了国内企业化巨资引进国外技术的问题,该课题获得了原国家机械工业局科技进步二等奖。

曲轴制造技术的发展趋势
1、铸造技术
(1)熔炼
对于高牌号铸铁的熔化,将采用大容量中频炉进行熔炼或变频中频炉熔炼,并采用直读光谱仪检测铁水成分。球墨铸铁处理采用转包,研制新品种球化剂,采用随流孕育、型内孕育及复合孕育等先进孕育方法。熔化过程的各参数实现微机控制和屏幕显示。
(2)造型
消失模铸造将得到发展和推广。在砂型铸造中,无箱射压造型和挤压造型将受到重视并继续在新建厂或改建厂中推广应用。原有的高压造型线将继续使用,其中部分关键元件将得到改进,实现自动组芯和下芯。
2、锻造技术
以热模锻压力机、电液锤为主机的自动线是锻造曲轴生产的发展方向,这些生产线将普遍采用精密剪切下料、辊锻(楔横轧)制坯、中频感应加热、精整液压机精压等先进工艺,同时配有机械手、输送带、带回转台的换模装置等辅机,形成柔性制造系统(FMS)。通过FMS可自动更换工件和模具以及自动进行参数调节,在工作过程中不断测量。显示和记录锻件厚度和最大压力等数据并与定值比较,选择最佳变形量以获得优质产品。由中央控制室监控整个系统,实现无人化操作。
3、机械加工技术
曲轴粗加工将广泛采用数控车床、数控内铣床、数控车拉床等先进设备对主轴颈、连杆轴颈进行数控车削、内铣削、车-拉削加工,以有效减少曲轴加工的变形量。曲轴精加工将广泛采用CNC控制的曲轴磨床对其轴颈进行精磨加工。此种磨床将配备砂轮自动动平衡装置、中心架自动跟踪装置、自动测量、自动补偿装置、砂轮自动修整、恒线速度等功能要求,以保证磨削质量的稳定。高精设备依赖进口的现状,估计短期内不会改变。
4、热处理技术和表面强化技术
(1)曲轴中频感应淬火
曲轴中频感应淬火将采用微机监控闭环中频感应加热装置,具有效率高、质量稳定、运行可控等特点。
(2)曲轴软氮化
对于大批量生产的曲轴来说,为了提高产品质量,今后将采用微机控制的氮基气氛气体软氮化生产线。氮基气氛气体软氮化生产线由前清洗机(清洗干燥)、预热炉、软氮化炉、冷却油槽、后清洗机(清洗干燥)、控制系统及制气配气等系统组成。
(3)曲轴表面强化技术
球墨铸铁曲轴圆角滚压强化将广泛应用于曲轴加工中,另外,圆角滚压强化加轴颈表面淬火等复合强化工艺也将大量应用于曲轴加工中,锻钢曲轴强化方式将会更多地采用轴颈加圆角淬火处理。

❼ 曲轴加工中的抛光机和磨床的区别

曲轴磨床属于“金属切削机床”,要完成粗磨、精磨等加工工序。直到成为合格的成品。曲轴磨床的磨削量动辄几十个微米甚至几毫米。而曲轴抛光机仅仅是“锦上添花”,提高一点表面光洁度(粗糙度)而已,不用抛光机一点也不影响曲轴的使用或寿命。我以前在曲轴磨床上工作时,最后一道精加工就是磨。

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