汽車發動機曲軸生產工藝探討

張發貴

摘要：現在人們的物質水平越來越高，對汽車的需求也在日益增加，需求的增加帶動了汽車制造行業的發展。在汽車零件中最重要的就是發動機。要想保證汽車的安全和汽車的質量就需要重點研究機械加工技術在汽車發動機曲軸制造中的應用。

關鍵詞：汽車發動機;曲軸生產;工藝

1汽車發動機的工作原理分析

對于發動機來說，它會直接影響到汽車的安全性。在汽車制造過程中，如果汽車發動機的質量達不到有關規定和標準，駕駛員在行駛過程中可能會突然停車。如果情況嚴重，甚至會發生交通事故。同時，對于汽車發動機來說，要保證其平穩運轉，還得依靠大部分零部件。首先，進氣曲軸的活塞開始從上到下移動并開始進氣。由于活塞的連續運動，在一定程度上增加了氣缸的容積，最終形成壓差。氣體從進氣閥到達鋼瓶。當活塞下移時，整個進氣過程就完成了。在這個過程中，氣體溫度通常比較高，可以達到368k-451k，然后壓縮。在這個過程中，活塞的運動方向是從下到上，無論是進氣門還是排氣門，都處于關閉狀態。隨著鋼瓶容積的減少，氣體被壓縮和混合，工作就完成了。在工作過程中，活塞可以點燃壓縮氣體混合物。在高溫高壓下，活塞會被推動做功。最后，排氣。在排氣階段，應打開排氣門，關閉進氣門。在連桿的幫助下，曲軸推動活塞，最終完成排氣。

2汽車發動機曲軸制造

2.1汽車發動機曲軸制造現狀

曲軸在汽車發動機最中間的位置，也是發動機里面最重要的動力傳輸裝置。在汽車制造行業里面發動機的曲軸制造技術大部分應用在機床上，用人工操作的方式來進行加工，人工操作最大的缺點就是會增加工作的失誤率。現在我國在制造曲軸的時候選擇材料也存在疏忽情況發生，材料的使用會影響曲軸的質量。

2.2汽車發動機曲軸制造流程

現在發動機曲軸的材料主要有鋼材和球墨鑄鐵兩種，使用最多的就是球墨鑄鐵材料。球墨鑄鐵材料的成本比較低，能夠給企業提供比較大的經濟利益。汽車發動機曲軸加工的時候要先對材料進行熔煉，并觀察材料在熔煉中的溶解狀態。熔煉結束之后在進行鑄形工作，鑄形能夠對設計好的材料進行精細加工處理，最后就是材料的鍛造和處理。

2.3汽車發動機曲軸的實際用途

汽車發動機的曲軸主要承擔來自連桿傳來的力，當曲軸受到離心力和慣性力影響之后自身就可以承受彎曲扭轉載荷的力度。所以機械制造行業在進行加工的時候一定要先保證曲軸本身的剛硬度，只要保證了曲軸的剛硬度才能保證汽車的安全。在實際加工的時候工作人員還需要在加工的時候保證曲軸的表面的耐磨性（感應淬火處理）和平衡性。機械制造企業在工作的時候一定要結合實際情況選擇合適的技術類型，只有這樣生產出來的產品才能滿足市場的需求。

3曲軸加工工藝分析

目前，國內外發動機工廠曲軸生產線大部分采用國外進口大型設備進行加工，機床種類涵蓋了加工中心、車床、磨床、滾壓、熱處理及拋光等設備。曲軸加工工藝當前也較為成熟，各主機工廠曲軸線生產工藝不盡相同，但也有細微差異。下面以某發動機工廠曲軸生產線進行分析說明。

該工藝布局為典型的直排四缸發動機曲軸生產線工藝，其優點在于工位間排布緊密，每個工位可以實現多內容的加工。OP10-OP30工位為曲軸的粗加工工位，主要粗加工曲軸兩端面及各軸頸;OP40-OP70為半精加工，主要是加工曲軸油孔及滾壓校直;OP90-OP150OP160為精加工工位，通過磨削拋光來實現曲軸的加工精度及表面粗糙度。下面將針對曲軸生產工藝的幾個關鍵工位進行分析說明。

