关于车工加工方法的发展方向分析

【摘要】文章主要以近些年曲轴加工方法的发展研究为例，对车工加工方法以及发展方向进行说明。在对曲轴加工研究中，主要介绍了加工的基本方法，在此基础上对国内外加工的差异进行论述，最后对发展的趋势进行分析，指出国内外曲轴加工的技术差异，在我国尽管已经用于先进的技术设备提高了加工的水平，但是还需要借鉴国外先进的加工方法，从而不断的提高车工加工工艺水平。

【关键词】曲轴；车工；加工方法；发展方向

曲轴作为内燃机中的关键零部件，在工作工程中承受的扭转应力与弯曲应力比较大，受力情况相对比较复杂，因此其刚度、抗拉强度、耐疲劳性、耐磨性及韧性方面的要求都比较高。曲轴的质量好坏与其加工方法有直接的关系，在制造环节中，任何一个环节出现问题，都会对曲轴的质量产生影响。所以，世界各国曲轴的加工方法都比较重视，本文主要针对国内外的加工方法及发展方向进行简单的论述。

1、加工方法分析

1.1粗加工。在加工中，曲轴先后要经过单刀车、多刀车、车拉、负荷加工等多道工序。因为在这些加工环节中，属于多个刀片交替加工，容易产生小的径向切削力，对粗加工中的变形有效的抑制住，而多刀成型车由于变形量比较大，也逐渐被淘汰。一般情况下，曲轴的长度在70cm以内时，采用车-车拉工艺比较多，大于70cm的，主要采用外铣、连杆轴颈方法。在选择加工方法时，毛坯余量也是重要的参考依据，余量大时，采用内铣或外铣方法，余量小时，采用车-车拉方法。在粗加工中，也可以先进行内铣或外铣，将大部分余量去除以后，再进行车-车拉工艺，能够有效的防止变形。

1.2圆角滚压。利用滚轮压力，对曲轴的圆角进行滚压，在曲轴的圆角出形成塑性变形带。在国外，该工艺非常成熟，能够一次完成所有圆角的滚压，实现最小的投入获取最大的效果的目的，有效提高了曲轴的抗疲劳强度。如球墨铸铁曲轴的滚压寿命由德国赫根赛特公司测定后，提高了100%-280%。

1.3滚磨光整。在发动机的曲轴加工中，会用到光整加工方法，能够有效的提高曲轴表面的质量。其工作原理是利用磨料与磨液以及水构成磨具，然后使磨具在料箱内做自由运动，对工件进行光整，磨具和工件之间以相对速度运动，发生摩擦、挤压、微量切削等，提高了表面的质量。对于曲轴来说，由于其结构比较复杂，如果进行人工去除毛刺时，难度比较大，因此光整技术非常重要。

1.4砂带抛光。曲轴的连杆轴颈、主轴颈等部位都要进行精加工以及抛光，通常采用靠模油石超精加工机床来进行，但是这种加工方法会导致轴颈的变形，影响轴颈的尺寸。国外主要采用数控砂带抛光工艺，这种工艺能够有效的防潮静电，为了对轴肩及圆角进行抛光，可以在砂带两侧开槽。国外采用的砂带抛光即结构采用对夹式，原理与超精加工相同，其效果与效率都比传统的方法要好。

1.5磨削。在曲轴加工中，磨削是必不可少的方法之一。主要采用精磨止推面、主轴颈、连杆颈的方法。国内曲轴加工中，磨削方法主要是粗磨及精磨，而国外则是一次精磨到位。随着现代控制与驱动技术的发展，为曲轴的高精度磨削创造了条件，随着磨削方法的提升，在磨削效率、加工柔性及加工精度方面都有了显著地提高。

2、国内外车工加工方法的发展

目前，在国内曲轴生产中，多数采用普通机床和专用机床构成，自动化程度和生产效率都不高，粗加工中采用多刀车床，工件质量稳定性较差。随着全球化的发展，各厂家已经意识到这种加工方法已经落后，也纷纷开始进行技术改造，以提高自身的竞争力。随着先进设备及技术的引进，在车工加工方面有了较大的发展。但是，存在一个问题，就是先进的技术及设备主要依赖进口，难以实现自给自足。而对于国外曲轴加工来说，在加工方法上不断的创新。如兰迪斯公司的“随动磨削”技术，日本的GF70M-T专用曲轴磨床设备等，都属于先进的技术和设备应用，满足了对多品种工件实现高精度、低成本、大批量的生产。

根据国内与国外曲轴加工的现状来看，我国内与国内的技术差距比较大，而随着科学技术的飞速发展，曲轴加工也必然朝着自动化、智能化的方向发展。在曲轴粗加工中，广泛的使用数控车床、铣床、车拉床等先进的制造设备，有效的降低了加工中的工件变形问题。在曲轴精加工中，采用CNC控制，对曲轴进行精磨加工。该磨床配备自动平衡、自动测量、自动跟踪、自动补偿等装置，保证了工件加工的质量。目前，我国在车工加工方面所使用的一些高精度设备主要依赖进口，这一现状在短期内不会发生大的变化，而在磨削方面主要采用全封闭、全数控自动线，产品的质量也得到了逐步提高。随着科学技术的飞速发展，诸多的精密设备及技术工艺不断的研究和出现。例如，在对球墨铸铁汽车曲轴的磨削加工中，实现了高速磨削方式下粗磨与精磨同时进行，有效的提高的曲轴加工的精度和效率。对于传统的曲轴磨削中效率低、工序多以及精度低等难题有效的进行了解决。该技术在曲轴加工中，防止的工件表面产生波纹、裂纹的现象，提高了加工的效率。

现阶段，国内的曲轴生产通常都是高速柔性生产线FTL。其特点是可以对不同系列的曲轴进行加工，还能够对变形产品、新产品以及换代产品进行加工，体现出了柔性的意义。为了进一步提高柔性生产线的效率，适应市场的需求，基于FTL生产线，出现了敏捷柔性生产线AFTL。该生产线满足了市场发展的需求。在满足目前产品需求的同时，也对产品的未来发展方向进行了考虑，满足了生产方式的需求，符合精益生产的原则，用最少的投资获取最大的效益。因为曲轴结构比较复杂，曲轴敏捷柔性生产线的特点主要有：由高校换用机床及高速加工中心组成，根据加工方法及工艺流程对机床进行排列，并自动输送装置连接，采用高效专用刀具及柔性夹具生产，为了防止设备故障导致全线停产，可以增加平行设备，满足了大批量生产的需求。

3、结语

随着我国工业的不断发展，对各种工件的精度要求都越来越高，要求车工加工工艺也要不断的发展。本文主要以汽车发动机中曲轴的加工作为研究对象，对加工的方法以及发展的 方向进行研究，从研究中可以看出，我国目前的加工制造技术与国外先进技术还存在比较大的差距。尽管诸多的先进设备及技术已经从国外引进，但是由于整体加工技术相对比较低，在车工加工方法上还需要进一步的深入研究。综合而言，在我国的车工加工工艺中，首先要与我国的国情相结合，在此基础上引进先进的技术，不断的提高自身的水平，才能促进我国的车工加工方法的进一步发展。