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1、曲轴制造工艺曲轴制造工艺汽车典型零件制造工艺汽车典型零件制造工艺主要内容主要内容1.曲轴概述曲轴概述 1.1 曲轴的概念与工作原理曲轴的概念与工作原理 1.2 曲轴的结构特点曲轴的结构特点 1.3 曲轴的材料与毛坯曲轴的材料与毛坯2.曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺 2.1 曲轴的技术要求曲轴的技术要求 2.2 曲轴机械加工的定位基准曲轴机械加工的定位基准 2.3 曲轴机械加工工艺分析曲轴机械加工工艺分析 2.4 大批生产六缸汽油机曲轴的机械加工的工艺过程大批生产六缸汽油机曲轴的机械加工的工艺过程 2.5 曲轴部分表面的加工曲轴部分表面的加工3.曲轴加工的先进技术曲轴加工的先进技术 3.1
2、 质量中心孔技术质量中心孔技术 3.2 车拉技术车拉技术 3.3 圆角深滚压技术圆角深滚压技术1. 曲轴概述曲轴概述1.1 1.1 曲轴的概念和工作原理曲轴的概念和工作原理曲曲轴轴是是汽汽车车发发动动机机的的重重要要零零件件之之一一。它它主主要要将将连连杆杆的的上上下下往往复复运运动动变变为为旋旋转转运运动动。在在发发动动机机中中，曲曲轴轴主主轴轴颈颈被被安安装装在在缸缸体体上上，连连杆杆颈颈与与连连杆杆大大头头孔孔连连接接，连连杆杆小小头头孔孔与与汽汽缸缸活活塞塞连连接接，这这是是一一个个典典型型的的曲柄滑块机构。曲柄滑块机构。曲轴的旋转是发动机的动力源。曲轴的旋转是发动机的动力源。据据20
3、13-20172013-2017年年中中国国曲曲轴轴行行业业市市场场前前瞻瞻与与投投资资预预测测分分析析报报告告数数据据显显示示，随随着着国国内内汽汽车车需需求求旺旺盛盛、全全球球汽汽车车市市场场中中心心向向发发展展中中国国家家转转移移，中中国国以以曲曲轴轴为为代代表表的的汽汽车车零零部部件件工工业业蓬蓬勃勃发发展展。上上图图显显示示了了2007-20102007-2010年年，中中国国曲曲轴轴总总产产量量（包包括括摩托车用单缸发动机曲轴）。摩托车用单缸发动机曲轴）。1. 曲轴概述曲轴概述曲轴简介与工作原理：曲轴简介与工作原理：1. 曲轴概述曲轴概述1.2 1.2 曲轴的结构特点曲轴的结构特点
4、曲曲轴轴一一般般由由主主轴轴颈颈、连连杆杆轴轴颈颈、曲曲柄柄、平平衡衡块块、前前端端和和后后端端等等组组成成。一一个个主主轴轴颈颈、一一个个连连杆杆轴轴颈颈和和一一个个曲曲柄柄组组成成一一个个曲曲拐拐，直直列列式式发发动动机机曲曲轴轴曲曲拐拐的的数数目目等等于于气气缸缸数数；V V型型发发动动机机曲曲轴轴的的曲曲拐拐数数等于气缸数的一半。等于气缸数的一半。7 7个主个主轴颈轴颈曲轴后曲轴后端油封端油封轴颈轴颈曲轴前曲轴前端正时端正时齿轮齿轮6 6个连个连杆颈杆颈8 8个平个平衡块衡块曲柄曲柄1. 曲轴概述曲轴概述主主轴轴颈颈是是曲曲轴轴的的支支承承部部分分，通通过过主主轴轴承承支支承承在在曲曲
