曲軸是發動機中的重要零件,由于曲軸具有結構復雜、剛性差、技術要求高的特性,因此加工工藝難度大,而其加工質量又直接影響到發動機的技術性能和壽命,且曲軸屬細長桿件零件,在加工中極易產生變形,這就需要在進行加工工藝設計時,根據曲軸的材料、技術要求、生產能力等要求,綜合、全面考慮加工方案,
2、主要工藝介紹
2.1 中心孔的加工曲軸的中心孔是曲軸加工過程的重要定位基準,曲軸常見的中心孔加工方式為幾何中心孔和質量中心孔。
以曲軸毛坯軸頸的外圓定心來加工出的中心孔稱為幾何中心孔,以曲軸毛坯的旋轉質量中心加工的中心孔稱為質量中心孔。由于幾何中心孔的加工工藝簡單、設備價格低,因此國內目前大多采用幾何中心孔,但對毛坯質量差的曲軸的動平衡影響較大。
質量中心孔的加工是尋找出曲軸的質量中心線后,在曲軸兩端加工出中心孔,使其兩端加工出中心孔的軸線與曲軸的質量中心線重合。采用質量中心孔定位加工曲軸的主要優點為:減少曲軸動平衡時的去重量,提高動平衡的合格率,降低去重工序的加工節拍,改善曲軸內部質量補償,但質量中心孔的設備價格昂貴,且設備大都需要進口。
2.2 軸頸的粗加工
傳統的加工工藝設計時,曲軸主軸頸及連桿軸頸的粗加工都采用多刀車削工藝,即同時使用多把刀具一次完成軸頸的粗加工。曲軸車削機床采用多刀徑向切削軸頸的方式,效率較高,但存在變形大、加工精度低、柔性差等缺點。
由于多刀車削受到加工精度低和柔性差的影響,已逐步被后來開發出的 CNC車削、CNC外銑和CNC內銑、車-拉工藝所淘汰。
CNC曲軸內銑機床是70年代開發的曲軸加工新機床,內銑的加工方式是:當裝有硬質合金刀片的內銑刀盤高速旋轉徑向切入至軸頸尺寸后,刀盤環繞軸一周完成曲軸扇形面、軸頸、圓角、軸頸的銑削。機床帶有中心架,可在一次安裝下,依次銑削出所有主軸頸、連桿頸,由于各軸移動均為數控,因此機床具有極大的柔性,適用于多品種生產,銑削過程中多個刀片參與切削,銑削力小,因而曲軸彎曲變形小,加工精度高。
2.3 軸頸的精加工
曲軸是以兩端孔定位的軸類零件,工件兩端中心孔的幾何形狀、粗糙度的好壞在加工過程中都會影響到軸頸精加工的質量,而且在粗加工過程中,中心孔也會受到破壞,因此,曲軸在精磨之前往往都會增加一道工序,對粗加工后的中心孔進行修正,以提高磨削加工質量。
普通外圓磨削方式適用于曲軸主軸頸的磨削加工,而無法實現連桿頸的加工,傳統的連桿頸的加工常采用偏心夾具定位夾緊加工連桿頸,但這樣設備的柔性較差,加工精度較差,目前隨著機床制造技術的發展,連桿頸的磨削則采用跟蹤磨削法。跟蹤磨削法是以主軸頸中心線為回轉中心,一次裝夾依次完成曲軸連桿頸的磨削加工(也可用于主軸頸磨削),磨削連桿軸頸的實現方式是通過CNC控制砂輪的進給和工件回轉運動兩軸聯動,來完成曲軸加工進給。跟蹤磨削法采用一次裝夾、在一臺數控磨床上依次完成曲軸主軸頸和連桿頸的磨削加工,能有效地減少設備費用,降低加工成本,提高加工精度和生產效率。
2.4 曲軸油孔加工
2.5 曲軸強化工藝
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在關鍵工序常配備專用量具對加工質量進行檢測。(中國工程機械動力部件網)(下一篇凸輪軸加工工藝)