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曲轴加工技术及其特点
Jan 6, 2013  来源:  作者:丹东五一八内燃机配件总厂 刘丽秋

      一、曲轴车削技术

 

      曲轴主轴颈和连杆轴颈加工的传统工艺方法是车削加工。主轴颈和连杆轴颈的车削, 分别是在不同结构的曲轴车床上进行加工, 这种曲轴加工技术目前在世界发达国家和地区正在逐步淘汰, 但在我国仍然在曲轴加工行业中占主导地位, 选用的设备大多是多刀半自动曲轴车床。

 

      曲轴轴颈的车削技术, 可有效地进行曲轴轴颈的粗加工, 并在世界被广泛采用, 目前仍为一种可靠的曲轴加工技术。但这种工艺存在明显不足:

 

      ( 1) 这种工艺是采用低速、宽刃、大走刀量方法对轴颈进行加工, 因而在加工过程中, 曲轴承受较大的切削力, 使工件弯曲, 这就直接影响了曲轴加工精度, 甚至影响曲轴的可靠性, 降低其使用寿命。

 

      ( 2) 曲轴车床通用性低, 加工主轴颈和连杆轴颈设备不可互换, 因而曲轴加工线技术经济性不好。

 

      ( 3) 曲轴车削的柔性较差, 特别是靠模式曲轴车床只适用于加工单一品种的曲轴。

 

      ( 4) 由于所采用成形车刀的材料为高速钢, 刀具寿命低, 从而换刀频繁, 机床的利用率较低, 加工自动化程度低, 受人为影响大, 曲轴加工精度波动大。

 

      二、曲轴铣削技术

 

      在本世纪50 年代, 奥地利G. F. M 公司首先研制成外刃式曲轴铣床, 它改进了传统的曲轴车削轴颈方法。60 年代, 德国在外刃式曲轴铣床的基础上研制出内刃式曲轴铣床, 使得曲轴加工效率和质量都有较大提高, 目前我国曲轴铣削加工也较为普及。曲轴铣削技术比车削有了明显的提高。主要有以下几方面的特点:

 

      ( 1) 铣削加工克服了车削中工件承受较大的切削力, 易产生弯曲和扭曲变形的不足, 它采用的是窄刀, 小走刀量方式, 实现了小切削截面, 小切削力的高效切削。

 

      ( 2) 由于铣削工件一般是低速转动, 离心作用影响小, 加上切削力小, 加工精度高于车削。

  

   

      尽管曲轴铣削有以上优点, 但也存在不足之处:

 

      ( 1) 由于铣刀在铣削中, 每个刀刃一开始就全部参与切削过程, 工件精度和粗糙度的进一步提高就受到一定限制;

   

      ( 2) 铣刀盘的更换和调整技术要求高, 操作者要有较高的技术素质。

 

      三、曲轴车- 拉技术

 

      车拉工艺是1936 年美国EDWARDCBULLAND工程师的一项专利, 1964 年原苏联的机械工程手册中被概括为三种方式:

 

      a. 直线式刀具车拉; b. 内环式刀具旋转车拉; c. 外环式刀具旋转车拉。

 

      直到80 年代初, 在美国才用直线刀具车拉加工曲轴轴颈获得成功。后来德国、英国、日本等国也先后研制成功曲轴车) 拉机床。这使得曲轴加工和精加工合二为一, 大大提高了曲轴的加工精度和加工效率。

 

      曲轴的车-拉加工具有更多优点, 主要表现为:

 

      ( 1) 加工精度高。因为它在曲轴轴颈加工中, 在任何时间内只有一片刀具和工件接触, 结果使得工件所受的切削力比车削和铣削都要小, 而较小的弯曲使加工精度大大提高, 而且车) 拉的刀具本身就分为粗、细刀齿, 每一刀齿仅参与较短的切削时间。所以, ) 拉后的工件精度高, 表面粗糙度好, 弯曲和扭曲变形小。

 

      ( 2) 刀具寿命长。因为在切削中每一刀齿与工件只有短暂的一次接触, 因而这种刀具寿命是铣刀的4~ 5 倍。

 

      ( 3) 柔性好。只要对夹具、刀具等作简略调整就能很快适应多品种的不同批量生产。

 

      ( 4) 加工效率高。因为车) 拉加工切削速度要高于车削和铣削。

 

      ( 5) 技术经济好。由于车) 拉加工是集粗、精加工于一身, 可以省去粗磨等工序。

 

      四、车-车拉曲轴加工技术

 

      80 年代末, 德国在曲轴铣削技术, 数控车削技术和车) 拉技术的基础上, 又开发了当今最新的车) 车拉曲轴加工技术。这一新的技术是将以前曲轴铣削, ) 拉和计算机数控( CNC) 技术溶于一体的一种机床, 它代表着当今曲轴加工的最新技术水平。

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