5、轴轴箱箱的的主主轴轴承承座座上上，其其数目不仅与发动机气缸数有关，还数目不仅与发动机气缸数有关，还取决于曲轴的支承方式。取决于曲轴的支承方式。 连杆轴颈连杆轴颈是曲轴与连杆的连接部分，连接处圆弧过渡以减少应力集中。是曲轴与连杆的连接部分，连接处圆弧过渡以减少应力集中。 曲曲柄柄是是主主轴轴颈颈和和连连杆杆轴轴颈颈的的连连接接部部分分，断断面面椭椭圆圆形形，为为平平衡衡惯惯性性力力，曲曲柄处铸有柄处铸有( (或紧固或紧固) )平衡重。平衡重。 平平衡衡重重用用来来平平衡衡发发动动机机不不平平衡衡的的离离心心力力矩矩，有有时时还还用用来来平平衡衡一一部部分分往往复复惯性力，从而使曲轴旋转平稳。惯性
6、力，从而使曲轴旋转平稳。 曲曲轴轴前前端端装装有有齿齿轮轮、驱驱动动风风扇扇、水水泵泵的的皮皮带带轮轮以以及及起起动动爪爪等等。为为防防止止机机油沿曲轴轴颈外漏，在曲轴前端装有甩油盘，在齿轮室盖上装有油封。油沿曲轴轴颈外漏，在曲轴前端装有甩油盘，在齿轮室盖上装有油封。曲曲轴轴后后端端用用来来安安装装飞飞轮轮，在在后后轴轴颈颈与与飞飞轮轮凸凸缘缘之之间间制制成成挡挡油油凸凸缘缘与与回回油油螺纹，以阻止机油向后窜漏。螺纹，以阻止机油向后窜漏。 曲轴各部分的功用：曲轴各部分的功用：1. 曲轴概述曲轴概述根据主轴颈的支撑方式不同，曲轴可分为：根据主轴颈的支撑方式不同，曲轴可分为：全全支支承承曲曲轴轴：
7、在在相相邻邻曲曲拐拐之之间间都都设设置置一一个个主主轴轴颈颈的的曲曲轴轴。多多用用于于柴油机。柴油机。优点：曲轴刚性好，不易弯曲；优点：曲轴刚性好，不易弯曲；缺点：缸心距加大，机体加长，制造成本增加。缺点：缸心距加大，机体加长，制造成本增加。非非全全支支承承曲曲轴轴：主主轴轴颈颈数数等等于于或或少少于于连连杆杆轴轴颈颈数数。多多用用于于中中小小功功率的汽油机。率的汽油机。优缺点与全支承曲轴恰好相反。优缺点与全支承曲轴恰好相反。1. 曲轴概述曲轴概述曲轴的结构特点：曲轴的结构特点：连杆轴颈与主轴颈不同轴，相互平行。连杆轴颈与主轴颈不同轴，相互平行。不同曲轴其不同曲轴其曲拐之间的夹曲拐之间的夹角角
8、可能可能不同。不同。从而为加工连杆轴颈时的角度定位带来困难。从而为加工连杆轴颈时的角度定位带来困难。曲拐夹角曲拐夹角180曲拐夹角曲拐夹角120曲拐夹角曲拐夹角90结构细长多曲拐，刚性很差。结构细长多曲拐，刚性很差。1. 曲轴概述曲轴概述曲曲轴轴上上加加工工有有贯贯穿穿主主轴轴颈颈、曲曲柄柄和和连连杆杆轴轴颈颈的的油油道道，以以便便润润滑滑主主轴轴颈颈和和连杆轴颈。连杆轴颈。 1. 曲轴概述曲轴概述1.3 1.3 曲轴的材料和毛坯曲轴的材料和毛坯曲曲轴轴工工作作时时要要承承受受很很大大的的转转矩矩和和交交变变的的弯弯曲曲应应力力，其其主主要要失失效效形形式是式是疲劳断裂疲劳断裂和和轴颈严重磨损
9、轴颈严重磨损，对曲轴的材料要求，对曲轴的材料要求： 优良的综合机械性能，有高的强度和韧性优良的综合机械性能，有高的强度和韧性； 高的抗疲劳能力，防止疲劳断裂，提高寿命高的抗疲劳能力，防止疲劳断裂，提高寿命； 良好的耐磨性良好的耐磨性。曲轴常用材料有：曲轴常用材料有：球墨铸铁、调质钢、非调质钢。球墨铸铁、调质钢、非调质钢。对对于于汽汽油油机机曲曲轴轴，由由于于功功率率较较小小，曲曲轴轴毛毛坯坯一一般般采采用用球球墨墨铸铸铁铁铸铸造造而而成成。常常用用材材料料有有：QT600-2QT600-2、QT700-2QT700-2、QT800-2QT800-2、 QT900-6QT900-6、 QT800
