曲軸先進鍛造技術及其應用的若干研究

（南昌航空大學工程訓練中心，南昌 330000）

摘 要：由于汽車數量的增多，使得汽車制造業的發展呈現出了繁榮之景象，市場對于曲軸零部件的需求也日益增加，對曲軸先進鍛造技術和應用進行研究，具有非常重要的現實意義存在，結合實際情況，本文首先闡述了曲軸分類與模鍛工藝特征，并總結了新型技術在曲軸鍛造中的相關應用情況。

關鍵詞：自動化生產;半閉式模鍛;低能耗;鍛造

隨著我國汽車制造行業的不斷發展，市場對于曲軸零部件的需求也日益增加，這種現象的出現令最近幾年大批量資金涌入到曲軸加工行業中，曲軸是最為主要的稱力部件，其受力情況相當復雜，且載荷量大。這就要求曲軸應該有比較高的強度和抗疲勞性，只有這樣才能夠在復雜負荷情況下長時間工作。

1 曲軸分類與模鍛工藝特征

1.1 水平分模直接成形曲軸

該類型曲軸主要包含了雙缸、單缸、多缸曲軸等等，這些曲軸一般應用在車體直列發動機中，曲軸桿頸為180°分布，原材料為非調質鋼材，該鍛造技術相對來講較為簡易。對于規格較小的轎車曲軸，通常要使用具有步進梁構架的全自動生產線來進行生產工作，該方式具體步驟為熱-預煅-終煅-切邊，在無特殊前提為條件下，并不需要特意制坯，當切邊工作完成以后，熱精整也會完成[1]。

1.2 曲面分模直接形成曲軸

這種曲軸有兩種類型，即六缸、三缸。一些V10與V8的曲軸也使用了該生產工藝，曲面分模直接形成曲軸常用于200馬力以上的重型發動機之中，其連桿頸分別為90°，120°和72°，在常規狀態下，這種型號的曲軸主要在250千焦以上設備中完成，從當前的情況來看，有多個類型的產品自動生產線。我國部分企業使用了非調質鋼材料。

1.3 水平分模扭曲成形曲軸

水平分模扭曲成形曲軸主要指的是，擁有平衡塊結構的六缸十二平衡塊曲軸，具有全平衡塊結構六缸12平衡塊曲軸，和V10與V8曲軸等等，如果這些曲軸使用了曲面直接成形工藝[2]，就會在成鍛件局部余量偏大的缺陷存在，致使某些類別的曲軸要通過改變原有平衡塊的方式才能適應，這種情況會令曲軸產生失衡現象，因此，在制作曲軸與扭曲成形技藝時，這種型號的產品為最優工藝，該工藝的難點為扭曲工藝與精整的設計，在這項工作中，以六缸曲軸的形成工藝為典型，而五缸工藝則相對復雜，從當前的情況來看，還沒有關于五缸曲軸扭曲工藝成形設備，對于該曲軸的設計與制造要使用很多輔助設備才可以完成該項工作，在歐美發達歸家，使用一套綜合設備就能夠將扭曲和熱精工作完成，這除了能夠在最大程度上節省資源的同時，也可以提升原有的生產效率。

2 新型技藝在曲軸鍛造工作中的相關應用

2.1 半閉合式模鍛工藝的應用

現如今，我中國曲軸市場呈現出供過于求的局面，市場競爭日益激烈，減少制造成本也成為了很多企業中極為重要的內容，越來越多的新型技術也已經被應用于曲軸生產之中，最近幾年，在該工件的生產中，半閉式模鍛工藝被廣泛應用。該工藝的原理全面借鑒了以往的擠壓制作方式，把曲軸開式鍛模工藝，利用一定的改進模具進行結構化處理，最終成為一種全新技術，這種技術介于閉式和開式模鍛工藝之間，技術的重點是改變鍛模原有橋部構架，使用這種方式實現金屬在封閉模具中的擠壓程序，完成了從開式模鍛轉化為閉式模鍛，，并實現了小飛邊的鍛造過程，這樣能夠將材料的利用率在根本上加以提升，減少生產成本。

2.2 曲軸度鍛造的自動化生產

2.2.1自動化生產線

這項技術主要說的是以機器人為核心，利用信息網絡技術為媒介，使用總線的控制為主要方式，把有關的設備完全連接，后形成的大規模生產線，這也是生產自動化的最終體現，設備的管理和單元自動化是成就企業中先進技術全面應用的代表，也是實現鍛造生產線網絡化，智能化的主要方式，從當前的情況來看，該方式已經成為了我國鍛造行業發展的新領域[3]。

2.2.2新設備和相關工藝的適應性

從現如今的自動化設施與行業整體發展不難看出，利用熱模鍛壓立為主要設備的自動化生產線，用于生產曲軸類產品已經顯現出了不可替代的優勢。但值得注意的是，

該產品的后續維護工作異常復雜，因此，在當今我國部分生產商轉為利用米樂頓萬家公司生產的PZS系列電動螺旋壓力設備將曲軸部件進行全面鍛造，這樣能夠更好的把半閉式模鍛工藝中的特點和廠家現實需要加以適應，在對曲軸鍛件的重點生產工藝上，以往的工序是由不同設備來完成的，現如今在一臺機器上就可以實現，在節省時間的同時，也縮短了工序的傳遞時間，所以說，這能夠很好的將自動化生產優越性加以體現。

2.3 曲軸低消耗制造

從原材料的使用方面 來看，目前在制造曲軸上，應用頻率較多的材料主要是合金鋼，其次為碳鋼。目前鋁合金與微合金已經成為了新型合金材料。歐美發達國家在多年前就實現曲軸材料的非鋼化，因為我國生產標準不同的原因，從當前的情況來看還有相當數量的曲軸使用調質材料生產，這樣不但不能達到節省資源的目的，也在一定程度上浪費了生產成本。從上游企業的情況來看，在微合金鋼原材料技術研發上，當前我國很多企業在曲軸的生產上使用了非調質原料，值得一提的是，在使用新材料的過程中全面運用了自動化控溫冷卻技術，對于曲軸所產生的剩余熱量妥善處理，這種方式既可以節省能源，另外也能夠減少設備資源的投資，將生產成本降低，縮短了生產周期。

3 結束語

綜上所述，要想令該行業得到長久性的發展，就應該將技術研發作為工作重點，并在引進歐美發達國家先進技藝基礎上，進行全面創新，另外還要優化原有生產工藝，將生產成本全面降低，以更好的適應市場變化，走向專業發展的道路。

參考文獻：

[1]夏占雪，白孝俊，阮艷靜.重型曲軸、前軸模鍛工藝裝備的現狀與發展 [J].FORGE，2010，（03）：30-31.

[2]夏占雪，于宜洛，王云飛.曲軸鍛造生產線與新技術應用[J].鍛造與沖壓，2010，（04）：46-48.

[3]齊俊杰，黃運華，張躍.微合金化鋼 [M].北京：冶金工業出版社，2006.