汽车发动机曲轴机械加工技术分析 Analysis of Automobile Engine Crankshaft Machining Technology

李亚鹏 LI Ya-peng 苏亚辉 SU Ya-hui

摘要：我国企业生产制造领域为了满足人们对于汽车的需求，对汽车发动机曲轴机械加工质量提高了重视程度，由于汽车发动机曲轴质量关系到汽车性能，所以在生产制造的过程中，要想满足汽车发动机动力需求，就必须要对汽车发动机曲轴机械加工质量严格控制，达到人们对汽车的动力需求。

Abstract： China's enterprises in order to meet the needs of people for automobile manufacturing field， improve the quality of automobile engine crankshaft machining the importance， as related to the performance quality of automobile engine crankshaft， so in the process of production and manufacturing， to meet the demand of automobile engine power， it is necessary to strictly control the quality of automobile engine crankshaft machining. To meet people's power demand for cars.

关键词：汽车发动机;曲轴机械;加工技术

Key words： automobile engine;crankshaft machinery;processing technology

中图分类号：U472.43                  文獻标识码：A                 文章编号：1674-957X（2021）22-0100-02

0  引言

当汽车发动机运行的过程中，曲轴由于具备良好的荷载力，可以承受重大冲击力，保障发动机运动安全，同时也是汽车传递力矩的重要组成部件。在汽车生产制造中，对汽车发动机曲轴机械生产标准要求较高。不过，曲轴机械加工环境相对较为恶劣，很容易对曲轴机械加工质量造成影响，所以在生产的过程中，需要严格控制曲轴材料材质，保障曲轴加工的精确度，控制好曲轴表面的粗糙度，确保曲轴机械加工质量达到生产要求。一旦在加工环节出现质量问题，不仅会影响曲轴实际使用寿命，甚至会严重影响到汽车发动机运行安全。因此，为了确保曲轴机械加工质量，需要对曲轴加工技术不断优化与改善。

1  汽车装置中发动机的运作机理

汽车结构所包含的元件相对较多，其中最为重要的就是马达、轮胎以及底板等元件，汽车底盘结构的主要作用就是为了承载汽车整体荷载，同时确保汽车在运行时，更加具有稳定性，也是汽车装置中的基本结构构架。而马达结构作为汽车的核心动力，对汽车动力的提升以及其余元部件正常发挥出功能有着直接关系，而且马达品汇的优劣性直接决定了汽车运行的安全性以及动力。而且在汽车发动机中设置了四个冲程。①在进气时，曲轴会连带活塞进行活动，在进气后，活塞在移动的过程中，会增加汽缸空间容积量，导致内外压强存在着一定的差异性，随后气体会直接流入到汽缸当中，在活塞向下移动，达到最底部后，进气整个过程也会随之结束，在整个过程中，气体介质温度能够达到370K-450K。②在压缩环节过程中，活塞移动方向是由下向上的情况下，就必须关闭进气口，同时关闭排气口，此时气缸空间容积量会逐渐减少，气体在介质中也会处于压缩状态。③在发动机做工环节过程中，火花塞部件主要就是将压缩后的气体混合后，实现可燃气体，并将其引燃，活塞元件高压力作用下，会出现移动，由上至下开始做东。④在排气操作环节中，需要将所打开的排气口进行关闭，随后曲轴会带动连杆，促使活塞运动，使活塞由下而上滑动，从而在达到顶端部位后，可以说明整个排气环节完成，此时气缸空间中的燃烧废气也会向外排放。

2  曲轴机械加工特点

发动机曲轴材料种类相对较多，其中包含了钢材以及球墨铸铁等，其中球墨铸铁材料强度更高，而且在实际加工中，所花费的成本也相对较低，汽车曲轴是属于三拐小型部件，在中心孔进行定位，该方式装夹时相对较为便捷，而且可以节省大量的调解时间，能够保障连杆轴径部位在加工的过程中，保持精确度。在曲轴机械加工的过程中，需要使用冲天炉，对曲轴材料进行熔炼，在熔炼后，需要对材料进行塑形，做好曲轴形状设计工作，在完成曲轴造型后，需要对曲轴各个部位进行精细加工，强化曲轴表面强度。另外，在模型加工时，还需要利用机床，对模型进行钻孔处理，采用粗精车端外圆对模型进行推面、圆弧槽，运用磨床对模型进行磨削处理，最终使用滚压对曲轴进行抛光，将曲轴模型利用机床，进行前后端钻孔处理，在所有加工流程结束后，对曲轴进行平衡测试，确保曲轴的平衡度。

3  曲轴机械加工主要技术

3.1 铣曲轴两端面，钻中心孔

在曲轴两端面进行钻铣的过程中，需要在钻铣车床上，对曲轴两端锻炼实施钻铣，在控制曲轴长度以及中心孔质量后，确保曲轴两端断面的平整度，如果曲轴两端不平稳，那么就会导致中心钻切削刃出现受力不均匀情况，钻头位置也会出现弯折问题，所以在钻铣的过程中，要想进行断面钻铣，后进行打孔。由于中心孔对曲轴应用质量会造成影响。而且作为曲轴加工中的重要部分之一，对整个曲轴加工质量会造成影响，甚至会对曲轴的加工精度造成误差，所以在中心孔打孔前，相关工作人员需要对设备功能以及质量加以重视，同时在打孔的过程中，需要对曲轴毛坯外表面质量加以重视，避免对打孔位置造成影响。