10、-6QT800-6等温淬火球铁。等温淬火球铁。柴柴油油机机曲曲轴轴毛毛坯坯材材料料一一般般采采用用调调质质钢钢或或非非调调质质钢钢，调调质质钢钢常常用用材材料料有有：4545、40Cr40Cr或或42CrMo42CrMo；非非调调质质钢钢常常用用材材料料有有48MnV48MnV、C38N2C38N2、38MnS638MnS6。1. 曲轴概述曲轴概述曲曲轴轴的的毛毛坯坯根根据据批批量量大大小小、尺尺寸寸、结结构构及及材材料料品品种种来来决决定定。批批量量较较大大的的小小型型曲曲轴轴，采采用用模模锻锻；单单件件小小批批的的中中大大型型曲曲轴轴，采采用用自自由由锻造锻造；而对于球墨铸铁材料则采用；而
11、对于球墨铸铁材料则采用铸造铸造毛坯。毛坯。采用不同毛坯材料，曲轴的热处理及加工工艺路线也不相同：采用不同毛坯材料，曲轴的热处理及加工工艺路线也不相同：锻锻钢钢曲曲轴轴的的常常规规工工艺艺路路线线：下下料料锻锻造造正正火火粗粗加加工工表表面面淬淬火火及回火及回火精加工精加工球球铁铁曲曲轴轴的的常常规规工工艺艺路路线线：铸铸造造正正火火回回火火粗粗加加工工表表面面淬淬火火及回火及回火精加工精加工2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺2.1 2.1 曲轴的技术要求曲轴的技术要求1）主主轴轴颈颈、连连杆杆轴轴颈颈本本身身的的精精度度，即即直直径径尺尺寸寸公公差差等等级级通通常常为为IT6IT
12、7；主主轴轴颈颈的的宽宽度度极极限限偏偏差差为为+0.05-0.15mm；曲曲拐拐半半径径极极限限偏偏差为差为0.05mm；曲轴的轴向尺寸极限偏差为；曲轴的轴向尺寸极限偏差为0.15 0.50mm。2）轴轴颈颈长长度度公公差差等等级级为为IT9IT10。轴轴颈颈的的形形状状公公差差，如如圆圆度度、圆圆柱柱度控制在尺寸公差度控制在尺寸公差一半之内一半之内。3）位位置置精精度度，包包括括主主轴轴颈颈与与连连杆杆轴轴颈颈的的平平行行度度：一一般般为为100mm之之内内不不大大于于0.02mm；曲曲轴轴各各主主轴轴颈颈的的同同轴轴度度：小小型型高高速速发发动动机机曲曲轴轴为为0.025mm，中中大大型
13、型低低速速发发动动机机曲曲轴轴为为0.030.08mm；各各连连杆杆轴轴颈颈的的位位置度不大于置度不大于30。4）曲曲轴轴的的连连杆杆轴轴颈颈和和主主轴轴颈颈的的表表面面粗粗糙糙度度为为Ra0.20.4m；曲曲轴轴的的连杆轴颈、主轴颈、曲柄连接圆角的表面粗糙度为连杆轴颈、主轴颈、曲柄连接圆角的表面粗糙度为Ra0.4m。除除上上述述技技术术要要求求外外，还还有有热热处处理理、动动平平衡衡、表表面面强强化化、油油道道孔孔的的清清洁洁度、曲轴裂纹、曲轴旋转方向度、曲轴裂纹、曲轴旋转方向等规定和要求。等规定和要求。2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺某工厂某工厂7 7个型号曲轴加工技术要求
14、：个型号曲轴加工技术要求：2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺2.2 2.2 曲轴机械加工的定位基准曲轴机械加工的定位基准曲轴加工定位基准选择的基本原则：曲轴加工定位基准选择的基本原则：曲轴加工的定位基准主要分曲轴加工的定位基准主要分径向基准径向基准、轴向基准轴向基准和和角向基准角向基准。 径向基准：径向基准：一般选用一般选用两端的两端的主轴主轴颈颈（两边主轴颈中心连线；（两边主轴颈中心连线；两端面两端面中心孔连线中心孔连线) ) ； 轴向基准：轴向基准：曲轴为了防止轴向力作用而发生轴向窜动，采用曲轴为了防止轴向力作用而发生轴向窜动，采用止推结构。加工的轴向基准一般选择止推结构。加
