《装备制造技术》2018年第02期
0引言
发动机缸体作为发动机核心部件之一，其加工
质量直接影响着发动机的性能。而缸体曲轴孔的加
工质量直接影响着曲轴的装配，
骏捷改装宝马对发动机的工况、排放及其性能有着紧密的关系。曲轴孔加工工艺一般
经粗加工、主轴承盖安装、精镗和珩磨等工艺后最终
达到图样要求。生产实践表明，
生产过程中采用浮动铰珩的工艺主要提升了孔的形状公差等级，对位置公差基本无影响[1]。因此曲轴孔精镗对其最终位置度起到了关键性作用，缸体曲轴孔使用线镗刀加工相
对于长短镗刀加工，具有更高的线性位置度，
便于调整监控。在机床参数满足要求前提下，线镗刀加工方案关键在于主轴与导向套的同轴度控制。
本文主要介绍了线镗刀的基本结构、工作原理
及工艺过程，对曲轴孔位置度的影响，
以及三种线镗刀应用故障和解决方法。
1线镗刀结构及工作原理
1.1线镗刀结构
以直列四缸发动机五档曲轴孔镗孔为例，线镗
刀结构简图如图1所示。该线镗刀的刀片为一列，
半精镗刀片和精镗刀片各5片，刀片对立侧开有刀具导向键槽。每档曲轴孔都有一一对应的半精镗及精镗刀片加工，半精镗刀片与精镗刀片之间的间距一
致。保证各档曲轴孔同时半精镗后继续同时精镗，
使各档曲轴孔具有很高的线性位置度。当曲轴孔位置度过程能力变差，各档曲轴孔位置度倾斜时能够快
速调整，操作便捷。如果不是使用线镗刀而是使用长短镗刀对各档曲轴孔加工，很难保证各档曲轴孔位置度一致性，不利于后续调整。
1.2线镗刀工作原理
线镗刀进刀装配图如图2所示。线镗刀相对于曲轴孔偏心进刀，直至每档半精镗刀片在相对应曲轴孔之前。此时远离主轴的精镗刀片已经伸进刀具
导向套中，需要在导向套上开一个让刀槽，
及一个与刀具导向键槽配合的导向键。主轴启动，
带动刀具旋转，刀具通过导向键使导向套同步转动，
有效避免精镗刀片撞到导向套上。线镗刀退刀式加工，
各档同时半精镗后同时精镗，退刀至线镗刀完全脱离缸体，导向套轴承定向自锁，收刀，完成一次加工循环。
浅谈线镗刀在缸体曲轴孔加工的应用
银佳和
（上汽通用五菱汽车股份有限公司，
广西柳州545007）摘要：发动机缸体作为发动机核心部件之一，缸体的加工质量直接影响着发动机的性能。而缸体曲轴孔的加工是缸体加工中极为重要的一个环节。介绍了线镗刀的基本结构、工作原理及工艺过程，对曲轴孔位置度的影响，以及三种线镗刀应用故障和解决方法。
关键词：线镗刀；缸体曲轴孔；镗孔中图分类号：TG 533
文献标识码：A
文章编号：1672-545X （2018）02-0129-04斯巴鲁sti多少钱
鄂尔多斯车管所电话收稿日期：2017-11-15
作者简介：银佳和（1992-），男，广西河池人，学士，助理工程师，研究方向：发动机缸体加工工艺、生产线布局优化、精益制造等。
图1线镗刀结构
1.精镗刀片
2.半精镗刀片
3.刀柄
4.刀具导向键槽
1
4
3
2
图2线镗刀进刀装配图
1.导向键
2.刀具导向键槽
起亚k5新款
3.刀片
4.让刀槽
5.导向套
6.线镗刀
10毅
5
6
21
43129
Equipment Manufacturing Technology No.02，2018
2线镗刀加工工艺过程
如图3所示，线镗刀对曲轴孔加工过程有以下几个步骤：
（1）员工将待加工工件推进机床到位
（或机器人上料），工件通过一面两销定位；
（2）托盘带动工件上升；
（3）线镗刀定向偏心（相对于曲轴孔）
，与导向套轴承同心进刀；
（4）托盘带动工件下降至与线镗刀同心；（5）夹具夹紧工件；
（6）主轴启动旋转，退刀式加工曲轴孔，
五档曲轴孔先同时半精镗，再同时精镗，
退刀至线镗刀完全脱离缸体；
（7）导向套轴承定向自锁，
保证让刀槽朝上，导向键竖直朝下；
（8）收刀。
3线镗刀对加工曲轴孔位置度的影响
3.1线镗刀提高各档曲轴孔位置度过程能力
使用线镗刀精镗缸体曲轴孔前后，各档曲轴孔位置度单向距离一个月数据收集对比如图4所示。使用前各档曲轴孔位置度过程能力差，单向距离波动较大，成非线性状态。使用线镗刀后，
各档曲轴孔位置度过程能力提升明显，单向距离波动小，成线性状态，且同时跳动，
便于调整控制。（续下图）
