曲轴加工技术设备现状

目前国内曲轴加工技术设备现状新鲜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。粗加工设备一般采用多刀车床车削曲轴主轴颈及连杆轴颈，工序质量稳定性差，容易发生较大的加工应力，难以达到合理的加工余量。精加工普遍采用MQ8260等普通曲轴磨床进行粗磨、半精磨、精磨、抛光，通常靠人工操作，加工质量不稳定、尺寸一致性差。

按加工球墨铸铁曲轴来计算，老式生产线一个主要的特点就是普通设备太多。一条生产线有3540台设备。笔者曾考查过国内某一锻钢曲轴生产线，粗加工采用普通外铣加工主轴颈和连杆颈，然后数控精车主轴颈和连杆颈，再经过多道工序的磨削方转入精加工工序。所以这条生产线设备达60多台，导致产品周转线长、场地占用面积大，其生产效率完全是靠多台设备分解工序和余量来提高的。

而当今的汽车发动机曲轴制造业面临的却是以下几个问题：多品种、小批量生产;交货期大大缩短;降低生产本钱;

【资料图】

加工中提出了许多需要解决的课题，难切削材料的出现使加工难度明显增加。如硬切削;要求少用或不用切削液，为保护环境。即实现干式切削或准干式切削;

进入21世纪以来，正是基于以上情况。高速、高精、高效的复合加工技术及装备在汽车曲轴制造业中得到迅速的应用，生产效率得到很大提高，因此发动机曲轴生产线中生产设备数量得以减少。笔者曾在某一轿车发动机曲轴生产线看到全线设备(包括热处理、外表强化)只有13台设备左右，产品周转线短、加工效率高、易于质量控制管理。

曲轴的损伤形式及检查

1、轴颈的磨损及检查：

轴颈表面的磨损是不均匀的，磨损后的轴颈出现圆度和圆柱度误差。主轴颈与连杆轴颈的大磨损部位相互对应，即各主轴颈的大磨损靠近连杆轴颈一侧，而连杆轴颈的大磨损也靠近主轴颈一侧，如图1。另外，轴颈还有沿轴向的锥形磨损。轴颈的椭圆形磨损是由于作用于轴颈上的力沿圆周方向分布不均匀引起的。发动机工作时，连杆轴颈所受的综合作用力始终作用在连杆轴颈的内侧，方向沿曲柄半径向外，造成连杆轴颈内侧磨损大，形成椭圆形。连杆轴颈产生锥形磨损的原因是由于通向连杆轴颈的油道是倾斜的，当曲轴回转时，在离心力的作用下，润滑油中的机械杂质聚集在连杆轴颈的一侧，使该侧轴颈磨损加快，导致磨损呈锥形。此外，连杆弯曲、气缸中心线与曲轴中心线不垂直等原因都会使轴颈沿轴向受力不均而使磨损偏斜。主轴颈的磨损主要是由于受到连杆、连杆轴颈及曲柄臂离心力的影响，使靠近连杆轴颈的一侧与轴承产生的相对磨损较大。曲轴轴颈的磨损可用外径千分尺测量，在每个轴颈上取两个截面，在每个截面上取和曲轴平行及其垂直的两个方向(A-A和B-B)，然后计算轴颈的磨损量、圆度和圆柱度误差。

2、曲轴的弯曲及扭曲：

当曲轴的弯曲度超过0.1mm(有的为0.2mm)时，应进行校正。测量时将曲轴主轴颈放置在检验平板上两个等高V型铁上。将千分表的表盘定在“0”位置并将其触头触及中间主轴颈表面，缓慢转动曲轴，千分表大示值的一半即为曲轴的弯曲度。

扭曲检查时，曲轴的放置与弯曲检查相同。检查时，将曲柄臂置于水平位置，用千分表测量同一平面内第一缸和后一缸的连杆轴颈高度，其差值即为曲轴的扭曲度。

3、裂纹检查：

由于应力集中在轴颈圆角部位和油孔周围易产生裂纹，裂纹的存在会导致曲轴的断裂。因此，要用探伤仪(如磁粉探伤仪、超声波探伤仪等)来检测是否存在裂纹。若有环形裂纹或裂纹长度超过20mm的纵向裂纹，应用凿子或气割枪吹掉，经电弧焊补后再采取相应的措施。

此外，轴颈表面还可能出现擦伤与烧伤。擦伤主要是由于机油不清洁引起的。烧伤是由于润滑不足、机油过稀或油路阻塞等原因造成烧瓦引起的。