机械加工技术在汽车发动机曲轴制造中的应用

姜薇薇 史天舒 龙春彦

摘 要：随着我国经济的发展和社会的不断进步，机械加工技术被广泛应用于各类生产加工企业，其中也包括汽车发动机曲轴制造领域。利用机械加工技术对汽车发动机曲轴制造技术进行改进，是目前行业的发展趋势，对提升生产加工效率具有明显的促进作用。因此，有必要对汽车发动机曲轴制造先进技术进行研究。

关键词：机械加工技术;汽车发动机;曲轴制造

中图分类号：U466文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）08-0055-03

Application of Machining Technology in Automobile Engine Crankshaft Manufacturing

JIANG Weiwei， SHI Tianshu， LONG Chunyan

（Inner Mongolia First Machinery Group Co.， Ltd.，Baotou Inner Mongolia 014030）

Abstract： With the development of China's economy and the continuous progress of society， mechanical processing technology is widely used in various production and processing enterprises， including automotive engine crankshaft manufacturing. The use of mechanical processing technology to improve automotive engine crankshaft manufacturing technology is the current development trend of the industry， which has a significant role in promoting production and processing efficiency. Therefore， it is necessary to study the advanced technology of automobile engine crankshaft manufacturing.

Keywords： machining technology;automotive engine;crankshaft manufacture

近年来，人们的物质生活水平不断提高，购买力逐渐增强，带动了汽车制造行业的飞速发展。发动机是汽车的灵魂和大脑，对汽车具有重要的作用。随着行业内机械化水平的提高，发动机的曲轴制造技术不断进步，对其加工工艺的研究变得越来越重要。

1 汽车发动机工作原理

发动机是汽车最重要的组成部分，决定着汽车质量的好坏和使用寿命的长短，其由多个零部件共同构成，其中就包括曲轴。曲轴制造技术直接关系着发动机的运行状态，也影响汽车的稳定性和乘坐人员的舒适度。

发动机在工作时通常需要进行以下操作。首先是进气曲轴的上下活塞运动，活塞运动加大了气缸内气体的容积，形成较大的压强差，当发动机曲轴运行到最低处时，进气结束。其次是氣体的压缩过程，当曲轴自下而上运动时，进气阀和排气阀处于关闭状态，气体被成功压缩混合，在此过程中，压缩的气体被火花塞点燃，释放热能，使曲轴上下运动形成驱动力。最后，排气阀门打开，发动机曲轴通过连接杆的推动作用，使气缸内的废气在压力的作用下成功排出，进而带动汽车运动。

2 汽车发动机曲轴制造技术分析

2.1 汽车发动机曲轴制造技术现状

曲轴在发动机中处于核心位置，是最重要的动力传输装置，因此其重要性不言而喻。各国对发动机曲轴的制造尤为关注。目前，在我国汽车制造行业，发动机的曲轴制造技术多采用普通机床或是专业机床，自动化程度较低，在曲轴的加工和制造领域，人工操作的环节还比较多，进而加大了失误的风险。曲轴的制造材料选择也存在问题，使得曲轴质量较大，轻便方面还存在较大的改进空间。

2.2 汽车发动机曲轴制造流程

一般情况下，发动机曲轴的材料分为两种，即钢材和球墨铸铁。目前，我国汽车行业大部分曲轴选择球墨铸铁材料。和钢材比较，球磨铸铁的成本较低，同时材料性能和钢材较为接近。在汽车发动机曲轴的制造流程中，主轴颈和连杆轴颈的制造较为重要。在加工流程中，首先需要对曲轴的材料进行熔炼，熔炼设备通常选择冲天炉，要保持材料在炉内煅烧，并观察溶解状态，形成有效的记录。

熔炼结束后，要开展材料的铸形工作，铸形工作主要是对设计好的材料进行精细加工，然后就是材料的锻造、热处理和表面强化处理。以某车发动机曲轴制造的具体模型为例，为使发动机曲轴符合行业制造标准，该车间应用专业的机床设备，通过钻中心孔的方式，完成了发动机曲轴止推面和圆弧槽的制造，然后利用磨床的方法对其进行合理加工与改进。最后，相关人员应检测发动机的平衡性和稳定性[1-3]。

