[轉(zhuǎn)載]發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸高效加工技術(shù)的應(yīng)用與進(jìn)展 [復(fù)制鏈接]

1、發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸加工技術(shù)現(xiàn)狀 ~gf$ L9  
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發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸生產(chǎn)線存在較多的是陳舊生產(chǎn)線。陳舊生產(chǎn)線主要由普通機(jī)床和專用機(jī)床組成，生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度較低，粗加工是沿用20世紀(jì)70年代以前就盛行的車削方法，采用多刀車床車削曲軸主軸頸及連桿軸頸，工序質(zhì)量穩(wěn)定性差，容易產(chǎn)生較大的加工應(yīng)力，難以達(dá)到合理的加工余量。采用的刀具材料是高速鋼和普通硬質(zhì)合金。一般精加工采用MQ8260等普通曲軸磨床粗磨-半精磨-精磨-拋光，通�？渴止げ僮鳎�加工質(zhì)量不穩(wěn)定，尺寸一致性差。老生產(chǎn)線一個(gè)主要的特點(diǎn)就是普通設(shè)備太多，按加工球墨鑄鐵曲軸來(lái)算，一條生產(chǎn)線35-40臺(tái)設(shè)備，生產(chǎn)效率完全是靠多臺(tái)設(shè)備分解工序和余量來(lái)提高的。 !l~
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2、高效加工技術(shù)應(yīng)用狀況 ]kPco4  
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當(dāng)今的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)正朝著高速、智能、復(fù)合、環(huán)保方面發(fā)展，其發(fā)展特點(diǎn)是競(jìng)爭(zhēng)加劇，如何能不斷提高生產(chǎn)效率、降低制造成本，以具有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格向客戶提供高質(zhì)量的產(chǎn)品，及時(shí)滿足用戶日益增長(zhǎng)的需求，成為各企業(yè)共同關(guān)注的焦點(diǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)的柔性化要求提高，要求能夠根據(jù)市場(chǎng)的需求及時(shí)推出新的產(chǎn)品或轉(zhuǎn)換新的型號(hào)生產(chǎn)，當(dāng)市場(chǎng)對(duì)某種產(chǎn)品有需求時(shí)必須抓住機(jī)遇生產(chǎn)出足夠滿足市場(chǎng)需要的產(chǎn)品。發(fā)動(dòng)機(jī)制造中有大量零部件需要進(jìn)行切削加工，具有技術(shù)密集程度高、生產(chǎn)批量大、制造節(jié)拍快的特征，發(fā)動(dòng)機(jī)制造中使用的刀具不僅要求其切削性能好、工作壽命長(zhǎng)，還要求其具有高度的穩(wěn)定性，同時(shí)還要具有很高的性能價(jià)格比，金屬切削和刀具技術(shù)作為機(jī)械加工工藝環(huán)節(jié)中最活躍的因素，成為提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量、降低制造成本的關(guān)鍵技術(shù)之一。 ?OSd8E+itM  
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正是基于以上情況，在進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，高效加工技術(shù)及裝備汽車制造業(yè)得到了迅速的應(yīng)用，生產(chǎn)效率得到了很大的提高，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸生產(chǎn)線生產(chǎn)設(shè)備數(shù)量正急劇減少，筆者曾在一轎車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸生產(chǎn)線看到，全線設(shè)備（包括熱處理、表面強(qiáng)化）僅有13臺(tái)設(shè)備左右，產(chǎn)品周轉(zhuǎn)線短，加工效率高，易于質(zhì)量管理。 #SdaTMLFf  
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二十世紀(jì)八十年代后期，德國(guó)BOEHRINGER公司和HELLER公司開(kāi)發(fā)出了完善的曲軸車-車?yán)瓩C(jī)床，該加工工藝是將曲軸車削工藝與曲軸車?yán)�工藝完美結(jié)合，生產(chǎn)效率高，加工精度好，柔性強(qiáng)，自動(dòng)化程度高，換刀時(shí)間短，特別適合有沉割槽曲軸的加工，加工后曲軸可直接進(jìn)行精磨，省去粗磨工序。如上圖1所示的是曲軸車?yán)�刀結(jié)構(gòu)。