15、工的轴向基准一般选择止推面止推面； 2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺 角角向向基基准准：粗粗加加工工连连杆杆轴轴颈颈前前，在在曲曲柄柄上上铣铣角角向向定定位位面面或或定定位凸台位凸台作为角向基准。作为角向基准。角向定位面角向定位面铣削角向定位基准面铣削角向定位基准面2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺在在汽汽车车制制造造业业中中，一一些些专专用用夹夹具具设设备备被被应应用用于于曲曲轴轴加加工工的的定定位位夹夹紧紧，极大提高了装夹质量和效率。极大提高了装夹质量和效率。在在加加工工连连杆杆轴轴颈颈时时，一一般般利利用用已已经经加加工工过过的的主主轴轴颈颈定定位位，安安装
16、装到到专专用用偏偏心心卡卡盘盘分分度度夹夹具具中中，使使连连杆杆轴轴颈颈的的轴轴线线和和转转动动轴轴线线4 4重重合合。连连杆杆轴轴颈颈之之间间的的角角度度位位置置精精度度靠靠夹夹具具上上的的分分度度装装置置保保证证，加加工工时时依依次次加加工工同同一一轴轴线线上上的的连连杆杆轴轴颈颈以以及及曲曲轴轴端端面面，工工件件2 2通通过过在在夹夹具具体体3 3上上的的分分度度板板1 1与与分度定位销分度定位销5 5分度。分度。为为进进一一步步提提高高生生产产效效率率，还还可可采采用用专专用用的的半半自自动动曲曲轴轴车车床床或或磨磨床床，工工件件能在一次装夹下（仍以主轴颈定位）加工连杆所有轴颈。能在一
17、次装夹下（仍以主轴颈定位）加工连杆所有轴颈。 偏心卡盘分度夹具偏心卡盘分度夹具1-1-分度板分度板 2-2-工件工件 3-3-夹具体夹具体 4-4-转动轴线转动轴线 5-5-分度定位销分度定位销2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺2.3 2.3 曲轴机械加工工艺分析曲轴机械加工工艺分析曲轴加工工艺路线编制原则：曲轴加工工艺路线编制原则：先粗后精先粗后精 先基准后其他先基准后其他 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圆粗加工外圆粗加工其他表面加工其他表面加工粗基准加工粗基准加工精基准加工精基准加工外圆精加工外圆精加工由于要加工主轴颈作为后续加工其他外圆的定位基
18、准，因此，由于要加工主轴颈作为后续加工其他外圆的定位基准，因此，通常通常先加工主轴颈，而后加工连杆轴颈和其他外圆先加工主轴颈，而后加工连杆轴颈和其他外圆。2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺由由于于曲曲轴轴的的结结构构特特点点形形状状复复杂杂，刚刚性性很很差差，加加工工精精度度要要求求还还很很高高。因此，在确定曲轴的加工工艺路线时，还需注意以下问题：因此，在确定曲轴的加工工艺路线时，还需注意以下问题： 粗粗加加工工时时由由于于切切削削余余量量大大，切切削削力力较较大大，可可用用中中间间托托架架增增强强刚性刚性，减小变形和振动，同时机床刀具及夹具都应有较高的刚度。，减小变形和振动，同
