曲轴制造工艺过程
曲轴就是引擎得主要旋转机件，装上连杆后，可承接连杆得上下(往复）运动变成循环(旋转）运动。就是发动机上得一个重要得机件，其材料就是由碳素结构钢或球墨铸铁制成得，有两个重要部位：主轴颈，连杆颈,(还有其她)。主轴颈被安装在缸体上，连杆颈与连杆大头孔连接，连杆小头孔与汽缸活塞连接，就是一个典型得曲柄
滑块机构。曲轴润滑主要就是指与摇臂间轴瓦得润滑与两头固定点得润滑。这个一般都就是压力润滑得，曲轴中间会有油道与各个轴瓦相通，发动机运转以后靠机油泵提供压力供油进行润滑、降温。发动机工作过程就就是，活塞经过混合压缩气得燃爆，推动活塞做直线运动，并通过连杆将力传给曲轴，由曲轴将直线运
动转变为旋转运动。曲轴得旋转就是发动机得动力源。也就是整个船得源动力．1、曲轴制造技术／工艺得进展
1、球墨铸铁曲轴毛坯铸造技术
（１)熔炼
高温低硫纯净铁水得获得就是生产高质量球墨铸铁得关键。国内主要就是以冲天炉为主得生产设备，铁
水未进行预脱硫处理；其次就是高纯生铁少、焦炭质量差。目前已采用双联外加预脱硫得熔炼方法，采用冲天炉熔化铁水，经炉外脱硫，然后在感应电炉中升温并调整成分。目前，在国内铁水成分得检测已普遍采用真空直读光谱仪来进行。
(2) 造型
气流冲击造型工艺明显优于粘土砂型工艺，可获得高精度得曲轴铸件，该工艺制作得砂型具有无反弹变形量等特点，这对于多拐曲轴尤为重要.目前，国内已有
一些曲轴生产厂家从德国、意大利、西班牙等国引进气流冲击造型工艺，不过，引进整条生产线得只有极少数厂家，如文登天润曲轴有限公司引进了德国KＷ铸造生产线．
2、钢曲轴毛坯得锻造技术
近几年来，国内已引进了一批先进得锻造设备，但由于数量少，加之模具制造技术与其她一些设施跟不上，使一部分先进设备未发挥应有得作用。从总体上来讲，需改造与更新得陈旧得普通锻造设备多，同时，落后得工艺与设备仍占据主导地位，先进技术有所应用但还不普遍。
３、机械加工技术
目前国内曲轴生产线多数由普通机床与专用机床组成，生产效率与自动化程
度相对较低。粗加工设备多采用多刀车床车削曲轴主轴颈及拐颈，工序得质量稳
定性差，容易产生较大得内应力，难以达到合理得加工余量.一般精加工采用ＭQ8２６0等曲轴磨床粗磨－半精磨－精磨-抛光，通常靠手工操作，加工质量不稳定。
发动机曲轴制造技术进展最为迅速得就是机械加工装备，比较典型得加工工艺就是铣削与磨削。下面简要介绍GF70M－T曲轴磨床与VDF ３1５OＭ-4高速随动外铣床，其先进程度可见一斑：
GＦ7０Ｍ－T曲轴磨床就是日本TOYAＤA工机开发生产得专用曲轴磨床，就是为了满足多品种、低成本、高精度、大批量生产需要而设计得数控曲轴磨床。该磨床应用工件回转与砂轮进给伺服联动控制技术，可以一次装夹而不改变曲轴回转中心即可完成所有轴颈得磨削，包括随动跟踪磨削连杆轴颈；采用静压主轴、静压导轨、静压进给丝杠(砂轮头架)与线性光栅闭环控制，使用TOYADA工机生产得GC5０ＣNC控制系统，磨削轴颈圆度精度可达到0、002mm；采用C ＢN砂轮，磨削线速度高达１20ｍ/s，配双砂轮头架，磨削效率极高。
ＶDＦ3１５ＯM-4高速随动外铣床就是德国ＢＯEHRINGER公司专为汽车发动机曲轴设计制造得柔性数控铣床，该设备应用工件回转与铣刀进给伺服连动控制技术，可以一次装夹不改变曲轴回转中心随动跟踪铣削曲轴得连杆轴颈.V ＤF31５OM-４高速随动外铣采用一体化复合材料结构床身，工件两端电子同步旋转驱动，具有干式切削、加工精度高、切削效率高等特点；使用ＳIEMＥＮS 840DＣNＣ控制系统，