3.2 主轴颈车削

在对主轴颈进行车削的过程中，需要将曲轴安装到顶尖前后部分，随后利用硬质合金车工序，对主轴颈完成车削。不过在车削前，加工人员需要考虑到主轴颈在加工过程中，会出现不均匀以及旋转不平衡等问题，甚至会造成加工冲击，所以必须要确保曲轴安装的牢固性，同时保障车床、夹具以及道具等设备达到车削刚度标准要求。整个车削流畅主要是先将主轴颈与轴肩进行处理，随后定位主轴颈，并对顶尖与中心孔进行定位，在汽车一段的主轴颈以及轴肩等轴径，都需要按照该流程进行车削，控制好车削精度。

3.3 连杆轴颈车削

主轴颈与其余轴径在车削完成后，需要将主轴颈作为加工基础，通过利用专用汽车夹具以及车削连杆轴颈，从而利用车床，实施车削流程，在连杆轴颈车削过程中，加工技术人员需要控制好角度问题，需要将角度调控在150°-210°之间，同时解决曲轴旋转问题，确保夹具性能，由于夹具属于V形结构，可以在接盘中进行安装。接盘、车床过渡接盘需要在车床中间定位链接，在菱形定位削的作用下，可以将接盘旋转180°，从而能够对连杆轴颈进行车削。随后控制夹具与车床主抽线间距，一般达到曲轴半径。随后在车削的过程中，需要对曲轴主轴颈一段进行夹紧。曲轴另一端则需要依靠中心座，从而夹紧，此时中心孔偏心距与曲轴长度一般相同，中心孔也会被顶尖顶紧，确保连杆轴颈的抽线达到平衡，并与车床主轴保持一致。在曲轴机械加工的过程中，很容易受到李引力的影响，导致曲轴出现变形或者弯曲等问题，为了确保连杆轴颈车削力度达到标准后，需要在车削的过程中，将车削余量控制在1.2mm左右，车床在旋转的过程中不宜过高，尽可能使用高速钢刀具进行车削。

3.4 键槽加工

在主轴颈、连杆轴颈车削加工后，会出现键槽，可以有效确保曲轴定位的精度，控制键槽深度，确保曲轴的对称性达到标准要求，同时利用主轴颈定位键槽部分，在铣床进行加工。

3.5 轴颈磨削

曲轴加工实施过程中，必须要确保主轴颈与连杆轴颈的精度，同时确保其表面粗糙度可以控制在1.2μm左右即可。为了确保曲轴形状以及位置精度达到标准化需求，主轴颈与连杆轴颈主轴颈在完成架构后，还需要进行磨削，有效降低曲轴表面的粗糙度。在整个工艺流程中，先磨削主轴颈，对于连杆轴颈进行磨削。而汽车轴颈磨削流程与主轴颈磨削流程相同，主轴颈是以中心孔位置为标准，在外圆磨进行车削，连杆轴颈磨削中则是以精磨后的主轴颈为基础，在控制好与主轴颈的距离后，保障平行度，以此在曲轴磨床上，对轴颈进行磨削处理。

4  汽车发动机曲轴机械加工技术水平提升的对策分析

汽车发动机曲轴在加工的过程中，为了有效控制好曲轴加工质量，需要对曲轴机械加工技术进行全面提升，同时结合素合计需求，加强曲轴机械加工技术水平。

4.1 铸造工艺

在采用铸造工艺加工的过程中，可以选择大功率的锅炉，对曲轴材料进行熔炼，同时也可以采用光谱仪，有效对曲轴材料的熔炼情况进行数据分析，在曲轴材料处理的过程中，可以采用复合型材料，为曲轴加工质量奠定良好基础，另外，在熔炼过程中，光谱仪所检测的各项数据信息需要做到公开性，确保数据信息在出现问题后，可以及时停止熔炼，避免材料的浪费，同时也避免曲轴加工质量出现严重问题，尽可能将影响降低到最小。

4.2 锻造技术

汽车发动机曲轴机械加工全面开展后，汽车制造企业可以采用现代化工艺对其进行加工，例如，可以在加工中使用自动感应区，实现自动化曲轴加工，同时可以有效保障曲轴加工质量达到标准。另外，加工技术人员还需要对模具各项参数加以控制，及时做好跟踪测量，对于所测量的数据值进行对比分析，从而选择最佳的数据值。另外，在加工过程中，技术人员还需要对加工系统加强监督与管理，避免出现加工问题，从而提高曲轴机械加工水平。

4.3 机械加工技术

曲轴机械加工过程中，在实施曲轴粗加工时，汽车制造企业可以应用国外先进设备，如数据车床，从而转变曲轴加工方式，实现数控加工。不过要想有效控制曲轴加工质量，还需要对整个加工流程加强监督管理，避免曲轴出现变形，影响曲轴质量。

5  结束语

综上所述，在汽车的整体结构中，汽车发动机占据着重要位置，决定了汽车的运动性能以及安全性能，所以在发动机曲轴加工的过程中，必须要全面把控好曲轴加工质量，了解曲轴机械加工特点，对每一个加工流程加强监督管理，以此来对曲轴机械加工质量全面控制，确保曲轴机械加工质量达到标准化，同时也能够有效提高发动机运行动能与运行机能，从而满足人们对汽车的需求，对促进汽车制造领域的全面发展奠定了良好基础。

参考文献：

[1]赵军.基于虚拟样机技术的发动机曲轴疲劳寿命分析[J]. 内燃机与配件，2020（23）：66-67.

[2]王娟.机械加工技术在汽车发动机曲轴制造中的应用探索[J].内燃机与配件，2019（022）：177-178.

[3]吕浩民.机械加工技术在汽车发动机曲轴制造中的应用[J]. 中国设备工程，2020（22）：198-199.

[4]姜薇薇，史天舒，龍春彦.机械加工技术在汽车发动机曲轴制造中的应用[J].河南科技，2020（008）：55-57.

[5]杨世芳.现代机械制造技术与精密加工技术的应用探究[J]. 内燃机与配件，2020（20）：74-75.