3 机械加工技术在汽车发动机曲轴制造中的应用

3.1 铸造技术与锻造技术

在汽车发动机曲轴的铸造与锻造技术过程中，人们需要合理选用光谱仪设备，直接分析读取熔炼的成分。在熔炼材料的处理环节，可以利用先进的材料进行融合加工，如复合型材料。同时，要对熔炼过程进行内部公开，有效监督熔炼过程，保证工程材料符合质量标准。当技术工人发现问题时，应及时做出处理，必要时可组织专业人员进行研讨，制定补救措施。企业可以采用最新的造型方法，如挤压造型法，有效降低能耗，减少污染气体的排放，提高曲轴生产质量[4-6]。

汽车发动机的锻造可以采用最新的机械生产设备，如自动感应器、精整液压机等，最终实现自动化。这样能减少人为失误，提高曲轴生产加工的精细化水平，为我国汽车发动机曲轴制造行业的健康发展提供技术支持。

自动化机械设备可以实时跟踪测量模具参数，对发动机曲轴生产进行动态化管理，并可结合实际需要，及时更新数据，提高整体的作业水平。自动化机械设备通过合理比较锻造物件的实际数据和预定参数，可减少数值误差，提高发动机曲轴生产的精细化程度。

3.2 机械加工工艺和流程

当前，机械加工工艺正在朝零部件智能化、规范化加工的方向发展，对行业持续发展具有明显的促进作用。汽车发动机曲轴涉及较多工序，需要有效应用机械加工技术[7-11]。发动机曲轴属于精细零部件，加工精准度要求较高，传统的加工方法无法满足要求，因此，人们需要将机械加工技术应用在发动机曲轴的生产与加工中，对构件进行精细打磨，为零部件的高效生产提供技术支持。

企业要明确零部件的机械加工流程和操作方法，使零部件生产符合有关要求[12-15]。要想实现汽车发动机曲轴的精细加工，人们要合理规划曲轴加工的工艺路线，明确各工序的具体内容，有效应用生产设备和加工技术，对曲轴生产中的质量检验方法和技术条件等要素进行合理管理与控制，确保曲轴机械加工的规范性。

在具体工作中，企业需要加强管理，促使工艺流程满足实际要求。一是制定生产计划，明确机械构件类型。二是分析零件效果图和装配图，并且选择合适的工艺。三是确定工艺路线，明确工序步骤，准备机械加工设备。四是进行机械加工，填写加工文件[16-18]。

3.3 机械加工技术的实际应用

以日系丰田汽车为例，丰田汽车发动机的曲轴生产一共分为44道工序，各种机械设备共计57台，机械操作工人有7人。曲轴材料切削环节则分为19道工序：高频淬火工序1道;清洗工序3道;动平衡及修正工序各1道;压键工序1道;加热压入齿轮工序1道;质量中心孔测定工序1道;油孔贯通检查工序1道;齿轮检查工序1道;连杆轴颈检测工序1道;主轴颈和连杆轴颈检测刻印工序1道;工件搬送工序7道。如果按照这些工序进行机械化生产和运作，可以使发动机曲轴的性能达到业界的较高水平。

在发动机曲轴的端面位置，丰田汽车公司采用的钻中心孔机械设备较为先进，在中心孔的位置选择上，不同于其他曲轴的几何中心位置，以曲轴的质量体积为衡量标准找到钻孔中心，在钻孔完成后，相关技术人员通过基准平衡测定设备对中心孔的选择进行检测。同时，为保证测量结果的精准度，还应用双转塔数控车床进行曲轴前后端外圆的质量检测。主轴颈的止推面、主轴颈和连杆轴颈的圆弧槽的粗加工则利用单轴数控机床的机械化技术。待曲轴热处理完成后，利用专业的机床设备进行中心孔的质量修正，对汽车发动机曲轴前后端面进行精细加工。

在汽车发动机曲轴的动平衡检测中，可以利用先进的动平衡检测机械技术，如动平衡试验机，提高汽车发动机的使用性能和安全系数。发动机曲轴使用前需要进行清洗，避免受到杂质影响。另外，要采用先进的特化专用机械设备对曲轴轴径进行线上检测，以保证发动机曲轴的制造水平符合行业标准[19-20]。

4 结论

护汽车制造行业社会形象，提升汽车使用者的体验度，进而促进我国汽车产业的繁荣发展。

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当前，汽车发动机曲轴制造技术不断进步，人们可以将机械加工技术应用到汽车发动机曲轴加工中，以提高汽车行驶的稳定性和安全性。对曲轴机械加工技术进行创新和改进，可以提高汽车发动机制造行业整体水平，维