设备操作说明书在人机界面上，通过输入零件得基本参数即可自动生成加工程序，可以加工长度4５0~700mm、回转直径在380ｍm 以内得各种曲轴，连杆轴颈直径误差为±0、0２mm。
４、热处理与表面强化处理技术
曲轴得热处理关键技术就是表面强化处理。球墨铸铁曲轴一般均采用正火处理，为表面处理做好组织准备，表面强化处理一般采用感应淬火或氮化工艺。锻钢曲轴则采用轴颈与圆角淬火工艺．引进得设备有ＡＥG全自动曲轴淬火机床、EMA淬火机床等。
据国外资料介绍，球墨铸铁曲轴采用圆角滚压工艺与离子氮化结合使用进行复合强化，可使整条曲轴得抗疲劳强度提高１30%以上。国内部分厂家近几年也进行了这方面得实践，取得了良好得效果．
曲轴圆角滚压加工方面，德国赫根塞特（HＥGENＳCHEＩDＴ—MFD ＡUT ＯMＡTＩＣ)生产得机床应用了变压力滚压与矫正专利技术，就是比较好得圆角滚压设备，但价格昂贵。目前国内在这方面得研究也有了一定得成果，东风汽车有限公司工艺研究所得“曲轴圆角滚压强化与滚压校直技术研究开发及应用”解
决了国内企业化巨资引进国外技术得问题，该课题获得了原国家机械工业局科技进步二等奖．
2、曲轴制造技术得发展趋势
1、铸造技术
(1）熔炼
对于高牌号铸铁得熔化，将采用大容量中频炉进行熔炼或变频中频炉熔炼，并采用直读光谱仪检测铁水成分。球墨铸铁处理采用转包，研制新品种球化剂，采用随流孕育、型内孕育及复合孕育等先进孕育方法.熔化过程得各参数实现微机控制与屏幕显示。
（２）造型
消失模铸造将得到发展与推广。在砂型铸造中，无箱射压造型与挤压造型将受到重视并继续在新建厂或改建厂中推广应用。原有得高压造型线将继续使用，其中部分关键元件将得到改进，实现自动组芯与下芯。
２、锻造技术
以热模锻压力机、电液锤为主机得自动线就是锻造曲轴生产得发展方向，这些生产线将普遍采用精密剪切下料、辊锻（楔横轧)制坯、中频感应加热、精整液压机精压等先进工艺，同时配有机械手、输送带、带回转台得换模装置等辅机，形成柔性制造系统(FMS)。通过ＦMＳ可自动更换工件与模具以及自动进行参数调节，在工作过程中不断测量。显示与记录锻件厚度与最大压力等数据并与定值比较，选择最佳
变形量以获得优质产品.由中央控制室监控整个系统，实现无人化操作.
３、机械加工技术
曲轴粗加工将广泛采用数控车床、数控内铣床、数控车拉床等先进设备对主轴颈、连杆轴颈进行数控车削、内铣削、车-拉削加工，以有效减少曲轴加工得变形量。曲轴精加工将广泛采用CＮC控制得曲轴磨床对其轴颈进行精磨加工。此种磨床将配备砂轮自动动平衡装置、中心架自动跟踪装置、自动测量、自动补偿装置、砂轮自动修整、恒线速度等功能要求，以保证磨削质量得稳定。高精设备依赖进口得现状，估计短期内不会改变.
4、热处理技术与表面强化技术
(1)曲轴中频感应淬火
曲轴中频感应淬火将采用微机监控闭环中频感应加热装置，具有效率高、质量稳定、运行可控等特点。
(２)曲轴软氮化
对于大批量生产得曲轴来说，为了提高产品质量，今后将采用微机控制得氮基气氛气体软氮化生产线。氮基气氛气体软氮化生产线由前清洗机(清洗干燥）、预热炉、软氮化炉、冷却油槽、后清洗机(清洗干燥）、控制系统及制气配气等系统组成.