二十世紀(jì)九十年代中期國(guó)外又研發(fā)出來(lái)新型的數(shù)控高速曲軸外銑機(jī)床，使曲軸粗加工工藝又上了一個(gè)新臺(tái)階，數(shù)控曲軸內(nèi)銑與數(shù)控高速曲軸外銑對(duì)比，內(nèi)銑存在以下缺點(diǎn)：不容易對(duì)刀、切削速度較低（通常不大于160m/min）、非切削時(shí)間較長(zhǎng)、機(jī)床投資較多、工序循環(huán)時(shí)間較長(zhǎng)，但內(nèi)銑用來(lái)加工鍛鋼曲軸容易斷屑，加工容易。圖2是曲軸內(nèi)銑刀結(jié)構(gòu)。

而數(shù)控高速曲軸外銑有以下優(yōu)點(diǎn)：切削速度高（可高達(dá)350m/min）、切削時(shí)間較短、工序循環(huán)時(shí)間較短、切削力較小、工件溫升較低、刀具壽命高、換刀次數(shù)少、加工精度更高、柔性更好。數(shù)控高速外銑的缺點(diǎn)是不能加工軸向有沉割槽的曲軸，圖3和圖4為曲軸高速外銑刀的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用。

由以上可以看出，曲軸粗加工比較流行的工藝是：主軸頸采用車?yán)�工藝和高速外銑，連桿頸采用高速外銑，全部采用干式切削。由于國(guó)外此類設(shè)備價(jià)格昂貴，產(chǎn)品加工成本很高，國(guó)內(nèi)一些機(jī)床生產(chǎn)廠家相繼開(kāi)發(fā)出了數(shù)控曲軸車床、數(shù)控高速曲軸銑床，數(shù)控曲軸車?yán)瓩C(jī)床等專用機(jī)床。我公司購(gòu)進(jìn)6臺(tái)此類機(jī)床，不同質(zhì)量的刀片加工效果差異很大，以數(shù)控高速曲軸銑床為例，刀盤安裝國(guó)產(chǎn)某硬質(zhì)合金涂層刀具，切削線速度80-120m/min，而且刀片消耗嚴(yán)重；而換上山特維克可樂(lè)滿等優(yōu)秀刀具制造上的專用涂層刀具，其切削速度可達(dá)200m/min左右，而且刀片消耗總體較低，之所以達(dá)不到德國(guó)高速外銑的350m/min的線速度，我想國(guó)產(chǎn)機(jī)床的性能影響了刀具的效率的發(fā)揮。 }MX`WW0\]Z  
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曲軸精加工采用國(guó)內(nèi)數(shù)控磨床磨削情況已相當(dāng)普遍，產(chǎn)品加工精度已有相當(dāng)程度的提高。為滿足曲軸日益提高的加工要求，對(duì)曲軸磨床提出了很高的要求。隨著現(xiàn)代驅(qū)動(dòng)和控制技術(shù)，測(cè)量控制，CBN（立方氮化硼）砂輪和先進(jìn)的機(jī)床部件的應(yīng)用，為曲軸磨床的高精度、高效磨削加工創(chuàng)造了條件。一種稱之為連桿頸隨動(dòng)磨削工藝（如圖5）正是體現(xiàn)了這些新技術(shù)綜合應(yīng)用的具體成果。而這種隨動(dòng)磨削工藝可顯著地提高曲軸連桿頸的磨削效率、加工精度和加工柔性。在對(duì)連桿頸進(jìn)行隨動(dòng)磨削時(shí)，曲軸以主軸頸為軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并在一次裝夾下磨削所有連桿頸。在磨削過(guò)程中，磨頭實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)進(jìn)給，跟蹤著偏心回轉(zhuǎn)的連桿頸進(jìn)行磨削加工。實(shí)現(xiàn)隨動(dòng)磨削，X軸除了必須具有高的動(dòng)態(tài)性能外，還必須具有足夠的跟蹤精度，以確保連桿頸所要求的形狀公差。CBN砂輪的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)連桿頸隨動(dòng)磨削的重要條件。由于CBN砂輪耐磨性高，在磨削過(guò)程中砂輪的直徑幾乎是不變的，一次修整可磨削600-800條曲軸。CBN砂輪可以采用很高的磨削速度，在曲軸磨床上一般可采用高達(dá)120-140m/s的磨削速度，有的甚至可更高些，磨削效率很高。

3、復(fù)合加工技術(shù)應(yīng)用狀況 Wi[Y@