发动机曲轴高效加工技术的应用与进展

曲轴加工工艺发展与现状
曲轴加工工艺发展与现状如下：
曲轴是汽车发动机的核心零部件，对发动机的性能和寿命有着重要影响。

因此，曲轴加工工艺的发展和现状一直受到广泛关注。

在加工工艺方面，曲轴加工经历了从传统机械加工到现代化数控机床加工的转型。

早期的曲轴加工主要依靠传统的机械加工方式，如铣削、车削等，但随着科技的发展，现代化的数控机床加工方式逐渐取代了传统的机械加工方式。

现代化的数控机床加工方式具有更高的精度和效率，能够更好地控制曲轴的尺寸和形状。

同时，随着新材料和新技术的不断发展，曲轴加工的材质和工艺也在不断改进。

例如，高强度钢材、合金材料等被广泛应用于曲轴制造，这些材料具有更高的强度和耐磨性，能够提高曲轴的使用寿命。

在制造工艺方面，现代化的曲轴制造工艺包括铸造、锻造、切削、磨削、热处理等环节。

其中，铸造和锻造是曲轴制造的重要环节，通过这些环节能够得到符合要求的曲轴毛坯。

切削和磨削是曲轴制造的关键环节，通过这些环节能够将毛坯加工成符合要求的曲轴形状和尺寸。

热处理则能够提高曲轴的表面硬度和耐磨性，从而提高曲轴的使用寿命。

此外，随着数字化制造技术的发展，许多曲轴制造企业开始采用数字化制造系统来管理生产过程，提高生产效率和产品质量。

这些系统能够实现生产过程的自动化和智能化，减少人为因素对生产过程的
影响，提高生产效率和产品质量。

总的来说，现代化的曲轴加工工艺具有更高的精度、效率和可靠性，能够更好地满足汽车发动机的性能和寿命要求。

同时，随着新材料和新技术的不断发展，曲轴制造工艺也在不断改进和创新。

曲轴的应用及加工技术曲轴是一种重要的机械零件，广泛应用于内燃机、发电机、泵、压缩机、汽车等设备中。

它的主要作用是将往复运动转换为旋转运动，同时具有传递动力和平衡力的功能。

下面将介绍曲轴的应用及加工技术。

一、曲轴的应用：1. 内燃机：曲轴是内燃机的重要部件之一，主要负责将气缸中活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动，从而带动其他附件运转，如连杆、凸轮轴等。