（接上图）
3.2线镗刀减少曲轴孔毛刺产生
如图5（a ）所示，使用传统长短镗刀加工工艺容
上海通用五菱易在曲轴孔处翻边产生毛刺，工件通过清洗机冲洗不掉，但在装配曲轴时，毛刺被磕碰掉到曲轴孔及曲轴腔内，容易导致曲轴抱死引起清洁度问题。如图5（b ）所示，
线镗刀工艺能很好的解决毛刺问题，使毛刺更少更小，便于去除，
且不易掉落。4线镗刀应用问题及解决方法
4.1导向套上导向键被冲击变形导致频繁崩刀问题
进刀时，刀具导向槽与导向键之间有一定的间隙，约为2mm ，如图6（a ）所示。当主轴带动刀具按加
图3线镗刀加工过程
1.导向套
2.缸体
3.曲轴孔
4.线镗刀
2
4
3
1
x
VIEW X
（a ）使用长短镗刀
50.0550.0450.0350.0250.0150.0049.9949.9849.9749.9649.95
50.0550.0450.0350.0250.0150.0049.9949.9849.9749.9649.95
X
⎺上公差线Q 3
下Q 3
上下公差线0102030405060708090100
110120
数值号→#901-TP-Y
0102030405060708090100110120
数值号→#905-TP-Y
（
a ）使用长短镗刀
图5缸体各档曲轴孔使用线镗刀前后翻边毛刺对比
（b ）使用线镗刀
图4缸体各档曲轴孔使用线镗刀前后位置度单向距离对比
（b ）使用线镗刀
50.0550.0450.0350.0250.0150.0049.9949.9849.9749.9649.95
50.0550.0450.0350.0250.0150.0049.9949.9849.9749.9649.95
X
⎺上公差线
Q 3
下Q 3
上下公差线
0102030405060708090100110120130140150
数值号→
#901-TP-Y
数值号→
#905-TP-Y
0102030405060708090100110120130140150
130
《装备制造技术》2018年第02期
工转速启动旋转时，刀具导向槽会对导向键产生很
大的瞬时冲击力，使导向键疲劳变形，如图6（b ）所示，刀片与让刀槽壁安全距离变短。当导向键疲劳变形达到一定程度时，伸进导向套的精镗刀片撞到让
刀壁上，导致崩刀，如图6（c ）所示。
2016年11月份，夜班精加工线旁50件抽检，曲轴孔#901直径偏小，其他曲轴孔直径正常，
换刀加工，发现刀具加工#901孔精加工刀片崩刃。换刀首件，测量#901直径同样超下差，检查发现刀具同一位置又崩刃。在验证设备过程中，累计6把刀具崩刀，且为同一位置。
崩刀的主要原因有两点：一是导向键强度不够，需更换强度更高的导向键；二是主轴启动旋转速度
太快，可通过降低主轴启动旋转速度，
以降低刀具导向槽对导向键的冲击力。主轴先加速到6r/min 旋转0.2s 确保刀具导向槽与导向键贴合后，再提速到550r/min 的旋转速度加工曲轴孔。4.2曲轴孔位置度单向距离两侧倾斜问题
2017年5月份，查看精加工抽检Q-Das 数据，发现曲轴孔#902-#904位置度过程能力好，#901、#905位置度过程能力较低，主要表现为单向距离倾斜。如图7所示，#901-#905曲轴孔位置度单向距离
倾斜时，
应先检查是否为定位面不平引起，再考虑主轴与导向套同轴度问题。如果定位面不平问题调整定位面即可。如果是主轴与导向套同轴度超差引起，不能通过直接程序坐标值补偿。应该先检查主轴与导向套圆心偏移量，将主轴与导向套同轴度调整到公差以内，避免主轴与导向套同轴度超差导致刀具进刀困难，或者进刀后憋住导致导向套轴承和主轴受到过大偏向力加快磨损。将主轴与导向套同轴度调整到公差以内，此时各档曲轴孔位置度单向距离在同一水平面上。再根据加工测量位置度单向距离
实际整体偏移中值情况，通过调整定位面或者定位
销整体调回中值。
4.3曲轴孔位置度单向距离单侧波动大问题
