典型汽车零部件的加工——曲轴加工工艺及设备

1、典型汽车零部件的加工曲轴加工工艺及设备MC策划:f水初.?-2olo年第9鞠2v1950,comMcMP簦lan划-渤海能克钻杆有限公司/李建强曲轴加工工艺及设备曲轴在发动机中承担最大负荷和全部功率,承受着强大的方向不断变化的弯矩及扭矩,同时经受着长时间高速运转的磨损,因此要求曲轴材质具有较高的刚性,疲劳强度和良好的耐磨性能.目前国内曲轴生产线多数由普通机床和专用机床组成,生产效率和自动化程度相对较低.粗加工设备多采用多刀车床车削曲轴主轴颈及拐颈,工序的质量稳定性差,容易产生较大的内应力,难以达到合理的加工余量.一般精加工采用MQ8260等曲轴磨床.主要工序为粗磨一半精磨一精磨一抛光,通常靠手工操作,加工质量不稳定.现在曲轴粗加工比较流行的工艺是:主轴颈采用车拉工艺和高速外铣,连杆颈采用高速外铣,而且倾向于高速随动外铣,全部采用干式切削.在对连杆颈进行随动磨削时,曲轴以主轴颈为轴线进行旋转,并在一次装夹下磨削所有连杆颈.在磨削过程中,磨头实现往复摆动进给,跟踪着偏心回转的连杆颈进行磨削加工.国内曲轴生产企业的情况1.哈尔滨东安哈尔滨东安集团曲轴生产线为全自动柔性流水生产线,粗加工生产线

2、由德国的专机自动线(LINDENMAIER),数控车一车拉,数控高速随动外铣(BOEHRINGER),圆角滚压机(HEGENSCHEID%MFD)和止推面车滚专机,淬火机(EMA)等组成;精加工生产线由日本的数控高速cBN磨床(TOYODA),动平衡机,抛光机(IMPCONACHI),检测机,清洗机等组成.连杆轴颈加工则采用了数控高速随动加工技术,全线采用高速CBN砂轮磨削技术,磨削线速度达到120m/s.2.文天润文登天润曲轴通过引进德,美,意等发达国家的先进设备,组建了具有当今国际先进水平的大型曲轴生产基地,由CBN磨床,HAAS立式和卧式加工中心,意大ISAIMP磨床,德国HELLER曲轴内铣床IJSAFINA抛光机等设备组成的金属加工生产线已经开始大批量生产.3.一汽大柴一汽大柴曲轴生产线粗,精加工工序位于不同的车间,从而保证了精Diem车间的清洁.粗加工有曲轴质量定心机,数控内铣床等设备,精加工设备由英国LANDIS,日本TOYADA数控曲轴磨床等先进进口设备组成.4.滨州海得滨州海得曲轴经过技术改造,组建了数控曲轴金属加工生产线,粗加工设备由数控车床,数控曲轴铣床等设备组成

3、,精加工设备由数控磨床,数控砂带抛光机,滚磨光整机等设备组成,近期准备购进Et本TOYADAI机数控磨床等关键设备,检验设备有美国ADCOLE轴三坐标测量曲轴机,粗糙度仪等组成.值得一提的是,海得曲轴公司在全国专业曲轴生产厂家中率先应用了球墨铸铁曲轴圆角滚压和滚磨光整新技术,取得了良好的经济效益和社会效益.5.辽宁鸿发辽宁鸿发曲轴生产线经过技术改造后,主要由三台数控车床(进口VT36,CAK6163,CAK6150),两台数控内铣(s1305B)为主的粗加工设备;七台数控曲轴磨床(一台进口CBN砂轮3L1,两台H197B,四台H229B)和荧光磁粉探伤机等精加工设备;去应力采用八台井炉,氮化处理采用七台离子氮化炉,淬火热处理采用法国进口EFD公司生产的CIHM12全自动淬火机床和推杆式回火炉.同时由美国进口的曲轴综合测量仪可以对曲轴进行全尺寸检验,产品质量得到了可靠的保障,同时具备了三条生产线同时加工的生产能力.可以看出,发动机曲轴制造技术进展最为迅速的是机械加工装备,比较典型的加工工艺是铣削和磨削.曲轴复合加工技术的发展进入21世纪以来,高速,高精,高效的复合加工技术及装备在汽车曲轴