2. 发电机：曲轴作为发电机的转动部件之一，通过发电机的旋转运动，带动发电机转子旋转，产生电能，为发电机提供动力。

3. 泵：曲轴也被广泛应用于泵类设备中，通过泵的泵体和曲轴的相互配合，带动泵体产生一定的压力，实现液体的输送。

4. 压缩机：曲轴在压缩机中起到类似泵的作用，通过压缩机的旋转运动，将气体压缩后排放。

二、曲轴的加工技术：1. 曲轴的材料选择：常见的曲轴材料有45#钢、40Cr钢等，选择合适的材料能够提高曲轴的强度和耐磨性能。

2. 曲轴的加工方法：曲轴的加工主要包括车削、铣削、磨削等工艺。

车削是主要工艺，通过车床将曲轴的外圆、轴孔等加工出来。

铣削和磨削用来加工曲轴的键槽、滑块槽等细节部分。

3. 曲轴的热处理：曲轴通常需要经过淬火、回火等热处理工艺，以提高其硬度和耐磨性，同时增加其韧性和抗断裂能力。

4. 曲轴的平衡加工：曲轴需要进行动平衡加工，即通过在曲轴的适当位置上增加补平衡块，使曲轴在旋转时达到动平衡状态，减小振动和噪音，提高曲轴的使用寿命。

5. 曲轴的表面处理：曲轴的表面通常需要进行硬化处理、磨光等工艺，以提高其抗疲劳性和表面光洁度。

总结：曲轴作为一种重要的机械零件，广泛应用于各种机械设备中。

曲轴的加工工艺包括车削、铣削、磨削等方法，加工材料经过热处理和表面处理后，能够提高曲轴的性能和使用寿命。

同时，曲轴的动平衡加工也是关键的一步，能够减小振动和噪音，提高曲轴的运行稳定性。

以上是对曲轴应用及加工技术的简要介绍。

关键词：发动机；曲轴加工；工艺技术1曲轴的加工工艺技术设计原则与加工工艺特点首先，是曲轴的加工工艺技术设计原则。

一方面，优化切削刃布置，提高切削面精度以及光滑程度。

发动机在运行过程中，会给曲轴带来巨大的冲击力，由于曲轴还要承担动力传递的任务，加大了曲轴加工的难度。

所以，要保证曲轴部件的稳定性，保证曲轴加工的质量与一致性。

另一方面，曲轴的技术人员要加强对曲轴技术与设计的深入研究，完善曲轴加工的各项技术标准，提高曲轴加工的整体效率与质量。

其次，是曲轴的加工工艺特点。

第一，曲轴的形状复杂。

曲轴的不同中心线不在同一水平线上，具有一定的偏心距离。

由于曲轴轴颈对平衡感以及设计基准位置的要求，在曲轴加工工艺的设计中，针对连杆轴颈，在进行偏心夹具的规划时，要尽量使中心线重合，再连接其他轴颈。

第二，曲轴的刚性差。

曲轴具有较大的长直径和复杂的曲柄结构，导致曲轴的刚性较差。

为了尽量减少曲轴在切削力下的变形，曲轴的加工工艺设计中，合理安排工序，针对粗加工中的变形，一步步地提高加工的精度。

粗加工具有更大的切削力，必须提高曲轴加工的刚性，尽量减少部件的变形。

第三，曲轴加工的技术要求较高。

曲轴在加工过程中对尺寸、形状、位置等具有较高的要求，加工工艺技术较复杂，要充分考虑不同加工方式的配置情况，合理配置粗加工、半精加工以及精加工的技术，在两侧确定中心孔时，尽量选择精加工，降低粗加工的精度误差。

2曲轴的加工工艺技术2.1中心孔技术、粗加工技术首先，是两端中心孔的加工技术。

定位基准中心孔是曲轴加工过程的重要环节，也是影响曲轴加工质量的重要因素。

曲轴中心孔的加工方式主要有两种选择，毛坯几何确定中心孔与质量确定中心孔，两者加工方式的选择具有异质性。

在选择具体的加工方式确定中心孔时，技术人员要对曲轴的具体情况进行综合的考察分析，做出科学的选择。

当前，国内曲轴的中心孔的确定多选择毛坯几何的方式，在确定中心孔时，要对毛坯的质量进行综合的评估分析，当能够有效的控制毛坯的质量处于稳定的较高水平状态，出于控制曲轴加工设备成本的角度，可以采取毛坯几何确定中心孔的方法。

发动机曲轴轴颈的高效粗加工图1 多刀盘车-车拉目前，曲轴加工技术已向高速、高效、复合化方向发展，而应用较为广泛的加工工艺是内铣、车-车拉及高速外铣三种。

由于各种工艺都有其优缺点和适用领域，因此，应根据产品的结构选用或组合选用不同的工艺方法，从而保证产品高质、高效生产。

曲轴是发动机中最重要的零件之一，也是发动机中承受负荷最大的零件。

发动机工作时，通过曲轴把活塞和连杆的直线往复运动转变为旋转运动并输出功率。

曲轴工作时要承受巨大的热冲击荷载和多种力的综合作用，因此曲轴需要具有较高的强度。

由于曲轴是在高转速、高交变载荷下工作，因此有较严格的技术条件、形位公差以及尺寸精度，如对材料、轴颈表面硬度、动平衡及抗弯曲能力等方面都有较高要求。

然而，曲轴的结构复杂、刚性差，尤其是主轴颈与连杆轴颈重叠系统小的曲轴，给加工带来难度。

曲轴的形位公差、尺寸精度以及技术要求，主要集中在曲轴的主轴颈和连杆轴颈上，因此，这两种轴颈的加工工艺构成了曲轴加工技术的主要内容。

下面我们着重讨论曲轴轴颈的粗加工工艺方法。

曲轴轴颈粗加工技术曲轴轴颈粗加工技术在20世纪70年代之前主要为多刀车削，包括：用于主轴颈车削的中间传动全轴颈多刀车削，可以同时对各主轴颈进行多刀加工；用于连杆轴颈车削的双头传动仿形多刀车削，可以对各相位连杆轴颈进行车削或通过偏心装夹对相同相位连杆轴颈进行多刀车削等。

