随着科学技术的飞速发展，近年来我国的工业化进程显著加快。流水线化生产的实现依赖于各类先进的生产设备，而重型发动机是为机械设备提供动力的重要组成部分。凸轮轴和曲轴是发动机的主要组件，对发动机的正常工作起着非常重要的作用，尤其是凸轮轴和曲轴的打孔工艺。打孔精度的高低直接决定着发动机的质量和使用寿命，因此对打孔过程必须严格要求。下面围绕孔的加工展开讨论，主要介绍其技术要求、工艺过程及控制质量的措施。
标签：发动机；凸轮轴孔；曲轴孔；工艺过程
在机械设备中，发动机是向设备提供动力的主要部分，发动机质量的好坏直接决定着设备的使用寿命。目前发动机的制作水平，已成为衡量一个国家工业化水平重要标准。发动机的性能越优越，设备的生产效率也就越高。现阶段发动机在工业生产上已经得到了广泛运用，极大地提高了企业的经济效益。现阶段发动机中凸轮轴孔和曲轴孔的加工工艺已经取得很大进步，但在实际加工工艺过程中还存在不足之处急需改善。
一、对技术要求的大致介绍
凸轮轴孔和曲轴孔，两者是发动机的重要组成零件的关键特性，在加工上也存在结构方面的差异。两者在加工时结构上有一点相同之处，都为七档通孔式结构。下面主要介绍两者加工时的不同之处：前者在加工时孔的直径大约是44mm，且精度等级不能低于0.025。其孔的缸盖结构是全封闭式的，这样加工是为了防止刀具从缸盖中穿过。后者加工时空的直径约为108mm左右，精度等级为0.035。其孔的缸体结构是开放式的，为刀具在缸体中来回穿梭提供条件。
无论是哪一种孔的加工，都要进行缸体和缸盖的制作，发动机质量的高低在很大程度上是由缸体和缸盖的加工精度决定的，因此对其加工过程必须重视。灰铸铁是目前制作重型发动机缸体和缸盖的主要材料，对于一些高爆发压力的发动机甚至需要蠕墨铸铁等材料以满足发动机的结构强度及性能要求。发动的工作时依靠凸轮轴和曲轴的高速旋转完成的，因此在两者的生产过程中，要对精度严格把关，才能有效延长发动机的使用寿命[1]。
二、工艺过程及注意事项相关介绍
（一）对工艺过程的相关介绍
曲轴孔以及凸轮轴孔的加工，是缸体和缸盖加工的主要步骤之一，也是影响缸体缸盖质量的关键性因素，因此在生产精度的控制上十分严格。下面对其加工工艺进行详细介绍：首先需要对所加工的毛坯零件进行定位操作，采用的定位方式是一面两销，就是在工件的一个面上用两个销钉进行固定。同时采用液压夹紧的方式对工件进行夹紧操作，这样既能保证工件位置不会发生偏移，也不会出现轴面转动的现象。在保证加工顺利进行的同时有效提升加工精度。
其次是对刀具进行正确选择。目前我国对刀具有较为详细的规定和标准，因此在选用刀具时要严格遵照国家标准。经过仔细筛选，可知单刃镗刀是最合适的加工刀具，此刀具是用来加工两轴孔之间的孔隙的。且镗刀结构简单，在加工上具有显著优势，再加上良好的稳定性。使得加工出来的轴孔十分光洁，具有较高的精度。在加工轴孔时还需要保证同轴度，镗杆的刚度要大，其材料最好选用硬质合金。刀片数量要多，通常在加工时十四个刀片安装在一个镗杆上，七个粗镗刀片，七个精镗刀片。刀片材料与镗杆材料一致，在提升工作效率的同时增加使用周期。
最后，根据不同轴孔结构选择不同的加工方式。凸轮轴孔的缸盖一端是封闭的，在加工时刀
