【編者按】曲軸在工作中除承受氣體壓力歇式、慣性力、離心力外胡野，還承受著由于扭轉(zhuǎn)振動(dòng)而引起的附加載荷材失。它是柴油機(jī)上的一個(gè)重要運(yùn)動(dòng)件，它加工工藝復(fù)雜厅员、加工精度要求高困煤、造價(jià)昂貴。

中國(guó)南車戚墅堰機(jī)車有限公司主任工藝師 劉建民

機(jī)車柴油機(jī)因受機(jī)車長(zhǎng)和寬的限制幻渤，一般長(zhǎng)度在4~6m技蝌，寬度在2.5~3m左右壹霍。所以柴油機(jī)的曲軸一般也在4m左右。視柴油機(jī)功率的大小伦窜，曲軸主軸頸直徑有φ190mm建鹿、φ220mm、φ230mm始坝、φ250mm等等捍瘩，曲柄銷(也稱為連桿頸)則相應(yīng)小一點(diǎn)。

曲軸裝在柴油機(jī)機(jī)體曲軸箱的各個(gè)主軸軸承上蓄揭，曲柄銷與活塞——連桿組活動(dòng)連接署弯，輸出端通過(guò)聯(lián)軸節(jié)驅(qū)動(dòng)牽引發(fā)動(dòng)機(jī)，自由端通過(guò)傳動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)凸輪軸儿捧、機(jī)油泵等荚坞，并借萬(wàn)向軸驅(qū)動(dòng)輔助設(shè)備。

曲軸在工作中除承受氣體壓力纯命、慣性力西剥、離心力外痹栖，還承受著由于扭轉(zhuǎn)振動(dòng)而引起的附加載荷亿汞。它是柴油機(jī)上強(qiáng)度高(容易引起疲勞破壞)、截面變化大(容易產(chǎn)生應(yīng)力集中)揪阿、結(jié)構(gòu)剛度差(容易引起變形和振動(dòng))的一個(gè)重要運(yùn)動(dòng)件;它加工工藝復(fù)雜(要防止夾裝變形疗我、熱處理變形等)、加工精度要求高(許多尺寸及形位公差嚴(yán)且要求互換等)南捂、造價(jià)昂貴吴裤。

機(jī)車柴油機(jī)轉(zhuǎn)速一般都是介于中高速之間，所以曲軸也必須做動(dòng)平衡溺健。

機(jī)車柴油機(jī)曲軸按其毛坯材質(zhì)和形成來(lái)分麦牺，也分為鑄造的球鐵曲軸和全纖維擠壓的合金鋼曲軸。兩者的加工工藝也有很大的區(qū)別鞭缭，下面就以全纖維擠壓的合金鋼曲軸為例剖膳，介紹機(jī)車柴油機(jī)曲軸的工藝過(guò)程(圖1)。

機(jī)車柴油機(jī)曲軸的加工工藝

曲軸毛坯通常要粗車后再做調(diào)質(zhì)以取得良好的力學(xué)性能南链，然后是半精車和精車軸頸策睛。另外還要加工各個(gè)孔系，如：內(nèi)部型腔通油道——斜油孔衡服、主油孔闪割、減重孔、直油孔等免砖，同時(shí)因曲軸在柴油機(jī)中的工作環(huán)境比較惡劣粪业，軸頸的表面需要作強(qiáng)化處理黄骇，一般有表面中頻淬火和氮化兩種方式，另外還要作一些細(xì)節(jié)處理牵巾，如：圓角滾壓強(qiáng)化和噴丸強(qiáng)化處理等犹佣。除此，還必須做動(dòng)平衡及油道泵油試驗(yàn)等绞芽。

機(jī)車柴油機(jī)曲軸典型的加工工藝流程如下：

毛坯 劃線 粗加工主軸頸和連桿頸 調(diào)質(zhì)工藝孔 調(diào)質(zhì) (性能試驗(yàn)) 劃線 半精加工主軸頸和連桿頸 法蘭孔粗加工 去應(yīng)力 精加工主軸頸和連桿頸 精加工各種孔類(油孔皱辞、平衡塊安裝面孔、減重孔歪架、斜油孔股冗、法蘭孔等)

粗磨主軸頸和連桿頸 氮化 精磨主軸頸和連桿頸 拋光主軸頸和連桿頸 圓角滾壓強(qiáng)化處理等 組裝 泵油 動(dòng)平衡 涂油防銹交庫(kù)。

早期的曲軸生產(chǎn)線機(jī)加工設(shè)備及其特點(diǎn)

80年代前后和蚪，曲軸生產(chǎn)的機(jī)加工設(shè)備都是普通的機(jī)床止状，如：加工主軸頸的C61125、V1000車床和M1380外圓磨床等;加工連桿頸的C8210飛刀盤(pán)車床和德國(guó)曲軸磨床等;加工各類孔的Z3080搖壁鉆床和銑曲軸平面和斜面的XA2112龍門(mén)銑床等;以及一些自制的專用機(jī)床攒霹，另外還需要配備專用的工裝和刀具怯疤。