4、制造业中得到了迅速的应用,生产效率得到了很大提高,因此发动机曲轴生产线中生产设备数量得以减少.20世纪80年代后期,德国BOEHRINGER公司和HELLER公司开发出了完善的曲轴车一车拉机床,该加工工艺是将曲轴车削工艺与曲轴车拉工艺完美结合,生产效率高,加工精度好,柔性强,自动化程度高,换刀时间短,特别适合有沉割槽曲轴的加工,加工后曲轴可直接进行精磨,省去粗磨工序.因此,曲轴车一车拉加工工艺是目前国际上曲轴粗加工中流行的加工工艺之20世纪90年代中期出现的新型CNC高速曲轴外铣机床使曲轴粗加工工艺又上了一个新台阶.CNC曲轴内铣与CNC高速曲轴外铣对比,内铣存在以下缺点:不容易对刀,切削速度较低(通常不大于t60m/min),非切削时间较长,机床投资较多,工序循环时间较长.而CNC高速曲轴外铣具有以下优点:切削速度高(可高达350m/min),切削时间较短,工序循环时间较短,切削力较小,工件温升较低,刀具寿命高,换刀次数少,加工精度更高,柔性更好.因此,CNC高速曲轴外铣将是曲轴粗加工的发展方向.江苏南亚自动车有限公司菲亚特轿车曲轴生产线就有德国BOEHRINGER公司两台设备,其中

5、一台为数控曲轴车一车拉机床,另外一台为CNC高速曲轴外铣.据专家介绍,曲轴车一车拉机床特别适合于轴颈有沉割槽,平衡块侧面不用加工的曲轴;而高速外铣则不能加典型汽车零部件的加工工轴向有沉割槽的曲轴.该铣床为德国BOEHRINGER公司的VDF315OM4高速随动外铣床,它是德国BOEHRINGER公司专为汽车发动机曲轴设计制造的柔性数控铣床,该设备应用工件回转和铣刀进给伺服联动控制技术,可以一次装夹不改变曲轴回转中心,并随动跟踪铣削曲轴的连杆轴颈.曲轴精加工采用国内数控磨床磨削情况已相当普遍,产品加工精度已有相当程度地提高.为满足曲轴日益提高的加工要求,对曲轴磨床提出了很高的要求.现代曲轴磨床除了要有很高的静态,动态刚度和很高的加工精度外,还要求有很高的磨削效率和更多的柔性.近年来,更要求曲轴磨床具有稳定的加工精度,为此,对曲轴磨床的工序能力系数规定Tc1.67,这意味着要求曲轴磨床的实际加工公差要比曲轴给定的公差小一半.随着现代驱动和控制技术,测量控制,CBN(立方氮化硼)砂轮和先进的机床部件的应用,为曲轴磨床的高精度,高效磨削加工创造了条件.用于曲轴复合加工的机床提到复合加工技术,就不得不提到复合加工机床,复合加工机床的定义也是随时代变化的.过去将加工中心称为复合加工机床,但因工具交换加工的品种受到限制,而且也走不出切削加工的领域,现在已经不再将一般的加工中心称之为复合加工机床了.复合机床应具有工序集成功能,多种加工集成功能.从制造业所处的环境看,复合加工机床将一直是重点开发的机床产品之一,功能不断扩大,会向着”一台机床成为一个小工厂”的方向迈进.结语曲轴多刀车削工艺将逐步退出历史舞台,尽管这一时期较长高速高效加工在曲轴制造业已有相当程度的应用;适合于多品种,小批量的复合加工技术是今后曲轴加工的一个发展方向;切削刀具性能的提高为高效,高速,复合加工发展提供了技术保障.

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