19、时机床刀具及夹具都应有较高的刚度。 加加工工时时尽尽量量使使切切削削力力的的作作用用相相互互抵抵消消，可可用用前前后后刀刀架架同同时时横横向进给。向进给。中间托架中间托架切削力相互抵消切削力相互抵消2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺 合合理理安安排排工工位位次次序序以以减减少少加加工工变变形形，按按先先粗粗后后精精的的原原则则安安排排加工工序，逐步提高精度。加工工序，逐步提高精度。 在有可能产生变形的工序后面增设在有可能产生变形的工序后面增设校直工序校直工序。对对于于左左图图这这种种7 7个个主主轴轴颈颈的的曲曲轴。加工主轴颈顺序为：轴。加工主轴颈顺序为：4-7-1-6-2-5-
20、34-7-1-6-2-5-32. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺2.4 2.4 大批生产六缸汽油机曲轴的机械加工的工艺过程大批生产六缸汽油机曲轴的机械加工的工艺过程汽汽车车发发动动机机制制造造过过程程中中，曲曲轴轴的的加加工工多多属属大大批批大大量量生生产产，按按工工序序分分散散原原则则安安排排工工艺艺过过程程。以以下下为为大大量量生生产产六六缸缸汽汽油油机机曲曲轴轴的的工工艺艺过过程程。加加工工过过程程中中广广泛泛采用了先进工艺和专用机床，实现了机械加工、检验和清洗等工序的自动化。采用了先进工艺和专用机床，实现了机械加工、检验和清洗等工序的自动化。2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲
21、轴的加工制造工艺2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺2.5 2.5 曲轴部分表面的加工曲轴部分表面的加工曲曲轴轴的的主主要要加加工工表表面面有有主主轴轴颈颈、连连杆杆轴轴颈颈、各各外外圆圆、两两端端面面、键键槽以及油孔道等。槽以及油孔道等。此外，还有还有检验、清洗、去毛刺等工序。此外，还有还有检验、清洗、去毛刺等工序。 铣两端面铣两端面定位基准：定位基准：两端主轴颈两端主轴颈止推面止推面限制限
22、制5 5个自由度个自由度2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺 加工主轴颈及与主轴颈同轴外圆面加工主轴颈及与主轴颈同轴外圆面采采用用两两端端中中心心孔孔定定位位，限限制制5 5个个自自由由度度。使使用用成成型型刀刀具具，加加工工效效率高率高 ，但刀具寿命低。，但刀具寿命低。主轴颈主轴颈加工工序加工工序：粗车、精车、磨削；：粗车、精车、磨削；2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺 加工连杆轴颈加工连杆轴颈连杆连杆轴颈轴颈加工工序加工工序：粗车、精车、磨削；：粗车、精车、磨削；采采用用两两端端主主轴轴颈颈径径向向定定位位，限限制制4 4个个自自由由度度；止止推推面面轴轴向向定定
