曲軸孔的加工質(zhì)量對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能具有重大影響，奇瑞公司發(fā)動(dòng)機(jī)事業(yè)部根據(jù)實(shí)際加工情況梢翼，對(duì)鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)缸體曲軸孔的精加工方案不斷進(jìn)行研究和持續(xù)改進(jìn)昵人，收效顯著，使加工質(zhì)量和效率都得到了有效提升拄讨。

　　缸體是發(fā)動(dòng)機(jī)重要的基礎(chǔ)件卸悼，其主要功用是將各機(jī)構(gòu)、各系統(tǒng)組裝成一體椭员，而發(fā)動(dòng)機(jī)最主要的運(yùn)動(dòng)部件——曲軸车海、活塞和連桿都與缸體有著非常密切的關(guān)系。目前拆撼，我們常見(jiàn)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速達(dá)6 000r/min以上容劳，曲軸在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的曲軸孔中與軸瓦之間形成油膜，以滑動(dòng)軸承的方式支撐和潤(rùn)滑高速運(yùn)轉(zhuǎn)的曲軸闸度，這就對(duì)曲軸孔的精加工提出了較高的工藝要求竭贩。

　　由于曲軸孔的加工質(zhì)量對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能具有極大的影響，所以我們對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸孔工藝的要求一般比較嚴(yán)格莺禁，包括直徑留量、位置度、圓度哟冬、各檔曲軸孔中心的直線度及表面粗糙度等楼熄。為了滿足這些要求苛刻的工藝指標(biāo)，精加工一般采用精鏜或鉸珩兩種加工方式。

　　精鏜加工方式分析

　　精鏜方式精加工曲軸孔相對(duì)于鉸珩方式而言可岂，初期投入成本較低律馏，可在加工中心或?qū)C(jī)上與其他部位的精加工共同安排在一道工序。因考慮到特殊的工藝要求僵息，目前我們采用的精鏜方案是兩把精鏜刀組合腥浪，第一把精鏜刀進(jìn)行引導(dǎo)鏜1、2檔曲軸孔咕咸，第二把精鏜刀在1伸四、2檔曲軸孔的支撐下精鏜剩余的各檔曲軸孔。由于曲軸孔各檔之間需要保持較高的同軸度倡剥，所以精加工時(shí)必須在同一個(gè)方向進(jìn)刀加工淡班，但這么長(zhǎng)的曲軸孔鏜刀在加工第1檔曲軸孔時(shí)會(huì)出現(xiàn)因缺少支撐而跳動(dòng)過(guò)大的情況，所以采用一長(zhǎng)一短兩把精鏜刀組合的方式精加工曲軸孔檀萝。 
 
　　目前杀佑，精鏜曲軸孔的鏜刀一般采用硬質(zhì)合金或CBN材質(zhì)的刀片。硬質(zhì)合金的刀片成本較低朋凰，但加工工件的表面粗糙度不好夕谬，且刀片的耐用度較低。針對(duì)這一問(wèn)題扣墩，我們協(xié)同刀具供應(yīng)商共同收集了業(yè)內(nèi)較為普遍的刀片涂層材料以及在刀片切削角度上的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)哲银，對(duì)16款硬質(zhì)合金刀片進(jìn)行切削實(shí)驗(yàn)，并嘗試了對(duì)各種合適的加工參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化呻惕。通過(guò)大量驗(yàn)證荆责，硬質(zhì)合金刀片在滿足粗糙度等工藝要求的前提下最好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為一次性加工80件，仍不能滿足大批量生產(chǎn)的要求亚脆。 
 