这种切削方法因加工精度低、切削力大，容易造成工件变形，应力增加，以及柔性差等，目前已经基本不被采用。

随着数控车床的出现，可以采用数控车床对轴颈进行粗加工。

这种工艺消除了多刀车削的缺点，但在加工曲柄侧面时为断续切削，对刀具的寿命不利，因而也限制了切削用量的提高。

由于这种工艺是单刀切削，生产效率较低，目前在连杆轴颈及主轴颈的粗加工中也已经很少被使用，但在曲轴大、小头其他轴颈的粗加工中仍被采用。

20世纪六、七十年代，德国的Heller、日本小松等公司开发出轴颈外铣工艺。

国内外内燃机曲轴制造技术现状及发展趋势内燃机曲轴是内燃机工作的重要组成部分，是将发动机的运动能量传递到内燃机的关键部件。

随着新能源汽车技术的不断发展，人们对内燃机曲轴的要求越来越高。

内燃机曲轴制造械技术就面临着提高性能、减小成本和更新换代的技术要求。

本文就内燃机曲轴制造技术的现状及发展趋势作进一步研究，以期为内燃机曲轴的制造技术的改进提供协助。

内燃机曲轴制造技术已有许多年，发展得非常成熟。

根据材料的不同，可以分为铸造技术和热处理技术。

通常采用铸造工艺来制造内燃机曲轴，铸件具有重量轻、强度高、不易变形等优点，热处理技术再把已铸造的曲轴加工完善，以提高强度，抗疲劳性。

同时，为了满足内燃机曲轴使用寿命的要求，内燃机曲轴制造技术也有了很大的进步。

近几年，在曲轴的表面精度、润滑孔的控制以及轴类等方面，人们已利用气流技术将表面不良部分冲洗干净，并能控制曲轴表面粗糙度；采用曲轴表面硬质氧化技术，能减少润滑油或润滑液的消耗，提高曲轴运行时的表面磨损，同时也能抑制曲轴表面的腐蚀；运用弹性球头和可塑油脂结合技术，也能有效减轻曲轴摩擦力；另外，采用机床进行数控抛光处理，以确保曲轴的表面光滑度。

其实，内燃机曲轴制造技术已经取得很大进展，但它还有很大的发展空间，比如采用新材料替代传统铸铁材料，以提高内燃机曲轴的性能和使用寿命，例如采用高强度钢和合金钢材料，并且可以使用三维打印技术的数字制造，使曲轴的外形更为复杂；我们也可以尝试采用热处理新技术，例如超声熔融技术来改善曲轴表面的耐磨性；磨削技术也可以利用更复杂的加工工艺来改善曲轴表面的平整度、微细结构等，以提高内燃机曲轴的动平衡性能和使用寿命；最后，采用更��高精度、更简便的制造工艺，以便更大程度节省内燃机曲轴的生产成本。

综上所述，内燃机曲轴制造技术已有很多年，已获得了很大进步，但目前也还有很多发展空间。

面对即将到来的工业时代，要满足新能源技术的需求，必须对内燃机曲轴制造技术进行进一步研究和改进，以确保内燃机曲轴的质量和顺利运行。

国内外内燃机曲轴制造技术现状及发展趋势曲轴是内燃发动机最重要的结构构件，也是较难修复的结构构件。

目前国内外针对内燃机曲轴的相关特点，研制出了相应的制造技术，并得到了广泛地应用。

基于此，文章主要对当前国内外内燃机曲轴相关制造技术的应用情况展开细致的分析，并提出其技术未来的发展趋势，仅供参考。

标签：内燃机；国内外；曲轴制造技术；发展趋势曲轴在实际的运转当中会承受较大的弯曲应力和扭转应力，且相应的受力情况较为复杂，因此国内外的相关研究人员对曲轴的抗拉强度、刚度、耐磨性以及冲击韧性等方面的性能都提出了较高的要求。