23、位位，限限制制一一个个移移动动自自由由度度；第第一一平平衡衡块块的的侧侧面面定定位位面面周周向向定定位位，限限制制一个旋转自由度。一个旋转自由度。2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺 加工油孔道加工油孔道曲轴上的深油孔是典型的斜长孔。传统的加工方法采用高速钢深孔麻花钻加曲轴上的深油孔是典型的斜长孔。传统的加工方法采用高速钢深孔麻花钻加工，但刀具寿命低，设备柔性差，工，但刀具寿命低，设备柔性差，目前已逐渐被目前已逐渐被枪钻枪钻和和MQLMQL技术麻花钻技术麻花钻代替。代替。定位基准：定位基准：两端中心孔、止推面、连杆轴颈。两端中心孔、止推面、连杆轴颈。限制限制6 6个自由度。个自由度
24、。2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺 精车止推面，铣键槽，精镗导向孔精车止推面，铣键槽，精镗导向孔此时采用前端中心孔限制此时采用前端中心孔限制2 2个自由度（后端导向孔被加工为导向孔），个自由度（后端导向孔被加工为导向孔），后端外圆限制后端外圆限制2 2个自由度。后端面轴向定位限制一个移动自由度。个自由度。后端面轴向定位限制一个移动自由度。曲曲轴轴加加工工过过程程中中，需需要要在在两两端端面面加加工工中中心心孔孔作作为为定定位位基基准准。按按照照其其加加工位置不同，可分为工位置不同，可分为几何中心孔几何中心孔和和质量中心孔质量中心孔。3.3. 曲轴加工的先进技术曲轴加工的先进技术
25、3.1 3.1 质量中心孔技术质量中心孔技术几几何何中中心心孔孔是是以以曲曲轴轴两两端端主主轴轴颈颈外外圆圆定定位位钻钻出出的的中中心心孔孔，其其形形成成的的轴轴线线是是几几何何中中心心线线。在在质质量量定定心心机机上上先先找找出出曲曲轴轴的的质质量量轴轴线线，按按其其所所处处的位置钻出的中心孔则为的位置钻出的中心孔则为质量中心孔质量中心孔，其形成的轴线是质量中心线。，其形成的轴线是质量中心线。质量定心机简图质量定心机简图3.3. 曲轴加工的先进技术曲轴加工的先进技术如如果果曲曲轴轴几几何何形形状状旋旋转转对对称称、质质量量密密度度完完全全均均匀匀，则则其其几几何何中中心心线线和和质质量量中中
26、心心线线重重合合；而而实实际际生生产产中中，由由于于毛毛坯坯上上的的几几何何形形状状误误差差和和质质量量分布不均等原因，分布不均等原因，几何中心线与质量中心线往往不重合几何中心线与质量中心线往往不重合。传传统统曲曲轴轴加加工工工工艺艺多多采采用用几几何何中中心心孔孔。但但利利用用几几何何中中心心孔孔作作为为定定位位基基准进行车削或磨削加工时，会产生很多准进行车削或磨削加工时，会产生很多不利影响不利影响：由由于于工工件件旋旋转转会会产产生生离离心心力力，这这不不仅仅会会影影响响加加工工质质量量，而而且且加加工工后后余余下下的的动动不不平平衡衡量量较较大大，在在以以后后装装配配前前的的动动平平衡衡
27、工工序序中中，需需要要多多次次反反复复测量去重才能达到要求，影响生产效率。测量去重才能达到要求，影响生产效率。现现在在一一些些国国家家大大都都采采用用质质量量中中心心孔孔技技术术，可可基基本本解解决决采采用用几几何何中中心心孔孔产生的问题。我国一些曲轴生产企业也已采用质量中心孔技术。产生的问题。我国一些曲轴生产企业也已采用质量中心孔技术。3.3. 曲轴加工的先进技术曲轴加工的先进技术3.2 3.2 车拉技术车拉技术传传统统曲曲轴轴轴轴颈颈加加工工一一般般采采用用车车削削或或铣铣削削加加工工。切切削削过过程程中中工工件件受受力力大大，加加工工精精度度不不高高。19831983年年美美国国首首先先