　　隨后做院，我們對(duì)精鏜刀的刀片材質(zhì)進(jìn)行了另外一種方案的驗(yàn)證，即更換現(xiàn)有的硬質(zhì)合金刀片材料為CBN刀片材料濒持。我們依靠刀具供應(yīng)商開(kāi)發(fā)出了10多款不同的CBN刀片對(duì)曲軸孔進(jìn)行切削驗(yàn)證键耕，測(cè)試結(jié)果顯示：在粗糙度的控制方面，CBN刀片明顯優(yōu)于硬質(zhì)合金刀片柑营，加工壽命能夠突破200件屈雄。但同時(shí)也產(chǎn)生了一些新的問(wèn)題：用CBN材質(zhì)的刀片加工約150件時(shí)，開(kāi)始在孔側(cè)出現(xiàn)輕微毛刺官套，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)出現(xiàn)翻邊現(xiàn)象酒奶。此處的毛刺甚至翻邊成為影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能的質(zhì)量隱患，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成軸瓦劃傷及曲軸抱死等質(zhì)量事故奶赔。在曲軸孔毛刺問(wèn)題的處理方面纪孔，我們?cè)黾恿饲S孔的毛刷眠亿，在一定程度上緩解了毛刺的存在，但仍存在較大的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)现岗。

　　此外也控，曲軸孔精鏜方案的質(zhì)量穩(wěn)定性相對(duì)鉸珩而言較差，且因?yàn)閾Q刀頻繁會(huì)極大地增加質(zhì)量控制的風(fēng)險(xiǎn)辱涨。精鏜刀加工出的工件表面粗糙度變化趨勢(shì)隨刀具耐用度的減少而下降較快育床。 　

　　鉸珩加工方式分析

　　對(duì)鏜削精加工的曲軸孔方案我們做了大量的探索工作，并開(kāi)發(fā)出多種新型刀片進(jìn)行加工驗(yàn)證绒霹，但仍然未達(dá)到理想的加工效果，因此我們?cè)俅慰紤]曲軸孔鉸珩方案窑竖。從成本方面考慮擅啸，曲軸孔鉸珩的一次性投入較大，德國(guó)某知名珩磨機(jī)廠商的初步報(bào)價(jià)為40萬(wàn)歐元（因配置要求不同适固，價(jià)格會(huì)有差異）碎领，但后期加工成本比精鏜低很多，且加工質(zhì)量穩(wěn)定誊涯。

　　曲軸孔的鉸珩采用臥式珩磨機(jī)進(jìn)行加工挡毅，因?yàn)榕P式珩磨機(jī)的工作行程較長(zhǎng)，適用于像曲軸孔這類(lèi)的深孔珩磨暴构，深度最大可達(dá)3 000mm跪呈。在加工過(guò)程中，珩磨頭的油石在脹縮機(jī)構(gòu)作用下作徑向進(jìn)給取逾，把工件逐步加工到所需尺寸耗绿。珩磨頭外周鑲有2～10根長(zhǎng)度約為孔長(zhǎng)1/3～3/4的油石，在珩孔時(shí)既旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)又往返運(yùn)動(dòng)砾隅，同時(shí)通過(guò)珩磨頭中的彈簧或液壓控制而均勻外漲误阻，所以與孔表面的接觸面積較大，加工效率較高晴埂。

　　珩磨余量一般不超過(guò)0.2mm究反。對(duì)鑄鐵或有色金屬進(jìn)行加工，珩磨的圓周速度可達(dá)50m/min以上儒洛；珩磨的往復(fù)速度不宜超過(guò)15～20m/min精耐。油石對(duì)孔壁的壓力一般為0.3～0.5MPa，粗珩時(shí)可達(dá)1 MPa左右琅锻，精珩可小于0.1 MPa冬蝶。由于珩磨時(shí)油石與工件是面接觸，每顆磨粒對(duì)工件表面的垂直壓力只有磨削時(shí)的1/50～1/100象体，加上珩磨速度低瘟气，故切削區(qū)的溫度可保持在50℃～150℃范圍內(nèi)，有利于減小加工表面的殘余應(yīng)力，提高表面質(zhì)量断憨。為了沖刷切屑夜痊，避免堵塞油石，同時(shí)降低切削區(qū)的溫度和表面粗糙度瑰保，珩磨時(shí)采用的切削液要有一定的工作壓力并經(jīng)過(guò)過(guò)濾淆捆。切削液大都采用煤油或煤油加錠子油，也可采用極壓乳化液柱阱。