深滾壓工藝對曲軸的壽命有著重要的影響。OP40為德國Hegenscheidt的滾壓較直機，通過在曲軸旋轉過程中對各個溝槽施加以一定角度和數值的力對各個軸頸進行滾壓較直，達到增加主軸頸和連桿頸圓角半徑處的殘余壓應力和圓弧表面粗糙度的作用，進而實現提高曲軸在交變應力下的強度。

深滾壓工藝僅需要對軸頸和溝槽完成車拉或車削加工即可，不需要進行磨削操作，加上鑄件材料，可達到成本低廉的組合。同時，該機床還有對各個主軸頸進行較直的作用。較直后，軸頸的跳動度減小了，可以更好地提高抗疲勞強度，并減小后續磨削余量。

磨削工藝是曲軸生產線的另一重要加工工位。OP80為美國Landis的磨床，共4臺設備。左右兩個砂輪同時對各個主軸頸和連桿頸以及芯軸進行加工，尺寸的控制同樣采用機床內的測頭在線測量控制。產品的軸頸直徑、直線度、圓度、跳動度以及連桿頸相位角等尺寸，故對于該工位的加工過程控制比較嚴格，對于機床頂尖的跳動度，中心支架的挑起度和推出度也同樣有著較高的要求。

OP90為美國Landis的角磨床，共1臺設備。可實現同時對油封軸頸和法蘭端面進行加工。同樣有Marposs對加工前的油封直徑和法蘭端面軸向尺寸進行測量。

4汽車發動機曲軸機械加工技術水平提升的對策分析

4.1鑄造工藝

在鑄造工藝的詳細運用中，可選用大功率鍋爐設備進行熔煉。此外，應科學選用光譜儀分析儀器，準確讀取鍛煉過程中的成分。在曲軸材料的加工過程中，還能夠采用復合材料等先進手法。此外，要將鍛煉過程中產生的基本信息揭露，及時發現存在的問題，然后有針對性地進行處理和處理，保證將問題的影響降到最低。

4.2鍛造工藝

在實踐的轎車發動機曲軸制作過程和開發過程中，咱們能夠活躍運用一些更先進的技能，包含：主動傳感器等，以保證實現主動操作的目的和效果。一起，應連續跟蹤和丈量模具參數。對于鍛造數據，需要不斷地與規定值進行比較，以挑選最佳數據。另外，在加工階段，為了進一步提高質量，還應加大制度監管力度，保證一旦出現問題，能在第一時間發現問題，提高制作水平。

4.3加工工藝

在詳細的轎車發動機曲軸制作作業期間，在曲軸粗加工時，可適當運用國外先進設備，如：數控車床、數控銑床、數控車車拉等，以保證轎車發動機曲軸的加工能夠有由手工操作，并逐漸轉變為數控操作。一起，為了更好地進步加工水平和效果，還應加大監督監控力度，將曲軸變形的概率降到最低。

4.4進步技能人員的業務水平和能力

從微觀上看，任何作業都需要依靠人力資源。當然，轎車發動機曲軸的制作作業也不例外，在實踐加工階段，充沛運用加工技能，離不開技能人員的支持。因而，在技能人才的選拔過程中，有必要嚴格要求，保證每一位技能人員都能對轎車制作業有充沛的了解和認識，有承受新技能、新工藝的能力。只要這樣，轎車發動機曲軸制作作業才能有序、穩定地進行。并且，依據要運用的設備，運用方法和注意事項要有非常明確的定位。

結論

燃油車的心臟在于發動機，而一臺發動機運行穩定性的關鍵又在于曲軸。本文介紹的曲軸的工作原理及加工工藝，并對曲軸生產線的關鍵工位進行了分析探討，與大家交流共勉。

參考文獻：

[1]王國棟.機械加工技術在汽車發動機曲軸制造中的應用分析以及研究[J].納稅，2018，22（07）：244-245.

[2]杜化宇，寧佐歸.汽車發動機曲軸機械加工技術的實際應用研究[J].南方農機，2017，48（13）：135+137.

[3]劉堯，王建.機械加工制造中自動化技術的應用分析[J].南方農機，2020（3）：107.

[4]周翔.現代機械加工中數控技術的應用研究[J].南方農機，2020（3）：111.

[5]尹中.先進制造技術在汽車發動機曲軸生產中的應用[J].金屬加工（冷加工），2019（10）：8+1-2.