汽车发动机曲轴生产工艺探讨

张发贵

摘要：现在人们的物质水平越来越高，对汽车的需求也在日益增加，需求的增加带动了汽车制造行业的发展。在汽车零件中最重要的就是发动机。要想保证汽车的安全和汽车的质量就需要重点研究机械加工技术在汽车发动机曲轴制造中的应用。

关键词：汽车发动机;曲轴生产;工艺

1汽车发动机的工作原理分析

对于发动机来说，它会直接影响到汽车的安全性。在汽车制造过程中，如果汽车发动机的质量达不到有关规定和标准，驾驶员在行驶过程中可能会突然停车。如果情况严重，甚至会发生交通事故。同时，对于汽车发动机来说，要保证其平稳运转，还得依靠大部分零部件。首先，进气曲轴的活塞开始从上到下移动并开始进气。由于活塞的连续运动，在一定程度上增加了气缸的容积，最终形成压差。气体从进气阀到达钢瓶。当活塞下移时，整个进气过程就完成了。在这个过程中，气体温度通常比较高，可以达到368k-451k，然后压缩。在这个过程中，活塞的运动方向是从下到上，无论是进气门还是排气门，都处于关闭状态。随着钢瓶容积的减少，气体被压缩和混合，工作就完成了。在工作过程中，活塞可以点燃压缩气体混合物。在高温高压下，活塞会被推动做功。最后，排气。在排气阶段，应打开排气门，关闭进气门。在连杆的帮助下，曲轴推动活塞，最终完成排气。

2汽车发动机曲轴制造

2.1汽车发动机曲轴制造现状

曲轴在汽车发动机最中间的位置，也是发动机里面最重要的动力传输装置。在汽车制造行业里面发动机的曲轴制造技术大部分应用在机床上，用人工操作的方式来进行加工，人工操作最大的缺点就是会增加工作的失误率。现在我国在制造曲轴的时候选择材料也存在疏忽情况发生，材料的使用会影响曲轴的质量。

2.2汽车发动机曲轴制造流程

现在发动机曲轴的材料主要有钢材和球墨铸铁两种，使用最多的就是球墨铸铁材料。球墨铸铁材料的成本比较低，能够给企业提供比较大的经济利益。汽车发动机曲轴加工的时候要先对材料进行熔炼，并观察材料在熔炼中的溶解状态。熔炼结束之后在进行铸形工作，铸形能够对设计好的材料进行精细加工处理，最后就是材料的锻造和处理。

2.3汽车发动机曲轴的实际用途

汽车发动机的曲轴主要承担来自连杆传来的力，当曲轴受到离心力和惯性力影响之后自身就可以承受弯曲扭转载荷的力度。所以机械制造行业在进行加工的时候一定要先保证曲轴本身的刚硬度，只要保证了曲轴的刚硬度才能保证汽车的安全。在实际加工的时候工作人员还需要在加工的时候保证曲轴的表面的耐磨性（感应淬火处理）和平衡性。机械制造企业在工作的时候一定要结合实际情况选择合适的技术类型，只有这样生产出来的产品才能满足市场的需求。

3曲轴加工工艺分析

目前，国内外发动机工厂曲轴生产线大部分采用国外进口大型设备进行加工，机床种类涵盖了加工中心、车床、磨床、滚压、热处理及抛光等设备。曲轴加工工艺当前也较为成熟，各主机工厂曲轴线生产工艺不尽相同，但也有细微差异。下面以某发动机工厂曲轴生产线进行分析说明。

该工艺布局为典型的直排四缸发动机曲轴生产线工艺，其优点在于工位间排布紧密，每个工位可以实现多内容的加工。OP10-OP30工位为曲轴的粗加工工位，主要粗加工曲轴两端面及各轴颈;OP40-OP70为半精加工，主要是加工曲轴油孔及滚压校直;OP90-OP150OP160为精加工工位，通过磨削抛光来实现曲轴的加工精度及表面粗糙度。下面将针对曲轴生产工艺的几个关键工位进行分析说明。

深滚压工艺对曲轴的寿命有着重要的影响。OP40为德国Hegenscheidt的滚压较直机，通过在曲轴旋转过程中对各个沟槽施加以一定角度和数值的力对各个轴颈进行滚压较直，达到增加主轴颈和连杆颈圆角半径处的残余压应力和圆弧表面粗糙度的作用，进而实现提高曲轴在交变应力下的强度。

深滚压工艺仅需要对轴颈和沟槽完成车拉或车削加工即可，不需要进行磨削操作，加上铸件材料，可达到成本低廉的组合。同时，该机床还有对各个主轴颈进行较直的作用。较直后，轴颈的跳动度减小了，可以更好地提高抗疲劳强度，并减小后续磨削余量。

磨削工艺是曲轴生产线的另一重要加工工位。OP80为美国Landis的磨床，共4台设备。左右两个砂轮同时对各个主轴颈和连杆颈以及芯轴进行加工，尺寸的控制同样采用机床内的测头在线测量控制。产品的轴颈直径、直线度、圆度、跳动度以及连杆颈相位角等尺寸，故对于该工位的加工过程控制比较严格，对于机床顶尖的跳动度，中心支架的挑起度和推出度也同样有着较高的要求。

OP90为美国Landis的角磨床，共1台设备。可实现同时对油封轴颈和法兰端面进行加工。同样有Marposs对加工前的油封直径和法兰端面轴向尺寸进行测量。

4汽车发动机曲轴机械加工技术水平提升的对策分析

4.1铸造工艺

在铸造工艺的详细运用中，可选用大功率锅炉设备进行熔炼。此外，应科学选用光谱仪分析仪器，准确读取锻炼过程中的成分。在曲轴材料的加工过程中，还能够采用复合材料等先进手法。此外，要将锻炼过程中产生的基本信息揭露，及时发现存在的问题，然后有针对性地进行处理和处理，保证将问题的影响降到最低。

4.2锻造工艺

在实践的轿车发动机曲轴制作过程和开发过程中，咱们能够活跃运用一些更先进的技能，包含：主动传感器等，以保证实现主动操作的目的和效果。一起，应连续跟踪和丈量模具参数。对于锻造数据，需要不断地与规定值进行比较，以挑选最佳数据。另外，在加工阶段，为了进一步提高质量，还应加大制度监管力度，保证一旦出现问题，能在第一时间发现问题，提高制作水平。

4.3加工工艺

在详细的轿车发动机曲轴制作作业期间，在曲轴粗加工时，可适当运用国外先进设备，如：数控车床、数控铣床、数控车车拉等，以保证轿车发动机曲轴的加工能够有由手工操作，并逐渐转变为数控操作。一起，为了更好地进步加工水平和效果，还应加大监督监控力度，将曲轴变形的概率降到最低。

4.4进步技能人员的业务水平和能力

从微观上看，任何作业都需要依靠人力资源。当然，轿车发动机曲轴的制作作业也不例外，在实践加工阶段，充沛运用加工技能，离不开技能人员的支持。因而，在技能人才的选拔过程中，有必要严格要求，保证每一位技能人员都能对轿车制作业有充沛的了解和认识，有承受新技能、新工艺的能力。只要这样，轿车发动机曲轴制作作业才能有序、稳定地进行。并且，依据要运用的设备，运用方法和注意事项要有非常明确的定位。

结论

燃油车的心脏在于发动机，而一台发动机运行稳定性的关键又在于曲轴。本文介绍的曲轴的工作原理及加工工艺，并对曲轴生产线的关键工位进行了分析探讨，与大家交流共勉。

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