汽车发动机曲轴加工工艺浅析
【】曲轴是发动机中最典范、最主要的部件之一。曲轴的作用是将活塞杆的气体压力转换成扭矩，产生功作为动力，驱动其工作机构，并驱动内燃机的辅助设备。本文就汽车发动机曲轴加工工艺进行论述和分析，介绍了国外先进的曲轴加工工艺，并对主轴颈的晃动问题与曲轴加工工艺进行分析。
目 录
引言 1
一、曲轴介绍 2
（一）曲轴的用途 2
（二）曲轴的结构及材料 2
二、常见的曲轴加工工艺 3
（一）曲轴主轴颈及连杆颈外铣加工 3
（二）曲轴主轴颈及连杆颈磨削 4
（三）曲轴主轴颈、连杆颈圆角滚压机床 4
（四）曲轴油道孔数控钻削机床 5
（五）曲轴法兰孔加工 6
（六）曲轴强化的工艺 7
三、曲轴加工工艺特点 7
（一）刚性差 6
（二）形状复杂 6
（三）技术要求高 6
四、曲轴先进加工方法 7
（一）车拉技术 7
（二）数控内铣技术 7
（三）加工质量中心孔技术 8
五、 曲轴加工工艺与夹具 8
（一） 夹具是什么 9
（二）夹具的作用 9
（三）夹具的种类 9
（四）为什么要进行夹具设计 9
六、加工工艺与主颈轴晃动的问题 9
（一）精基准加工工艺 9
（二）精车止推面加工工艺 10
（三）分析结论 10
七、结 语 10
总结 11
参考文献 12
谢辞 13
引 言
2017年，在中国的汽车销售数量达到2887万9000辆，其中2000万辆以上是从2013年开始连续有5年，这表明了中国已经进入了汽车生产和销售的高增长期。随着汽车产量不断的增加，汽车发动机曲轴的加工技术越来越受到人们的重视了。曲轴是发动机的重要组成部分，它的性能将会直接影响到发动机的工作效果。因此，如何利用合适的加工方法来解决实际生产中曲轴加工的问题是许多发动机制造商面临的问题。
一、曲轴介绍
（一）曲 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
轴的用途
发动机的主要部件之一是曲轴。将活塞杆组的气体力转化为曲轴的转动力矩，然后通过飞轮、离合器和汽车传动系统来驱动汽车，并且驱动发动机是曲轴的重要功能。曲轴由前端，曲柄臂，平衡块，输出端，油孔和油道，主轴颈等构成如图11所示。曲轴必须要拥有很高的强度、硬度、润滑、耐磨性和重量轻。因为曲轴经常受到气体、惯力和扭矩的周期性变化，而在运动部件之间磨损。
图11 曲轴示意图
（二）曲轴的结构及材料
曲轴是由主轴颈、连杆颈、油封颈、齿轮颈等构成的构件（又细又长），主轴颈和连杆颈上设有油孔，两头设有螺纹孔。按照发动机的布局，曲轴主要有直线和V型两种，主轴颈用来支持全部曲轴，连杆颈毗连连杆和连杆。活塞按照发动机的工作状态进行上下往复运动。球墨铸铁和合金钢是曲轴经常使用的材料。而对于汽油机的曲轴来说，曲轴毛坯通常采用球墨铸铁和碳素钢。常用的材料有QT700—2、45钢等。合金钢一般被大中型发动机用作曲轴毛坯，常用作48MnV、35CrMo等。布局庞大、刚性差、对手艺请求较高是曲轴的特色，加工的工艺难度比较大，其加工质量直接影响发动机的手艺机能和寿命。而曲轴是细长杆件，容易产生变形是加工过程中容易遇到的问题。根据曲轴的材料、技术要求和生产能力，在工艺设计中对工艺方案进行了综合、全面的考虑。
二、常见的曲轴加工工艺
曲轴加工工艺过程是万变不离其宗的，它的品种虽然很多，但是大体上却还是差不多的（如表21所示）。
表21 曲轴加工工艺表
工序内容
使用设备
1
打中心孔
专用机器
2
毛坯检测
3
车轴颈外圆
专用机器或者数控机床
4
打磨轴颈外圆
磨床
5
轴颈粗加工
专用机器或者数控机床
6
轴颈两端粗加工
专用机器或者数控机床
7
连杆粗加工
专用机器或外铣、内铣
8
油孔加工
专用机器或者数控机床
9
清洗
清洗机
10
热处理
专用机器
11
校直
专用机器
12
止推面磨切
专用机器
13
轴颈磨切
专用机器
14
螺纹孔、定位销孔加工
专用机器
15
铣键槽
专用机器
16
动平衡
专用机器
17
抛光
专用机器
18
清洗
清洗机
19
检查
（一）曲轴主轴颈及连杆颈外铣加工
目前数控铣床采用了模块化设计，使数控机床具有多种可变形结构，以满足曲轴品种的需要。受到铣刀结构的影响曲轴加工过程中，触碰和打击总是在刀片和工件中产生。所以想要在加工过程中减少振动就要在机床系统中控制间隙连杆，从而提高刀具的加工精度和使用寿命。外铣床有着外铣刀两个。刀头在自动切削时上和下摆动，以顺应连杆颈加工的需要。同时曲轴转动，连杆颈绕着主轴颈中心旋转，铣刀随连杆颈摆动。由于两个铣削头可以沿主轴的轴线移动，完成了每个主轴颈和曲轴连杆颈的铣削（主轴颈的加工尺寸如表22所示）。
