制造与工艺
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冰鞋座
117
车时代
AUTO TIME
黄中顺
真空海绵吸盘（桂林福达曲轴有限公司，广西桂林541199）
摘
要：曲轴是发动机的核心零部件，加工过程对尺寸精度要求很高，普遍采用数控车床、磨床、加工中心来进行
分解加工，各类型的设备使用各种类型的刀具，加工成本中有很大一部分是由刀具消耗构成的，在大批量加工过程中，对刀具进行优化配置，刀具加工参数合理设置及采用更合理的工艺，可使加工成本降低，从而取得更高的经济效益。
关键词：曲轴；刀具；工艺优化
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曲轴加工设备及工序安排
大批量加工的曲轴可分两类，即乘用车曲轴和商用车曲轴，两者在材质、重量、应用、加工工艺上有所区别，但加工过程都可大致分为粗加工阶段、热处理强化阶段、精加工阶段。在粗加工阶段，普遍采用数控车床进行粗、精车主轴颈——铣连杆颈——数控车床车削连杆颈——加工中心钻曲轴油孔。
热处理强化阶段，乘用车曲轴普遍为采用淬火机床对轴颈表面进行淬火--滚压设备对主轴、连杆沉槽进行滚压。而商用车曲轴一般为轴颈及圆角进行淬火处理--回火去除应力。
精加工阶段采用数控磨床对曲轴主轴、连杆进行磨削——数控磨床磨削两端——加工中心加工两端螺纹孔——曲轴动平衡——轴颈外圆抛光——清洗、检查、包装。2
粗加工刀具及优化分析
粗加工阶段车床、铣床、钻床用到的刀具主要为刀片和钻头，在数控车床上主要用C型、V型刀片，C型刀片主要用来加工外圆及侧面，V型刀片主要用于加工圆角，主轴采用车削加工的工艺主要适合于小批生产或频繁变换产品的生产线，优点是换型速度快，刀具的通用性好，换型加工时只需要对数控车床的程序进行切换就可以生产，缺点是由于只能采用单个刀具工位进行加工，每次更换1片刀片，节拍慢，更换刀具次数更为频繁，为配合后序其他设备的加工节拍，一般需配置2到3台粗车设备。
另一种工艺则是采用铣床来进行加工，分为内铣和外铣，设备上的刀盘及刀片为定制专用，进行产品换型时，需要将刀盘、刀片全部进行更换。这种工艺适合于大批量、稳定需求产品的生产，优点为加工节拍短，乘用车的曲轴一般在2分钟左右就可以完成主轴、连杆的外圆铣削加工。以外铣刀盘为例，每个刀盘上一次性装180片刀片，由于为定制刀片，成本相对通用型的刀片会高出2倍以上，在使用到规定刀具加工寿命后，需要对整个刀盘上的180片刀片更换。
因此，粗加工采用数控车床加工时，在刀具成本上有明显的优势，而数控铣床则在加工节拍、更换刀具次数上有优势，在产线节拍为3分钟时，需要至少3台车床才能与产线进行匹配生产，同时还要考虑配置相应人员、设备能耗。小批量、多型号产品进行共线生产时，采用车床、通用型刀片加工在综合效益上有优势，而高产量、单型号生产时，铣床的高效率会取得更好的经济性。
钻油孔目前采用的刀具一般为两种：钻和合金钻头，钻刀具受自身结构的影响，转速只能达到2000转/分钟，进给量
小，加工效率相对不高，而采用合金钻头加工，刀具的转速可以达到4000转/分钟以上，钻头使用寿命长，钻头尖部磨损后可进行返磨、涂层后重新使用，经济性高。3
pam加药热处理感应器与工艺分析
曲轴的热处理一般采用中频淬火，使用的感应器分为两种：旋转式、非旋转式，目前两种加工方式及感应器都比较成熟，旋转式中频加工方式采用鞍式感应器，制造成本低，进行单工位加工时，主轴、连杆各一个感应器就可以加工各个轴颈，感应器的使用数量灵活，但由于分部位进行淬火，节拍相对较长，每个轴颈的加热时间在8秒以上，且由于加热过程受到感应器下压力，加工过程会有变形。而非旋转式中频工艺的感应器为静态加热，曲轴放入感应器形腔内后，合上上半部的感应器进行加热，整件加热的时间短，约3秒就可以完成加热，节拍短，变形量小，更适合于细长结构曲轴的中频淬火。但由于每个轴颈需单独的感应器，成本高，且主要为进口设备上使用，日常的维护、保养成本也相对较高，因此，在工艺可控、节拍满足的前提下，目前国内主要使用旋转式中频淬火工艺。4
精加工阶段刀具与工艺分析
精加工使用的刀具主要是加工螺孔、销孔类，对位置精度及螺纹质量要求比较高，常用的有切削丝锥和挤压丝锥，切削丝锥能适应各种设备，应用比较广，单支的成本比较低，但由于切削后需要排出铁屑，易造成螺纹表面及工件其他表面的刮伤，加工后需去除孔内残留铁屑，避免对使用造成影响。而
挤压丝锥是通过挤压成形，能克服切削丝锥的不足，但对使用的设备转动部分的稳定性要求较高，目前主要用于进口设备上。
5结语
曲轴加工程使用的刀具品种有很多，有通用型的也有根据
具体产品及材质要求定制的，在大批量生产过程中，对刀具的选择需经过不断的验证，不仅是本文提到的选型方面，在具体使用时也可能通过不同的使用参数来进行优化，以达到最优的生产经济性。
参考文献
43cao［1］刘建华，丁锋，季斌.大功率内燃机曲轴材料及热处理趋势医疗箱
测井车［J ］.内燃机与配件，2013（2）.
［2］杜巍.先进刀具在江铃发动机厂的应用［J ］.工具技术，
2004（9）.
作者简介：黄中顺，本科，工程师，研究方向为发动机零部件机加工。
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