28、采采用用直直线线型型车车拉拉刀刀具具加加工工曲曲轴轴主主轴轴颈颈获获得得成成功功。现现在在，曲曲轴轴车车拉拉技技术术主主要要演演化化为为三三种种方方式式：直直线线式式刀刀具具车车拉拉、内内环环式式刀刀具具旋旋转转车车拉拉和和外外环环式式刀具旋转车拉刀具旋转车拉。a)a)直线车拉直线车拉 b)b)圆刀具外环车拉圆刀具外环车拉 n- n-工件速度工件速度 n nwzwz- -刀具速度刀具速度曲轴曲轴3.3. 曲轴加工的先进技术曲轴加工的先进技术车车削削加加工工轴轴承承与与车车拉拉轴轴承承对对比比：刀刀具具的的进进给给方方向向不不同同，导导致致车车削削工件受力很大，车拉加工工件受力较小，加工更稳定。
29、工件受力很大，车拉加工工件受力较小，加工更稳定。车车拉拉是是车车削削和和拉拉削削加加工工的的结结合合，加加工工过过程程中中，除除了了工工件件做做旋旋转转运运动以外，刀具也做进给运动，以实现车拉切削加工。动以外，刀具也做进给运动，以实现车拉切削加工。车削车削车拉车拉3.3. 曲轴加工的先进技术曲轴加工的先进技术车拉技术的优点车拉技术的优点 加工精度高加工精度高车车拉拉加加工工刀刀具具分分直直线线型型和和圆圆盘盘型型2 2种种。刀刀体体上上镶镶装装的的刀刀齿齿片片分分粗粗切切刀刀齿齿和和精精切切刀刀齿齿2 2组组。每每个个刀刀片片在在与与工工件件高高速速的的相相对对运运动动中中仅仅参参加加短短暂暂
30、切切削削, ,切切下下的的金金属属层层很很薄薄( (约约0.40.40.6mm 0.6mm ) )。因因而而刀刀刃刃承承受受的的冲冲击击小小, ,刀刀齿齿切切削削热热负负荷荷小小, ,减减少少了了工工件件切切削削后后的的残残余余应应力力，保保证证了了工工件件精精切切后后的的表表面面精度和质量。精度和质量。据有关厂测定，车拉后的曲轴尺寸参数：据有关厂测定，车拉后的曲轴尺寸参数：1 1）主轴颈直径误差）主轴颈直径误差0.04mm0.04mm； 2 2）主轴颈宽度误差）主轴颈宽度误差0.04mm0.04mm； 3 3）连杆轴颈回转半径误差）连杆轴颈回转半径误差0.05mm0.05mm； 4 4）连杆
31、轴颈分度位置误差）连杆轴颈分度位置误差0.07mm0.07mm； 3.3. 曲轴加工的先进技术曲轴加工的先进技术 生产效率高生产效率高 车车拉拉加加工工的的切切削削速速度度高高( (加加工工锻锻钢钢曲曲轴轴时时约约为为150150220m/min220m/min，加加工工铸铸铁铁曲曲轴轴时时约约250250300m/min)300m/min)，进进给给速速度度快快( (粗粗加加工工时时约约为为3000mm 3000mm /min/min，精加工时约为，精加工时约为1000mm/min)1000mm/min)，所以加工节拍短，生产效率高。，所以加工节拍短，生产效率高。 加工柔性好加工柔性好 车车
32、拉拉加加工工只只需需更更换换程程序序或或重重新新编编程程序序，对对夹夹具具、刀刀具具略略作作调调整整，就就可可很很快快适适应应曲曲轴轴品品种种的的变变换换和和不不同同批批量量的的生生产产，充充分分发发挥挥计计算算机机数数字字控控制技术的特长。制技术的特长。 工艺总投资少工艺总投资少由由于于车车拉拉加加工工精精度度高高, , 车车拉拉后后不不再再进进行行粗粗磨磨或或半半精精磨磨，简简化化了了工工艺艺过过程程，省省去去粗粗磨磨磨磨床床的的投投资资和和有有关关生生产产费费用用。此此外外，车车拉拉刀刀具具承承受受载载荷荷小，使用寿命长、费用低。小，使用寿命长、费用低。3.3. 曲轴加工的先进技术曲轴加