無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，早期曲軸的專業(yè)生產(chǎn)都是按曲軸的工藝流程來(lái)建造一條生產(chǎn)線而配置多臺(tái)設(shè)備催束。這樣配置的曲軸生產(chǎn)線的特點(diǎn)是：按工藝流程來(lái)生產(chǎn)集峦，減少曲軸的往返運(yùn)輸，機(jī)床的布局比較合理抠刺，條線比較清晰塔淤，不同的曲軸品種均可按此流程生產(chǎn)。

現(xiàn)代曲軸生產(chǎn)的先進(jìn)設(shè)備及其選型

進(jìn)入21世紀(jì)后速妖，隨著計(jì)算機(jī)數(shù)控的發(fā)展高蜂，以及機(jī)床設(shè)備制造精度的進(jìn)步，柴油機(jī)曲軸的生產(chǎn)也以車銑加工中心索王、鏜銑加工中心和曲軸隨動(dòng)磨床這三類設(shè)備為主導(dǎo)(這三種設(shè)備都是高精度丢华、柔性好且適應(yīng)性強(qiáng)的設(shè)備)。

車銑中心以?shī)W地利的WFL公司(圖2)对番、德國(guó)的NILES-SIMONS公司和Wohlenberg公司码署、西班牙的BOST公司等為代表;曲軸以德國(guó)NAXOS公司(圖3)、意大利AZ公司和BERCO公司娇晦、日本唐津公司浑梳、英國(guó)蘭迪斯公司等為代表;鏜銑中心以西班牙尼古拉斯公司、德國(guó)MATEC公司和SHW公司镀匈、捷克的道斯·凡斯多夫公司為代表染窝。以上這些設(shè)備，一般來(lái)說(shuō)砰洗，對(duì)機(jī)車柴油機(jī)曲軸的加工都能覆蓋医惠，區(qū)別在于精度和價(jià)格方面的差別比較大缺员。在選型時(shí)要根據(jù)生產(chǎn)曲軸的精度、批量以及價(jià)格的承受來(lái)作全面均衡器谦。

在2007年后公司引進(jìn)了WFL的車銑加工中心和NAXOS的隨動(dòng)曲軸磨床弯囊。在引進(jìn)了先進(jìn)的裝備后，對(duì)產(chǎn)品的制造精度有了相當(dāng)高的保證胶果。以前靠操作者來(lái)把握的制造精度已由設(shè)備取代匾嘱，除此，車銑等復(fù)合加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)了加工工序相對(duì)集中早抠、減少了工件的重復(fù)裝卸及定位次數(shù)霎烙、縮短加工輔助時(shí)間、提高了工件加工精度和生產(chǎn)效率蕊连、設(shè)備數(shù)量明顯減少悬垃、節(jié)約了生產(chǎn)線的占地面積使單位面積的產(chǎn)量有大幅度地提高，同時(shí)也減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度(當(dāng)然另一方面需要提高工人的文化甘苍、技術(shù)素質(zhì))尝蠕。一臺(tái)車銑中心替代了以前需要由六、七臺(tái)機(jī)床才能實(shí)現(xiàn)的車载庭、銑看彼、鉆、擴(kuò)昧捷、鉸等加工功能闲昭，包括曲軸的主軸頸、連桿頸和曲柄的所有加工撑葡、法蘭孔的加工、鍵槽加工彭理、螺紋孔的加工艾抠、主油孔和斜油孔的加工等等，減少了裝夾次數(shù)凝顿，提高了產(chǎn)品精度惑妒，同時(shí)對(duì)試制新產(chǎn)品的工裝準(zhǔn)備可大大降低，機(jī)床的加工柔性大大加強(qiáng)了;同樣菌菇，一臺(tái)曲軸隨動(dòng)磨床泛驰，替代了原來(lái)的普通大型外圓磨床和連桿頸曲軸磨床，一臺(tái)設(shè)備具有兩臺(tái)磨床的功效浪顽，而占地面積僅有一臺(tái)磨床的空間寺帽。

引進(jìn)了先進(jìn)裝備以后，機(jī)床的布局以機(jī)群式布局為宜东悔。另外凸协，對(duì)環(huán)境的要求也相應(yīng)提高颤枪，車間廠房應(yīng)以全封閉的空調(diào)衡溫比較適宜。

根據(jù)全面的衡量淑际，可以根據(jù)具體的曲軸生產(chǎn)的復(fù)雜程度和批量大小來(lái)配備一些國(guó)產(chǎn)設(shè)備畏纲，國(guó)產(chǎn)設(shè)備中車銑中心(如沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán)生產(chǎn)的)和一些普通機(jī)床，另外上海機(jī)床廠的隨動(dòng)磨床近年來(lái)春缕，也有很大的進(jìn)步盗胀，這對(duì)生產(chǎn)線的總體方案上是很不錯(cuò)的選擇。國(guó)產(chǎn)設(shè)備與進(jìn)口設(shè)備的主要差距是在精度和可靠性上锄贼，但在價(jià)格上有很大優(yōu)勢(shì)读整，同時(shí)對(duì)曲軸的半精加工或粗磨是一點(diǎn)問(wèn)題也沒(méi)有的。這樣對(duì)提高效率咱娶，成本核算上還是比較劃算的米间。

曲軸

WFL車銑中心

NAXOS隨動(dòng)曲軸磨床

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