發(fā)動機曲軸加工工藝的歷史發(fā)展演變
【編者按】20世紀(jì)70年代以前,發(fā)動機曲軸粗加工采用的加工方式是多刀車床車削曲軸主軸頸和連桿軸頸绑接。曲軸精加工采用的是普通磨削工藝髓无,一般采用MQ8260曲軸磨床粗磨-半精磨-精磨-拋光。通持靠手工操作旁囤,加工質(zhì)量不穩(wěn)定,廢品率較高喝园。
采用這種方式加工精度較低缭越、柔性很差、工序質(zhì)量穩(wěn)定性低省瓜,且容易產(chǎn)生較大的內(nèi)部應(yīng)力秋鹅,難以達到合理的加工余量。在粗加工后一般需要進行去應(yīng)力回火處理彤笼,釋放應(yīng)力析崎。因此粗加工需要給后續(xù)精加工工序留較大的加工余量,以去除彎曲變形量榜揖。
20世紀(jì)70年代到80年代左右勾哩,曲軸粗加工采用CNC車削、CNC外銑加工举哟,加工狀況有所改善思劳。精加工仍以普通磨床磨削工藝為主。
20世紀(jì)80年中期又出現(xiàn)了CNC內(nèi)銑工藝妨猩,CNC內(nèi)銑加工性能指標(biāo)要高于CNC外銑加工潜叛,尤其是對于鍛鋼曲軸,內(nèi)銑更有利于斷屑册赛。精加工工藝多采用半自動曲軸磨床钠导,頭架和尾座同步傳動,加工精度有一定的提高森瘪。
1985年到1990年左右開發(fā)出了曲軸車?yán)凳簟④嚕嚴(yán)に嚻倍拢摴に嚲哂芯雀摺⑿矢叩葍?yōu)點逮栅,特別適合于平衡塊側(cè)面不需要加工且軸頸有沉割槽(包括軸向沉割槽)的曲軸悴势,加工后曲軸可直接進行精磨,省去粗磨工序安蔚。曲軸精加工已少量采用數(shù)控磨床磨削工藝泞霹,尺寸的一致性得到改善。
20世紀(jì)90年代中期又開發(fā)出CNC高速外銑眼栽,它對平衡塊側(cè)面需要加工的曲軸俱菜,比CNC車削、CNC內(nèi)銑贸渐、車-車?yán)纳a(chǎn)效率還要高恕琅。另外,CNC車-車?yán)に嚰庸みB桿軸頸要二道工序当盘,CNC高速外銑只要一道工序就能完成接窍,具有以下優(yōu)點:切削速度高(可高達350m/min)、切削時間較短驮肄、工序循環(huán)時間較短川霞、切削力較小、工件溫升較低悬朱、刀具壽命高勇垛、換刀次數(shù)少、加工精度更高士鸥、柔性更好窥摄。所以CNC高速外銑將是曲軸主軸頸和連桿軸頸粗加工的發(fā)展方向。精加工使用數(shù)控磨床础淤,采用靜壓主軸崭放、靜壓導(dǎo)軌、靜壓進給絲杠(砂輪頭架)和線性光柵閉環(huán)控制等控制裝置鸽凶,使各尺寸公差及形位公差得到可靠的保證币砂,精加工還廣泛使用數(shù)控砂帶拋光機進行超精加工,經(jīng)超精加工后的曲軸軸頸表面粗糙度至少提高一級精度玻侥。
20世紀(jì)90年代開發(fā)的CBN高速磨削决摧。英國LANDIS公司生產(chǎn)的曲軸磨床,磨削速度高達120m/s凑兰,用扒皮法一次裝夾從毛坯到精磨完畢掌桩,耗時僅幾分鐘的時間。這將會出現(xiàn)以磨代替其它粗加工工藝的新局面。
進入21世紀(jì)以后波岛,復(fù)合加工工藝已進入曲軸制造業(yè)中乾哆。復(fù)合機床應(yīng)具有工序集成功能,多種加工集成功能锅吝。奧地利WFL公司生產(chǎn)的臥式車銑復(fù)合加工中心(圖3為M40G型)能在曲軸硬化前“一次裝夾翩愧,全部加工”,加工后的曲軸可直接轉(zhuǎn)入精加工工序询晦;曲軸精加工方面坑箭,也出現(xiàn)了工序集成的CBN數(shù)控磨床,即一次裝夾磨削全部曲軸主軸頸和連桿軸頸(擺動跟蹤磨削)捉泣。
由以上演變可以看出弹臂,曲軸的加工工藝正向著高速、高效舵素、復(fù)合化方向發(fā)展步垢。目前較為流行的粗加工工藝是主軸頸采用車-車?yán)に嚭透咚偻忏姡B桿頸采用高速隨動外銑犀挠,全部采用干式切削;精加工采用數(shù)控磨床加工撰钥,具有自動進給燎字、自動修正砂輪、尺寸和圓度自動補償阿宅、自動分度和兩端電子同步驅(qū)動等功能候衍。主軸頸和連桿頸可一次裝夾全部磨削完畢;超精加工采用數(shù)控砂帶拋光機洒放,帶尺寸控制裝置蛉鹿。
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