具是从未封闭的一端进刀，为减少镗杆的悬伸量需要在加工时用三个导套作为支撑，刀具分别使用1、3、6档做为支撑。曲轴孔的缸体是开放式的，在加工时刀具可从两端同时进刀。分别采用推镗和拉镗方式对缸体进行加工，前者刀具在1、3、6挡，后者刀具在2、4、7[2]。
（二）对注意事项的相关介绍
在轴孔加工时，对精度的要求是非常严格的。加工精度越高，发动机的性能越好，反之发动机性能较差。下面介绍几点提升轴孔加工精度的主要方法：对镗刀片高度进行合理调整，能够有效减少镗孔的直径误差；提高镗杆的刚度，且对导杆的运转进行控制，达到提高圆度和圆柱度精度的目的。此操作的最终目的是提高发动机的动力传输性能；注意对七孔的位置进行合理调整，使其保证良好的同轴度，从而使轴在旋转过程中的受力比较均匀同时减少对发动机轴瓦的磨损。此外镗杆刚度的增大和机床精度的提高都能有效减少轴孔间同轴度误差[3]。
（三）提升发动机质量的有效措施
凸轮轴孔和曲轴孔的加工，是发动机生产制造过程中关键的环节，其加工精度的高低直接影响着整个发动机的质量。因此在轴孔加工时必须严格保证其精度，下面对提升质量的两项措施进行详细阐述：
对导套定位进行严格控制。在凸轮轴的镗孔过程中，镗杆是从为封闭端开始进刀，且在同一水平线上进行往复运动，在此过程中镗杆会产生较大的悬挂量。为保证镗杆各部分保持在同一水平线上，需要用导套对镗杆进行定位控制，对导套定位的精度的不断提升，能够有效提升镗孔的精度，从而达到提升发动机质量的目的。此外导套安装时需要预留一定的活动量，这样与支架就会保持合理的间隙，在保证镗杆正常工作的同时不会对其自身的导向性产生影响。
对加工设备过滤精度和内冷压力进行严格控制。在曲轴孔的镗孔加工中，镗刀是从两端同时进刀，并在同一水平线上来回运动。冷却液对曲轴孔基本没有什么影响，但凸轮轴孔导套的存在使得冷却液对其有着较大影响。导套与凸轮轴孔的摩擦会使加工温度上升，冷却液在这一过程中起着降温的作用。冷却液的过滤精度越大，凸轮轴孔的加工精度也越高。冷却液的过滤精度过低不仅会严重影响轴孔的加工精度，还会使加工切屑对导套和孔表面产生划痕。
通过以上描述，我们可以知道导套定位精度和冷却液的过滤精度，对发动机质量有着严重影响，提升两者的精度能够有效提高发动机质量，提高切削的分断性，有效抑制刀具磨损，进而提高发动机的性能。[4]
三、结束语
文章通过对发动机凸轮轴孔和曲轴孔的加工技术要求、工艺过程及控制质量的措施的详细介绍，使人们对其工艺过程有了更系统的认识和了解，同时也为相关企业提供一定的参考。轴孔的加工一直是人们关注的热门话题，也是发动机制造中的关键和难点所在。目前我国对轴孔的研究和制造已经取得巨大进步，但在实际加工过程中还存在很多不足急需改进。
参考文献：
[1]林勇.发动机缸体曲轴、凸轮轴孔的珩铰工艺[J].汽车工艺师，2015（3）：40-42.
[2] 罗静，肖铁忠，龚文均，等.发动机缸体曲轴孔加工专用镗床设计[J].制造技术与机床，2013（9）：101-103，106.
[3]孙旭东，连家驹，马连臣，等.凸轮轴孔轴线与止推面垂直度超差问题研究[J].河南科技，2014（16）：116-117.
[4]史丁丁，诸葛明，羊奎，等.浅谈发动机凸轮轴孔和曲轴孔的加工工艺[J].机械制造，2016，54（2）：75-77.发动机
（作者單位：重型专用车发动机安徽省重点实验室1
安徽华菱汽车有限公司2）
发布评论