2017年8月开始，精镗曲轴孔#905位置度波动大，OP190B Marposs 测量，存在单个工件的曲轴孔位置度倾斜过大报警。如图8所示，#901-#905曲轴孔位置度单向距离单侧波动大时，应先检查是否为波动大侧夹具夹紧力不足或者夹紧头磨损问题，再考虑主轴与导向套同轴度问题。如果是波动大侧夹具夹紧力不足或者夹紧头磨损问题直接调整夹具即可。如果是主轴与导向套同轴度超差引起靠近主轴端波动大，调整方式参考曲轴孔位置度单向距离倾斜调整方案[2-3]。
图7曲轴孔位置度单向距离倾斜图示
-64.95
-64.96-64.97-64.98-64.99-65.00-65.01-65.02-65.03-65.04-65.05
0102030405060708090100110120130
交警 军车数值号→#905-TP -X
Q 3上Q 3
下X
⎺上公差线下公差线
（a ）刀片安全间隙
（b ）导向键磨损
图6崩刀图示（c ）刀片崩刃
安全间隙
让刀槽轮廓线
冲击，
磨损，变形
刀具刀尖圆弧轨迹线
崩刃刀片
-64.95-64.96-64.97-64.98-64.99-65.00-65.01-65.02-65.03-65.04-65.05
0102030405060708090100110120130
数值号→#904-TP -X
图8曲轴孔位置度单向距离单侧波动大图示
0102030405060708090100110120130
数值号→#905-TP -Y
Q 3
上Q 3
下X
⎺上公差线
下公差线
50.0550.0450.0350.0250.0150.0049.9949.9849.9749.9649.95
010********
60708090100110120130
50.0550.0450.0350.0250.0150.0049.9949.9849.9749.9649.95
数值号→#901-TP -Y
131
Equipment Manufacturing Technology No.02，2018
The A ppl i cat i on i n M achi ni ng C r ankshaf tH ol e w i t h Li ne B or i ng Tool
YIN Jia-he
（SAIC GM Wuling Automobile Co.，Ltd.，Engine Manufacturing Department ，Liuzhou Guangxi 545007，China ）A bst r act ：As one of the core engine parts ，engine cylinder block processing quality directly affects the perfor -mance of the engine.The crankshaft hole processing is the distinctly important one link in cylinder block machin -ing.Line boring tool is introduced in this paper the basic structure ，working principle and technological process ，and its influence to the crankshaft hole position.and three line boring tool application failures and solutions.K ey w or ds ：line boring tool ；crankshaft hole ；boring
5结束语
本文主要介绍精镗缸体曲轴孔的线镗刀基本结
构、工作原理及工艺过程，
对缸体曲轴孔位置度及减少翻边毛刺有很大的改善，以及三种线镗刀应用故障和解决方法。对精镗曲轴孔的加工过程能力能够有效
监控，便于对后续加工过程能力提升，快速调整。这种
结构线镗刀应用广泛，
可直接安装在柔性线CNC 中，主要对缸体曲轴孔、凸轮轴孔等并列较长且不连续，
加工质量要求高的轴孔加工。
参考文献：
[1]庹鹏，陈玉，黄雅韵.浅谈加工中心精镗曲轴孔工艺方
案[J].汽车制造业，2017（C1）：22-24.