　　其鉸珩的加工穩(wěn)定性非常高暑懊，并且珩磨頭一次更換砂條的耐用度可加工1萬(wàn)余件，生產(chǎn)效率大幅提高概尝。采用CBN刀片的精鏜加工方式蜒金，每200件需要換刀一次，平均每次換刀和首件檢測(cè)需要42min承边。如果將頻繁換刀所花費(fèi)的時(shí)間折算到每個(gè)工件上遭殉，將損失12.6s/件。按照現(xiàn)有某生產(chǎn)線的加工節(jié)拍為120s/件博助，生產(chǎn)綱領(lǐng)為16萬(wàn)件/年來(lái)計(jì)算险污，全年將損失加工時(shí)間201.6萬(wàn)s，利用這段時(shí)間每年可以多加工出1.68萬(wàn)件富岳。 
 
　　表為曲軸孔不同精加工方式所產(chǎn)生的刀具損耗成本對(duì)比蛔糯，從表可以分析出，單件的刀具成本差距較為明顯窖式。按照理論分析計(jì)算渤闷，當(dāng)生產(chǎn)103萬(wàn)件工件時(shí)，鉸珩方案相對(duì)于CBN精鏜方案的刀具損耗節(jié)約381.1萬(wàn)元左右脖镀，略同于鉸珩設(shè)備的價(jià)格飒箭，并且鉸珩方案的質(zhì)量控制難度和風(fēng)險(xiǎn)都小得多。

　　兩種方案的對(duì)比

　　經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐蜒灰，我們認(rèn)為鉸珩方式與鏜削方式各有優(yōu)勢(shì)弦蹂，具體歸納如下：

　　1. 成本投入

　　鏜削方式成本投入較少，只需定制專(zhuān)用刀具蜗原，與精加工其他部位共用機(jī)床即可瀑红；鉸珩方式一次性投入較高，但可考慮與缸孔珩磨共用珩磨機(jī)嗤锯，以適當(dāng)減少投資贼扩。

　　2. 占地面積

　　采用鏜削方式不需要單獨(dú)新增設(shè)備；采用鉸珩方式需要單獨(dú)的區(qū)域布置鉸珩設(shè)備钉栈，如果與缸孔珩磨共用設(shè)備需要增加珩磨機(jī)占地面積璧酣。

　　3. 加工質(zhì)量

　　鏜削方式能夠滿足加工質(zhì)量的要求具雹，但穩(wěn)定性相對(duì)較差；而鉸珩方式不僅能滿足加工質(zhì)量的要求扑诈，且質(zhì)量穩(wěn)定性較好衔系。

　　4. 生產(chǎn)效率

　　雖然鏜削方式的切削效率不低，但頻繁換刀造成時(shí)間的損失較大很刃；鉸珩設(shè)備一次調(diào)整好后砾褂，可持續(xù)穩(wěn)定加工，生產(chǎn)效率較高昼浦。

　　5. 單件刀具成本

　　由于工藝要求高且刀片耐用度低馍资，使得鏜削方式的單件刀具成本較高；采用鉸珩方式关噪，由于鉸珩設(shè)備的珩磨頭砂條耐用度高鸟蟹，單件刀具成本也較低。

　　綜上所述色洞，雖然目前這兩種方式在各企業(yè)的曲軸孔精加工中都有較大范圍的應(yīng)用，但根據(jù)各自的優(yōu)缺點(diǎn)分析冠胯，精鏜方式更適合產(chǎn)量較小時(shí)使用火诸；如果產(chǎn)量大、質(zhì)量要求高荠察，建議還是采用曲軸孔鉸珩的方式進(jìn)行加工置蜀，以提高產(chǎn)品的加工效率和質(zhì)量穩(wěn)定性，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的加工成本悉盆。

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