汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸機(jī)械加工技術(shù)探析

摘要：本文針對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸機(jī)械加工技術(shù)，結(jié)合理論實(shí)踐，先分析了曲軸機(jī)械加工的工藝特點(diǎn)，結(jié)合論述目前我國汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸機(jī)械加工發(fā)展現(xiàn)狀，最后探討了fanuc seriesoi-TD技術(shù)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸機(jī)械加工中的具體應(yīng)用。分析結(jié)果表明，曲軸的結(jié)構(gòu)特性和材質(zhì)決定了機(jī)械加工難度大，加工精度難以控制，采用fanuc seriesoi-TD技術(shù)能夠有提升曲軸加工精度和生產(chǎn)效率，值得大范圍推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：汽車;發(fā)動(dòng)機(jī);曲軸;機(jī)械加工;fanuc seriesoi-TD技術(shù)

[引言]在我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的背景下，人們生活水平不斷提升， 汽車已經(jīng)走進(jìn)了千家萬戶，曲軸是組成汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的主要部件，其加工質(zhì)量對(duì)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(fù)雜，對(duì)技工技術(shù)有很高的要求，傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)已經(jīng)無法滿足要求。fanuc seriesoi-TD技術(shù)是一種全新的機(jī)械數(shù)控加工技術(shù)，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(fā)動(dòng)機(jī)曲軸加工工藝特點(diǎn)

（一）剛性差

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的直徑比較大，而且存在曲拐，機(jī)械加工時(shí)剛性比較差，任何一個(gè)細(xì)節(jié)控制不當(dāng)，都會(huì)導(dǎo)致曲軸發(fā)生變形和扭曲。因此，機(jī)械加工時(shí)，尤其是在粗加工環(huán)節(jié)，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(fù)雜

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸形狀呈現(xiàn)不規(guī)則狀，尤其主軸頸和連桿軸具有不同偏心距，而在機(jī)械加工中，需要嚴(yán)格控制偏心距的加工尺寸。此外，曲軸在結(jié)構(gòu)還存在平衡重問題，在機(jī)械加工中，必須加強(qiáng)偏心夾具的設(shè)計(jì)精度。

（三）機(jī)械加工技術(shù)要求高

在曲軸機(jī)械加工中，需要對(duì)多面進(jìn)行加工，還要保證尺寸精度、位置精度、形狀精度等，再加上機(jī)械加工路線比較長(zhǎng)，加工步驟多，任何一個(gè)環(huán)節(jié)控制不當(dāng)，都會(huì)影響總體加工精度。

二、目前我國汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸機(jī)械加工技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

目前我國正處于社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的關(guān)鍵階段，為汽車制造業(yè)的發(fā)展提供了良好環(huán)境，常用的機(jī)械加工機(jī)床有兩種，一種是普通機(jī)械加工機(jī)床，另一種專用的機(jī)械加工機(jī)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(wěn)定性、精度、效率都不是很理想。因此，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸機(jī)械加工中，很多環(huán)節(jié)仍然需要人工來操作，人為操作必然存在一定的誤差，這點(diǎn)也是導(dǎo)致我國汽車發(fā)動(dòng)機(jī)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)忽略自身重量輕便這一要求，使得零件結(jié)構(gòu)愈發(fā)復(fù)發(fā)，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(shù)在曲軸加工中的應(yīng)用

fanuc seriesoi-TD技術(shù)是一種應(yīng)用在數(shù)控磨床上的新型技術(shù)，和傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)相比，可通過FANUC-0i系統(tǒng)中的宏程序、自動(dòng)跳轉(zhuǎn)功能來把保證曲軸加工精度，fanuc seriesoi-TD技術(shù)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸加工中，應(yīng)用步驟主要包括以下幾步：

第一步，對(duì)曲軸加工工作臺(tái)進(jìn)行清潔處理，檢查電源線，及各項(xiàng)設(shè)備是否處于良好運(yùn)行狀態(tài)。

第二步，啟動(dòng)各種開關(guān)，進(jìn)行試運(yùn)行，檢查數(shù)控磨床各項(xiàng)參數(shù)是否正常，及時(shí)添加導(dǎo)軌潤滑油，保證砂輪處于完好狀態(tài)，并牢固鎖定。