目 录
引言 1
一、曲轴介绍 2
（一）曲轴的用途 2
（二）曲轴的结构及材料 2
二、常见的曲轴加工工艺 3
（一）曲轴主轴颈及连杆颈外铣加工 3
（二）曲轴主轴颈及连杆颈磨削 4
（三）曲轴主轴颈、连杆颈圆角滚压机床 4
（四）曲轴油道孔数控钻削机床 5
（五）曲轴法兰孔加工 6
（六）曲轴强化的工艺 7
三、曲轴加工工艺特点 7
（一）刚性差 6
（二）形状复杂 6
（三）技术要求高 6
四、曲轴先进加工方法 7
（一）车拉技术 7
（二）数控内铣技术 7
（三）加工质量中心孔技术 8
五、 曲轴加工工艺与夹具 8
（一） 夹具是什么 9
（二）夹具的作用 9
（三）夹具的种类 9
（四）为什么要进行夹具设计 9
六、加工工艺与主颈轴晃动的问题 9
（一）精基准加工工艺 9
（二）精车止推面加工工艺 10
（三）分析结论 10
七、结 语 10
总结 11
参考文献 12
谢辞 13
引 言
2017年，在中国的汽车销售数量达到2887万9000辆，其中2000万辆以上是从2013年开始连续有5年，这表明了中国已经进入了汽车生产和销售的高增长期。随着汽车产量不断的增加，汽车发动机曲轴的加工技术越来越受到人们的重视了。曲轴是发动机的重要组成部分，它的性能将会直接影响到发动机的工作效果。因此，如何利用合适的加工方法来解决实际生产中曲轴加工的问题是许多发动机制造商面临的问题。
一、曲轴介绍
（一）曲 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
轴的用途
发动机的主要部件之一是曲轴。将活塞杆组的气体力转化为曲轴的转动力矩，然后通过飞轮、离合器和汽车传动系统来驱动汽车，并且驱动发动机是曲轴的重要功能。曲轴由前端，曲柄臂，平衡块，输出端，油孔和油道，主轴颈等构成如图11所示。曲轴必须要拥有很高的强度、硬度、润滑、耐磨性和重量轻。因为曲轴经常受到气体、惯力和扭矩的周期性变化，而在运动部件之间磨损。
图11 曲轴示意图
（二）曲轴的结构及材料
曲轴是由主轴颈、连杆颈、油封颈、齿轮颈等构成的构件（又细又长），主轴颈和连杆颈上设有油孔，两头设有螺纹孔。按照发动机的布局，曲轴主要有直线和V型两种，主轴颈用来支持全部曲轴，连杆颈毗连连杆和连杆。活塞按照发动机的工作状态进行上下往复运动。球墨铸铁和合金钢是曲轴经常使用的材料。而对于汽油机的曲轴来说，曲轴毛坯通常采用球墨铸铁和碳素钢。常用的材料有QT700—2、45钢等。合金钢一般被大中型发动机用作曲轴毛坯，常用作48MnV、35CrMo等。布局庞大、刚性差、对手艺请求较高是曲轴的特色，加工的工艺难度比较大，其加工质量直接影响发动机的手艺机能和寿命。而曲轴是细长杆件，容易产生变形是加工过程中容易遇到的问题。根据曲轴的材料、技术要求和生产能力，在工艺设计中对工艺方案进行了综合、全面的考虑。
二、常见的曲轴加工工艺
曲轴加工工艺过程是万变不离其宗的，它的品种虽然很多，但是大体上却还是差不多的（如表21所示）。
表21 曲轴加工工艺表
工序内容
使用设备
1
打中心孔
专用机器
2
毛坯检测
3
车轴颈外圆
专用机器或者数控机床
4
打磨轴颈外圆
磨床
5
轴颈粗加工
专用机器或者数控机床
6
轴颈两端粗加工
专用机器或者数控机床
7
连杆粗加工
专用机器或外铣、内铣
8
油孔加工
专用机器或者数控机床
9
清洗
清洗机
10
热处理
专用机器
11
校直
专用机器
12
止推面磨切
专用机器
13
轴颈磨切
专用机器
14
螺纹孔、定位销孔加工
专用机器
15
铣键槽
专用机器
16
动平衡
专用机器
17
抛光
专用机器
18
清洗
清洗机
19
检查
（一）曲轴主轴颈及连杆颈外铣加工
目前数控铣床采用了模块化设计，使数控机床具有多种可变形结构，以满足曲轴品种的需要。受到铣刀结构的影响曲轴加工过程中，触碰和打击总是在刀片和工件中产生。所以想要在加工过程中减少振动就要在机床系统中控制间隙连杆，从而提高刀具的加工精度和使用寿命。外铣床有着外铣刀两个。刀头在自动切削时上和下摆动，以顺应连杆颈加工的需要。同时曲轴转动，连杆颈绕着主轴颈中心旋转，铣刀随连杆颈摆动。由于两个铣削头可以沿主轴的轴线移动，完成了每个主轴颈和曲轴连杆颈的铣削（主轴颈的加工尺寸如表22所示）。
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