[2]罗静，肖铁忠，
龚文均，等.发动机缸体双金属曲轴孔半精镗及精镗加工工艺[J].制造技术与机床，2013（08）：101
-103，106.
[3]刘
洋，黄雅韵，文
涛.线镗工艺加工曲轴孔的能力提升
及其常见问题浅析[J].装备制造技术，2017（2）：181-183.
The R esear ch ofC ont r oland O pt i m i zat i on ofS t eer i ng W heelD r i vi ng
W obbl i ng f ora C er t ai n Type ofC om m er ci alV ehi cl e
LIN Chang-bo ，XU En-yong ，FENG Gao-shan ，ZHAN Xin （Dongfeng Liuzhou Motor Co.，Ltd.，Liuzhou Guangxi 545005，China ）
A bst r act ：The steering wheel jitter of a commercial vehicle at high speed will seriously affect the comfort and safe -
ty of driving.In order to solve the problem of a certain type of commercial vehicle steering wheel wobbling ，in this paper ，transfer path analysis and test screening were used to determine the influ
encing factor of the steering wheel wobbling.Through the modal testing and analysis ，it was positioned key factor as the resonance caused by the coupling of the steering system modal and the second order frequency of tire rotation.Based on the analysis of vi -bration theory ，an improved procedure to increase the stiffness of the transmission system was proposed ，and the structure optimization design of the transmission system bracket was carried out.In the end ，the effectiveness of the procedures to deal with the problem of high-speed wobbling were verified through tests.K ey w or ds ：steering wheel ；driving wobbling ；vibration test ；structural optimization
[5]Li S ，Guo Q ，Zong L ，et al.Application of multiple -refer ences transfer path analysis on the vibration at steering wheel under road excitation [C]//Transportation Electrification Asia -Pacific IEEE Conference and Expo ，2014：1-5.[6]侯锁军，史文库，毛
阳.应用传递路径分析方法对方向盘
抖动贡献量的研究[J].西安交通大学学报，2013，47（3）：
132-136.
[7]宋海生.基于扩展OPAX 传递路径分析方法的轻型客车振动控制研究[D].长春：吉林大学，2012.[8]赵红飞，丁晓明，吕俊成.某微型车方向盘抖动控制策略[J].汽车工程师，2014（9）：19-21.
[9]Ge X ，Jin Y ，Zhu C.Analysis and optimization of forklift
truck steering wheel idle vibration [J].Journal of Advanced
Mechanical Design Systems &Manufacturing ，2015，9（3）：23-28.
[10]Xiang TM ，Zhou ST ，Yi L.Free Modal Analysis for Spiral Bevel Gear Wheel Based on the Lanczos Method [J].Open
Mechanical Engineering Journal ，2015（9）：637-645.
[11]Sun L ，Chen N ，Zhao Z.Experimental Modal and Dynamic Performances Analysis of Car ’s Body-in-white[J].Journal of
Residuals Science &Technology ，2016，13（8）：1-4.[12]Do H ，Park S ，Kang J.Study of Parameters for Resonance Avoidance of Steering Wheel [J].Transactions of the Korean Society for Noise &Vibration Engineering ，2017，27（5）：573-580.
（上接第110页）
132