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曲轴加工工艺

2020-07-12

曲轴是发动机中最重要的部件。它承受连杆传来的力,并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他附件工作。曲轴受到旋转质量的离心力、周期变化的气体惯性力和往复惯性力的共同作用,使曲轴承受弯曲扭转载荷的作用。因此要求曲轴有足够的强度和刚度,轴颈表面需耐磨、工作均匀、平衡性好。


曲轴在使用中的磨损是决定发动机是否需要大修的一个重要因素。如果曲轴质量没有保证,将严重影响整机的寿命。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。其中曲轴机械加工不仅影响曲轴质量、而且还与生产率和成本等有密切关系。


首先看曲轴的材质是什么,球铁还是钢。曲轴的加工是个非常复杂而又要求高的过程,加工过程基本可以分为粗加工和精加工两部分。


粗加工是采用数控车床、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。


精加工一般是采用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。

 

曲轴的抛光

以前对曲轴的要求并没有那么高,经过了磨床的精加工之后即可达到表面要求,但随着对曲轴表面要求越来越高,仅靠磨床的加工已不能达到要求。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。因此,有越来越多的曲轴加工企业增加了抛光这一道工序。

 

曲轴的主轴颈、连杆轴颈及止推面都要求进行超精加工和抛光。早期,国外曲轴的超精加工就已采用数控砂带抛光工艺,配合使用的研磨带是防潮静电植砂的(保证砂粒尖锋朝外)。为了能对圆角和轴肩抛光,砂带两侧开槽以便与加工面贴合。

这种曲轴研磨带抛光机可同时抛光主轴颈、连杆轴颈、圆角、轴肩及止推面。其结构均采用对夹式,每个轴颈上用4片垫块(中凹型)压紧砂带;垫块和砂带宜根据工件材质和硬度选择;机床上的卷带机能保证每个轴颈都有一段新砂带(长度可调)参加工作;抛光的方式以超精加工的原理进行。其效率和效果都远远优于油石。 

对于球铁曲轴的抛光与磨削,由于球铁内的铁素体磨削后会形成突起毛刺,所以应使轴的磨削转向与工作转向相反,抛光转向与工作转向相同。这样才能在抛光中有效地去除毛刺,避免工作时刮伤轴瓦。

以上内容由曲轴加工厂家:苏州圣世利来机械有限公司提供。

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