一般来说，曲轴在长期使用的过程中都会出现轴颈劳损以及疲劳断裂的情况。

为了防止此种情况的发生，国内外的研究人员在曲轴的生产制造环节强化了其的制造技术，并对曲轴的材质、精度以及粗糙度进行了严格的设定，最大限度地延长曲轴的使用寿命。

1 国内外曲轴制造技术的发展现状目前，国内外所使用的曲轴材质一般为球墨铸铁和锻钢两种。

其中，球墨铸铁的制造成本较低，只占调质钢曲轴成本的三分之一左右，且球墨铸铁的性能、延伸性较强，容易获得理想的结构性状。

球铁内的摩擦所耗功要比锻钢大许多，可以减少曲轴在工作时所遇到的应力，不会出现曲轴硬度减弱的情况。

最重要的是，工作人员可以通过对其表面进行热处理或者强化处理，能够有效提高曲轴的抗疲劳强度，进而能够有效延长曲轴的使用寿命，因此球墨铸铁材质得到了国内外的广泛应用。

近些年来，我国内燃机曲轴的生产厂家积极引入了国外的先进设备，在此基础上强化了曲轴的制造技术水平。

然而从实际的应用效果来看，我国的技术水平与国外的先进国家还是存在着较大的差异，如专业化程度较低、生产效率较低。

且相关的研究表明，国外球铁在熔炼的过程中所产生的化学元素含量要明显低于国产件，相对而言，国外生产出来的石墨较为圆整，最终制造出来的曲轴表面较为平整，磨损较少。

由此可以得出，国内的曲轴制造技术还是有所欠缺，需要研究人员进一步地对其进行开发和研究。

发动机曲轴加工新技术1. 曲轴加工工艺流程乘用车涡轮增压发动机曲轴加工的典型工艺流程：动平衡、打质量中心孔→车第5主轴颈→车法兰→粗加工主轴颈、连杆颈及轴肩→钻油道孔及倒角→粗磨主轴颈、连杆颈轴颈、侧壁及沉割槽→清洗、吹干→圆角滚压→精车、滚光止推面+精车小端→精车法兰端面及凹槽→精磨主轴颈、连杆颈、小端→加工两端螺纹孔、销孔及铰法兰端中心孔→精磨曲轴法兰端→曲轴动平衡去重→砂带抛光主轴颈、连杆颈及法兰外颈→自动检查、作标记→曲轴最终清洗。

2. 先进技术的应用（1）动平衡、打质量中心孔。

曲轴加工过程中的定位基准为中心孔，按其加工位置可分为几何中心孔和质量中心孔，利用V形块或其他方式找出曲轴主支承轴颈的几何中心，在此中心上加工出的中心孔称为几何中心孔。

利用专用的测试设备测量出曲轴的质量中心，在此中心上加工出的中心孔称为质量中心孔。

当采用几何中心孔进行后续的车、磨加工时，工件旋转产生离心力，会影响加工质量，而且加工后剩余的动不平衡量较大，在动平衡工序中需多次反复测量和去重才能达到技术要求，效率低，影响生产节拍，造成半成品废品率的增加和定位元件的损耗。

采用质量中心孔就能解决这类问题，提高循环节拍。

图1所示为COMAU SYMES10型曲轴质量中心测量机，曲轴放置在设备的鼠笼中，与鼠笼一起旋转，测量出鼠笼与零件一起的不平衡量为M，鼠笼的不平衡量（M1）是已知的，零件的不平衡量M2＝M－M1。

通过专用的计算公式，设备可通过M2自动算出曲轴的平衡轴的坐标位置，将测量结果传输至COMAUSDC700L型全自动曲轴两端加工中心，其测量不确定度≤40μm，可以测量多个品种的曲轴，零件品种可自动识别，循环时间为1.2min，设备简单可靠。

（2）高速外铣粗加工曲轴。

高速外铣粗加工曲轴主轴颈、连杆颈及轴肩，比CNC车削、CNC内铣、车－车拉的生产效率高且质量稳定。

如CNC车－车拉工艺加工连杆轴颈要二道工序，而CNC高速外铣只要一道工序就能完成，高速外铣粗加工曲轴的显著特点为：切削速度可达350m/min、切削时间短、工序循环时间短、切削力较小、工件温升低、刀具寿命高、换刀次数少、加工精度更高、柔性更好，是曲轴主轴颈和连杆轴颈粗加工的发展方向。