汽車發動機曲軸機械加工技術探析

摘要：本文針對汽車發動機曲軸機械加工技術，結合理論實踐，先分析了曲軸機械加工的工藝特點，結合論述目前我國汽車發動機曲軸機械加工發展現狀，最后探討了fanuc seriesoi-TD技術在汽車發動機曲軸機械加工中的具體應用。分析結果表明，曲軸的結構特性和材質決定了機械加工難度大，加工精度難以控制，采用fanuc seriesoi-TD技術能夠有提升曲軸加工精度和生產效率，值得大范圍推廣應用。

關鍵詞：汽車;發動機;曲軸;機械加工;fanuc seriesoi-TD技術

[引言]在我國社會經濟飛速發展的背景下，人們生活水平不斷提升， 汽車已經走進了千家萬戶，曲軸是組成汽車發動機的主要部件，其加工質量對汽車安全性能的提升有非常重要的意義。但曲軸剛性比較差、形狀復雜，對技工技術有很高的要求，傳統機械加工技術已經無法滿足要求。fanuc seriesoi-TD技術是一種全新的機械數控加工技術，可通過編程來控制加工精度和形狀，從而保證曲軸加工精度。

一、汽車發動機曲軸加工工藝特點

（一）剛性差

汽車發動機曲軸的直徑比較大，而且存在曲拐，機械加工時剛性比較差，任何一個細節控制不當，都會導致曲軸發生變形和扭曲。因此，機械加工時，尤其是在粗加工環節，需要保證加工刀具、夾具等都有較高的剛度，促使切削力能夠相互抵消，保證曲軸加工精度。

（二）形狀復雜

汽車發動機的曲軸形狀呈現不規則狀，尤其主軸頸和連桿軸具有不同偏心距，而在機械加工中，需要嚴格控制偏心距的加工尺寸。此外，曲軸在結構還存在平衡重問題，在機械加工中，必須加強偏心夾具的設計精度。

（三）機械加工技術要求高

在曲軸機械加工中，需要對多面進行加工，還要保證尺寸精度、位置精度、形狀精度等，再加上機械加工路線比較長，加工步驟多，任何一個環節控制不當，都會影響總體加工精度。

二、目前我國汽車發動機曲軸機械加工技術發展現狀

目前我國正處于社會經濟高速發展的關鍵階段，為汽車制造業的發展提供了良好環境，常用的機械加工機床有兩種，一種是普通機械加工機床，另一種專用的機械加工機床[1]。從加工效果的角度來看，二者加工精度都比較低，加工的穩定性、精度、效率都不是很理想。因此，汽車發動機曲軸機械加工中，很多環節仍然需要人工來操作，人為操作必然存在一定的誤差，這點也是導致我國汽車發動機曲軸加工精度一直無法得到有效提升的主要原因。此外，在曲軸結構設計中，經常會忽略自身重量輕便這一要求，使得零件結構愈發復發，自身重量也必將大，在一定程度上影響曲軸的使用性能。

三、fanuc seriesoi-TD技術在曲軸加工中的應用

fanuc seriesoi-TD技術是一種應用在數控磨床上的新型技術，和傳統機械加工技術相比，可通過FANUC-0i系統中的宏程序、自動跳轉功能來把保證曲軸加工精度，fanuc seriesoi-TD技術在汽車發動機曲軸加工中，應用步驟主要包括以下幾步：

第一步，對曲軸加工工作臺進行清潔處理，檢查電源線，及各項設備是否處于良好運行狀態。

第二步，啟動各種開關，進行試運行，檢查數控磨床各項參數是否正常，及時添加導軌潤滑油，保證砂輪處于完好狀態，并牢固鎖定。

第三步，校正砂輪，砂輪是加工曲軸的主要設備，砂輪的安裝精度對整個曲軸的加工精度有很大影響，按照曲軸設計要求，合理校正砂輪，保證加工精度。

第四步，檢查曲軸加工中工作平臺的平整度，保證平整度在0.05mm/m之內，如果超出該標準，需要及時精磨處理。

第五步，對待加工的曲軸進行打磨處理，去除表面各種毛刺，處理之后放加工平臺上，然后其中磁力開關，將曲軸牢牢吸住。如果曲軸的工件的最大長度小于1000mm，可采用專用的夾裝工具牢牢夾緊。

第六步，啟動砂輪，按照曲軸設計規格、存儲和尺寸等調整砂輪磨削量、給進量、磨削速度等。砂輪啟動的同時要啟動冷卻液開關，一切準備就緒后就可以進行曲軸加工。

第七步，在曲軸機械加工過程中，需要按照設計圖紙及時檢查工件，如果超過設計標準，必須立即停止加工，用專用的金剛筆進行修復，以便最大限度上保證曲軸加工精度。

第八步，當曲軸磨削到設計標準后，立即退出砂輪，關閉冷卻液開關，退到磁力開關，取下加工后曲軸，關閉機床開關，清潔機床，對加工件進行退磁處理[2]。

通過fanuc seriesoi-TD技術加工曲軸的步驟可以看出，在采用fanuc seriesoi-TD技術加工曲軸時主要分為兩個部分，其一是砂輪修整，是保證曲軸加工質量的關節環節，只有標準的砂輪才能磨削出精度符合要求的曲軸工件。砂輪通過FANUC-0i系統中的位置信息進行合理定位。定位好之后，通過自動跳轉程序就能進入第二部加工，第二部分就是磨削，通過FANUC-0i系統來控制數控磨床的工作參數，整個磨削工作又分為四個步驟，包括粗磨、精磨、精磨到位、拋光。

粗磨是數控磨床在開始運行之前，待加工的曲軸工件需要定位，在FANUC-0i系統的定位宏程序中進行檢查，檢查通過之后再開始下一指令，啟動數控機床進行加工。在粗磨階段，加工速度比較快，促使待加工的工件在大致上符合設計要求，粗磨結束之后FANUC-0i系統中的自動跳轉程序進入到精磨階段，粗磨之后工件表面會存在一定量的毛刺，在精磨開始之前，需要每秒0.05m～0.1m的速度進行打磨，待毛刺都清理之后再開始精磨程序，以每秒0.05m的速度對工件進行打磨[3]。精磨完成之后，再通過FANUC-0i系統自動調整程序，就能進入拋光程序，促使曲軸工件逐步拋光，最終成型，達到FANUC-0i系統設計加工標準后，自動停止，完成曲軸機械加工。

結束語

綜上所述，本文結合理論實踐，分析了汽車發動機曲軸機械加工技術，分析結構表明，曲軸的特性決定了曲軸加工難度比較大，傳統機械加工技術，很難保證加工質量和精度。而采用fanuc seriesoi-TD技術，能夠一步步加工，通過提前設計好的程序運行數控加工設備，可減少人為干預，自動化水平也比較高，加工出來的曲軸性能和各項參數，基本上都能滿足汽車發動機的要求。

參考文獻：

[1]陳凱鑌.汽車發動機曲軸機械加工技術的實際應用研究[J]. 時代汽車，2019，000（018）：127-128.

[2]萬軍.淺析船用柴油機的大型曲軸機械加工工藝[J].內燃機與配件， 2018（17）：134-135.

[3]董艷峰.機械加工技術在汽車發動機曲軸制造中的探究[J].科學技術創新，2019，000（031）：P.150-151.

作者簡介：

李北平（1966.02—），性別：男，籍貫：湖南雙峰，單位職稱：湖南省湘潭技師學院， 高級講師，學歷：大學本科，研究方向：汽修類。