第三步，校正砂輪，砂輪是加工曲軸的主要設(shè)備，砂輪的安裝精度對(duì)整個(gè)曲軸的加工精度有很大影響，按照曲軸設(shè)計(jì)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(tái)的平整度，保證平整度在0.05mm/m之內(nèi)，如果超出該標(biāo)準(zhǔn)，需要及時(shí)精磨處理。

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

第六步，啟動(dòng)砂輪，按照曲軸設(shè)計(jì)規(guī)格、存儲(chǔ)和尺寸等調(diào)整砂輪磨削量、給進(jìn)量、磨削速度等。砂輪啟動(dòng)的同時(shí)要啟動(dòng)冷卻液開關(guān)，一切準(zhǔn)備就緒后就可以進(jìn)行曲軸加工。

第七步，在曲軸機(jī)械加工過程中，需要按照設(shè)計(jì)圖紙及時(shí)檢查工件，如果超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，必須立即停止加工，用專用的金剛筆進(jìn)行修復(fù)，以便最大限度上保證曲軸加工精度。

第八步，當(dāng)曲軸磨削到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，立即退出砂輪，關(guān)閉冷卻液開關(guān)，退到磁力開關(guān)，取下加工后曲軸，關(guān)閉機(jī)床開關(guān)，清潔機(jī)床，對(duì)加工件進(jìn)行退磁處理[2]。

通過fanuc seriesoi-TD技術(shù)加工曲軸的步驟可以看出，在采用fanuc seriesoi-TD技術(shù)加工曲軸時(shí)主要分為兩個(gè)部分，其一是砂輪修整，是保證曲軸加工質(zhì)量的關(guān)節(jié)環(huán)節(jié)，只有標(biāo)準(zhǔn)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(tǒng)中的位置信息進(jìn)行合理定位。定位好之后，通過自動(dòng)跳轉(zhuǎn)程序就能進(jìn)入第二部加工，第二部分就是磨削，通過FANUC-0i系統(tǒng)來控制數(shù)控磨床的工作參數(shù)，整個(gè)磨削工作又分為四個(gè)步驟，包括粗磨、精磨、精磨到位、拋光。

粗磨是數(shù)控磨床在開始運(yùn)行之前，待加工的曲軸工件需要定位，在FANUC-0i系統(tǒng)的定位宏程序中進(jìn)行檢查，檢查通過之后再開始下一指令，啟動(dòng)數(shù)控機(jī)床進(jìn)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(shè)計(jì)要求，粗磨結(jié)束之后FANUC-0i系統(tǒng)中的自動(dòng)跳轉(zhuǎn)程序進(jìn)入到精磨階段，粗磨之后工件表面會(huì)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(jìn)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(duì)工件進(jìn)行打磨[3]。精磨完成之后，再通過FANUC-0i系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整程序，就能進(jìn)入拋光程序，促使曲軸工件逐步拋光，最終成型，達(dá)到FANUC-0i系統(tǒng)設(shè)計(jì)加工標(biāo)準(zhǔn)后，自動(dòng)停止，完成曲軸機(jī)械加工。

結(jié)束語

綜上所述，本文結(jié)合理論實(shí)踐，分析了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸機(jī)械加工技術(shù)，分析結(jié)構(gòu)表明，曲軸的特性決定了曲軸加工難度比較大，傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)，很難保證加工質(zhì)量和精度。而采用fanuc seriesoi-TD技術(shù)，能夠一步步加工，通過提前設(shè)計(jì)好的程序運(yùn)行數(shù)控加工設(shè)備，可減少人為干預(yù)，自動(dòng)化水平也比較高，加工出來的曲軸性能和各項(xiàng)參數(shù)，基本上都能滿足汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳凱鑌.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸機(jī)械加工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用研究[J]. 時(shí)代汽車，2019，000（018）：127-128.

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

[3]董艷峰.機(jī)械加工技術(shù)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸制造中的探究[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2019，000（031）：P.150-151.

作者簡(jiǎn)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(xué)院， 高級(jí)講師，學(xué)歷：大學(xué)本科，研究方向：汽修類。