33、工的先进技术3.3 3.3 圆角深滚压技术圆角深滚压技术曲曲轴轴服服役役工工况况条条件件恶恶劣劣，在在工工作作时时需需要要承承受受较较大大而而复复杂杂的的冲冲击击载载荷，荷，其失效形式一般是其失效形式一般是轴颈磨损轴颈磨损和和疲劳断裂疲劳断裂。当当曲拐顶部受压力曲拐顶部受压力P P时，曲拐两内侧圆角过时，曲拐两内侧圆角过渡处表现为拉应力，主轴圆角过渡处则为压渡处表现为拉应力，主轴圆角过渡处则为压应力；另外，曲轴还承受惯性力矩、输出扭应力；另外，曲轴还承受惯性力矩、输出扭矩、扭振力矩，受力情况十分复杂。矩、扭振力矩，受力情况十分复杂。由于轴颈磨削加工后留下的刀痕引起应力集中，加之过渡圆角处由于轴
34、颈磨削加工后留下的刀痕引起应力集中，加之过渡圆角处本身就存在应力集中，曲轴在工作本身就存在应力集中，曲轴在工作时时圆角过渡处属于薄弱环节圆角过渡处属于薄弱环节，主轴颈和连杆颈的过渡处更为严重主轴颈和连杆颈的过渡处更为严重。因此，为了增强曲轴抗疲劳因此，为了增强曲轴抗疲劳能力，发展出了能力，发展出了圆角深滚压技术圆角深滚压技术。3.3. 曲轴加工的先进技术曲轴加工的先进技术圆角深滚压技术的原理：圆角深滚压技术的原理：曲曲轴轴圆圆角角深深滚滚压压，是是利利用用滚滚轮轮的的压压力力作作用用，在在曲曲轴轴的的主主轴轴颈颈和和连连杆杆颈颈过渡圆角处过渡圆角处形成一条滚压塑性变形带形成一条滚压塑性变形带，
35、这条塑性变形带具有以下特点：这条塑性变形带具有以下特点：1) 1) 产产生生了了残残余余压压应应力力，可可与与曲曲轴轴在在工工作作时时的的拉拉应应力力抵抵消消或或部部分分抵抵消消，从而提高疲劳强度。从而提高疲劳强度。2) 2) 硬硬度度提提高高，滚滚压压使使圆圆角角处处形形成成高高硬硬度度的的致致密密层层，使使曲曲轴轴的的机机械械强强度度和疲劳强度得到提高。和疲劳强度得到提高。3) 3) 表表面面粗粗糙糙度度降降低低，圆圆角角滚滚压压可可使使圆圆角角表表面面粗粗糙糙度度达达到到Ra0.2Ra0.2以以下下，从而大大减小了圆角处的应力集中，提高了疲劳强度。从而大大减小了圆角处的应力集中，提高了疲
36、劳强度。1.1.施力器施力器 2.2.滚轮滚轮 3.3.工件工件 Fw- Fw-滚压力滚压力3.3. 曲轴加工的先进技术曲轴加工的先进技术圆角深滚压技术的优点：圆角深滚压技术的优点：经经过过测测定定，球球墨墨铸铸铁铁曲曲轴轴经经滚滚压压后后寿寿命命可可增增至至280%，锻锻钢钢热热处处理理曲曲轴轴滚压后寿命可提高滚压后寿命可提高237%，滚压加工时间只需，滚压加工时间只需2040s。但但如如果果半半成成品品因因加加工工或或热热处处理理原原因因存存在在不不合合理理残残余余应应力力时时，滚滚压压后后必必须安排校直工序，或滚压前安排去应力工序须安排校直工序，或滚压前安排去应力工序，方可保证稳定加工质量。，方可保证稳定加工质量。校校直直就就是是对对单单个个轴轴颈颈进进行行深深滚滚压压。曲曲轴轴在在经经过过深深滚滚压压后后，测测量量出出工工件件的的跳跳动动量量，如如果果轴轴颈颈的的跳跳动动超超过过机机床床的的设设定定值值，可可通通过过计计算算机机计计算算出出当当前前最最佳佳的的校校直直方方法法，用用适适当当的的力力对对其其中中某一轴颈进行校直。某一轴颈进行校直。