（3)曲轴表面强化技术
球墨铸铁曲轴圆角滚压强化将广泛应用于曲轴加工中，另外，圆角滚压强化加轴颈表面淬火等复合强化工艺也将大量应用于曲轴加工中，锻钢曲轴强化方式将会更多地采用轴颈加圆角淬火处理。
3、曲轴止推面磨削烧伤工艺分析
在磨削淬火钢曲轴止推面时，可能产生以下3种烧伤:
发动机曲轴
1、回火烧伤
如果磨削区得温度未超过淬火钢得相变温度，但已超过马氏体得转变温度，止推面表层金属得回火马氏体组织将转变成硬度较低得回火组织（索氏体或托氏体），这种烧伤称为回火烧伤。
２、淬火烧伤
如果磨削区温度超过了相变温度，再加上冷却液得急冷作用，表层金属发生二次淬火，使表层金属出现二次淬火马氏体组织，其硬度比原来得回火马氏体得高，在它得下层，因冷却较慢，出现了硬度比原先得回火马氏体低得回火组织（索氏体或托氏体），这种烧伤称为淬火烧伤。
3、退火烧伤
如果磨削区温度超过了相变温度，而磨削区域又无冷却液进入，表层金属将产生退火组织，表面硬度将急剧下降，这种烧伤称为退火烧伤。在曲轴成形磨削中，多属于此种烧伤。
改善磨削烧伤得途径
磨削热就是造成磨削烧伤得根源，故改善磨削烧伤有两个途径：一就是尽可能地减少磨削热得产生；二就是改善冷却条件，尽量使产生得热量少传入工件。
1、有沉割槽得曲轴止推轴颈
在图1中，曲轴止推轴颈有较深得沉割槽，而沉割槽已在以前工序加工好，在磨削时不用磨削沉割槽，只需磨削止推轴颈与两个止推面。在这种情况下，即使就是使用成形砂轮磨削，只要使用强力冷却、合理得磨削余量与选择好砂轮参数，一般情况下可以避免磨削烧伤缺陷得出现。在使用窄砂轮磨削止推轴颈时，可采用得方案就是：调整程序与砂轮得角度磨削，使砂轮从轴颈得右侧以斜切方式进入，磨削至要求尺寸，再快速沿原角度方向斜退出；使砂轮从轴颈得左侧以斜切方
式进入，磨削至要求尺寸，再快速沿原角度方向斜退出；使砂轮从轴颈得中间快速切入磨削至要求尺寸，再快速退出．在上述磨削时，要应用强力冷却.至此，止推轴颈及两侧面磨削完毕。
２、无沉割槽得曲轴止推轴颈
图2所示曲轴止推轴颈无沉割槽，在磨削时需磨削止推轴颈与两个止推面，另外还有两个成形圆角。在这种情况下，即使就是使用窄砂轮磨削，使用强力冷却，也很难避免磨削烧伤缺陷得出现。下面分两种磨削方式来分述解决方案: （1)成形磨削.在成形磨削中，其产生烧伤得主要原因就是磨削热得大量积累与冷却液无法进入而造成得退火烧伤，退火烧伤造成曲轴止推面硬度下降，表层产生退火组织，止推面得耐磨性变差，严重影响发动机得运行稳定性。根据其造成烧伤得主要因素，我们分别从3个方面入手：选择合适得砂轮、选择合理得磨削余量与改善冷却条件。
①选择合适得砂轮。淬火钢曲轴止推面硬度高、面积大，砂粒易磨钝.为了避免砂粒磨钝而产生大量磨削热，砂轮硬度宜选软些，以便磨钝得砂粒及时脱落，保持砂轮得自锐性。组织较软得砂轮气孔多，其中可以容纳切屑，避免砂轮堵塞，又可将冷却液或空气带入磨削区域，从而使磨削区域温度降低.
在保证曲轴止推面粗糙度要求得前提下，宜选择较粗粒度得砂轮，以达到较高得去除比率；另外，砂轮必须精细地平衡，以便砂轮工作时处于良好得平衡状态；砂轮必须及时修整以保持其锋利；影响砂轮修整频次得因素很多，包括被磨材料得纯度与类型、冷却液得净度等；修整砂轮得金刚石支座必须牢固，若金刚石表面上有０、5～0、6ｍｍ得磨损量，标志金刚石已磨钝了，应及时更换；严格控制砂轮传动系统及砂轮心轴得间隙；砂轮传动带松紧调整合适。
②选择合理得磨削余量与磨削参数。在生产实践中，常以提高工件速度，减少径向进给量来减少工件表
面烧伤与裂纹．有一种经验为0、1mｍ磨削法，即在最后加工得０、1mm余量中，逐渐减少进给量，可以去掉前两次磨削行程中产生得表面损伤层，以减少磨削烧伤。
根据以上理论，我们在生产实践中采用曲轴止推轴颈多工序磨削，分为粗磨、半精磨与静磨等工序.经过多工序磨削后，曲轴止推轴颈直径余量为0、１5~０、25ｍm，止推面单边余量为0、04~0、07mm，成形磨削再配以强力冷却等措施，可有效避免烧伤缺陷得产生。值得一提得就是，选择合理得磨削余量，还可以防止止推面出现喇叭口形状(因防止烧伤，一般选择较软得砂轮，余量太大，磨粒脱落较块，容易出现锥面)。